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西南民族大学郝刚副教授等:低盐环境下蛋白质氧化对牦牛肌肉结构及持水性的影响
2023-09-01作者:来源:责任编辑:食品界 字体A+AA-
牦牛起源于我国,是一个古老而原始的牛种。牦牛肉含有丰富的蛋白质、氨基酸和矿物质元素,其中花生四烯酸、亚油酸等营养成分显著高于黄牛肉。肉的保水性是指肌肉在外力作用下保持其原有水分与添加水分的能力,是衡量肉品质的重要指标之一。肌肉在加工、贮存过程中发生氧化。目前,大多数研究者主要通过Fenton氧化体系模拟蛋白氧化,蛋白氧化会导致蛋白肽链骨架断裂,肌纤维束间隙增大,使其肌肉持水性降低,品质下降。NaCl对肉持水性和蛋白质氧化方面具有重要影响。
1 氧化对肌肉中TBARS值的影响
2 氧化对羰基含量的影响
如图2所示,未氧化组与氧化程度为10 mmol/L H2O2之间的羰基含量具有显著差异(P<0.05),且羰基含量随着氧化程度的增加整体呈增加趋势,与TBARS值的变化趋势一致。这是由于一些氨基酸残基在活性氧的作用下转化为羰基衍生物导致羰基含量增加。另外,脂质氧化产生二级二羰基产物,如丙二醛,这些产物与肌球蛋白相结合生成蛋白相结合的羰基。
如图3所示,巯基含量随着氧化程度的增加而降低,氧化程度为10 mmol/L时,巯基含量显著低于对照组(P<0.05)。蛋白质在羟自由基的诱导下会导致巯基氧化成二硫键,从而导致蛋白质巯基含量的下降。此外,pH 8.0相对于pH 5.0时具有更低的巯基含量。说明蛋白分子经过碱处理后结构发生了明显变化,暴露更多的—SH;另外,碱性条件下有利于半胱氨酸残基去质子(SH→S-),更容易被氧化成二硫键。
4 SDS-PAGE分析
由图4可知,分子质量约200 kDa处,在非还原胶中被减弱的蛋白条带并没有在还原胶中恢复,但在分子质量约63、25~35 kDa和17~20 kDa处出现新的条带,说明肌原纤维蛋白发生降解。非还原胶中,分子质量48 kDa(肌动蛋白)处的条带随着氧化程度增加逐渐减弱,但在还原胶中恢复到与空白接近的水平,说明蛋白氧化除了通过二硫键的方式发生交联外还存在非二硫键的交联方式,如酪氨酸与酪氨酸反应生成二酪氨酸,Shifit碱反应等。另外,非还原胶中,分子质量100(磷酸化酶b)、48~63 kDa(丙酮酸激酶)处的条带随着氧化程度的增加逐渐减弱。此外,非还原胶中,分子质量约63(丙酮酸激酶)、48(肌动蛋白)、35 kDa(甘油醛磷酸脱氢酶、乳酸脱氢酶)处的蛋白条带在碱性环境中比在酸性环境中更加清晰。可能是因为在pH 5.0时蛋白分子间形成的共价键更多是二硫键,在还原胶中通过β-巯基乙醇被还原,使分子质量在48 kDa处的蛋白条带颜色较pH 8.0时颜色深。
5 氧化对肌肉离心损失的影响
6 氧化对肌肉蒸煮损失的影响
由图7可知,图谱中共有3 个峰,其中T2 0.285~4.642 ms处的峰对应结合水弛豫时间(T2b);T2 18.738~114.976 ms处的峰对应不易移动水弛豫时间(T21);T2 174.753~705.48 ms处的峰对应自由水弛豫时间(T22)。P2b、P21和P22分别是结合水、不易流动水和自由水的相对含量。
由图8可知,结合水和自由水占比较小,都低于5%,不易移动水占绝大多数,比例超过90%。随着氧化程度的增加,P21所占比例降低,P22所占比例增加。pH 5.0 60 mmol/L H2O2处理组与空白组相比,牦牛肉的结合水从2.88%下降到1.50%,不易流动水稍微下降,自由水从1.79%增加到3.61%;pH 8.0 60 mmol/L H2O2处理组与空白组相比,牦牛肉的结合水从3.14%下降到1.77%,不易流动水从95.75%下降到95.32%,自由水从1.11%增加到2.92%。这表明随着氧化程度的增加自由水会增加,结合水和不易流动水略微下降。同一H2O2浓度下,pH 8.0时自由水含量低于pH 5.0。结合水变化较小,可能是因为该部分是与蛋白质等大分子结合最为紧密的水,且不易受蛋白质结构和电荷变化的影响。不易流动水存在于纤丝、肌原纤维及膜之间。自由水是存在于肌细胞外间隙中的水分,随着氧化程度的增加不易流动水下降,自由水增加,可能是因为蛋白质氧化程度增加,导致水与蛋白质分子间的结合作用力减弱,从而增加水分子的流动性。在肉制品的加工中自由水极易损失。Bertram等从猪肉中提取肌原纤维蛋白并用低场核磁共振仪分析T2分布的影响,发现平均T2随pH值升高而增加。
结 论
本文《低盐环境下蛋白质氧化对牦牛肌肉结构及持水性的影响》来源于《食品科学》2023年44卷第10期38页,作者:胡婷,屈莎,唐善虎,李思宁,郝刚。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220919-171。