蛋白氧化對肌原纖維蛋白凝膠構(gòu)效關(guān)系的影響

趙 冰，李 素，張順亮，周慧敏，潘曉倩，任 雙，李家鵬，陳文華，趙 燕，王守偉*

肉制品在加工和貯藏過程中由于脂肪氧化、氧化劑和金屬離子等的作用會發(fā)生氧化作用[1-3]，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，如氨基酸殘基的暴露、羰基衍生物的生成、蛋白質(zhì)的聚合以及肽鏈的斷裂等[4-5]，進(jìn)而引起蛋白質(zhì)功能發(fā)生顯著的改變，如凝膠特性、持水性和乳化性等[6-7]。蛋白質(zhì)作為肉制品最重要的組成成分，其結(jié)構(gòu)和功能的變化必然會引起產(chǎn)品品質(zhì)的變化；因此，研究蛋白氧化的規(guī)律對肉制品加工具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

肌原纖維蛋白是肉制品中最重要的功能性蛋白質(zhì)之一，主要包括肌球蛋白、肌動蛋白和肌鈣蛋白等，適宜的加工處理可以使其形成穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而賦予肉制品良好的凝膠特性和感官特性。近年來，關(guān)于肌原纖維蛋白的研究主要集中在直觀性的凝膠特性變化方面，對深層次的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化的研究比較少；而肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)的變化是造成蛋白質(zhì)凝膠特性和其他功能特性變化的根本因素；因此，有必要開展肌原纖維蛋白氧化對蛋白質(zhì)構(gòu)效關(guān)系影響的研究。

研究發(fā)現(xiàn)，輕度蛋白氧化有利于提高肌纖維蛋白的功能特性和肉制品質(zhì)構(gòu)特性，而重度氧化則會破壞其功能特性[8-10]。Xiong Youling L.等[11]研究發(fā)現(xiàn)，隨著蛋白氧化程度的增加，蛋白質(zhì)的凝膠結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化；Park等[12]發(fā)現(xiàn)在模擬氧化體系中豬肉肌原纖維蛋白氧化后造成羰基、硫代巴比妥酸及Ca2＋-ATPase活性改變；不同氧化程度也可能會導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子間形成不同類型的交聯(lián)，從而形成不同的凝膠或乳化等加工特性[13-16]。胡忠良等[17]研究發(fā)現(xiàn)，隨著蛋白質(zhì)氧化程度的增加，蛋白質(zhì)的凝膠特性降低。

由于自由基可以促進(jìn)蛋白質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，因此本實(shí)驗(yàn)以豬肉中提取的肌原纖維蛋白為研究對象，以H2O2產(chǎn)生的羥自由基為介導(dǎo)，研究蛋白氧化對肌原纖維蛋白構(gòu)效關(guān)系的影響，以期為肉制品加工品質(zhì)的提高提供理論和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豬肉購于北京中瑞食品有限公司分割車間。

乙二胺四乙酸（ethylenediaminetetraacetic acid，EDTA）、Tris、NaCl、三氯乙酸、K2HPO4國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；哌嗪-N,N’-二（2-乙磺酸）（piperazine-N,N’-bis(2-ethanesulfonic acid)，PIPES）美國Sigma公司。

1.2 儀器與設(shè)備

Nicolet iS10傅里葉變換紅外光譜儀 美國Thermo Fisher Scientific公司；Discovery DHR-2流變儀美國TA公司；TA-XT Plus型質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micro Systems公司。

1.3 方法

1.3.1 肌原纖維蛋白氧化模型的構(gòu)建

取冷凍的豬三號肉于4 ℃解凍6 h后，用5 倍體積的提取緩沖液（0.1 mol/L NaCl、2 mmol/L MgCl2、1 mmol/L EDTA、10 mmol/L K2HPO4，pH 7.0）高速勻漿（10 000 r/min），2 000×g離心10 min，重復(fù)4 次，直到洗出的液體清澈，然后用4 層紗布過濾并用0.1 mol/L HCl溶液調(diào)節(jié)pH值至6.0，最后離心將得到的蛋白膏貯存?zhèn)溆肹18]。

參考Xiong Youling L.[11]和李艷青[19]等的方法構(gòu)建蛋白氧化模型體系。采用抗壞血酸、FeCl3和H2O2構(gòu)建蛋白質(zhì)的氧化體系（0.1 mmol/L抗壞血酸，0.01 mmol/L FeCl3，H2O2濃度分別為0.5、1.0、5.0、10.0、20.0 mmol/L），反應(yīng)原理為VC＋Fe3＋→Fe2＋，F(xiàn)e2＋＋H2O2→·OH。將提取得到的肌原纖維蛋白分散于氧化體系中，氧化反應(yīng)于pH 6.0緩沖溶液（15 mmol/L PIPES、0.6 mol/L NaCl）中進(jìn)行，4 ℃氧化24 h，然后用1 mmol/L EDTA終止氧化反應(yīng)。以未加氧化劑的肌原纖維蛋白提取液為對照。

1.3.2 肌原纖維蛋白氧化程度測定

1.3.2.1 羰基含量的測定

參考Levine等[20]的方法測定羰基含量，在50 mL的離心管中加入1 mL肌原纖維蛋白溶液與4 mL 10 mmol/L 2,4-二硝基苯肼的2 mol/L HCl溶液，在25 ℃下反應(yīng)1h，空白樣品中不含2,4-二硝基苯肼的2 mol/L HCl。然后加入5 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的三氯乙酸，使三氯乙酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到10%，振蕩后11 000×g離心5 min，棄去上清液，沉淀用4 mL乙醇-乙酸乙酯溶液（1∶1，V/V）洗滌3 次，揮發(fā)完溶劑后將蛋白質(zhì)溶解于2 mL 6 mol/L鹽酸胍溶液（用0.1 mol/L HCl溶液調(diào)節(jié)至pH 2.3）中，37 ℃水浴保溫30 min，370 nm波長處測吸光度，雙縮脲法測定溶液中蛋白質(zhì)的含量，蛋白質(zhì)羰基含量計(jì)算中摩爾吸光系數(shù)為22 000 L/（mol·cm）。

1.3.2.2 巰基含量的測定

巰基含量的測定采用Ellman試劑法[21]。1 mL肌原纖維蛋白溶液與1 mL緩沖溶液（含有6 mol/L鹽酸胍、1 mmol/L EDTA的50 mmol/L Tris-HCl，pH 8.3）、10 μL 10 mmol/L的5,5-二硫代雙（2-硝基苯甲酸）（以100 mmol/L Tris-HCl為溶劑）溶液（pH 7.6）混合均勻，25 ℃靜置25 min，然后測定412 nm波長處的吸光度。雙縮脲法測定溶液中蛋白質(zhì)的含量，巰基含量計(jì)算中摩爾吸光系數(shù)為136 000 L/（mol·cm）。

1.3.2.3 二酪氨酸含量的測定

參考Davies等[22]的方法測定二酪氨酸含量。將氧化后的肌原纖維蛋白溶液11 000×g離心10 min，取上清液進(jìn)行檢測，熒光光度法測定溶液中二酪氨酸含量，測定條件為：發(fā)射波長420 nm（狹縫10 nm），激發(fā)波長325 nm（狹縫10 nm），雙縮脲法測定溶液中蛋白質(zhì)的含量，最終測定結(jié)果用熒光強(qiáng)度除以蛋白濃度，表示為相對熒光強(qiáng)度。

1.3.3 肌原纖維蛋白凝膠特性測定

1.3.3.1 肌原纖維蛋白凝膠強(qiáng)度的測定

將氧化后的肌原纖維蛋白加入到直徑20 mm、高50 mm的玻璃杯中，將氧化后的蛋白質(zhì)在80 ℃加熱30 min，立即用流水冷卻降至室溫，形成的蛋白凝膠在4 ℃貯藏過夜，測定前將樣品在室溫放置1 h，采用TA-XT Plus型質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行凝膠強(qiáng)度的檢測，所有樣品做3 次平行實(shí)驗(yàn)[23]。

質(zhì)構(gòu)儀參數(shù)設(shè)定：在弱凝膠強(qiáng)度的模式下采集數(shù)據(jù)，探頭型號選擇P/0.5。實(shí)驗(yàn)參數(shù)為：測試前速率1.0 mm/s；觸發(fā)力5.0 g；測試速率0.5 mm/s；返回速率10.0 mm/s；測試循環(huán)次數(shù)1 次；測試距離10 mm。

1.3.3.2 肌原纖維蛋白凝膠保水性測定

根據(jù)文獻(xiàn)[24]的方法，將制備得到的肌原纖維蛋白凝膠稱取5 g左右，記為m1，移至質(zhì)量為m2的50 mL離心管中，4 ℃、10 000×g離心15 min，倒掉析出的水分，并將離心管倒置于鋪有吸水紙的桌面上，10 min后稱質(zhì)量m3。蛋白凝膠保水性根據(jù)式（1）計(jì)算。

1.3.3.3 肌原纖維蛋白表面疏水性測定

參考Chelh等[25]的方法測定不同氧化程度肌原纖維蛋白的表面疏水性，將肌原纖維蛋白分散于20 mmol/L pH 6.0的磷酸鹽緩沖液中，取2 mL蛋白質(zhì)混合液加入到10 mL離心管中，加入40 μL 1 mg/mL的溴酚藍(lán)溶液，室溫?cái)嚢?0 min，然后4 000×g離心15 min，取上清液在595 nm波長處測吸光度，以未添加蛋白液的磷酸鹽緩沖液為空白，以與蛋白質(zhì)結(jié)合的溴酚藍(lán)質(zhì)量表示蛋白質(zhì)的表面疏水性。表面疏水性根據(jù)式（2）計(jì)算。

1.3.3.4 肌原纖維蛋白流變學(xué)特性測定

采用TA流變儀進(jìn)行流變學(xué)特性的測定[26]。測定參數(shù)為：采用4 cm直徑的夾具，以2 ℃/min的速率從25 ℃上升到80 ℃，頻率為0.1 Hz，狹縫為1 mm。

1.3.4 肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)的測定

1.3.4.1 傅里葉變換紅外光譜測定

[27]的方法，將氧化后的肌原纖維蛋白采用冷凍干燥的方式進(jìn)行干燥，然后采用傅里葉變換紅外光譜儀進(jìn)行樣品的測定，采用紅外光譜儀自帶軟件Omnic對檢測得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉去卷積處理，結(jié)合原始譜圖和去卷積譜得到的子峰峰位，分析蛋白質(zhì)α-螺旋、β-折疊和無規(guī)卷曲等蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的變化。

1.3.4.2 掃描電子顯微鏡觀察

參考文獻(xiàn)[28]的方法，將氧化后的肌原纖維蛋白在80 ℃加熱30 min，立即用流水冷卻降至室溫，形成的肌原纖維蛋白凝膠在4 ℃貯藏過夜，然后將凝膠取出，用2.5%、pH 7.2的戊二醛溶液4 ℃條件下浸泡過夜固定，然后用0.1 mol/L pH 6.8的磷酸鹽緩沖液洗滌3 次，每次10 min，再分別用體積分?jǐn)?shù)30%、50%、70%、80%、90%的乙醇溶液對樣品進(jìn)行脫水處理，每次10 min，再用無水乙醇脫水處理3 次，每次10 min，再用氯仿處理1 h，以完全除去脂肪，再分別采用無水乙醇-叔丁醇（1∶1，V/V）和叔丁醇各置換一次，每次15 min，最后冷凍干燥機(jī)干燥，噴金處理，掃描電子顯微鏡觀察。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel軟件處理數(shù)據(jù)，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差。

2 結(jié)果與分析

2.1 肌原纖維蛋白氧化程度分析

2.1.1 H2O2濃度對肌原纖維蛋白羰基質(zhì)量摩爾濃度的影響

圖1 H2O2濃度對肌原纖維蛋白羰基質(zhì)量摩爾濃度的影響Fig. 1 Effect of H2O2 concentration on carbonyl group content

蛋白質(zhì)羰基含量是反映蛋白質(zhì)氧化程度的重要指標(biāo)之一，羰基的產(chǎn)生主要是由氨基酸側(cè)鏈的氧化斷裂產(chǎn)生，羰基含量的高低對蛋白質(zhì)的氧化程度具有重要的指示作用。H2O2產(chǎn)生的羥自由基氧化體系可以促進(jìn)蛋白質(zhì)的氧化，由圖1可知，隨著H2O2濃度的增加，蛋白質(zhì)羰基的質(zhì)量摩爾濃度逐漸增加，這是由于H2O2濃度越高，產(chǎn)生的羥基自由基濃度越高，這些自由基不斷攻擊蛋白質(zhì)的氨基酸側(cè)鏈，造成蛋白質(zhì)的羰基質(zhì)量摩爾濃度越高，因此，可以直觀地反映出蛋白質(zhì)的氧化程度。

2.1.2 H2O2濃度對肌原纖維蛋白巰基質(zhì)量摩爾濃度的影響

圖2 H2O2濃度對肌原纖維蛋白巰基質(zhì)量摩爾濃度的影響Fig. 2 Effect of H2O2 concentration on free sulphydryl group content

蛋白質(zhì)氧化過程中，半胱氨酸是反應(yīng)最敏感的氨基酸之一，但是蛋白質(zhì)羰基含量的變化并不能反映半胱氨酸的氧化程度，測定巰基的含量可以表征蛋白質(zhì)的氧化狀態(tài)[29]。由圖2可知，隨著H2O2濃度的增加，蛋白質(zhì)巰基的質(zhì)量摩爾濃度逐步降低，在H2O2濃度低于1.0 mmol/L時，巰基的變化比較??；當(dāng)H2O2濃度超過1.0 mmol/L時，巰基的質(zhì)量摩爾濃度迅速下降；在H2O2濃度為5.0 mmol/L時，巰基的質(zhì)量摩爾濃度僅為0.13 nmol/mg pro，表明半胱氨酸的氧化狀態(tài)急劇上升。因此，巰基含量的變化也反映出蛋白質(zhì)的氧化程度在逐漸增加。

2.1.3 H2O2濃度對肌原纖維蛋白二酪氨酸含量的影響

圖3 H2O2濃度對肌原纖維蛋白二酪氨酸含量的影響Fig. 3 Effect of H2O2 concentration on bityrosine content

蛋白氧化過程中酪氨酸也是自由基氧化攻擊的敏感氨基酸，酪氨酸氧化后形成二酪氨酸，因此，檢測二酪氨酸含量的變化可以反映蛋白質(zhì)的氧化程度[20]。由圖3可知，隨著H2O2濃度的增加，二酪氨酸的含量逐漸升高，表明蛋白質(zhì)的氧化程度越來越高，這與前面蛋白質(zhì)中羰基和巰基含量的變化相吻合。

2.2 肌原纖維蛋白凝膠特性分析

2.2.1 H2O2濃度對肌原纖維蛋白凝膠強(qiáng)度的影響

圖4 H2O2濃度對肌原纖維蛋白凝膠強(qiáng)度的影響Fig. 4 Effect of H2O2 concentration on protein gel strength

肌原纖維蛋白受熱與水形成穩(wěn)定的凝膠結(jié)構(gòu)，這也是肉制品凝膠形成的原因，凝膠強(qiáng)度的高低可以反映肌原纖維蛋白與水結(jié)合的程度。由圖4可知，隨著H2O2濃度的增加，凝膠強(qiáng)度逐漸降低，結(jié)合前面蛋白質(zhì)氧化參數(shù)的結(jié)果說明，氧化后的蛋白質(zhì)凝膠結(jié)構(gòu)松散，無法與水形成致密穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，進(jìn)而降低了蛋白質(zhì)的凝膠強(qiáng)度，這也與相關(guān)的報(bào)道具有一致性[30]。

2.2.2 H2O2濃度對肌原纖維蛋白凝膠保水性的影響

由圖5可知，肌原纖維蛋白凝膠的保水性隨著H2O2濃度的增加，呈現(xiàn)出現(xiàn)逐漸降低的趨勢，當(dāng)H2O2濃度低于5.0 mmol/L時，蛋白質(zhì)凝膠的保水性無明顯變化。當(dāng)H2O2濃度達(dá)到10.0 mmol/L時，蛋白凝膠保水性降低明顯，與未添加H2O2組的蛋白凝膠相比，蛋白凝膠保水性降低15.49%，這也與Xiong Youling L.等[15]關(guān)于蛋白質(zhì)氧化的研究結(jié)果相一致。

圖5 H2O2濃度對肌原纖維蛋白凝膠保水性的影響Fig. 5 Effect of H2O2 concentration on water-holding capacity of protein gels

2.2.3 肌原纖維蛋白表面疏水性分析

圖6 H2O2濃度對肌原纖維蛋白疏水性的影響Fig. 6 Effect of H2O2 concentration on protein surface hydrophobicity

由圖6可知，肌原纖維蛋白的表面疏水性隨著H2O2

濃度的增加而升高，但是在低濃度時表現(xiàn)的并不明顯，當(dāng)濃度超過10.0 mmol/L時，蛋白質(zhì)的表面疏水性逐漸增加，H2O2濃度為20.0 mmol/L時，表面疏水性達(dá)到29.66 μg。這可能與蛋白質(zhì)氧化后蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)內(nèi)部的疏水性基團(tuán)暴露有關(guān)，疏水基團(tuán)的暴露促進(jìn)了蛋白質(zhì)與溴酚藍(lán)的結(jié)合，降低了蛋白質(zhì)的水合能力[31]，這也與

2.2.2節(jié)中蛋白質(zhì)的保水性相吻合。

2.2.4 肌原纖維蛋白流變學(xué)特性分析

圖7 H2O2濃度對肌原纖維蛋白儲能模量的影響Fig. 7 Effect of H2O2 concentration on protein gel elastic modulus

蛋白質(zhì)的氧化對肌原纖維蛋白的凝膠形成能力具有重要的影響，通過測定肌原纖維蛋白的流變學(xué)特性可以判定蛋白氧化后蛋白質(zhì)的凝膠形成能力。儲能模量G’用來描述抵抗形變的能力，可以反映蛋白質(zhì)的彈性性狀，G’越大，表明蛋白質(zhì)的凝膠彈性越強(qiáng)。由圖7可知，隨著溫度的上升，在40～50 ℃之間形成一個變化的波峰，在47 ℃左右達(dá)到峰值，經(jīng)過緩慢下降后在52 ℃又開始上升直至平穩(wěn)，這是由于該溫度段是肌球蛋白的變性溫度，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)打開，蛋白質(zhì)的相互作用增強(qiáng)，蛋白質(zhì)快速聚集形成凝膠[32]。從圖7中可以發(fā)現(xiàn)，47 ℃左右的峰值隨著蛋白氧化程度的增加而降低，當(dāng)H2O2濃度為20.0 mmol/L時，峰值已經(jīng)非常地弱，趨于平緩，這是由于蛋白氧化改變了肌原纖維蛋白的凝膠特性，導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)被破壞。

圖8 H2O2濃度對肌原纖維蛋白損失模量的影響Fig. 8 Effect of H2O2 concentration on protein gel loss modulus

損失模量G”一般用來表示凝膠體系的黏度性狀，由圖8可知，G”的變化與G’具有一致性，即加熱到40～50 ℃G”會達(dá)到一個峰值，而且，在加熱的過程中，G”始終小于G’的值，當(dāng)溫度到達(dá)70 ℃左右時，G’和G”都趨于平穩(wěn)，表明肌原纖維蛋白凝膠的形成[33]。

2.3 肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)分析

2.3.1 傅里葉變換紅外光譜分析肌原纖維蛋白二級結(jié)構(gòu)變化

表1 不同肌原纖維蛋白氧化體系二級結(jié)構(gòu)的含量分析Table 1 Effect of H2O2 concentration protein secondary structure contents%

圖9 H2O2濃度對肌原纖維蛋白二級結(jié)構(gòu)的影響Fig. 9 Effect of H2O2 concentration on estimation of protein secondary structure

蛋白質(zhì)和多肽的二級結(jié)構(gòu)在紅外光譜區(qū)有9 個特征性吸收帶，其中酰胺Ⅰ帶位于1 600～1 700 cm-1范圍內(nèi)，這個區(qū)域被認(rèn)為是研究蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)最有價(jià)值的波段。通常情況下，α-螺旋位于1 650～1 658 cm-1波段內(nèi)，β-折疊位于1 600～1 640 cm-1波段內(nèi)，β-轉(zhuǎn)角位于1 660～1 695 cm-1波段內(nèi)，無規(guī)卷曲位于1 640～1 650 cm-1波段內(nèi)，而這4 種結(jié)構(gòu)的變化代表著蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的變化[34]。

在FT-IR分析中，通過對吸光度曲線的基線校正、去卷積、二階求導(dǎo)和擬合分析處理，可以對蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行分析，蛋白質(zhì)氧化過程中，蛋白質(zhì)會發(fā)生構(gòu)象的變化、二級結(jié)構(gòu)的破壞和相對含量的變化；通過傅里葉變換紅外光譜儀的Omnic處理軟件進(jìn)行分析，得到蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)各成分面積比例的變化，結(jié)果如表1和圖9所示。不同濃度H2O2處理的蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的變化，隨著H2O2濃度的升高和蛋白質(zhì)氧化程度的增加，蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)中α-螺旋和β-折疊的含量逐漸降低，而β-轉(zhuǎn)角和無規(guī)卷曲的含量逐漸增加，這說明蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大的變化，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的α-螺旋和β-折疊部分遭到破壞，部分轉(zhuǎn)化成了不規(guī)則的β-轉(zhuǎn)角和無規(guī)卷曲，蛋白質(zhì)由穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)向不穩(wěn)定轉(zhuǎn)變，這也與前面蛋白氧化和凝膠特性的結(jié)果相一致。

2.3.2 肌原纖維蛋白掃描電子顯微鏡分析

圖10 H2O2不同濃度下肌原纖維蛋白凝膠掃描電子顯微鏡圖Fig. 10 Effect of H2O2 concentration on myoベbrillar protein observed by scanning electron microscope

由圖10可知，隨著H2O2濃度的增加，肌原纖維蛋白形成凝膠的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出明顯的差異（圓圈所示）。0.0 mmol/L極為空白組肌原纖維蛋白形成的凝膠結(jié)構(gòu)致密緊實(shí)，空隙較小而且整體分布均勻；而隨著H2O2濃度的增加，形成的凝膠結(jié)構(gòu)空隙逐漸加大，不均勻性增強(qiáng)，因此，對凝膠結(jié)構(gòu)造成了明顯的影響和破壞。這可能是由于隨著H2O2濃度的增加，肌原纖維蛋白的疏水性增加，導(dǎo)致熱誘導(dǎo)條件下形成的蛋白質(zhì)凝膠發(fā)生過度的交聯(lián)現(xiàn)象，阻礙了其活性功能基團(tuán)的正常有序結(jié)合，使凝膠結(jié)構(gòu)的空隙不斷增大，形成不規(guī)則的凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這也導(dǎo)致蛋白凝膠質(zhì)構(gòu)特性和保水性的降低。

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)以不同濃度的H2O2形成的羥自由基處理肌原纖維蛋白溶液，研究不同蛋白氧化體系中蛋白氧化程度對肌原纖維蛋白凝膠特性的影響及其與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的關(guān)系，研究結(jié)果表明：1）H2O2形成的羥自由基可以促進(jìn)肌原纖維蛋白的氧化，蛋白質(zhì)的氧化程度隨著H2O2濃度的升高而增加。2）肌原纖維蛋白的凝膠特性隨著蛋白氧化程度的增加而發(fā)生規(guī)律性的變化，凝膠強(qiáng)度和凝膠保水性隨著H2O2濃度的升高而降低，表面疏水性隨著H2O2濃度的升高而增加，通過分析不同氧化程度肌原纖維蛋白溶液的流變學(xué)特性發(fā)現(xiàn)，隨著氧化程度的增加，蛋白質(zhì)的儲能模量和損失模量都顯示出降低趨勢。3）蛋白氧化對肌原纖維蛋白的二級結(jié)構(gòu)造成影響，蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)隨著蛋白氧化程度的增加而遭到破壞，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的α-螺旋和β-折疊部分遭到破壞，部分轉(zhuǎn)化成了不規(guī)則的β-轉(zhuǎn)角和無規(guī)卷曲，蛋白質(zhì)由穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)向不穩(wěn)定轉(zhuǎn)變；通過掃描電子顯微鏡觀察蛋白凝膠的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)蛋白氧化阻礙了蛋白質(zhì)穩(wěn)定凝膠空間結(jié)構(gòu)的形成。

參考文獻(xiàn)：

[1] LIU G, XIONG Youling L.. Electrophoretic pattern, thermal denaturation, and in vitro digestibility of oxidized myosin[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2000, 48(3): 624-630.DOI:10.1021/jf990520h.

[2] FREDERIKSEN A M, LUND M N, ANDERSEN M L, et al.Oxidation of porcine myosin by hypervalent myoglobin: the role of thiol groups[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2008,56(9): 3297-3304. DOI:10.1021/jf072852p.

[3] ESTéVEZ M. Protein carbonyls in meat systems: a review[J]. Meat Science, 2011, 89(3): 259-279. DOI:10.1016/j.meatsci.2011.04.025.

[4] PARKINGTON J K, XIONG Youling L., BLANCHARD S P,et al. Chemical and functional properties of oxidatively modiベed beef heart surimi stored at 2 ℃[J]. Journal of Food Science, 2000, 65(3):428-433. DOI:10.1111/j.1365-2621.2000.tb16021.x.

[5] DECKER E A, XIONG Youling L., CALVERT J T, et al. Chemical,physical, and functional properties of oxidized turkey white muscle myoベbrillar proteins[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,1993, 41(2): 186-189. DOI:10.1021/jf00026a007.

[6] LIU Z, XIONG Youling L., CHEN Jie. Protein oxidation enhances hydration but suppresses water-holding capacity in porcine longissimus muscle[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2010, 58(19):10697-10704. DOI:10.1021/jf102043k.

[7] XIA X F, KONG B H, XIONG Youling L., et al. Decreased gelling and emulsifying properties of myofibrillar protein from repeatedly frozen-thawed porcine longissimus muscle are due to protein denaturation and susceptibility to aggregation[J]. Meat Science, 2010,85(3): 481-486. DOI:10.1016/j.meatsci.2010.02.019.

[8] MA Y Y, XIONG Youling L., ZHAI J J, et al. Fractionation and evaluation of radical scavenging peptides from in vitro digests of buckwheat protein[J]. Food Chemistry, 2010, 118(3): 582-588.DOI:10.1016/j.foodchem.2009.05.024.

[9] JIANG J, CHEN J, XIONG Youling L.. Structural and emulsifying properties of soy protein isolate subjected to acid and alkaline pH-shifting processes[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2009, 57(16): 7576-7583. DOI:10.1021/jf901585n.

[10] PE?A-RAMOS E A, XIONG Youling L.. Whey and soy protein hydrolysates inhibit lipid oxidation in cooked pork patties[J]. Meat Science, 2003, 64(3): 259-263. DOI:10.1016/S0309-1740(02)00187-0.

[11] XIONG Youling L., BLANCHARD S P, OOIZUMI T, et al. Hydroxyl radical and ferryl-generating systems promote gel network formation of myoベbrillar protein[J]. Journal of Food Science, 2010, 75(2): 215-221. DOI:10.1111/j.1750-3841.2009.01511.x.

[12] PARK D, XIONG Youling L., ALDERTON A L. Concentration effects of hydroxyl radical oxidizing systems on biochemical properties of porcine muscle myoベbrillar protein[J]. Food Chemistry,2007, 101(3): 1239-1246. DOI:10.1016/j.foodchem.2006.03.028.

[13] SRINIVASAN S, XIONG Youling L., DECKER E A. Inhibition of protein and lipid oxidation in beef heart surimi-like material by antioxidants and combinations of pH, NaCl, and buffer type in the washing media[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1996,44(1): 119-125. DOI:10.1021/jf950385i.

[14] OOIZUMI T, XIONG Youling L.. Biochemical susceptibility of myosin in chicken myoベbrils subjected to hydroxyl radical oxidizing systems[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2004, 52(13):4303-4307. DOI:10.1021/jf035521v.

[15] XIONG Youling L., BREKKE C J. Changes in protein solubility and gelation properties of chicken myofibrils during storage[J]. Journal of Food Science, 1989, 54(5): 1141-1146. DOI:10.1111/j.1365-2621.1989.tb05941.x.

[16] XIONG Youling L., PARK D, OOIZUMI T. Variation in the cross-linking pattern of porcine myofibrillar protein exposed to three oxidative environments[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2009, 57(1): 153-159. DOI:10.1021/jf8024453.

[17] 胡忠良, 鄒玉峰, 林玉海, 等. 氧化程度對肌原纖維蛋白熱凝膠及理化特性的影響[J]. 食品科學(xué), 2013, 34(17): 19-22. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201317005.

[18] PARK D, XIONG Y L, ALDERTON A L. Concentration effects of hydroxyl radical oxidizing systems on biochemical properties of porcine muscle myoベbrillar protein[J]. Food Chemistry, 2007, 101(3):1239-1246. DOI:10.1016/j.foodchem.2006.03.028.

[19] 李艷青, 孔保華, 夏秀芳, 等. 羥自由基氧化對鯉魚肌原纖維蛋白乳化性及凝膠性的影響[J]. 食品科學(xué), 2012, 33(9): 31-35.

[20] LEVINE R L, GARLAND D, OLIVER C N, et al. Determination of carbonyl content in oxidatively modified proteins[J]. Methods in Enzymology, 1990, 186(1): 464-478. DOI:10.1016/0076-6879(90)86141-H.

[21] ELLMAN G L. Tissue sulfhydryl groups[J]. Archives of Biochemistry and Biophysics, 1959, 82(1): 70-77. DOI:10.1016/0003-9861(59)90090-6.

[22] DAVIES K J. Protein damage and degradation by oxygen radicals[J].The Journal of Biological Chemistry, 1987, 262(20): 9895-9901.

[23] 趙冰, 李家鵬, 陳文華, 等. 可得然膠凝膠特性及其在西式火腿中的應(yīng)用研究[J]. 食品科學(xué), 2014, 35(21): 45-49. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201421010.

[24] 趙冰, 周慧敏, 張順亮, 等. 中溫殺菌對乳化香腸蛋白質(zhì)變化的影響[J]. 肉類研究, 2016, 30(3): 5-9. DOI:10.15922/j.cnki.rlyj.2016.03.002.

[25] CHELH I, GATELLIER P, SANTé-LHOUTELLIER V. Technical note: a simplified procedure for myofibril hydrophobicity determination[J]. Meat Science, 2006, 74(4): 681-683. DOI:10.1016/j.meatsci.2006.05.019.

[26] LI J, ELEYA M M O, GUNASEKAREN S. Gelation of whey protein and xanthan mixture: effecct of heating rate on rheological properties[J]. Food Hydrocolloids, 2006, 20(5): 678-686.DOI:10.1016/j.foodhyd.2005.07.001.

[27] 章銀良, 安巧云, 楊慧. 脂肪氧化對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響[J]. 食品科學(xué),2012, 33(1): 25-30.

[28] PALKA K, DAUN H. Changes in texture, cooking losses, and myoベbrillar structure of boving m. semitendinosus during heating[J].Meat Science, 1999, 51(3): 237-243. DOI:10.1016/S0309-1740(98)00119-3.

[29] 吳偉. 蛋白質(zhì)氧化對大豆蛋白結(jié)構(gòu)和凝膠性質(zhì)的影響[D]. 無錫: 江南大學(xué), 2010: 36-37.

[30] 李銀, 李俠, 張春暉, 等. 羥自由基導(dǎo)致肉類肌原纖維蛋白氧化和凝膠性降低[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2013, 29(12): 286-292. DOI:10.3969/j.issn.1002-6819.2013.12.036.

[31] LI C, XIONG Youling L., CHEN J. Oxidation-induced unfolding facilitates myosin cross-linking in myofibrillar protein by microbial transglutaminase[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2012, 60(32): 8020-8027. DOI:10.1021/jf302150h.

[32] XIONG Youling L., BLANCHARD S P. Myoベbrillar protein gelation:viscoelastic changes related to heating procedures[J]. Journal of Food Science, 1994, 59(4): 734-738. DOI:10.1111/j.1365-2621.1994.tb08115.x.

[33] CHEN H H, XU S Y, WANG Z. Interaction between flaxseed gum and meat protein[J]. Journal of Food Engineering, 2007, 80(4): 1051-1059. DOI:10.1111/j.1365-2621.1994.tb08115.x.

[34] BYLER D M, BROUILLETTE J N, SUSI H. Quantitative studies of protein structure by FT-IR spectral deconvolution and curve ベtting[J].Spectroscopy, 1986, 1(3): 29-32.