不同漂洗方式對(duì)高白鮭肌肉蛋白劣變影響的研究

高澤磊,劉彩華,彭 波,朱新榮,張 建

(石河子大學(xué)食品學(xué)院,新疆石河子 832000)

?

不同漂洗方式對(duì)高白鮭肌肉蛋白劣變影響的研究

高澤磊,劉彩華,彭 波,朱新榮*,張 建*

(石河子大學(xué)食品學(xué)院,新疆石河子 832000)

利用H2O2/Asc氧化系統(tǒng)模擬體外氧化,通過理化指標(biāo)的檢測(cè),研究了不同漂洗方式對(duì)高白鮭肌肉蛋白劣變的影響。結(jié)果顯示:濃度為0.3%沒食子酸丙酯和0.5%鹽水都具有防止蛋白質(zhì)氧化的效果,但沒食子酸丙酯的效果要優(yōu)于鹽水,而抗壞血酸鈉雖然作為抗氧化劑,卻有促進(jìn)氧化的效果;通過單因素實(shí)驗(yàn)及響應(yīng)面分析法對(duì)漂洗工藝進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,濃度為0.21% PG溶液、漂洗次數(shù)為2次、漂洗時(shí)間為6 min,此時(shí)蛋白質(zhì)氧化抑制率為30.12%。結(jié)果說明,上述漂洗條件下能夠有效防止高白鮭肌肉蛋白的劣變,增加高白鮭的品質(zhì)。

高白鮭,漂洗方式,蛋白質(zhì)氧化,響應(yīng)面分析

高白鮭屬硬骨魚綱(Osteichthyes)，是俄羅斯特有的一種高好氧冷水魚，主要生活在俄羅斯范圍內(nèi)[1]。目前,新疆賽里木湖是高白鮭的主要養(yǎng)殖基地,高白鮭已經(jīng)成為新疆冷水魚養(yǎng)殖中的一個(gè)重要品種。研究發(fā)現(xiàn)高白鮭肌肉中的不飽和脂肪酸含量較高,其中的不飽和脂肪酸中高度不飽和脂肪酸含量較高[2]。而且魚肉中含有約17種氨基酸,其中必需氨基酸占比較大,鮮味氨基酸的含量較高[3]。

高白鮭肉質(zhì)鮮嫩,蛋白質(zhì)極易氧化,而蛋白質(zhì)氧化引起的物理化學(xué)變化會(huì)導(dǎo)致氨基酸破壞、蛋白質(zhì)溶解性降低,氨基酸降解形成的衍生物包括羰基類化合物,會(huì)增加蛋白質(zhì)的可消化性[4-6]。近年來,由蛋白氧化引起的食品功能性變化,已經(jīng)得到人們的普遍關(guān)注,研究表明,蛋白質(zhì)氧化引起的食物品質(zhì)劣變略低于微生物引發(fā)的腐敗變質(zhì)[7-8]。氧化不僅可以降低肌肉蛋白的乳化性[9-11],而且當(dāng)肉和肉制品暴露在強(qiáng)氧化條件時(shí),會(huì)引起氨基酸的損失而降低其品質(zhì)[12]。蛋白質(zhì)氧化會(huì)使得肌肉蛋白質(zhì)疏水性、溶解度、凝膠和乳化性能發(fā)生改變,從而破壞肉類產(chǎn)品的風(fēng)味、色澤和質(zhì)構(gòu)等重要食用指標(biāo)[13]。

目前國(guó)內(nèi)對(duì)新疆冷水魚的研究報(bào)告相對(duì)較少,而蛋白質(zhì)氧化可以引起高白鮭魚肌肉蛋白的劣變,造成魚肉品質(zhì)的下降。同時(shí)高白鮭作為新疆冷水魚中的一大重要品種,對(duì)其進(jìn)行研究與開發(fā)具有重要意義。因此,本實(shí)驗(yàn)以新疆賽里木湖高白鮭魚為研究對(duì)象,利用氧化系統(tǒng)模擬體外氧化,研究幾種不同漂洗方式下防止蛋白質(zhì)氧化的最佳漂洗方式,同時(shí)利用單因素實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)面分析法對(duì)漂洗工藝進(jìn)行了研究,并對(duì)優(yōu)化的工藝參數(shù)進(jìn)行實(shí)際實(shí)驗(yàn)考察以驗(yàn)證響應(yīng)面模型的正確性。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

高白鮭魚(1000～1500 g,體長(zhǎng)30～35cm) 新疆賽湖漁業(yè)科技開發(fā)有限公司提供;2,4-二硝基苯肼(DPPH) 北京化工廠;乙酸乙酯 天津市登科化學(xué)試劑有限公司;乙醇 天津市富宇精細(xì)化工有限公司;氯化鈉、氯化鐵、鹽酸胍、三氯乙酸 天津永晟精細(xì)化工有限公司;磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、過氧化氫、抗壞血酸 天津市福晨化學(xué)試劑廠;其它試劑 均為國(guó)產(chǎn)分析純。

85-1磁力攪拌器 江蘇金壇市醫(yī)療儀器廠;BL-206-Ⅱ高速冷凍離心機(jī) 金壇市恒豐儀器廠;BS210S精密電子天平 北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司;DK-8B電熱恒溫水槽 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;PHS-3CpH計(jì) 上海精密科學(xué)儀器有限公司;Mini-protein Ⅲ紫外可見分光光度計(jì) 美國(guó)Bio-Rad公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 原料處理 將賽湖牌速凍高白鮭魚解剖,用刀將魚脊背肌肉分割成大小均勻的肉塊(15 g),分裝于塑料聚乙烯袋中,并于冰箱(-24 ℃)中保藏備用。

1.2.2 肌原纖維蛋白的提取 魚背部肌肉中的肌原纖維蛋白的提取參考Chin[14]的方法并適當(dāng)修改,提取液分別為磷酸鹽緩沖液A(50 mmol/L Na2HPO4,50 mmol/L NaH2PO4,pH7.5),8000 r/min,15 min,4 ℃下提取2次,棄去上清液,保留沉淀,再用磷酸鹽緩沖液B(50 mmol/L Na2HPO4,50 mmol/L NaH2PO4,0.6 mol/L NaCl,pH7.5),5000 r/min,15 min,4 ℃下提取2次,合并上清液,即為肌原纖維蛋白,用于測(cè)定蛋白質(zhì)氧化后的理化特性的變化。

1.2.3 H2O2/Asc氧化系統(tǒng) 為探究蛋白質(zhì)氧化造成的高白鮭肌肉蛋白劣變,且在相對(duì)較短的貯藏周期內(nèi)達(dá)到蛋白質(zhì)氧化的效果,參照田童童等[15]報(bào)道的方法，實(shí)驗(yàn)采用羥基自由基氧化體系(hydroxyl radical-generating system,簡(jiǎn)稱為HRGS),即由0.1 mmol/L FeCl3,0.1 mmol/L抗壞血酸和20 mmol/L H2O2組成。將提取的肌原纖維蛋白溶解在含有以上氧化體系的 50 mmol/L磷酸鹽緩沖液中(pH6.0),使得蛋白的最終濃度為20 mg/mL。然后將樣品在4 ℃下放置5 h,使高白鮭魚肌原纖維蛋白發(fā)生不同程度的氧化。通過添加BHA/Trolox/EDTA(使其最終濃度為1 mmol/L)來中止氧化反應(yīng),氧化產(chǎn)物經(jīng)過磷酸鹽緩沖液洗滌和離心處理去掉上清液,得到的沉淀用于測(cè)定理化指標(biāo)。

1.2.4 不同漂洗方式對(duì)高白鮭肌原纖維蛋白的處理 將分割好的高白鮭魚肉塊,隨機(jī)取20 g分成4份,分別按照以下條件進(jìn)行漂洗:蒸餾水漂洗1次;0.5%鹽水漂洗1次;0.5%抗壞血酸鈉漂洗1次;0.3%沒食子酸丙酯(以下簡(jiǎn)稱PG)漂洗1次,分別包裝,封口。所有樣品放入-18 ℃冰箱中冷凍,經(jīng)1、3、5、7和9 d凍藏后,在每個(gè)處理組中隨機(jī)取3份,通過羥基自由基氧化系統(tǒng)(HRGS)處理,測(cè)定理化指標(biāo)(羰基含量)從而確定最佳的漂洗方式。

1.2.5 單因素實(shí)驗(yàn) 稱取分割好的魚塊樣品20 g,參照1.2.4控制其他條件不變,選取漂洗液濃度、漂洗時(shí)間和漂洗次數(shù)作為三個(gè)單因素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。將漂洗液濃度分別設(shè)定為0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9% 5個(gè)不同濃度梯度,漂洗時(shí)間分別設(shè)定為1.0、3.0、5.0、7.0、9.0 min 五個(gè)不同濃度梯度,漂洗次數(shù)分別設(shè)定為1次、2次、3次、4次、5次不同水平,所有實(shí)驗(yàn)進(jìn)行3次平行實(shí)驗(yàn)。

1.2.6 響應(yīng)面分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 應(yīng)用Design-Expert 8.05軟件,根據(jù)Box-Behnken中心組合設(shè)計(jì)原理,以蛋白質(zhì)氧化抑制率為響應(yīng)值,在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,對(duì)抗氧化劑濃度、漂洗時(shí)間、漂洗次數(shù)三個(gè)因素進(jìn)行響應(yīng)曲面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),利用Box-Behnken設(shè)計(jì)方法來優(yōu)化高白鮭魚漂洗的工藝條件。

表1 響應(yīng)曲面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)因素水平表Table 1 The range of independent variables and their corresponding levels

1.3 羰基含量的測(cè)定方法

參照Oliver等方法略有改動(dòng)[16],取5 mL的蛋白樣品溶液放進(jìn)離心管中,每管中加入5 mL 10 mmol/L的2,4-二硝基苯肼(DNPH),室溫下反應(yīng)1 h(每10 min 旋渦振蕩一次)后,添加5 mL 20 % TCA,8 000 r/min離心5 min,棄清液,用5 mL體積比為1∶1的無水乙醇和乙酸乙酯混合溶液清洗沉淀3次除去多余的試劑,再向沉淀中加入3 mL 6 mol/L鹽酸胍溶液后置于水浴鍋中(37 ℃,15 min),將沉淀溶解,8000 r/min離心5 min除去不溶物質(zhì),取離心后的上清液用紫外分光光度計(jì)在370 nm處測(cè)吸光度。使用摩爾消光系數(shù)22000 L/(mol·cm)計(jì)算羰基含量。

1.4 總巰基含量的測(cè)定方法

參照Simplicio等[17]方法略有改動(dòng),方法如下:取1 mL的蛋白樣品溶液,加入8 mL的Tris-甘氨酸(pH8,每升該溶液中含有10.4 g Tris,6.9 g甘氨酸,1.2 g EDTA,8 mol/L尿素),然后經(jīng)均質(zhì),8000 r/min離心15 min,除去不溶蛋白,再在溶液中加入0.5 mL 10 mmol/L Ellman試劑,反應(yīng)半小時(shí)后,用紫外可見分光光度計(jì)在412 nm處測(cè)定吸光值,使用摩爾消光系數(shù)13600 L/(mol·cm)計(jì)算總巰基含量,采用Biuret法測(cè)定蛋白質(zhì)的含量。參照組除了不加蛋白溶液,其它處理方法均如上所述。

1.5 游離氨含量的測(cè)定方法

參照Brands等[18]方法略有改動(dòng),準(zhǔn)確稱取40 mg的OPA溶解于1 mL的甲醇中,分別加入2.5 mL 20%的SDS、25 mL 0.1 mol/L的硼砂和100 μLβ-巰基乙醇后用蒸餾水定容到50 mL。將200 μL蛋白樣品液分別注入到含有4 mL空白液和4 mL OPA試劑的試管中,兩者混合均勻后在35 ℃條件下反應(yīng)2 min,在340 nm下測(cè)吸光度A340 nm,二者之差ΔA340 nm為游離氨基的凈吸光度。氧化蛋白的吸光度值與未氧化蛋白的吸光度值相比所占百分比為游離氨的相對(duì)含量,計(jì)算公式如下,用游離氨基的相對(duì)含量進(jìn)行作圖。

1.6 表面疏水性的測(cè)定方法

參照Chelh等[19]方法略有改動(dòng),取1 mL的蛋白樣品溶液加入200 μL 1 mg/mL的溴酚藍(lán)(BPB),混勻,室溫下攪拌10 min,然后8000 r/min離心15 min,取上清液在595 nm下測(cè)定吸光值,記作A。溴酚藍(lán)空白樣是用1 mL 20 mmol/mL的磷酸鹽緩沖液(pH6.0)加200 μL溴酚藍(lán),磷酸鹽緩沖液作空白樣,在595 nm下測(cè)定吸光值,記作A0。計(jì)算公式如下:

1.7 蛋白質(zhì)氧化抑制率的計(jì)算

蛋白質(zhì)氧化抑制率(%)=(對(duì)照組的羰基含量-樣品的羰基含量)/對(duì)照組的羰基含量×100

1.8 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

用Origin 7.5軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,并且用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行差異性顯著性分析(p≤0.05),所有實(shí)驗(yàn)至少重復(fù)三次。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同漂洗方式對(duì)高白鮭肌原纖維蛋白的變化

圖1 不同漂洗處理后高白鮭肌原纖維蛋白中羰基含量的變化Fig.1 Changes of carbonyl content of different washed coregonus peled MP

2.1.1 羰基含量的變化 經(jīng)過不同漂洗處理的樣品中肌肉蛋白質(zhì)羰基含量的變化如圖1所示。從圖1中可以看出,經(jīng)過不同漂洗處理的高白鮭魚肌原纖維蛋白的羰基含量隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而增加,貯藏7 d時(shí),對(duì)照組、添加鹽漂洗組、添加抗壞血酸鈉漂洗組、添加PG漂洗組的羰基含量分別增加了22.1%、19.5%、25.4%和13.5%,凍藏9 d時(shí)分別增加了45.2%、50.0%、67.8%和30.5%。說明各樣品在貯藏過程中蛋白質(zhì)發(fā)生氧化的程度不同,其中添加抗壞血酸鈉漂洗的樣品蛋白質(zhì)發(fā)生氧化最嚴(yán)重,說明抗壞血酸鈉雖是抗氧化劑,但是在漂洗后貯藏過程中卻起到了促進(jìn)氧化的作用,而且普通漂洗在凍藏過程中蛋白質(zhì)的氧化程度高于未漂洗對(duì)照。這可能是由于漂洗過程破壞了蛋白質(zhì)自身存在的氧化和抗氧化系統(tǒng),因此引起魚糜蛋白質(zhì)在凍藏過程中發(fā)生氧化作用[10];四組樣品中,添加PG漂洗的樣品在貯藏過程中蛋白質(zhì)的氧化程度最低,說明PG作為抗氧化劑起到了抑制蛋白質(zhì)氧化的作用。

2.1.2 總巰基含量的變化 經(jīng)過不同漂洗處理的樣品中肌肉蛋白質(zhì)總巰基含量的變化如圖2所示。李學(xué)鵬等[20]研究發(fā)現(xiàn)氧化使蛋白質(zhì)的巰基含量發(fā)生明顯的改變。從圖2中可以看出不同的漂洗方式和貯藏時(shí)間對(duì)肌原纖維蛋白的總巰基含量有顯著的影響。未經(jīng)貯藏時(shí)，對(duì)照組、鹽漂洗組、抗壞血酸鈉漂洗組、PG漂洗組高白鮭肌原纖維蛋白總巰基含量分別為70.37、65.32、63.28、68.73 μmol/mg,經(jīng)過貯藏后,貯藏至第9 d時(shí)，對(duì)照組、5%鹽漂洗組、添加抗壞血酸鈉漂洗組、添加PG漂洗組樣品的總巰基含量分別下降了39.96%、47.48%、54.79%、46.70%。在凍藏過程中肌原纖維蛋白巰基含量的下降可能是由于水形成冰結(jié)晶后,破壞肌原纖維蛋白的空間結(jié)構(gòu),使巰基暴露出來,進(jìn)而被氧化成二硫鍵使巰基含量下降[21]。

圖2 不同漂洗處理后高白鮭肌原纖維蛋白中總巰基含量的變化Fig.2 Changes of total Sulfhydryl content of different washed coregonus peled MP

2.1.3 游離氨含量的變化 由圖3可知，經(jīng)過不同漂洗處理的樣品在貯藏過程中肌原纖維蛋白游離氨含量都呈下降趨勢(shì)。從中可以看出不同的漂洗方式和貯藏時(shí)間對(duì)肌原纖維蛋白的游離氨含量有顯著的影響。未經(jīng)貯藏時(shí)，對(duì)照組高白鮭魚肌原纖維蛋白游離氨的含量是76.77%,經(jīng)過貯藏后，至第9 d時(shí)，對(duì)照組、5%鹽水漂洗組、添加抗壞血酸鈉漂洗組、添加PG漂洗組樣品的游離氨含量分別下降了43.76%、30.27%、28.89%、38.28%。游離氨基含量的下降可能是由于側(cè)鏈中含有-NH或者是-NH2的氨基酸參與了羰基的形成[22]。

圖3 不同漂洗處理后高白鮭肌原纖維蛋白中游離氨的變化Fig.3 Changes of free amines content of different washed coregonus peled MP

2.1.4 表面疏水性的變化 圖4是經(jīng)過不同漂洗處理的樣品在貯藏過程中肌原纖維蛋白表面疏水性的變化。從中可以看出不同的漂洗方式和貯藏時(shí)間對(duì)肌原纖維蛋白的表面疏水性有顯著的影響。未經(jīng)貯藏時(shí)，對(duì)照組高白鮭魚肌原纖維蛋白吸附溴酚藍(lán)的量是42.54 μg,經(jīng)過貯藏后至第9 d時(shí)，對(duì)照組、5%鹽水漂洗組、添加抗壞血酸鈉漂洗組、添加PG漂洗組樣品的吸附溴酚藍(lán)的量分別增加到了74.38、71.87、79.47、65.20 μg。

圖4 不同漂洗處理后高白鮭肌原纖維蛋白中表面疏水性的變化Fig.4 Changes of surface hydrophobicity content of different washed coregonus peled MP

2.2 單因素實(shí)驗(yàn)

2.2.1 漂洗液濃度對(duì)蛋白質(zhì)氧化抑制率的影響 由圖5可見,蛋白質(zhì)氧化抑制率隨著PG濃度的增加有顯著的增幅現(xiàn)象,但是這一現(xiàn)象在PG濃度為0.3%時(shí)發(fā)生變化,當(dāng)PG濃度超過0.3%時(shí),蛋白質(zhì)氧化抑制率達(dá)到一種基本穩(wěn)定的狀態(tài)。這可能是由于當(dāng)PG的濃度過低時(shí),不能起到防止氧化的效果,而且漂洗過程本身會(huì)破壞蛋白質(zhì)自身存在的氧化和抗氧化系統(tǒng),導(dǎo)致氧化抑制率較低,而且漂洗過程還會(huì)降低魚體本身的脂肪酸種類和含量[23];當(dāng)隨著PG濃度的增加,提取率會(huì)不斷增大,說明一定濃度的PG起到了防止氧化的作用,當(dāng)濃度繼續(xù)增大時(shí),抗氧化效果已達(dá)到最佳狀態(tài),則抑制率不會(huì)再繼續(xù)增大,反而會(huì)浪費(fèi)原料。綜合考慮,選擇蛋白質(zhì)氧化抑制率的最佳PG濃度為0.3%。

圖5 PG濃度對(duì)蛋白質(zhì)氧化抑制率的影響Fig. 5 The influence of PG concentrations on protein oxidation inhibition rate

2.2.2 漂洗時(shí)間對(duì)蛋白質(zhì)氧化抑制率的影響 由圖6可知,漂洗時(shí)間在1～5 min之間時(shí),高白鮭魚肌肉蛋白中蛋白質(zhì)氧化抑制率隨著漂洗時(shí)間的增加而增加;當(dāng)漂洗時(shí)間超過5 min時(shí),蛋白質(zhì)氧化抑制率隨著漂洗時(shí)間的增加沒有發(fā)生顯著的變化,反而會(huì)有降低的趨勢(shì)。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是漂洗時(shí)間過短,漂洗液中的抗氧化劑沒能完全進(jìn)入高白鮭魚背部肌肉組織內(nèi),沒有完全發(fā)揮防止氧化的作用,導(dǎo)致羰基的含量增加,從而降低了蛋白質(zhì)氧化抑制率;而漂洗時(shí)間過長(zhǎng)時(shí),對(duì)蛋白質(zhì)氧化抑制率已達(dá)到最高水平,繼續(xù)漂洗只是時(shí)間的浪費(fèi),而且不利于抑制蛋白質(zhì)的氧化。綜合考慮,單因素實(shí)驗(yàn)中選擇蛋白質(zhì)氧化抑制率的最佳漂洗時(shí)間為5 min。

圖6 漂洗時(shí)間對(duì)蛋白質(zhì)氧化抑制率的影響Fig.6 The influence of rinse time on protein oxidation inhibition rate

2.2.3 漂洗次數(shù)對(duì)蛋白質(zhì)氧化抑制率的影響 由圖7可知,漂洗次數(shù)的增加對(duì)高白鮭魚蛋白質(zhì)氧化抑制率有一定的影響,當(dāng)漂洗次數(shù)達(dá)到2次時(shí),蛋白質(zhì)氧化抑制率也達(dá)到最大值,能達(dá)到30.32%,此時(shí)高白鮭魚貯藏期間蛋白質(zhì)羰基含量為7.253 nmol/mg,各種蛋白質(zhì)氧化反應(yīng)過程中,許多都涉及了蛋白質(zhì)羰基的生成,蛋白質(zhì)羰基的產(chǎn)生是蛋白質(zhì)分子被自由基氧化修飾的一個(gè)重要標(biāo)記,會(huì)隨著氧化程度的加重而增加[23]。而漂洗次數(shù)的繼續(xù)增加不利于防止蛋白質(zhì)的氧化,反而會(huì)使高白鮭貯藏期間蛋白質(zhì)羰基的含量增加,這可能是由于多次的漂洗破壞了與肌肉組織的一些結(jié)構(gòu),加速了蛋白質(zhì)的氧化,導(dǎo)致蛋白質(zhì)氧化抑制率明顯降低。綜合考慮,單因素實(shí)驗(yàn)中選擇蛋白質(zhì)氧化抑制率的最佳漂洗次數(shù)為2次。

圖7 漂洗次數(shù)對(duì)蛋白質(zhì)氧化抑制率的影響Fig.7 The influence of rinse time on protein oxidation inhibition rate

2.3 響應(yīng)面分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果

以PG的濃度(A)、漂洗時(shí)間(B)和漂洗次數(shù)(C)為響應(yīng)變量,以蛋白質(zhì)氧化抑制率為響應(yīng)值,利用Design-Expert 8.05軟件,通過表2對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合,獲得蛋白質(zhì)氧化抑制率多元線性回歸方程:

表3 回歸模型的方差和顯著性分析結(jié)果Table 3 Coefficient and significance of regression model

注:*為顯著(p<0.05),**為極顯著(p<0.01)。

Y(蛋白質(zhì)氧化抑制率)=31.36-0.55A+1.04B-1.33C-3.89AB-0.52AC+3.37BC-9.55A2-1.41B2-6.37C2

表2 Box-Behnken實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 2 Box-Behnken experimental design and results

由表3可以看出,本實(shí)驗(yàn)所選用的二次多項(xiàng)模型具有高度顯著性(p<0.0001),其R2為0.8893,這表明高白鮭魚蛋白質(zhì)氧化抑制率有88.93%來源于所選變量,即PG的濃度、漂洗時(shí)間、漂洗次數(shù)。因此,此模型擬合情況較好,可用該回歸方程代替實(shí)驗(yàn)真實(shí)點(diǎn)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析?；貧w方程的各項(xiàng)方差分析結(jié)果表明,一次項(xiàng)和二次項(xiàng)都有顯著性因素,因此各實(shí)驗(yàn)因素對(duì)蛋白質(zhì)氧化抑制率不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。所以,可以利用該回歸方程確定最佳工藝條件。根據(jù)回歸模型做出相應(yīng)的響應(yīng)面圖見圖8。

圖8 響應(yīng)面分析法優(yōu)化漂洗工藝曲面圖Fig.8 The response surface on rinsing process注：A：PG濃度與漂洗次數(shù)對(duì)蛋白質(zhì)氧化抑制率的影響；B：PG濃度與漂洗時(shí)間對(duì)蛋白質(zhì)氧化抑制率的影響；C：漂洗時(shí)間與漂洗次數(shù)對(duì)蛋白質(zhì)氧化抑制率的影響。

圖8A、圖8B、圖8C分別顯示了PG濃度與漂洗次數(shù)、PG濃度與漂洗時(shí)間、漂洗時(shí)間與漂洗次數(shù)對(duì)蛋白質(zhì)氧化抑制率的交互影響。從圖8A中可以看出,PG濃度與漂洗次數(shù)對(duì)蛋白質(zhì)氧化抑制率的影響都顯示出二次影響,隨著漂洗次數(shù)的升高,蛋白質(zhì)氧化抑制率呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì),隨著PG濃度的增加,蛋白質(zhì)氧化抑制率同樣呈上升趨勢(shì),當(dāng)達(dá)到某一值時(shí),蛋白質(zhì)氧化抑制率變化不大。圖中的響應(yīng)曲面的趨勢(shì)比較陡。說明兩者的交互作用對(duì)蛋白質(zhì)氧化抑制率均有影響。從圖8B中可以看出漂洗時(shí)間和PG濃度對(duì)蛋白質(zhì)氧化抑制率的影響都呈現(xiàn)出線性關(guān)系,隨著漂洗時(shí)間不斷升高,蛋白質(zhì)氧化抑制率表現(xiàn)出增加的趨勢(shì),而隨著PG濃度的不斷上升,蛋白質(zhì)氧化抑制率也呈現(xiàn)出增加的趨勢(shì)。從圖C中可以看出,漂洗時(shí)間對(duì)蛋白質(zhì)氧化抑制率的影響是呈現(xiàn)出線性關(guān)系,而漂洗次數(shù)顯示出二次影響。隨著漂洗時(shí)間的不斷升高,蛋白質(zhì)氧化抑制率沒有表現(xiàn)明顯的變化,而隨著漂洗次數(shù)的不斷上升,蛋白質(zhì)氧化抑制率呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢(shì)。

利用Design-Expert軟件分析,模擬得出防止蛋白質(zhì)氧化引起高白鮭肌肉劣變的漂洗條件為0.21% PG溶液、漂洗時(shí)間為5.8 min、漂洗次數(shù)為1.9次,蛋白質(zhì)氧化抑制率最高預(yù)測(cè)值為31.42%。為檢驗(yàn)響應(yīng)曲面法所得的結(jié)果的可靠性,采取上述最優(yōu)漂洗條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn),同時(shí)考慮到實(shí)際操作的情況,將高白鮭魚漂洗工藝的條件修正為0.21% PG溶液、漂洗時(shí)間為6 min、漂洗次數(shù)為2次,此時(shí)蛋白質(zhì)氧化抑制率為30.12%。該值與理論最大值接近,說明采用響應(yīng)曲面法優(yōu)化防止蛋白質(zhì)氧化引起高白鮭肌肉劣變的漂洗工藝可行。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)研究了幾種不同漂洗方式下高白鮭肌原纖維蛋白的氧化情況,結(jié)果表明,幾種漂洗方式中添加PG可以防止高白鮭肌原纖維蛋白中的羰基含量的增加,濃度為0.3%為宜。

通過響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)對(duì)防止蛋白質(zhì)氧化引起高白鮭肌肉劣變的漂洗工藝進(jìn)行了優(yōu)化,得出最佳的提取條件為:0.21% PG溶液、漂洗次數(shù)為2次、漂洗時(shí)間為6 min,此條件下蛋白質(zhì)氧化抑制率為30.12%。

[1]張北平,楊文榮,張人銘，等.賽里木湖移植的高白鮭(Coregonus peled)生長(zhǎng)發(fā)育[J].水產(chǎn)學(xué)雜志,2000(2):36-41.

[2]郭焱,馬燕武,蔡林剛，等.賽里木湖高白鮭和凹目白鮭肌肉、卵的營(yíng)養(yǎng)分析評(píng)價(jià)[J].水產(chǎn)學(xué)雜志,2004(1):62-67.

[3]郭焱,張北平,張人銘，等.賽里木湖高白鮭引種移植效應(yīng)評(píng)價(jià)[J].水利漁業(yè),2003(3):30-32.

[4]Agarwal S,Sohal R S.Aging and proteolysis of oxidized proteins[J].Archives of Biochemistry and Biophysics,1994,309(1):24-28.

[5]Meucci E,Mordente A,Martorana G.Metal-catalyzed oxidation of human serum albumin:conformational and functional changes-implications in protein aging[J].Journal of Biological Chemistry,1991,266(8):4692-4699.

[6]Stadtman E,Oliver C.Metal-catalyzed oxidation of proteins.Physiological consequences[J].Physiology Chemistry,1991,266(4):2005-2008.

[7]李艷青.蛋白質(zhì)氧化對(duì)鯉魚蛋白結(jié)構(gòu)和功能性的影響及其控制技術(shù)[D].哈爾濱:東北農(nóng)業(yè)大學(xué),2013.

[8]Lund M N，Heienonen M，Baron C P，et al.Protein oxidation in muscle foods:A review[J].Molecular Nutrition Food Research,2011,55(1):83-95.

[9]Srinivasan S,Hultin H O.Chemical physical and functional properties of cod proteins modified by a nonenzymic free-radical-generating system[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,1997,45(2):310-320.

[10]Wan L,Xiong Y L,Decker E A.Inhibition of oxidation during washing improves the functionality of bovine cardiac myofibrillar protein[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,1993,41(12):2267-2271.

[11]Xiong Y L.Protein oxidation and implications for muscle food quality[J].Meat Science,2000,85:125-136.

[12]Aubourg S P,Rey-Mansilla M,Sotelo C G[J].European Food Research and Technology,1999,208(3):189-193.

[13]Martinaud A,Mercier Y,Marinova P T,et al.Comparison of oxidative processes on myofibrillar proteins from beef during maturation and by different model oxidation systems[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,1997,45(7):2481-2487.

[14]Chin Koo B,Go Mi Y,Xiong Y L.Konjac flour improved textural and water retention properties of transglutaminase-mediated,heat-induced porcine myofibrillar protein gel:Effect of salt level and transglutaminase incubation[J].Meat Science,2009,81(3):565-572.

[15]田童童,鞏子路,朱新榮，等.蛋白質(zhì)氧化引起乳清蛋白理化性質(zhì)變化的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2013(11):301-303.

[16]Oliver C N,Ahn B,Moerman E J,et al.Age-related changes in oxidized proteins[J].Journal of Biological Chemistry,1987,262(12):5488.

[17]Di Simplicio P,Cheeseman K,Slater T.The reactivity of the SH group of bovine serum albumin with free radicals[J].Free Radical Research,1991,14(4):253-262.

[18]Brands C M,Van Boekel M A.Kinetic modeling of reactions in heated monosaccharide casein systems[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2002,50(23):6725-6739.

[19]Chelh I,Gatellier P,Sant-Lhoutellier V.Technical note:A simplified procedure for myofibril hydrophobicity determination[J].Meat Science,2006,74(4):681-683.

[20]李學(xué)鵬,周凱,王金廂，等.羥自由基對(duì)六線魚肌原纖維蛋白的氧化規(guī)律[J].中國(guó)食品學(xué)報(bào),2014(6):19-27.

[21]Hamre K,Lie ?,Sandnes K.Development of lipid oxidation and flesh colour in frozen stored fillets of Norwegian spring-spawning herring(Clupea harengus L.). Effects of treatment with ascorbic acid[J].Food Chemistry,2003,82(3):447-453.

[22]Eymard S,Baron C P,Jacobsen C.Oxidation of lipid and protein in horse mackerel(Trachurus trachurus)mince and washed minces during processing and storage[J].2009,114(1):57-65.

[23]文鏡,張春華,董雨，等.蛋白質(zhì)羰基含量與蛋白質(zhì)氧化損傷[J].食品科學(xué),2003,24(10):153-157.

Study on the effect of different rinsing on muscle protein deterioration of coregonus peled

GAO Ze-lei,LIU Cai-hua,PENG Bo,ZHU Xin-rong*,ZHANG Jian*

(Food College of Shihezi University,Shihezi 832000,China)

Using the H2O2/Asc oxidation system to simulate the vitro oxidation,through the detection of physicochemical indexes,to study the effect of coregonus peled muscle’deteriorating through using different rinsing methods. The results showed that both 0.3% PG and 0.5% saline water can prevent oxidation of the protein,but PG was better than saline water,although the sodium ascorbate was used as antioxygen,it has effects of promote oxidation. Single factor experiment and response surface analysis were used to study the rinsing process. It shows when the concentration of 0.21% PG,rinse times for twice,rinse time for 6 min. Under the condition,the protein oxidation inhibited rate was 30.12%.The above conditions could effectively prevent protein oxidation caused coregonus peled muscle and increased the quality of coregonus peled.

coregonus peled;rinse way;protein oxdation;response surface

2016-11-14

高澤磊(1992-),男,碩士研究生,研究方向:食品加工與安全,E-mail:1549838248@qq.com。

*通訊作者:朱新榮(1977-),女,碩士,講師,研究方向:食品生物化學(xué),E-mail:1678481898@qq.com。 張建(1979-),男,博士,副教授,研究方向:食品生物化學(xué),E-mail:zhangjian041l@163.com。

石河子大學(xué)重大科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目(gxjs2015-zdgg06);國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31460438)。

TS254.1

B

1002-0306(2017)11-0183-07

10.13386/j.issn1002-0306.2017.11.026