肌原纤维蛋白热诱导凝胶形成机制研究

摘要

肌原纤维蛋白质是一类具有重要生物学功能的结构蛋白质群，其作用除了参与肌肉的收缩、影响肌肉的嫩度外，还与肉制品的流变学特性、黏结性、保水性（WHC）、弹性、质地等有着密切的关系。肌肉蛋白质的保水性、溶解性、分散性、形成凝胶的特性和乳化性等对肉品加工质量影响很大。因此，肌肉蛋白质凝胶机理和凝胶特性的研究是形成凝胶控制技术的基础。目前肌球蛋白热诱导凝胶的机制已经比较清楚，然而关于肌原纤维蛋白热诱导凝胶机制还没有研究。本研究以兔腰大肌肌原纤维蛋白为原料，研究肌原纤维蛋白热诱导凝胶过程中微观结构变化和流变学特性变化的相关性以及肌原纤维蛋白凝胶特性。对于肉品加工过程工艺参数的优化、凝胶类肉制品深加工等具有重要指导作用。具体研究内容及结果如下：
　　 1、兔腰大肌（PM）肌原纤维蛋白热诱导凝胶的微观结构观察
　　 研究了三种条件下肌原纤维蛋白热诱导凝胶的微观结构。（条件一：0.6 mol/LKCl，pH6.5，25 mmol/L磷酸钾缓冲液；条件二：0.2 mol/L KCl，pH6.0，25 mmol/L的磷酸钾缓冲液；条件三：先用0.6 mol/L KCl，pH6.5，25 mmol/L磷酸钾缓冲液溶解，其后在0.2 mol/L KCl，pH6.0，25 mmol/L磷酸钾缓冲液透析24h）。结果表明：在离子强度0.6条件下，有纤维状蛋白和球状蛋白两种蛋白的存在；而在在离子强度0.2条件下则只能观察到纤维状蛋白；经过透析，观察到与离子强度0.6条件下相似的结构。由此可以推断肌原纤维蛋白在离子强度0.6条件下可以较好的溶解，即便是后来缓慢降低其离子强度，没有破坏它已经形成的结构。在三种条件下，随着温度的升高，发生的聚集现象相似，包含纤维状蛋白肩并肩的联接和球状蛋白的凝集。并且温度越高，这种聚集发生的越广泛，最终形成空间网络结构。
　　 2、热诱导凝胶过程中肌原纤维蛋白流变学特性的变化
　　 肌原纤维蛋白在加热过程中贮能模量、热转变温度点、溶解度和浊度的研究表明，肌原纤维蛋白热诱导凝胶的形成是个突然变化的过程。在20℃～40℃之间，G'基本保持不变，溶解度、浊度也基本稳定；而在40℃～47℃，G'增加很快，溶解度显著下降，浊度缓慢上升；随后在47℃～55℃，G'急剧下降且在55℃到达最小值，此阶段浊度继续升高，溶解度基本不变，50～58℃时，相位角δ从24°下降到7°，意味着蛋白质从液态转变为固态凝胶，DSC中可以看到转变温度出现在56.10℃；随着温度继续升高达到70℃，G'达到“平台”，δ也基本稳定在4°，溶解度、浊度也基本不变。蛋白聚合物交联数的增加，最终形成了网络结构。
　　 3、肌原纤维蛋白热诱导凝胶特性
　　 研究了不同离子强度PM肌原纤维蛋白不同变性温度下超微结构、凝胶强度、保水性。结果表明：高离子强度条件下的肌原纤维蛋白，除有丝状结构外，结构中有球状物的聚集。在25℃，35℃条件下没有形成孔径，其后随着温度上升，形成较均匀的孔径，温度升高至55℃，由于凝胶网络结构形成，形成了均匀的微观结构，结构致密。随着温度升高，凝胶强度显著升高，WHC明显下降。低离子强度条件下，肌原纤维蛋白分子表现为粗糙和不规则的聚集。经过透析的肌原纤维蛋白，有较好的丝状网络结构。这两种条件下的凝胶强度和WHC相对较低。

目录

文摘

英文文摘

符号及缩略语

引言

文献综述

1 肌原纤维蛋白

2 肌原纤维蛋白热诱导凝胶过程中微观结构变化

3 肌原纤维蛋白热诱导凝胶过程中流变学特性的变化

3.1 流变学特性

3.2 差示热量扫描（DSC）

3.3 溶解度、浊度

4 肌原纤维蛋白热诱导凝胶特性

5 肌原纤维蛋白热诱导凝胶形成机制及各种蛋白的贡献

5.1 肌原纤维蛋白热诱导凝胶形成机制

5.2 肌原纤维蛋白中各种蛋白的贡献

6 肌原纤维蛋白热诱导凝胶形成中的主要作用力

6.1 疏水相互作用

6.2 二硫键

6.3 静电作用

6.4 氢键

6.5 蛋白质和蛋白质之间的相互作用

7 影响肌原纤维蛋白热诱导凝胶功能特性的因素

参考文献

第一章 肌原纤维蛋白热诱导凝胶过程中微观结构观察

1 材料与方法

1.1 试验材料、设备

1.2 方法

2 结果与分析

2.1 兔腰大肌肌原纤维蛋白SDS-PAGE

2.2 兔腰大肌肌原纤维蛋白透射电镜观察

3 讨论

4 本章小结

参考文献

第二章 热诱导凝胶过程中肌原纤维蛋白流变学特性的研究

1 材料与方法

1.1 试验材料、设备

1.2 方法

1.3 统计分析

2 结果与分析

2.1 流变学特性

2.2 DSC

2.3 溶解度

2.4 浊度

3 讨论

4 本章小结

参考文献

第三章 肌原纤维蛋白热诱导凝胶特性

1 材料与方法

1.1 试验材料、设备

1.2 方法

1.3 统计分析

2 结果与分析

2.1 不同变性温度下兔腰大肌肌原纤维蛋白的微观结构

2.2 不同变性温度下兔腰大肌肌原纤维蛋白的凝胶强度

2.3 不同变性温度下兔腰大肌肌原纤维蛋白的保水性

3 讨论

4 本章小结

参考文献

全文结论

致谢

在读期间发表与录用的文章