改性處理對(duì)豬肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)及凝膠特性的影響

姜國川，王麗巖，劉亞春，孫洪蕊，張佳霖，劉學(xué)軍,*，閆曉慧*

（1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，吉林 長春 130118；2.吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，吉林 長春 130033；3.吉林省輕工業(yè)設(shè)計(jì)研究院，吉林 長春 130021；4.吉林工商學(xué)院財(cái)稅學(xué)院，吉林 長春 130507）

肌原纖維蛋白是豬肌肉的重要組成部分，約占肌肉總蛋白含量的55%。肌原纖維蛋白的凝膠特性對(duì)肉及肉制品的質(zhì)構(gòu)特性以及品質(zhì)特性有著重要的影響。蛋白質(zhì)的凝膠特性及其他功能特性受蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響，改善肌原纖維蛋白凝膠特性有助于提高肉制品的品質(zhì)。

超聲波處理對(duì)生物大分子的改性具有較好的作用，Li Ke等[1]研究了超聲波改性對(duì)雞胸肉凝膠性和持水性的影響，研究結(jié)果表明高功率的超聲波技術(shù)可以降低雞肉中鹽的添加量，改善雞肉的凝膠性能。Chang Haijun[2]、Latoch[3]等的研究結(jié)果表明超聲波通過空化作用等相關(guān)機(jī)制引起肉組織的物理破壞并加速傳質(zhì)，使肌原纖維蛋白斷裂，溶解度增加。Jayasooriya等[4]報(bào)道了高強(qiáng)度超聲波可以改變蛋白質(zhì)凝膠性，因?yàn)榧∪饨M織內(nèi)的空化可導(dǎo)致自由基形成，進(jìn)而發(fā)生化學(xué)變化，自由基可改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和分子間力。

谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶（glutamine transaminase，TG）是通過?；D(zhuǎn)移反應(yīng)催化蛋白質(zhì)交聯(lián)的轉(zhuǎn)移酶。蛋白質(zhì)中伯胺的氨基或賴氨酸殘基的ε-氨基作為?；荏w，谷氨酰胺殘基的γ-羧酰胺基為酰基供體，反應(yīng)生成ε-(γ-谷氨酰胺)賴氨酸肽，提供交聯(lián)蛋白或肽[5]。Chanarat等[6]利用微生物TG來增加魚糜的凝膠強(qiáng)度，微生物TG作用于天然肌動(dòng)蛋白，蛋白質(zhì)的ε-氨基含量下降，交聯(lián)蛋白含量增加，魚糜的凝膠強(qiáng)度增加，研究結(jié)果表明TG對(duì)蛋白質(zhì)的交聯(lián)作用與魚糜的凝膠強(qiáng)度呈現(xiàn)出一定的相關(guān)性。

目前，國內(nèi)外對(duì)于將超聲波處理與TG改性相結(jié)合來改善肌原纖維蛋白凝膠特性的研究少有報(bào)道?；诖?，為提高肌原纖維蛋白凝膠性，本實(shí)驗(yàn)將肌原纖維蛋白進(jìn)行改性處理。以凝膠的強(qiáng)度、硬度、彈性、持水性、化學(xué)作用力、白度等為評(píng)價(jià)指標(biāo)，研究改性處理對(duì)肌原纖維蛋白凝膠特性的影響。以蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)、差示掃描量熱法、紫外吸收光譜表征改性處理對(duì)肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)的影響。以期擴(kuò)大肌原纖維蛋白在肉制品加工中的應(yīng)用范圍，實(shí)現(xiàn)肌原纖維蛋白的綜合利用。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

TG（酶活力46.8 U/g） 泰興市東圣食品科技有限公司；磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉 天津市大茂化學(xué)試劑廠；牛血清白蛋白標(biāo)準(zhǔn)品 北京夢(mèng)怡美生物科技有限公司；乙二胺四乙酸 天津市北晨方正試劑廠；除非另有說明，所有試劑均為分析級(jí)。

1.2 儀器與設(shè)備

IRTracer-10傅里葉變換紅外光譜儀 日本島津公司；Diamond TG/DTA差示掃描量熱儀 美國PE公司；TMS-Pro物性儀 美國FTC公司；JY99-IIDN超聲波破碎機(jī) 新芝生物科技公司；TU-1901紫外分光光度計(jì) 北京普析儀器有限公司；色差儀 美國HunterLab公司。

1.3 方法

1.3.1 豬肌原纖維蛋白的提取

參照Park等[7]的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行豬肌原纖維蛋白的提取。

1.3.2 豬肌原纖維蛋白的改性處理

配制肌原纖維蛋白溶液（40 mg/mL），分別進(jìn)行以下改性處理。

超聲波改性參數(shù)：超聲時(shí)間30 min、功率400 W。

TG改性參數(shù)：TG添加量0.60%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）、pH 6.0、溫度45 ℃、反應(yīng)時(shí)間2 h。

超聲波-TG復(fù)合改性參數(shù)：超聲時(shí)間30 min、功率400 W、溫度45 ℃、pH 6.0、TG添加量0.60%、反應(yīng)時(shí)間2 h。

1.3.3 凝膠樣品制備

將肌原纖維蛋白質(zhì)溶解在磷酸鹽緩沖液（pH 6.5、50 mmol/L）中，調(diào)整蛋白質(zhì)溶液的質(zhì)量濃度至40 mg/mL。將蛋白質(zhì)溶液升溫至45 ℃，保溫1 h。將蛋白質(zhì)溶液進(jìn)一步加熱至85 ℃持續(xù)10 min，然后將樣品冷卻30 min，置于4 ℃環(huán)境下貯存[8]。

1.3.4 質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定

凝膠強(qiáng)度測(cè)定參數(shù)設(shè)置：探頭A/BE、穿刺距離5 mm、測(cè)前速率5 mm/s、測(cè)試速率1.0 mm/s、測(cè)后速率5.0 mm/s。

凝膠硬度、彈性測(cè)定參數(shù)設(shè)置：探頭P/0.5、觸發(fā)式自動(dòng)、起始點(diǎn)感應(yīng)力5.0 g、壓縮比50%、測(cè)前速率5 mm/s、測(cè)試速率1.0 mm/s、測(cè)后速率5.0 mm/s，循環(huán)2 次。

1.3.5 巰基含量測(cè)定

參考Liu Qian等[9]的實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定凝膠巰基含量。

1.3.6 持水性測(cè)定

參考Salvador等[8]的實(shí)驗(yàn)方法，并作適當(dāng)修改。將凝膠樣品離心處理（8 000 r/min、15 min），凝膠持水性按式（1）計(jì)算。

式中：m0為離心管質(zhì)量/g；m1為未離心時(shí)凝膠與離心管質(zhì)量/g；m2為離心結(jié)束后凝膠與離心管質(zhì)量/g。

1.3.7 白度測(cè)定

參考Salvador等[8]的實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定凝膠切面不同位置的色差a、b、L值，取各個(gè)點(diǎn)的平均值。凝膠白度按式（2）計(jì)算。

1.3.8 化學(xué)力測(cè)定

根據(jù)Gómez-Guillén等[10]的實(shí)驗(yàn)方法，并適當(dāng)修改。

分別配制下述4 種溶液，a溶液：取蛋白質(zhì)凝膠樣品1.5 g與8 mL NaCl溶液（0.05 mol/L）混勻均質(zhì)；b溶液：取蛋白質(zhì)凝膠樣品1.5 g與8 mL NaCl溶液（0.6 mol/L）混勻均質(zhì)；c溶液：取蛋白質(zhì)凝膠樣品1.5 g與8 mL混合液（NaCl溶液（0.6 mol/L）+尿素溶液（1.5 mo1/L））混勻均質(zhì)；d溶液：取蛋白質(zhì)凝膠樣品1.5 g與8 mL混合液（NaCl溶液（0.6 mol/L）+尿素溶液（8 mo1/L））混勻均質(zhì)。

將以上4 種溶液置于4 ℃條件下靜置60 min，離心處理（10 000 r/min、15 min）后測(cè)定上清液中蛋白質(zhì)量濃度，其中疏水相互作用力為d溶液中蛋白質(zhì)量濃度與c溶液中蛋白質(zhì)量濃度的差值；離子鍵作用力為b溶液中蛋白質(zhì)量濃度與a溶液中蛋白質(zhì)量濃度的差值；氫鍵作用力為c溶液中蛋白質(zhì)量濃度與b溶液中蛋白質(zhì)量濃度差。

1.3.9 差示掃描量熱分析

參考Xia Xiufang等[11]實(shí)驗(yàn)方法，并稍加改動(dòng)。將樣品溶解在pH 6.5的磷酸鹽緩沖液中（0.6 mo1/L NaCl、50 mmol/L Na2HPO4/NaH2PO4），控制蛋白質(zhì)量濃度為40 mg/mL。用注射器吸取適量樣品溶解液于鋁盒中，以空的鋁盒壓片作為空白對(duì)照。設(shè)置掃描速率參數(shù)為10 ℃/min，溫度掃描范圍為30～120 ℃。

1.3.10 二級(jí)結(jié)構(gòu)分析

參考李順等[12]的實(shí)驗(yàn)方法對(duì)肌原纖維蛋白進(jìn)行傅里葉變換紅外光譜掃描以及二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)。

1.3.11 紫外吸收光譜分析

參考Lange等[13]的實(shí)驗(yàn)方法對(duì)樣品進(jìn)行紫外吸收光譜掃描。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

利用Excel、Origin 8.5.1、Statistic軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，采用Tukey’s Honestly Significant Difference（HSD）進(jìn)行顯著性分析，實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次，取平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 改性處理對(duì)豬肌原纖維蛋白凝膠特性的影響

2.1.1 改性處理對(duì)豬肌原纖維蛋白凝膠強(qiáng)度、硬度和彈性的影響

表1 改性處理對(duì)豬肌原纖維蛋白凝膠質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 1 Effect of modification on texture properties of porcine myofibrillar protein gel

凝膠硬度、強(qiáng)度、彈性是評(píng)價(jià)凝膠質(zhì)構(gòu)特性的重要指標(biāo)。如表1所示，改性處理均可改善肌原纖維蛋白凝膠的強(qiáng)度、硬度和彈性，其中對(duì)凝膠強(qiáng)度和硬度的改善效果由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋撼暡?TG復(fù)合改性＞TG改性＞超聲波改性；對(duì)凝膠彈性的改善效果由強(qiáng)到弱為：超聲波-TG復(fù)合改性＞超聲波改性＞TG改性。結(jié)合以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，超聲波-TG復(fù)合改性效果最優(yōu)，其凝膠強(qiáng)度、硬度、彈性分別是未經(jīng)改性處理對(duì)照組的3.57、3.65、1.15 倍。韓敏義[14]的研究結(jié)果表明，TG能夠催化酰基發(fā)生轉(zhuǎn)移反應(yīng)，產(chǎn)生ε-(γ-谷氨酰胺)賴氨酸鍵交聯(lián)，形成高分子聚合物，增強(qiáng)了凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。而超聲波可促使肌原纖維蛋白暴露部分疏水基團(tuán)，并促使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)由天然的卷曲狀態(tài)解折疊[15]，增加了TG與蛋白質(zhì)的結(jié)合位點(diǎn)，使得TG能夠更好地改變蛋白質(zhì)的凝膠特性。

2.1.2 改性處理對(duì)豬肌原纖維蛋白凝膠巰基含量和持水性的影響

圖1 改性處理對(duì)豬肌原纖維蛋白凝膠巰基含量、持水性的影響Fig. 1 Effect of modification on sulfhydryl content and water-holding capacity of porcine myofibrillar protein gel

在肌原纖維蛋白凝膠形成過程中，巰基基團(tuán)發(fā)生氧化反應(yīng)生成二硫鍵，其是凝膠網(wǎng)絡(luò)形成過程中的重要作用力[16]。測(cè)定改性處理后豬肌原纖維蛋白凝膠巰基含量的變化可以表征二硫鍵含量的變化[17]。如圖1所示，改性處理均能使肌原纖維蛋白凝膠的巰基含量降低，其中超聲波-TG復(fù)合改性處理后的蛋白質(zhì)凝膠巰基含量最低，說明改性處理能促使凝膠形成過程中巰基基團(tuán)轉(zhuǎn)變?yōu)槎蜴I，增強(qiáng)凝膠的強(qiáng)度。Zhang Ziye等[18]的研究結(jié)果表明，超聲波處理可促使水分子解離成活性自由基，進(jìn)而生成過氧化氫，過氧化氫作用于肌原纖維蛋白中的巰基，將其氧化成二硫鍵，使巰基含量減少。

如圖1所示，超聲波-TG復(fù)合改性處理組凝膠持水性最高。超聲波可以破環(huán)蛋白質(zhì)的剛性結(jié)構(gòu)，促使TG更好地發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，形成均勻、緊密的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而增強(qiáng)了對(duì)水分的包容束縛能力、限制了水分子的移動(dòng)，進(jìn)而增強(qiáng)了凝膠的持水性。Ionescu[19]、Motoki[20]等的研究結(jié)果表明，TG可以強(qiáng)化肌原纖維蛋白的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或通過改變肌原纖維蛋白結(jié)合水的能力提高凝膠的持水性。常海霞[21]的研究結(jié)果表明，經(jīng)超聲波處理后，草魚肌原纖維蛋白凝膠的持水性、質(zhì)構(gòu)特性等明顯優(yōu)于未經(jīng)改性處理的肌原纖維蛋白凝膠。以上研究結(jié)果與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似，進(jìn)一步證實(shí)了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2.1.3 改性處理對(duì)豬肌原纖維蛋白凝膠白度的影響

圖2 改性處理對(duì)豬肌原纖維蛋白凝膠白度值的影響Fig. 2 Effect of modification on whiteness of porcine myofibrillar protein gel

如圖2所示，改性處理對(duì)肌原纖維蛋白凝膠白度的影響較顯著，其中超聲波改性與超聲波-TG復(fù)合改性對(duì)肌原纖維蛋白凝膠的顏色有正面的影響，表現(xiàn)為白度高于對(duì)照組，分別為95.24、93.35，超聲波改性效果最佳。利用超聲波對(duì)肌原纖維蛋白進(jìn)行改性處理，超聲波的機(jī)械作用以及空化效應(yīng)會(huì)使蛋白質(zhì)分子粒徑變小，使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得均勻而緊密，提高凝膠的持水性，進(jìn)而提高凝膠的亮度L值。Chen Hongsheng等[22]的研究結(jié)果表明，蛋白質(zhì)凝膠的亮度與白度密切相關(guān)，超聲波改性處理可以通過提高凝膠的亮度值來影響白度的變化。TG改性對(duì)肌原纖維蛋白凝膠的顏色有負(fù)面的影響，表現(xiàn)為白度低于對(duì)照組，原因可能是由于TG本身顏色呈黃褐色，降低了肌原纖維蛋白凝膠的白度。

2.1.4 改性處理對(duì)豬肌原纖維蛋白凝膠化學(xué)作用力的影響

肌原纖維蛋白經(jīng)熱誘導(dǎo)形成凝膠的過程中，疏水作用、離子鍵、氫鍵等作用力參與其中，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，這些變化對(duì)蛋白質(zhì)凝膠特性產(chǎn)生一定的影響[23]。本實(shí)驗(yàn)比較了改性處理對(duì)豬肌原纖維蛋白凝膠化學(xué)力的影響。如圖3所示，改性處理均對(duì)蛋白質(zhì)凝膠的化學(xué)力有較顯著的影響，表現(xiàn)為疏水相互作用蛋白質(zhì)量濃度升高，氫鍵以及離子鍵蛋白質(zhì)量濃度降低。其中，肌原纖維蛋白凝膠中疏水相互作用的蛋白質(zhì)量濃度由高到低的順序?yàn)椋撼暡?TG復(fù)合改性組＞TG改性組＞超聲波改性組＞對(duì)照組，超聲波-TG復(fù)合改性組凝膠中疏水相互作用的蛋白質(zhì)量濃度約是未經(jīng)改性對(duì)照組的2 倍。原因可能是改性處理破環(huán)了肌原纖維蛋白原有的有序狀態(tài)，促使蛋白質(zhì)的疏水性殘基暴露，從而導(dǎo)致疏水相互作用增強(qiáng)。超聲波-TG復(fù)合改性組提高凝膠疏水相互作用最明顯，可能是超聲波處理與TG交聯(lián)反應(yīng)發(fā)生協(xié)同作用，使得蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定。

圖3 改性處理對(duì)豬肌原纖維蛋白凝膠化學(xué)力的影響Fig. 3 Effect of modification on chemical forces of porcine myofibrillar protein gel

綜合肌原纖維蛋白凝膠質(zhì)構(gòu)特性（凝膠強(qiáng)度、硬度、彈性）、持水性以及凝膠作用力等指標(biāo)可以發(fā)現(xiàn)，影響肌原纖維蛋白凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及其他特性的主要作用力為疏水相互作用。Westphalen等[24]的研究結(jié)果與本實(shí)驗(yàn)相似，即蛋白分子間的疏水相互作用對(duì)凝膠三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的形成以及穩(wěn)定性起主要作用。

2.2 改性處理對(duì)豬肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)特性的影響

2.2.1 差示掃描量熱分析

差示掃描量熱分析技術(shù)常被用來測(cè)定蛋白質(zhì)變性過程中能量的變化[25]，其作用原理是蛋白質(zhì)在控溫系統(tǒng)的作用下，從有序結(jié)構(gòu)變?yōu)闊o序結(jié)構(gòu)的過程。通過比較樣品蛋白質(zhì)與參照樣品之間的熱量差，分析蛋白質(zhì)的變性溫度。當(dāng)達(dá)到蛋白質(zhì)變性溫度時(shí)，圖譜上會(huì)呈現(xiàn)出一個(gè)吸收峰，此時(shí)的溫度即為蛋白質(zhì)變性溫度。蛋白質(zhì)變性溫度越高，其結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。

表2 改性豬肌原纖維蛋白的變性溫度Table 2 Denaturation temperature of modified porcine myofibrillar protein

圖4 改性豬肌原纖維蛋白的差示掃描量熱分析Fig. 4 Differential scanning calorimetry analysis of modified porcine myofibrillar protein

如表2、圖4所示，經(jīng)過超聲波改性、TG改性、超聲波-TG復(fù)合改性后肌原纖維蛋白的熱變性溫度（Td）分別為81.6、82.6、83.2 ℃，均高于對(duì)照肌原纖維蛋白的變性溫度（79.2 ℃），說明3 種改性處理均能提高肌原纖維蛋白的穩(wěn)定性，其中超聲波-TG復(fù)合改性后肌原纖維蛋白熱變性溫度最高，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定。超聲波改性可以促進(jìn)TG發(fā)生蛋白質(zhì)內(nèi)或蛋白質(zhì)間的交聯(lián)反應(yīng)，生成大分子聚合物，而這種大分子聚合物是有序的結(jié)構(gòu)，熱穩(wěn)定性較無序結(jié)構(gòu)高[26]。

2.2.2 改性處理對(duì)豬肌原纖維蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)的影響

圖5 改性豬肌原纖維蛋白的傅里葉變換紅外光譜圖Fig. 5 Fourier transform infrared spectrum of modified porcine myofibrillar protein

圖6 酰胺I帶高斯擬合圖Fig. 6 Gauss fitting of amide I

圖5 為對(duì)照與超聲波-TG復(fù)合改性后的肌原纖維蛋白的傅里葉變換紅外光譜圖，在傅里葉變換紅外圖譜中截取酰胺I帶（波數(shù)為1 600～1 700 cm-1）進(jìn)行蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)，高斯擬合結(jié)果如圖6所示。其中對(duì)照組R2為0.999 83，擬合子峰數(shù)為4；超聲波-TG復(fù)合改性組R2為0.999 25，擬合子峰數(shù)為6。對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組的酰胺I帶擬合結(jié)果如表3所示。

表3 酰胺I帶的擬合結(jié)果Table 3 Fitting results of amide I bands

表4 豬肌原纖維蛋白改性前后二級(jí)結(jié)構(gòu)相對(duì)含量Table 4 Relative percentages of secondary structures in modified porcine myofibrillar protein

綜合以上數(shù)據(jù)，得到對(duì)照組蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)相對(duì)含量為：α-螺旋51.90%、β-反平行30.72%、無規(guī)卷曲17.36%；超聲波-TG復(fù)合改性組蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)相對(duì)含量分別為：α-螺旋16.75%、β-轉(zhuǎn)角25.58%、β-平行18.59%、β-反平行24.08%、無規(guī)卷曲15.00%（表4）。改性處理對(duì)肌原纖維蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)有顯著影響，超聲波-TG復(fù)合改性后蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)α-螺旋相對(duì)含量下降，β-折疊、β-轉(zhuǎn)角相對(duì)含量升高，無規(guī)卷曲相對(duì)含量變化不明顯。超聲波處理使部分蛋白質(zhì)長鏈發(fā)生斷裂，肌原纖維蛋白的剛性結(jié)構(gòu)減弱，柔性增強(qiáng)，二級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生一定的改變。超聲波處理后增加了底物與TG的作用位點(diǎn)，催化蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián)作用，生成大分子聚合物，增強(qiáng)蛋白質(zhì)凝膠網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，同時(shí)蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，表現(xiàn)為β-折疊、β-轉(zhuǎn)角相對(duì)含量升高。曹瑩瑩[27]、Choi[28]等的研究結(jié)果表明，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)中β-折疊相對(duì)含量較高時(shí)，其蛋白質(zhì)的凝膠性以及持水性較高；當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)中α-螺旋相對(duì)含量較高時(shí)，其蛋白質(zhì)的凝膠性以及持水性較低。Li Ke等[29]的研究結(jié)果表明，利用超聲波技術(shù)對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行改性，可促使蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)α-螺旋相對(duì)含量降低、β-折疊與β-轉(zhuǎn)角相對(duì)含量升高，同時(shí)亦證實(shí)超聲波改性有利于增強(qiáng)蛋白質(zhì)的凝膠強(qiáng)度以及持水性等。Liu Ru[30]、李鵬[31]等研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)對(duì)豬肉、雞肉、魚肉凝膠特性的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)β-折疊相對(duì)含量的升高有益于蛋白質(zhì)凝膠性的提高。以上研究結(jié)果與本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果相似，說明超聲波-TG改性可促使肌原纖維蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)的改變，使α-螺旋構(gòu)象向β-折疊、β-轉(zhuǎn)角構(gòu)象轉(zhuǎn)變，二級(jí)結(jié)構(gòu)的改變有利于提高肌原纖維蛋白的凝膠性。

2.2.3 紫外吸收光譜分析

蛋白質(zhì)分子中含有一些生色基團(tuán)，包括酪氨酸殘基、色氨酸殘基等，這些生色基團(tuán)能夠吸收紫外區(qū)域某一波長的光，因此產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的紫外吸收光譜[32]。紫外吸收光譜通常用來研究蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)的變化[9]。如圖7所示，對(duì)照組蛋白的紫外吸收峰分別位于215、282 nm波長處附近，改性對(duì)肌原纖維蛋白的紫外吸光度影響較明顯，即對(duì)肌原纖維蛋白三級(jí)結(jié)構(gòu)影響較大，表現(xiàn)為紫外吸光度較未經(jīng)改性的對(duì)照組蛋白高。由圖7可知，超聲波-TG復(fù)合改性后的肌原纖維蛋白的紫外吸光度增加最明顯，原因可能是超聲波改性與TG交聯(lián)改性的協(xié)同作用導(dǎo)致蛋白質(zhì)致密的剛性結(jié)構(gòu)被破壞，使埋藏在疏水區(qū)域內(nèi)的生色基團(tuán)暴露在溶劑中，生色基團(tuán)所處環(huán)境由原來的非極性變?yōu)闃O性，從而使體系中的紫外吸光度上升。

圖7 改性處理對(duì)豬肌原纖維蛋白紫外吸收光譜的影響Fig. 7 Effect of modification on ultraviolet absorption spectrum of porcine myofibrillar protein

3 結(jié) 論

改性處理對(duì)肌原纖維蛋白凝膠特性影響的研究結(jié)果表明，超聲波-TG復(fù)合改性效果最顯著，與對(duì)照組蛋白相比，其凝膠的巰基含量降低、持水性增加、白度增加、疏水相互作用力增強(qiáng)，凝膠強(qiáng)度、硬度、彈性增加。

改性處理對(duì)肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)的影響結(jié)果表明，超聲波-TG復(fù)合改性對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)影響最顯著。經(jīng)差示掃描量熱分析，改性后蛋白質(zhì)熱變性溫度（83.2 ℃）升高；對(duì)蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到改性后的蛋白質(zhì)與對(duì)照組蛋白質(zhì)相比，其α-螺旋構(gòu)象向β-折疊、β-轉(zhuǎn)角構(gòu)象轉(zhuǎn)變；紫外吸收光譜分析結(jié)果表明，改性后的肌原纖維蛋白的紫外吸光度增加，說明改性使得肌原纖維蛋白的三級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變。

超聲波-TG復(fù)合改性能夠使肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)向有利于提高肌原纖維蛋白凝膠特性方向改變，進(jìn)而改善肌原纖維蛋白的凝膠特性。研究結(jié)果為實(shí)現(xiàn)肌原纖維蛋白的綜合利用提供了理論依據(jù)。