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(石河子大學(xué)食品學(xué)院,新疆石河子 832000)

蛋白質(zhì)氧化對(duì)烏鱧在凍藏過(guò)程中保水性的影響

秦軍委,王漢玲,于雪慧,朱新榮,張建*

(石河子大學(xué)食品學(xué)院,新疆石河子 832000)

烏鱧是一種營(yíng)養(yǎng)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值都很高的魚(yú)類,但在貯藏過(guò)程容易出現(xiàn)品質(zhì)劣變的問(wèn)題。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)羥自由基氧化體系對(duì)烏鱧進(jìn)行氧化后置于-4 ℃凍藏,研究了烏鱧肌肉保水性的相關(guān)變化。結(jié)果顯示:烏鱧經(jīng)羥自由基氧化后變化明顯,在第10 d,氧化組(A組)的解凍失水率、加壓失水率、蒸煮損失率比未氧化組(B組)分別高出7.51%、14.74%、10.65%;蛋白羰基含量、硫代巴比妥酸值(TBARS)、肌原纖維小片化指數(shù)(MFI)升高,肌原纖維裂解,保水性降低。在相關(guān)性分析中,氧化樣品的肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)變化中的羰基含量、TBARS、MFI均與解凍失水率、加壓失水率、蒸煮損失率等保水性指標(biāo)呈極顯著相關(guān)(p<0.01),且MFI與pH呈顯著相關(guān)性(p<0.05)。結(jié)果表明,羥自由基氧化系統(tǒng)能使烏鱧肌肉肌原纖維遭到破壞,蛋白質(zhì)氧化變性,導(dǎo)致其保水性降低。

烏鱧,羥自由基氧化,凍藏,保水性

烏鱧俗稱黑魚(yú)、才魚(yú)、烏魚(yú)等,屬鱸形總目鱸形目,攀鱸亞目,鱧科,鱧屬,廣泛分布于我國(guó)南北水域,是經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的名貴淡水魚(yú)類,其肉質(zhì)鮮嫩,骨刺少,營(yíng)養(yǎng)全面。據(jù)報(bào)道,每100 g烏鱧肉中含蛋白質(zhì)19.80 g,脂肪1.49 g,碳水化合物1.20 g,并含有人體所需的鈣、磷、鐵、鋅等營(yíng)養(yǎng)元素,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高[1-3]。因此,烏鱧被廣大消費(fèi)者所喜愛(ài)。

魚(yú)體因肌纖維較短、蛋白質(zhì)組織松散,水分含量高、內(nèi)源酶活性強(qiáng)等特點(diǎn),在死后低溫貯藏過(guò)程中容易發(fā)生肌肉軟化和蛋白質(zhì)、脂肪氧化等問(wèn)題,致使魚(yú)肉品質(zhì)下降[4-5]。研究發(fā)現(xiàn),造成魚(yú)肉軟化的原因主要是由內(nèi)源酶引起的肌原纖維蛋白的降解[6],而肌原纖維蛋白降解對(duì)肌肉保持原有水分與添加水分的能力有一定影響。同時(shí),蛋白質(zhì)氧化是導(dǎo)致肌肉宰后品質(zhì)下降的另一個(gè)重要影響因素,在貯藏過(guò)程中氧化不僅降低了肌肉的顏色、風(fēng)味、多汁性和嫩度等食用品質(zhì),還會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)功能的喪失,如凝膠性和保水性等[7]。目前,關(guān)于魚(yú)肉保水性的研究主要在新型保水劑的探索和不同處理方式下保水性的提高等方面,如王金路等[8]分析了草魚(yú)內(nèi)臟蛋白水解液對(duì)鱸魚(yú)魚(yú)肉保水性的影響,試圖尋找新型水產(chǎn)品保水劑;尚校蘭,劉安軍[9]研究了超高壓處理對(duì)海鱸魚(yú)保水性的影響,從微觀角度闡述了超高壓處理對(duì)海鱸魚(yú)保水性的機(jī)理;李莎莎等[10]研究了堿性鹽對(duì)冷凍魚(yú)糜保水性的影響,以開(kāi)發(fā)替代復(fù)合磷酸鹽的無(wú)磷保水劑,而羥自由基氧化對(duì)肌肉保水性的影響等方面的報(bào)道較少。

本實(shí)驗(yàn)以烏鱧肌肉為研究對(duì)象,通過(guò)羥自由基氧化系統(tǒng)對(duì)肌肉蛋白進(jìn)行氧化,分析了氧化對(duì)烏鱧肌肉蛋白保水性相關(guān)指標(biāo)以及肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)變化的影響,為烏鱧在凍藏過(guò)程中通過(guò)抑制或適當(dāng)控制氧化,提高肌肉保水性提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

烏鱧 石河子市中心農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)(重約1.2 kg,體長(zhǎng)約28 cm);Na2HPO4、NaH2PO4、抗壞血酸 天津市福晨化學(xué)試劑廠;乙酸乙酯、三氯乙酸、無(wú)水乙醇 成都市科龍化工試劑廠;FeCl3、KCl、CaCl2、2-硫代巴比妥酸 天津市永晟精細(xì)化工有限公司;2,4-二硝基苯肼 北京化工廠;鹽酸胍、EGTA 北京博奧托達(dá)科技有限公司；所有試劑均為分析純。

XB3200C電子天平 上海公緊密儀器儀表有限公司;PHS-3C pH計(jì) 上海儀電科學(xué)股份有限公司;Multifuge X1R高速冷凍離心機(jī) 賽默飛世爾科技有限公司;紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)(Cary 50 spectrophotometer) 美國(guó)Varian 公司;DK-8D數(shù)顯恒溫水浴鍋 金壇市醫(yī)療儀器廠;78-1磁力加熱攪拌器 江蘇金怡儀器科技有限公司;應(yīng)變式無(wú)側(cè)限壓縮儀 南京土壤儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品的制備

1.2.1.1 魚(yú)肉樣品制備 鮮活烏鱧(10尾)敲暈致死后,去鱗、去內(nèi)臟、去頭、去尾,去皮,洗凈取背部的脊背肉,切成塊狀(約2 cm×2 cm×1.5 cm),每尾約10塊,處理好的樣品隨機(jī)分成4份(每份約25塊),一份進(jìn)入氧化體系,記為A組,另外3份作為對(duì)照,對(duì)照分為三組:第一組將魚(yú)塊放入培養(yǎng)皿中,不加任何試劑,記為B組;第二組加入與氧化體系等量的蒸餾水,記為C組;第三組加入與氧化體系等量的磷酸鹽緩沖溶液(50 mmol/L Na2HPO4,50 mmol/L NaH2PO4,pH6.0),記為D組,以排除魚(yú)肉自身、蒸餾水及磷酸鹽緩沖溶液的影響。所有處理組同時(shí)放置5 h,瀝干后裝袋,放入冰箱,采用微凍貯藏,溫度為-4 ℃。

1.2.1.2 肌原纖維蛋白的制備 肌原纖維蛋白的提取參考Chin[11]和Jiang[12]的方法。具體做法為:準(zhǔn)確稱量1.5 g魚(yú)樣,加入15 mL預(yù)冷的磷酸鹽緩沖溶液A(50 mmol/L Na2HPO4,50 mmol/L NaH2PO4,pH7.5),均質(zhì)1 min,8000 r/min離心15 min,溫控4 ℃,棄上清,沉淀中加入15 mL的磷酸鹽緩沖溶液A,重復(fù)以上的操作,所得沉淀中加入30 mL磷酸鹽緩沖溶液B(50 mmol/L Na2HPO4,50 mmol/L NaH2PO4,0.6 mol/L NaCl,pH7.5),均質(zhì)1 min,5000 r/min離心15 min,溫控4 ℃,重復(fù)操作1次,將2次離心后的上清液合并,即為肌原纖維蛋白。

1.2.2 氧化體系的制備 該體系[13]由FeCl3、抗壞血酸(Asc)和H2O2通過(guò)鐵的氧化還原反應(yīng)而產(chǎn)生自由基,由1 mmol/L FeCl3、1 mmol/L Asc、20 mmol/L H2O2、磷酸鹽緩沖溶液(50 mmol/L Na2HPO4與50 mmol/L NaH2PO4混和,pH6.0)組成。在4 ℃下,將魚(yú)肉塊(10±1 g)浸泡在氧化體系中5 h,氧化后加入EDTA二鈉溶液(使其最終濃度為1 mmol/L)終止氧化。

1.2.3 理化指標(biāo)的測(cè)定方法

1.2.3.1 pH的測(cè)定 采用pH計(jì)進(jìn)行測(cè)定,準(zhǔn)確稱取5 g肉樣,充分研磨搗碎,加入45 mL蒸餾水并混勻,用pH計(jì)進(jìn)行測(cè)定,每個(gè)樣品平行5次。

1.2.3.2 解凍失水率的測(cè)定 樣品分別在解凍前(Wa)和解凍后(Wb)稱重,按照下面的公式計(jì)算:

解凍汁液流失率(%)=(Wa-Wb)/Wa×100

式(1)

1.2.3.3 加壓失水率測(cè)定 采用Farouk等[14]人的加壓濾紙法測(cè)定,并作適當(dāng)修改。測(cè)定剁碎肉樣在35 kg壓力下保持5 min的水分的損失量,記錄加壓前重量(Wa)和加壓后重量(Wb),加壓條件下的保水性可以用加壓失水率來(lái)表示,用下式計(jì)算:

加壓失水率(%)=(Wa-Wb)/Wa×100

式(2)

1.2.3.4 蒸煮損失率的測(cè)定 一定大小的肉樣在85 ℃水浴鍋中蒸煮20 min,蒸煮前稱重(Wa),蒸煮后冷卻到室溫,用吸水紙吸干水分,再次稱重(Wb)。用以下公式計(jì)算:

蒸煮損失率(%)=(Wa-Wb)/Wa×100

式(3)

1.2.3.5 羰基含量的測(cè)定 羰基含量的測(cè)定參照Oliver等[15]的方法并適當(dāng)修改,具體做法如下:取1 mL 1 mg/mL的肌原纖維蛋白,每管中加入1 mL 10 mmol/L 2,4-二硝基苯肼,室溫下反應(yīng)1 h(每10 min旋渦振蕩一次)后添加1 mL 20%三氯乙醇( TCA),8000 r/min離心5 min,溫控為4 ℃,棄上清液,用1 mL乙酸乙酯∶乙醇(1∶1)清洗沉淀3次以除去未反應(yīng)的試劑,加3 mL 6 mol/L鹽酸胍溶液后置于37 ℃條件下水浴15 min使沉淀溶解,再將反應(yīng)液8000 r/min離心3 min除去不溶物質(zhì),所得上清液在370 nm處測(cè)吸光值,使用分子吸光系數(shù)22000 L/(mol·cm)計(jì)算羰基含量,羰基含量表示為nmol/mg。公式:

A=ε×b×c

式(4)

其中:ε為分子吸光系數(shù)L/(mol·cm);b為比色皿的寬度,cm;c為濃度,mol/L。

1.2.3.6 脂質(zhì)過(guò)氧化值(TBARS)的測(cè)定 TBARS的測(cè)定參照Vyncke[16]的方法,并適當(dāng)修改。稱取10 g魚(yú)肉樣品,加入50 mL 7.5%的TCA,均質(zhì)后6500 r/min離心10 min,溫控4 ℃。取3 mL上清液加入3 mL 0.02 mol/L 2-硫代巴比妥酸,90 ℃水浴40 min,室溫冷卻,分別在532 nm和600 nm處進(jìn)行比色測(cè)定,用公式計(jì)算TBARS值,結(jié)果以每kg魚(yú)肉中丙二醛的毫克數(shù)表示(mg MDA/kg)。

TBARS值(或TBA值)=(A532-A600)/155×(1/10)×72.6×1000

式(5)

1.2.3.7 肌原纖維小片化指數(shù)(MFI) MFI的測(cè)定參考Culler等[17]的方法并稍作調(diào)整。將樣品充分剪切,除去任何可視脂肪和結(jié)締組織,2 g剪切好的背肌肉,在10倍體積的分離介質(zhì)中(100 mmol/L KCl,20 mmol/L K3PO4,0.1 mmol/L EDTA,1 mmol/L CaCl2,用HCl調(diào)pH=7.0)用磁力攪拌器攪拌30 min。勻漿在1000 r/min離心15 min,溫控為4 ℃,棄上清,沉淀又在10倍體積分離介質(zhì)中均質(zhì)后,1000 r/min離心15 min。沉淀在2.5倍體積的分離介質(zhì)中制成懸液,通過(guò)2層濾布以除去結(jié)締組織和碎片,再加2.5倍體積分離介質(zhì)使肌原纖維通過(guò)篩孔。合并濾液所得的懸浮液在540 nm測(cè)吸光值,將所得結(jié)果乘以200,得到MFI值。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法

使用Origin 8.5軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,并用SAS 9.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行差異顯著性分析(p<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 蛋白質(zhì)氧化對(duì)魚(yú)肉pH變化的影響

從圖1中可以看出,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),氧化與未氧化樣品的pH均呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)。pH下降可能是魚(yú)體僵直期磷酸和乳酸的產(chǎn)生造成的,并在第2 d后達(dá)到僵硬高峰,隨后開(kāi)始進(jìn)入解僵期,可能產(chǎn)生堿性物質(zhì),pH開(kāi)始上升[18]。

圖1 烏鱧在不同處理方式凍藏過(guò)程中pH的變化Fig.1 The change of pH of the samples with different processing

氧化樣品A組在前2 d與對(duì)照組B組、C組、D組變化并不明顯,從第2 d之后,A組的pH的增長(zhǎng)趨勢(shì)比未氧化的B組、C組、D組高,存在顯著性差異(p<0.05)。第4 d到第6 d,氧化后的pH從6.59升到6.73,增加了0.14;而未氧化B組只從6.52升到6.58,增加了0.06,C組和D組樣品pH增長(zhǎng)均沒(méi)有A組快。這說(shuō)明蛋白質(zhì)氧化對(duì)pH在貯藏期間的升高有促進(jìn)作用,使pH升高更快。這可能是羥自由基氧化使得蛋白質(zhì)分解加快,生成氨與胺類等小分子腐敗物質(zhì),同時(shí)在微生物的作用下加快pH的升高[19]。

2.2 蛋白質(zhì)氧化對(duì)解凍失水率的影響

肉的保水性是評(píng)價(jià)肉品質(zhì)的重要指標(biāo)之一,保水性的高低對(duì)肉的品質(zhì)有很大的影響,可直接影響肉的風(fēng)味、顏色、質(zhì)地、嫩度和凝膠性等[20]。解凍失水率可作為評(píng)價(jià)肌肉保水性能力強(qiáng)弱的指標(biāo)之一。不同方式處理后凍藏烏鱧肌肉的自然解凍失水率如圖2所示,隨著貯藏時(shí)加的延長(zhǎng),氧化組A組和對(duì)照組B組、C組、D組的解凍失水率均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。在前4 d,氧化組A組的流失率與對(duì)照組B組、C組、D組有相同的上升趨勢(shì),并且,B組在第2～4 d解凍流失率還略高于A組,但是前4 d差異不顯著(p>0.05)。氧化組A組在第4 d后開(kāi)始快速上升,最終達(dá)到18.31%,而未氧化組在第4～10 d失水率上升趨勢(shì)平穩(wěn),B組增長(zhǎng)趨勢(shì)最平緩,最終失水率也只有10.8%,在第10 d時(shí),A組與B組兩者解凍失水率相差為7.51%,差異極顯著(p<0.01)。原因可能是蛋白質(zhì)氧化加快了烏鱧肌肉中肌原纖維的裂解,肌原纖維小片化升高,破壞了肌肉組織的穩(wěn)定性,使得肌肉固定內(nèi)部水分的能力下降,從而解凍失水率升高。此結(jié)果與劉澤龍等[21]研究的結(jié)果一致。

圖2 烏鱧在不同處理方式凍藏過(guò)程中解凍失水率的變化Fig.2 Changes of drip loss rate in snakehead after thawing with different processing

2.3 蛋白質(zhì)氧化對(duì)加壓失水率的影響

加壓失水率能反映冷凍處理過(guò)程中胞內(nèi)冰晶形成的數(shù)量及其對(duì)肌肉纖維的破壞作用。大多數(shù)保水性蛋白如肌原纖維蛋白、肌漿蛋白等都存在于肌細(xì)胞內(nèi)部,這些蛋白對(duì)水具有一定的結(jié)合力,在解凍后胞內(nèi)冰晶的水分不能輕易地流出來(lái)。在外界壓力的作用下,這些水分則能從胞內(nèi)流到胞外,從而反映胞內(nèi)冰晶形成的狀況[22]。不同方式處理下,烏鱧在凍藏過(guò)程中加壓失水率的變化如圖3所示,氧化組和未氧化組在凍藏期間加壓失水率都呈現(xiàn)上升趨勢(shì),其中,在相同的凍藏時(shí)間,氧化組的加壓失水率均比未氧化組的高,在第10 d A組與D組兩組之差達(dá)到最大,為5.32%。氧化組A組加壓失水率第0 d為24.35%,第10 d為36.14%,增加了36.62%;B組加壓失水率第0 d是16.43%,第10 d為32.11%,增加了48.83%。結(jié)果顯示,氧化組A組有較高的初始加壓失水率,而對(duì)照B組有著最高的增長(zhǎng)率。B組在前6 d的加壓失水率較低,可能是因?yàn)锽組樣品只是暴露于空氣中,沒(méi)有被蒸餾水或者其他溶液浸泡,表面水分較少,凍藏初期表面形成冰晶的含量較少,樣品溫度下降較A組、C組、D組緩慢,胞內(nèi)冰晶形成的數(shù)量少,對(duì)肌肉纖維破壞小,因此前6 d加壓失水率較低。

圖3 烏鱧在不同處理方式凍藏過(guò)程中加壓失水率的變化Fig.3 Changes of drip loss in snakehead after forcing with different processing

2.4 蛋白質(zhì)氧化對(duì)蒸煮損失率的影響

蒸煮損失也是肌肉保水能力強(qiáng)弱的指標(biāo)之一,烏鱧在-4 ℃凍藏過(guò)程中,用不同方式處理蒸煮損失率的變化如圖4所示。各組樣品的蒸煮損失率都隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而增加,且增加的幅度都較大。如氧化組A組的蒸煮損失率從第0 d的23.81%增加到第10 d的35.78%,增加了11.97%;對(duì)照組B組的蒸煮損失率從第0 d的13.28%增加到第10 d的25.13%,增加了11.85%。四組樣品蒸煮損失率的不同,主要表現(xiàn)在經(jīng)過(guò)氧化的樣品在相同的凍藏時(shí)間內(nèi)的蒸煮損失率比對(duì)照組要高,平均高出20%左右。A組蒸煮損失率較高的原因可能是蛋白質(zhì)氧化使肌肉纖維蛋白變性,并造成肌肉的收縮,致使肉的嫩度下降,結(jié)合水的能力下降,加上蒸煮時(shí)間和溫度的影響,汁液流失嚴(yán)重,所以初始蒸煮損失率較高且隨著貯藏時(shí)間的增加不斷升高。

2.5 蛋白質(zhì)氧化對(duì)蛋白羰基含量變化的影響

蛋白羰基的產(chǎn)生是蛋白氧化的標(biāo)志之一,一般可由蛋白發(fā)生α-酰胺化或者谷氨酰側(cè)鏈的氧化而裂解形成多肽,并在其N端形成α-酮酯酰衍生物。也可由氨基酸側(cè)鏈殘基直接氧化生成,或者與脂類過(guò)氧化產(chǎn)生的醛類物質(zhì)或還原糖氧化生成的羰基衍生物反應(yīng)生成[23]。烏鱧在-4 ℃凍藏過(guò)程中,用不同方式處理羰基含量的變化如圖5所示。各組樣品的羰基含量隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而增加,且氧化組A組在相同時(shí)間內(nèi)的蛋白羰基含量一般比對(duì)照組的高,氧化組A組與對(duì)照組B組相比,氧化組A組的羰基含量比B組最高多1.61 nmol/mg;其中A組和B組在第2～4 d的增長(zhǎng)幅度最大,分別增長(zhǎng)了22.34%、31.96%,但對(duì)照組B組在第6～8 d增長(zhǎng)迅速,達(dá)到與A組相近的水平,而C組、D組增長(zhǎng)沒(méi)有B組快,這可能是由于初始條件設(shè)定時(shí),B組只是單純地暴露于空氣中,C組添加蒸餾水,D組添加磷酸鹽緩沖溶液造成的,從而說(shuō)明將魚(yú)肉暴露空氣中一段時(shí)間后再凍藏,在儲(chǔ)存后期魚(yú)肉羰基含量的增長(zhǎng)速度會(huì)有所提升。

圖5 烏鱧在不同處理方式凍藏過(guò)程中蛋白羰基含量的變化Fig.5 Changes of protein carbonyl contents in snakehead with different processing

2.6 蛋白質(zhì)氧化對(duì)TBARS的影響

脂質(zhì)過(guò)氧化過(guò)程能引起脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)形成脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物(Lipid PerOxide,LPO)如丙二醛(Malonaldehyde,MDA)和4-羥基壬烯酸(4-hydroxynonenal,HNE),從而改變細(xì)胞膜的流動(dòng)性和通透性,導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的改變[24]。TBARS法是測(cè)定脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)的一些醛類產(chǎn)物,已被廣泛用作診斷組織傷害和脂過(guò)氧化程度的指標(biāo)。烏鱧在-4 ℃凍藏過(guò)程中,用不同方式處理羰基含量的變化如圖6所示。四組樣品的羰基含量均隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而增加,氧化組A組從第0～10 d羰基含量增加53.53%,對(duì)照組中B組從第0～10 d羰基含量增加32.93%,但對(duì)照組B、C、D組在第6、8、10 d增加平穩(wěn),氧化組A組增長(zhǎng)趨勢(shì)依舊很高。原因可能是蛋白質(zhì)氧化破壞了組織結(jié)構(gòu)的完整性,使得蛋白質(zhì)和脂質(zhì)暴露,氧化速度加快。胡玥等[25]認(rèn)為在貯藏過(guò)程中冰晶的形成對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生了破壞作用,使得魚(yú)肉脂肪更容易氧化,同時(shí)還認(rèn)為貯藏溫度對(duì)TBARS值也有一定的影響。

圖6 烏鱧在不同處理方式凍藏過(guò)程中TBARS含量的變化Fig.6 Changes of TBARS in snakehead with different processing

2.7 蛋白質(zhì)氧化對(duì)MFI的影響

MFI表示肌原纖維的分解程度,是用來(lái)表征肌原纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)和衡量宰后肌肉成熟速度的一個(gè)指標(biāo),MFI越大,說(shuō)明肌原纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到的破壞的程度越大[26]。烏鱧在-4 ℃凍藏過(guò)程中,用不同方式處理MFI的變化如圖7所示,氧化組與未氧化組的MFI隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)均增加,在相同貯藏時(shí)間內(nèi),氧化組A組的MFI均比未氧化各組的高,以與B組相比為例,在第10 d兩者之差達(dá)到最大,為37.06。氧化組A組在第6、8、10 d增長(zhǎng)幅度較大(p<0.05),而B(niǎo)組的增長(zhǎng)幅度較平緩,而對(duì)照組B組、C組和D組之間無(wú)顯著差異(p>0.05)。MFI值能反映肌細(xì)胞內(nèi)部肌原纖維的完整性,同時(shí)也能反映骨架蛋白的破壞程度,與肉嫩度顯著相關(guān)[27],可做為評(píng)價(jià)肌肉嫩度的指標(biāo)。MFI升高說(shuō)明氧化體系破壞了肌原纖維和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的完整性,蛋白質(zhì)變性,肌原纖維間隙變大,暴露于氧的機(jī)會(huì)更多,從而加劇了小片化的速率。

表1 未氧化樣品理化指標(biāo)的相關(guān)性分析Table 1 Correlation analysis of physical and chemical index of oxidation sample

注：*(p<0.05)；**(p<0.01)；表2同。

表2 氧化樣品理化指標(biāo)的相關(guān)性分析Table 2 Correlation analysis of physical and chemical index of oxidation sample

圖7 烏鱧在不同處理方式凍藏過(guò)程中MFI的變化Fig.7 Changes of MFI in snakehead with different processing

2.8 肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)變化與保水性指標(biāo)的相關(guān)性分析

氧化樣品為A組,未氧化樣品選取B組做各生化指標(biāo)相關(guān)性分析,結(jié)果如下:

未氧化樣品肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)變化中羰基含量、TBARS、MFI等指標(biāo)與氧化引起的肌肉保水性變化指標(biāo)中pH、解凍失水率、加壓損失率、蒸煮損失率等理化指標(biāo)的相關(guān)性分析如表1所示。未氧化樣品中羰基含量與加壓失水率、蒸煮損失率差異極顯著(p<0.01),與解凍失水率差異顯著(p<0.05),且在未氧化樣品中肌肉結(jié)構(gòu)指標(biāo)分析與保水性指標(biāo)分析與pH的相關(guān)性差異不顯著(p>0.05)。

氧化樣品肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)變化中羰基含量、TBARS、MFI等指標(biāo)與氧化引起的肌肉保水性變化指標(biāo)中pH、解凍失水率、加壓損失率、蒸煮損失率等理化指標(biāo)的相關(guān)性分析如表2所示。羰基含量與解凍失水率、蒸煮損失率具有極顯著相關(guān)性(p<0.01)，與加壓失水率具有顯著相關(guān)性(p<0.05)；TBARS和MFI與解凍失水率、加壓失水率、蒸煮損失率均具有極顯著相關(guān)性(p<0.01)；羰基含量、TBARS與pH相關(guān)性不顯著(p>0.05)，只有MFI與pH顯著相關(guān)(p<0.05)。

研究顯示,若環(huán)境中存在有自由基及其相關(guān)氧化物,蛋白質(zhì)中某些氨基酸殘基會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng),從而改變蛋白質(zhì)物理結(jié)構(gòu)致使蛋白質(zhì)的功能發(fā)生變化,這會(huì)讓蛋白質(zhì)對(duì)氧化物的親和力增加,使蛋白質(zhì)更加容易發(fā)生例如水解、聚合、交聯(lián)等反應(yīng),損害細(xì)胞的功能嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致細(xì)胞死亡[28]。最初,研究者對(duì)食品中的脂質(zhì)過(guò)氧化做了較多的研究,并認(rèn)為脂質(zhì)過(guò)氧化是造成食品品質(zhì)下降的主要原因之一。近年來(lái)不少學(xué)者研究了蛋白質(zhì)氧化和脂質(zhì)氧化之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)氧化和脂質(zhì)氧化之間存在相互促進(jìn)的關(guān)系,陸玉芹[29]與Baron[30]均發(fā)現(xiàn),魚(yú)肉中的羰基含量和硫代巴比妥酸反應(yīng)物含量隨著貯藏時(shí)間的增長(zhǎng)而增加,脂質(zhì)氧化產(chǎn)生的氫過(guò)氧化物可誘導(dǎo)魚(yú)肉蛋白質(zhì)羰基含量増加。另外,鄧敏[31]研究發(fā)現(xiàn)魚(yú)肉經(jīng)過(guò)凍藏后,肌纖維組織結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生明顯變化,凍藏時(shí)間越長(zhǎng),形成的冰晶越多,且由于冰晶升華等作用引起的蛋白質(zhì)變性和脂肪氧化越強(qiáng),導(dǎo)致肌纖維結(jié)構(gòu)改變,從而對(duì)肌肉保水性產(chǎn)生影響。

大多數(shù)的肉品在凍藏過(guò)程中品質(zhì)是逐漸變壞的,肌肉保水性主要取決于蛋白質(zhì)表面水合作用和肌纖維晶格的毛細(xì)管效應(yīng),有研究表明宰后蛋白氧化會(huì)使肌肉蛋白質(zhì)疏水性殘基暴露,蛋白水合面下降,親水性降低,導(dǎo)致肌肉保水性下降[32]。劉澤龍[21]發(fā)現(xiàn)在強(qiáng)氧化條件下,FC&D Blue No.1示蹤實(shí)驗(yàn)顯示氧化溶液能夠更快速的深入到肌肉內(nèi)部,并且氧化也提高了肉腌制后吸收外源水分的能力。但是也由于肌原纖維蛋白的氧化而降低了肌肉本身的持水力和蒸煮后的系水能力;李儒仁等[33]]發(fā)現(xiàn)凍藏條件下,牦牛肉氧化狀態(tài)的改變使蛋白質(zhì)容易發(fā)生羰基化反應(yīng)、羧化作用以及形成希夫堿,進(jìn)而影響蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)以及蛋白質(zhì)與水分子的相互作用,最終影響肌肉的保水性。

3 結(jié)論

烏鱧經(jīng)羥自由基氧化系統(tǒng)氧化后,其解凍失水率、加壓失水率、蒸煮損失率等均隨著貯藏時(shí)間有所升高,其中,解凍失水率在第4 d開(kāi)始快速上升,明顯高于對(duì)照組,加壓失水率和蒸煮損失率初始值較高,并且在隨后的貯藏中一直高于對(duì)照組;烏鱧肌肉氧化后其羰基含量、TBARS、MFI等均高于對(duì)照組,MFI從第6 d開(kāi)始有明顯的升高,這些結(jié)果表明,羥自由基氧化引起肌纖維結(jié)構(gòu)變化,完整性遭到破壞,氧化也造成了蛋白質(zhì)的變性,引起蛋白功能性質(zhì)的降低,使其保水能力降低,影響了魚(yú)肉制品的品質(zhì)特性、加工性能和食用特性,所以在魚(yú)類制品的加工、貯藏和運(yùn)輸過(guò)程中盡量控制氧化。

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Effectsofwaterholdingcapacityofsnakeheadinducedbyproteinoxidationduringfrozenstorage

QINJun-wei,WANGHan-ling,YUXue-hui,ZHUXin-rong,ZHANGJian*

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

Snakehead is a kind of fish and its nutritional and economic value is very high,but it is easy to deterioration and lead to the quality problem during the storage. The water retention-related indicators of snakehead fillets were studied after the fillets were oxidized by oxidation system and frozen at -4 ℃,this experiment studied the changes of snakehead muscle water holding capacity. The results showed that there were obvious changes after frozen storage at -4 ℃,thawing loss rate,pH,pressing loss rate,cooking loss rate of oxidized snakehead fillets(group A)were higher than those of unoxidized snakehead fillets(group B). On the 10th day,the thawing loss rate,pressing loss rate,cooking loss rate of group A was 7.51%,14.74% and 10.65% higher than that of group B,respectively. Protein carbonyl content,Thiobarbituric acid value(TBARS)and myofibril fragmentation index(MFI)increased significantly,demonstrating the water holding capacity dropped. In the correlation analysis,the carbonyl content,TBARS and MFI of oxidized samples with myofibrillar protein structural were significantly correlated with thawing loss rate,pressing loss rate and cooking loss rate,respectively(p<0.01),and MFI were correlated with pH(p<0.05).These results showed that the hydroxyl radical oxidation system coulddamage the structure of myofibrillar proteins and make the proteins oxidative degradation in snakehead,leading to a decline in its water holding capacity.

snakehead;protein oxidation;frozenstorage;water holding capacity

2017-05-05

秦軍委(1990-)，男，碩士研究生，研究方向：食品生物化學(xué)，E-mail：qjw0217@163.com。

*通訊作者:張建(1979- )，男，博士，教授，研究方向：食品生物化學(xué)，E-mail：zhangjian0411@163.com。

石河子大學(xué)重大科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目(gxjs2015-zdgg06)。

TS254.4

A

1002-0306(2017)23-0029-07

10.13386/j.issn1002-0306.2017.23.007