養(yǎng)殖暹羅鱷肉肌原纖維蛋白的理化性質(zhì)

肖 琨，王錫昌

（上海海洋大學食品學院，上海 201306）

養(yǎng)殖暹羅鱷肉肌原纖維蛋白的理化性質(zhì)

肖 琨，王錫昌*

（上海海洋大學食品學院，上海 201306）

篩選養(yǎng)殖暹羅鱷肌原纖維蛋白含量最高部位，提取并分析離子強度、pH值和溫度對肌原纖維蛋白溶液的溶解性、乳化性和熱誘導凝膠特性的影響。結果表明：暹羅鱷尾部肌原纖維蛋白所占比例最高（（7.95±0.12） g/100 g，以濕質(zhì)量計），暹羅鱷尾肉中肌原纖維蛋白主要為肌球蛋白重鏈、副肌球蛋白、肌動蛋白和原肌球蛋白。在低離子強度條件下，肌原纖維蛋白的溶解度和乳化性較低，但有良好的凝膠特性，隨著離子強度的升高，肌原纖維蛋白的溶解度和乳化性升高，凝膠特性則呈現(xiàn)下降趨勢。隨著pH值升高，肌原纖維蛋白溶解度呈現(xiàn)先迅速下降后升高的趨勢，乳化性和凝膠特性則呈現(xiàn)持續(xù)緩慢下降的趨勢，其中溶解度和保水性在pH 5.5達到最低點。隨著熱變溫度升高，其凝膠特性顯著增加，保水性先下降后略有升高，在低溫（40 ℃）下有較好的保水性，在80 ℃保水性升高至又一峰值隨后下降。結論：肌原纖維蛋白在NaCl濃度0.2 mol/L進行調(diào)配，并在80 ℃條件下加熱處理，暹羅鱷肉類產(chǎn)品將具有較好的質(zhì)構特性及保水性。

養(yǎng)殖暹羅鱷；肌原纖維蛋白；溶解性；乳化性；凝膠特性

暹羅鱷是鱷魚皮革制品的主要原材料來源，尤以其繁殖能力強，飼養(yǎng)成本低、見效快、經(jīng)濟效益顯著等優(yōu)點受到廣泛關注。我國自1993年開始引進并養(yǎng)殖暹羅鱷（Crocodylus siamensis），并于2005年被我國國家林業(yè)局列入首批可商業(yè)經(jīng)營利用的野生動物名錄[1]，政策上的鼓勵有力促進了暹羅鱷養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。但在大量養(yǎng)殖暹羅鱷的同時也造成了一定程度上生物資源的浪費，鱷魚經(jīng)剝皮后的部分仍可食用。目前，已有學者[2-3]對暹羅鱷的營養(yǎng)品質(zhì)、食用品質(zhì)進行研究，并初步探索制作暹羅鱷肉產(chǎn)品[4]，表明暹羅鱷可食部分仍是可利用率很高的生物資源，暹羅鱷肉產(chǎn)品開發(fā)市場前景廣闊。在研究其營養(yǎng)與食用品質(zhì)的基礎上，對于肌肉蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)了解成為產(chǎn)品開發(fā)的首要步驟。

肌肉蛋白質(zhì)主要成分是肌原纖維蛋白，占蛋白質(zhì)含量的50%～60%。肌原纖維蛋白對于肉制品的品質(zhì)和特性具有非常重要的影響，其功能性質(zhì)如溶解性、乳化性、凝膠特性、保水性和分散性等對肉制品加工質(zhì)量影響很大[5]。肌原纖維蛋白凝膠，在溶液界面是肌原纖維蛋白的性質(zhì)改變，直接影響蛋白的感官性質(zhì)（肉制品的彈性、多汁性、口感等）[6]。食品蛋白質(zhì)功能性質(zhì)的影響因素有很多，內(nèi)在因素如蛋白質(zhì)組成、單體或多聚體等；加熱條件如加熱、酸化、干燥等；以及最為普遍的外在因素，如溫度、pH值、鹽及表面活性劑等[7]。

本實驗對養(yǎng)殖暹羅鱷可食部位肌肉的一般營養(yǎng)成分及蛋白質(zhì)組分進行研究，隨后提取含量最高部位的肌原纖維蛋白，采用十二烷基磺酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳（sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis，SDS-PAGE）分析其組成。進一步探討NaCl濃度、pH值對肌原纖維蛋白溶解性、乳化性和熱誘導凝膠特性（硬度、黏性、咀嚼性、保水性）的影響，以及熱變溫度對熱誘導凝膠特性的影響，為暹羅鱷肉類產(chǎn)品開發(fā)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.5 歲齡養(yǎng)殖暹羅鱷，平均體質(zhì)量（18.65±1.06）kg，采自江蘇省昆山市正鑫鱷魚開發(fā)有限公司，去皮、骨后保存于－20 ℃冰箱中待測。

牛血清白蛋白（生物試劑） 國藥集團化學試劑有限公司；SDS-PAGE相關試劑（生物試劑） 生工生物工程（上海）股份有限公司；催化片（分析純） 丹麥福斯公司；大豆油（食品級） 益海嘉里食品營銷有限公司；其余化學試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

8400凱氏定氮儀、2050索氏抽提系統(tǒng) 丹麥福斯公司；Avanti J-26XP冷凍離心機 美國貝克曼庫爾特有限公司；TA. XT. Plus質(zhì)構儀 英國Stable Micro System公司；UV2300分光光度計 上海天美科學儀器有限公司；T10 basic高速分散機 德國IKA公司；FE20K pH計美國梅特勒-托利多公司。

1.3 方法

1.3.1 一般營養(yǎng)成分測定[8]

水分含量測定采用GB/T 5009.3—2010《食品中水分的測定》，粗蛋白含量測定采用GB/T 5009.5—2010《食品中蛋白質(zhì)的測定》，粗脂肪含量測定采用GB/T 5009.6—2003《食品中脂肪的測定》，灰分含量測定采用GB/T 5009.4—2010《食品中灰分的測定》。

1.3.2 蛋白質(zhì)組分分析

參考Asghar[9]、張丹[10]等對蛋白質(zhì)組分的分離方法。

1.3.3 肌原纖維蛋白的提取

肌原纖維蛋白的提取參考文獻[11-12]的方法，略有改動。稱取5 g解凍的均質(zhì)肌肉于離心管中，加入4 倍體積的標準鹽溶液（20 mmol/L磷酸鹽緩沖液、0.1 mol/L KCl、2 mmol/L MgCl2、1 mmol/L NaN3、1 mmol/L乙二醇雙四乙酸（ethylene glycol tetraacetic acid，EGTA），pH 7.0），高速分散器均質(zhì)2 min（勻漿3 s，間隔30 s），隨后在4 ℃下10 000 r/min離心10 min棄去上清液，收集沉淀，重復3～4 次后再向沉淀中加入4 倍體積0.1 mol/L NaCl，高速分散器均質(zhì)30 s，用單層100 目紗布過濾，4 ℃下10 000 r/min離心，該純化步驟重復2～3 次得到肌原纖維蛋白。

1.3.4 肌原纖維蛋白的SDS-PAGE

參考Laemmli[13]的方法對提取得到的肌原纖維蛋白進行SDS-PAGE分析。分離膠質(zhì)量分數(shù)10%，濃縮膠質(zhì)量分數(shù)5%，電泳緩沖液為0.05 mol/L Tris、0.384 mol/L甘氨酸、質(zhì)量分數(shù)0.1% SDS（pH 8.3）的混合溶液。電泳膠的厚度為1 mm，進樣量為15 μL，進樣質(zhì)量濃度為1 mg/mL，電泳開始時調(diào)節(jié)電壓為80 V，當樣品進入分離膠后將電壓調(diào)節(jié)為120 V。

1.3.5 蛋白質(zhì)濃度測定

采用雙縮脲法，用牛血清白蛋白作為標準蛋白。

1.3.6 肌原纖維蛋白溶解性的測定

[14]的方法，略加改進。向一定量肌原纖維蛋白質(zhì)加入不同pH值（4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0），不同NaCl濃度（0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mol/L）的鹽溶液，配制成0.2 mg/100 mL的蛋白質(zhì)溶液，均質(zhì)機均質(zhì) 1 min，10 000 r/min離心10 min。在改變某個因素條件時，其他因素條件保持不變。采用雙縮脲法測定上清液中蛋白含量及樣品中總蛋白含量。溶解度按公式（1）計算。

1.3.7 肌原纖維蛋白乳化性的測定

參考文獻[15]方法，略加改進。蛋白質(zhì)溶液配制方法同1.3.6節(jié)，取15 mL加入大豆油5 mL高速均質(zhì)器勻漿1 min制成乳狀液，從容器底部吸取50 μL的乳化液加入5 mL的體積分數(shù)0.1%的SDS溶液，在500 nm波長處測定吸光度A0，將乳狀液靜置10 min后測吸光度，記為A10，以SDS溶液為對照。按照公式（2）、（3）計算乳化活性指數(shù)（emulsifying activity index，EAI）和乳化穩(wěn)定性（emulsion stability index，ESI）。

式中：2.303為換算系數(shù)；ρ為乳化液形成前水溶液中水解物的蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度/（g/mL）；φ為乳化液中油的體積分數(shù)，此處為25%；L為光路長度/cm。

1.3.8 肌原纖維蛋白熱誘導凝膠制備

參考文獻[5]將蛋白質(zhì)量濃度調(diào)整到40 mg/mL，置于10 mL燒杯中，于水浴中以1 ℃/min從25 ℃升至40、50、60、70、80、90 ℃，并在到達終點溫度時于該溫度下恒溫20 min，隨后將燒杯取出，4 ℃下過夜（12 h）測定凝膠相關指標。

1.3.9 肌原纖維蛋白熱誘導凝膠質(zhì)構特性的測定

TA. XT. Plus型質(zhì)構分析儀探頭選取P 0.5，參數(shù)設置為穿刺前探頭運行速率1.0 mm/s，穿刺時運行速率1.0 mm/s，返回速率1.00 mm/s，壓縮距離4.0 mm，觸發(fā)類型：auto，停留時間5 s，觸發(fā)力1.0 g，數(shù)據(jù)搜取速率200 pps。

1.3.10 肌原纖維蛋白熱誘導凝膠保水性的測定

參考Kocher等[16]的方法，將制備好的凝膠在4 ℃條件下，經(jīng)10 000 r/min離心10 min，去除離心分離的液體，記錄空離心管質(zhì)量m、離心前離心管與凝膠總質(zhì)量m1及離心去除水后離心管與凝膠總質(zhì)量m2。平行3 次，按公式（4）計算保水性。

1.4 數(shù)據(jù)處理

實驗數(shù)據(jù)采用SPSS 20.0及Microsoft Excel 2007進行數(shù)據(jù)處理與檢驗分析，以±s表示，P＜0.05為差異顯著。

2 結果與分析

2.1 養(yǎng)殖暹羅鱷不同部位一般營養(yǎng)成分

表1 養(yǎng)殖暹羅鱷各部位一般營養(yǎng)成分Table1 General nutritional composition of cultured Crocodylus siamensis muscle

由表1可知，養(yǎng)殖暹羅鱷3 個部位肌肉中的粗蛋白及粗脂肪含量均存在顯著差異（P＜0.05），其中尾肉的粗蛋白含量最高，達91.26%，其次是體肉（89.69%）和腿肉（88.42%）。三者粗蛋白含量均遠高于同屬鱷形目的揚子鱷肌肉和暹羅鱷肌肉，除腿肉中粗蛋白含量略低于青魚（88.91%），養(yǎng)殖暹羅鱷主要部位肌肉中粗蛋白含量均高于其他魚肉及家畜禽肉，并與同屬于爬行綱的中華鱉腿肉中粗蛋白（89.66%）含量相近。雞蛋蛋白質(zhì)的生物價值極高，而養(yǎng)殖暹羅鱷尾肉粗蛋白含量是雞蛋蛋白質(zhì)含量（48.01%，以干質(zhì)量計）[17]的1.9 倍。養(yǎng)殖暹羅鱷各部位肌肉的粗脂肪含量普遍較低，為3.43%～5.46%，蛋白質(zhì)與粗脂肪比值為16.43～25.78，是高蛋白低脂肪的良好肉質(zhì)。

2.2 養(yǎng)殖暹羅鱷不同部位蛋白質(zhì)組分分析

表2 養(yǎng)殖暹羅鱷不同部位肌肉中蛋白質(zhì)及非蛋白氮的含量Table2 Protein and non-protein nitrogen contents in different parts of cultured Crocodylus siamensis muscle

肌肉中蛋白質(zhì)按其溶解性可分為水溶性蛋白質(zhì)（如肌漿蛋白）、鹽溶性蛋白質(zhì)（如肌原纖維蛋白）和不溶性蛋白質(zhì)（如基質(zhì)蛋白）。由表2可知，各部位蛋白質(zhì)組分基本呈現(xiàn)規(guī)律為：肌原纖維蛋白＞肌漿蛋白＞基質(zhì)蛋白＞非蛋白氮。尾肉中除總基質(zhì)蛋白含量低于其余部位外，肌原纖維蛋白、肌漿蛋白以及非蛋白氮含量均為最高。

水溶性氮化物包括肌漿蛋白與非蛋白氮，含有大量游離氨基酸、核苷酸等水溶性滋味物質(zhì)[20]。暹羅鱷3 個主要部位的肌漿蛋白占總蛋白的30%左右，尤其尾肉肌漿蛋白達到31.84%，由此推斷鱷魚肉的滋味豐富，口感獨特。暹羅鱷不同部位肌肉中的肌原纖維蛋白含量均為最高，而肌原纖維蛋白是肉類形成彈性凝膠體的主要作用成分，與肉制品的保水性、黏彈性、質(zhì)地等密切相關。尾肉中肌原纖維蛋白含量顯著高于其余部位，因此確定為肌原纖維蛋白功能性質(zhì)的研究對象。

2.3 養(yǎng)殖暹羅鱷尾肉肌原纖維蛋白SDS-PAGE電泳

由圖1可知，養(yǎng)殖暹羅鱷尾部肌肉肌原纖維蛋白主要由分子質(zhì)量為220 kD的肌球蛋白重鏈、分子質(zhì)量為100 kD的副肌球蛋白、分子質(zhì)量為43 kD的肌動蛋白、分子質(zhì)量為36 kD的肌鈣蛋白、分子質(zhì)量為35 kD的原肌球蛋白以及一些低分子質(zhì)量的蛋白，推測為分子質(zhì)量為23.5 kD的肌球蛋白輕鏈1及16.8 kD的肌球蛋白輕鏈2[21]。這一結果與Marino等[22]研究的結果相一致。電泳圖譜中雜帶較少，說明提取純度相對較高，本實驗方法提取的肌原纖維蛋白可以用于后續(xù)實驗研究。

圖1 養(yǎng)殖暹羅鱷尾部肌肉肌原纖維蛋白SDS-PAGE圖譜Fig.1 SDS-PAGE patterns of myofibrillar proteins in tail muscle from cultured Crocodylus siamensis

2.4 養(yǎng)殖暹羅鱷尾肉肌原纖維蛋白功能特性

2.4.1 NaCl濃度對養(yǎng)殖暹羅鱷尾部肌肉肌原纖維蛋白溶解性及乳化性的影響

表3 NaCl濃度對養(yǎng)殖暹羅鱷尾部肌肉肌原纖維蛋白功能性的影響Table3 Effect of NaCl concentration on functional properties of myofibrillar proteins in tail muscle from cultured Crocodylus siamensis

由表3可知，肌原纖維蛋白在低離子強度溶液中溶解度較小，隨著鹽濃度的增大，其溶解度顯著提高，當NaCl濃度達到1.0 mol/L之后，蛋白溶解度的變化趨于平緩。EAI隨NaCl濃度的升高而逐漸增大，當濃度達到0.6 mol/L后，EAI增加不顯著。ESI在NaCl濃度為0.8 mol/L時達到最高值，其余濃度下無顯著性差異。

鹽離子與肌原纖維蛋白帶相反電荷的基團作用形成雙電層，減少了蛋白質(zhì)分子間的靜電作用，增強了蛋白質(zhì)分子與水分子的作用，從而使得肌原纖維蛋白更好地分散在溶液中，溶解性增大[23]。隨著鹽濃度增加，蛋白質(zhì)得以發(fā)揮表面活性作用，同時高速攪拌使蛋白質(zhì)分子與脂肪分子充分結合，更易交聯(lián)成聚集態(tài)[24]，因此EAI呈增高趨勢。在鹽濃度較低時，肌原纖維蛋白溶解度過低，溶液中蛋白質(zhì)分子相對較少不足以包裹脂肪顆粒，從而導致乳化液靜置分層，ESI相對較低。增加鹽濃度后，更多的蛋白質(zhì)分子參與形成蛋白膜來包裹脂肪，阻止脂肪顆粒聚集分層，穩(wěn)定乳化液，并在0.8 mol/L時達到最高值，隨濃度升至1.0 mol/L，鹽析作用又使得乳化液穩(wěn)定性變差[25]。

2.4.2 pH值對養(yǎng)殖暹羅鱷尾部肌肉肌原纖維蛋白溶解性及乳化性的影響

表4 pH值對養(yǎng)殖暹羅鱷尾部肌肉肌原纖維蛋白功能性的影響Table4 Effect of pH on functional properties of myofibrillar proteins in tail muscle from cultured Crocodylus siamensis

由表4可知，在NaCl濃度為0.6 mol/L時，pH 4.5～5.5范圍內(nèi)，肌原纖維蛋白溶解度隨pH值增加顯著下降（P＜0.05），pH 5.5～7.0，肌原纖維蛋白溶解度呈現(xiàn)迅速升高的趨勢。肌原纖維蛋白的EAI在等電點pH 5.5之前，隨pH值升高整體呈下降趨勢，在等電點pH 5.5處降到最低值，隨后又有所增加，與劉紅彥[26]研究結論相一致。pH值對ESI的影響不顯著（P＞0.05）。

肌原纖維蛋白的溶解度在pH 5.5處達到最低值，說明該點接近肌原纖維蛋白等電點，與文獻報道一致[6,23]。此時蛋白質(zhì)分子以兩性離子形式存在，所帶的凈電荷最少，蛋白質(zhì)分子之間作用力減弱，其顆粒更易凝聚而產(chǎn)生沉淀，因此溶解度最小，此時吸附在油水界面蛋白質(zhì)分子也最少，導致乳化活性指數(shù)最低。遠離等電點后，蛋白質(zhì)分子因電荷的靜電斥力增加而分散開，表現(xiàn)為溶解度增大[26]，蛋白質(zhì)表面張力降低，疏水性基團暴露在外，在吸附脂肪粒的過程中，蛋白質(zhì)骨架上的疏水殘基移動并定向到油滴表面會發(fā)生構象重排[27]，從而有利于體系乳化的進行，表現(xiàn)為乳化性升高。

2.4.3 凝膠性

熱誘導凝膠性是食品蛋白質(zhì)的一個最重要功能特性，一定濃度的蛋白質(zhì)分子加熱時會因變性而解折疊發(fā)生聚集然后形成凝膠[28]。

2.4.3.1 NaCl濃度對養(yǎng)殖暹羅鱷尾部肌肉肌原纖維蛋白凝膠特性的影響

圖2 NaCl濃度對養(yǎng)殖暹羅鱷尾部肌原纖維蛋白熱誘導凝膠硬度、黏性和咀嚼性的影響Fig.2 Effect of NaCl concentration on the hardness, gumminess and chewiness of myofibrillar protein gel in tail muscle from cultured Crocodylus siamensis

圖3 NaCl濃度對養(yǎng)殖暹羅鱷尾部肌原纖維蛋白熱誘導凝膠保水性的影響Fig.3 Effect of NaCl concentration on the WHC of myofibrillar protein gel in tail muscle from cultured Crocodylus siamensis

由圖2可知，NaCl濃度對養(yǎng)殖暹羅鱷尾部肌原纖維蛋白熱誘導凝膠硬度、黏性、咀嚼度3 項指標的影響趨勢相同，均隨著NaCl濃度的升高呈現(xiàn)先上升后降低趨勢，在0.2 mol/L處達到高值，并在0.8 mol/L后變化不再顯著。由圖3可知，在NaCl濃度為0.1～0.8 mol/L范圍內(nèi)，養(yǎng)殖暹羅鱷尾部肌原纖維蛋白熱誘導凝膠保水性隨NaCl濃度升高而降低，在處0.8 mol/L處保水性為最低（84.28%），隨后顯著升高，但比在0.1 mol/L時最高保水性降低了4.77%。

鹽對肌原纖維蛋白凝膠的影響機理尚有爭議。有研究[29]發(fā)現(xiàn)隨著鹽濃度增高，肌原纖維蛋白凝膠的硬度呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢，但周逸等[30]研究發(fā)現(xiàn)魷魚肌原纖維蛋白在低離子濃度下凝膠的硬度較高，隨離子強度增強，凝膠特性有所下降。于巍等[31]發(fā)現(xiàn)低鹽濃度下魚肉的肌原纖維呈緊密的網(wǎng)絡結構，而高鹽濃度下形成較為粗糙的凝膠，較強的剛性使得低鹽濃度下的肌原纖維蛋白熱誘導凝膠的硬度和咀嚼性更高。研究表明[32]低鹽濃度下肌球蛋白分子細絲狀的形式使得體系具有較強黏性，增強離子強度使肌球蛋白分子以單體的形式存在，導致黏度下降。至于鹽對凝膠保水性的影響可如下解釋：NaCl能增加鹽溶蛋白之間的靜電斥力，使蛋白質(zhì)結構松弛，從而提高鹽溶蛋白凝膠的保水性，但隨添加量增加凝膠脫水而保水性降低[33]。

2.4.3.2 pH值對養(yǎng)殖暹羅鱷尾部肌肉肌原纖維蛋白凝膠特性的影響

圖4 pH值對養(yǎng)殖暹羅鱷尾部肌原纖維蛋白熱誘導凝膠硬度、黏性和咀嚼性的影響Fig.4 Effect of pH on the hardness, gumminess and chewiness of myofibrillar protein gel in tail muscle from cultured Crocodylus siamensis

圖5 pH值對養(yǎng)殖暹羅鱷尾部肌原纖維蛋白熱誘導凝膠保水性的影響Fig.5 Effect of pH on the WHC of myofibrillar protein gel in tail muscle from cultured Crocodylus siamensis

由圖4可知，隨著pH值的增高，肌原纖維蛋白熱誘導凝膠的硬度、黏性和咀嚼性呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢。硬度在溶液pH 6.0～6.5時差異不顯著，在pH 7.0處達到最低值。黏性和咀嚼性在溶液接近中性（pH 6.0～7.0）時沒有顯著性差異。由圖5可知，隨pH值升高凝膠的保水性呈現(xiàn)先下降后升高的趨勢，在等電點pH 5.5處保水性最低（85.40%），與pH 4.5處最高值相比降低了2.75%。pH 6.0～7.0的偏中性環(huán)境，凝膠的保水性無顯著性差異，因此在暹羅鱷產(chǎn)品加工過程中無需調(diào)節(jié)pH值，中性條件即可達到相對較高的保水性。

pH值對凝膠特性的影響表現(xiàn)在對蛋白所帶電荷的影響，進而改變蛋白質(zhì)構型和電荷分布。研究發(fā)現(xiàn)[34]，溶液pH值在等電點附近（pH 5.5左右），肌球蛋白帶電荷最少，形成粗絲狀的不均勻網(wǎng)絡，使凝膠相對較強的硬度和咀嚼性，這樣的結構也不利于凝膠的保水性。而在pH值遠離等電點的條件下，蛋白質(zhì)的凈負電荷增加，凝膠內(nèi)部由于多聚體間的引力使蛋白聚集，形成致密緊湊的網(wǎng)絡結構，從而提高凝膠硬度與咀嚼性，并利于束縛水分子，提高凝膠保水性[35]，但致密的網(wǎng)絡結構相較粗絲狀結構會使得凝膠一定程度上喪失黏性。本實驗還發(fā)現(xiàn)凝膠的硬度在pH值接近中性時并未如他人研究[30]一樣呈升高趨勢，推測是物種差異導致這一差異，今后可進一步研究暹羅鱷肌肉中影響凝膠在中性條件下質(zhì)構特性的內(nèi)部因素。

2.4.3.3 溫度對養(yǎng)殖暹羅鱷尾部肌肉肌原纖維蛋白凝膠特性的影響

圖6 溫度對養(yǎng)殖暹羅鱷尾部肌原纖維蛋白熱誘導凝膠硬度、黏性和咀嚼性的影響Fig.6 Effect of heating temperature on the hardness, gumminess and chewiness of myofibrillar protein gel in tail muscle from cultured Crocodylus siamensis

圖7 溫度對養(yǎng)殖暹羅鱷尾部肌原纖維蛋白熱誘導凝膠保水性的影響Fig.7 Effect of heating temperature on the WHC of myofibrillar protein gel in tail muscle from cultured Crocodylus siamensis

研究表明[36]線性升溫制備的熱誘導凝膠質(zhì)構要優(yōu)于非線性升溫及恒溫加熱，并且升溫速率保持在0.2～1 ℃/min范圍內(nèi)時，形成的凝膠硬度無顯著性差異并優(yōu)于快速升溫。因此本實驗選擇1 ℃/min的升溫速率。由圖6可知，在40～90 ℃范圍內(nèi)，肌原纖維蛋白凝膠硬度、黏性和咀嚼性均隨著溫度的升高而上升，在40 ℃時為最低值，90 ℃時達到最高值。凝膠硬度在60～70 ℃時變化不顯著，其余各溫度的硬度均有顯著性差異，而凝膠的咀嚼性和黏性均在50 ℃和70 ℃時不存在顯著性差異。由圖7可知，凝膠保水性在40 ℃時出現(xiàn)最高值（94.52%），隨熱變溫度升高而顯著下降（P＜0.05），于60 ℃時到達最低值82.39%，隨后又顯著上升，在80 ℃升高至87.32%，隨后在90 ℃時又略有下降。

加熱可直接影響肌原纖維蛋白形成熱誘導凝膠，蛋白質(zhì)在室溫（25 ℃）下基本不發(fā)生變化，隨著熱變溫度升高，蛋白質(zhì)分子從天然狀態(tài)經(jīng)由各級結構變化到變性狀態(tài)，變性的程度決定了蛋白質(zhì)最終的質(zhì)構特性。溫度升到一定程度，肌球蛋白形成復雜的網(wǎng)絡結構，肌原纖維蛋白變性逐步完成，形成凝膠，如果溫度繼續(xù)升高會使蛋白質(zhì)重鏈降解，已形成的蛋白網(wǎng)絡結構會遭到破壞[37]，這一溫度集中在70～80 ℃[38-39]。本研究中暹羅鱷尾部肌原纖維蛋白凝膠在80～90 ℃下的硬度等質(zhì)構特性仍在升高，說明暹羅鱷肌原纖維蛋白熱誘導凝膠仍未完全形成。由于肌原纖維蛋白溶于高離子強度溶液中，而其在40 ℃的低溫下尚未形成凝膠，因此有較好的保水性；隨著溫度升高，形成的凝膠呈現(xiàn)較為粗糙、多孔的網(wǎng)絡結構，保水性隨之下降；溫度進一步升高，凝膠會通過一些作用力更有規(guī)律的排列，逐步形成規(guī)則的三維網(wǎng)絡結構，更易束縛水，因此溫度高于60 ℃后，凝膠的保水性又呈現(xiàn)上升趨勢。但當溫度升至80 ℃蛋白質(zhì)的三維網(wǎng)絡結構破壞將導致保水性無變化甚至下降。

3 結 論

養(yǎng)殖暹羅鱷尾部肌肉的粗蛋白含量顯著高于其余部位，并高于其他魚肉及家畜禽肉，同時粗脂肪含量較少，是高蛋白低脂肪的優(yōu)良肉類，其蛋白組成中的肌原纖維蛋白含量也顯著高于其余部位，綜合分析是養(yǎng)殖暹羅鱷提取肌原纖維蛋白的最佳原料。

功能性研究中發(fā)現(xiàn)，離子強度、pH值和熱變溫度對養(yǎng)殖暹羅鱷肌原纖維蛋白的功能特性有極顯著影響。隨著NaCl濃度增大，其溶解性增強；蛋白質(zhì)等點pH值為5.5，該點溶解性最弱。肌原纖維蛋白的乳化性與溶解性密切相關，乳化性隨離子強度增加而增強，在等電點處出現(xiàn)最低值。

低鹽濃度時肌原纖維蛋白具有良好的質(zhì)構特性和保水性，隨NaCl濃度升高其質(zhì)構特性變差，卻有較好的保水性。pH值在等電點處凝膠質(zhì)構特性一般，保水性較差。熱變終點溫度對養(yǎng)殖暹羅鱷肌原纖維蛋白凝膠特性產(chǎn)生尤為顯著的影響，質(zhì)構特性隨溫度升高呈現(xiàn)逐步上升趨勢，保水性在60 ℃出現(xiàn)最低值后又顯著上升，直到高溫導致凝膠結構破壞。

鹽可增加肌原纖維蛋白的溶解性及凝膠特性，但考慮口感需控制添加量，同時pH值的調(diào)節(jié)并不適用于食品的生產(chǎn)加工，還會增加成本。因此綜合本實驗研究結果，在暹羅鱷肉類產(chǎn)品開發(fā)研制過程中，選取NaCl濃度0.2 mol/L進行調(diào)配，并在80 ℃下進行烹飪，可得到較好的質(zhì)構特性及保水性。為落實養(yǎng)殖暹羅鱷尾肉產(chǎn)品良好特性時鹽的加量、pH值及溫度的確定值，有關復配添加劑及加熱條件對其產(chǎn)品特性的影響，還有待更深入的研究。

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Physico-chemical Properties of Myofibrillar Proteins from Cultured Crocodile (Crocodylus siamensis)

XIAO Kun, WANG Xi-chang*
(College of Food Science and Technology, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China)

The highest content of myofibrillar proteins of edible parts from cultured crocodile (Crocodylus siamensis) was investigated. The extracted myofibrillar proteins were explored for the effects of NaCl concentration, pH and temperature on their solubility, emulsifying properties and gel properties. The results showed that the content of myofibrillar proteins in tail muscle ((7.95±0.12) g/100 g on a wet weight basis) was the highest; the electrophoretic patterns indicated that the myofibrillar proteins mainly included myosin, paramyosin, actin, tropomyosin and troponin, and at low ionic strength had poor solubility and emulsifying properties but good gel properties. The solubility and emulsifying properties increased with increasing ionic concentration, while the opposite trend was observed for gel properties. With an increase in pH, the solubility dramatically increased first but decreased later, and the emulsifying properties and gel properties showed a trend of slow decline. The solubility and water-holding capacity (WHC) reached the lowest level at pH 5.5. With increasing temperature, the gel properties increased significantly, and the WHC initially decreased followed by a slight increase, reaching a desired level at a lower temperature (40 ℃) . Taken together, good texture quality and WHC of meat products from Crocodylus siamensis can be obtained for myofibrillar proteins with 0.2 mol/L NaCl and heating at 80 ℃.

cultured Crocodylus siamensis; myofibrillar protein; solubility; emulsifying property; gel properties

TS254

A

1002-6630（2014）23-0092-07

10.7506/spkx1002-6630-201423019

2014-06-30

上海市科委工程中心建設項目（11DZ2280300）；上海市教委重點學科建設項目（J50704）；上海高校知識服務平臺《上海海洋大學水產(chǎn)動物遺傳育種中心》項目（ZF1206）

肖琨（1989—），女，碩士研究生，研究方向為食品營養(yǎng)與品質(zhì)評價。E-mail：kunxk@163.com

*通信作者：王錫昌（1964—），男，教授，博士，研究方向為食品營養(yǎng)與品質(zhì)評價。E-mail：xc_wang@shou.edu.cn