杜菲菲,吳長玲,方艾虎,張 莉,李 震,楊宗韞,周 楠,李鵬鵬,李典昭,王 鵬*
(南京農(nóng)業(yè)大學 肉品加工與質(zhì)量控制教育部重點實驗室,江蘇 南京 210095)
隨著全球人口的持續(xù)增加,人們對食品的需求量也在不斷上升,使開發(fā)新的食物原料成為研究熱點[1]。而我國的供給側(cè)改革對食品質(zhì)量提出了更高的要求,其目的是滿足消費者對食品的更高感官屬性及營養(yǎng)功能性。從以上兩方面來看,開發(fā)新的食物原料并研究其加工特性勢在必行。在肉糜生產(chǎn)加工過程中為去除肉腥味以及提高肌原纖維蛋白的凝膠性質(zhì),有時會去除肌漿蛋白,造成大量的浪費[2]。而畜禽肉在冷藏期間的汁液流失,也含有大量的肌漿蛋白[3]。肌漿蛋白是肌肉中含量較高的蛋白質(zhì),占蛋白總量的30%~35%[4]。在肌肉組織中,肌漿蛋白是天然存在的水溶性蛋白質(zhì)并且溶于低離子強度的緩沖液中[5],主要是由肌溶蛋白、肌紅蛋白和肌酶蛋白組成[6]。以往對于肌漿蛋白的研究多集中在其對于凝膠類肉制品的影響上[2,7-8]。
近年來,科研人員進一步挖掘肌漿蛋白的功能性,發(fā)現(xiàn)肌漿蛋白作為食品原料具有潛在應用價值,Sahin等[4]研究了電紡魚肌漿蛋白納米纖維的制備與表征,Yongsawatdigul等[9]研究表明含有40 單元轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶活力的羅非魚肌漿蛋白能促進其肌動球蛋白的交聯(lián),交聯(lián)程度隨含量的增加而增加,同時促進肌動球蛋白重鏈和肌鈣蛋白交聯(lián),但對肌動蛋白和原肌球蛋白無影響,肌漿蛋白可作為潛在的增強蜥蜴魚肉醬凝膠強度的蛋白添加劑[10]。但針對不同種類動物肌漿蛋白界面性質(zhì)的深入研究十分匱乏。本實驗對豬肉、雞肉和魚肉肌漿蛋白的油-水界面性質(zhì)進行了研究,并探究3 種蛋白的結(jié)構(gòu)不同與功能差異的相關(guān)性,以期給相關(guān)研究人員提供借鑒。
金龍魚一級大豆油購于南京蘇果超市。根據(jù)所占胴體的比例確定原料肉,豬肉取豬背最長肌,魚肉選取魚骨較少的鯰魚,雞肉選擇雞大胸,以上3 種肉均是蘇果超市出售的新鮮產(chǎn)品。
25 mmol/L的磷酸鹽緩沖液(25 mmol/L K2HPO4,25 mmol/L KH2PO4)、1-苯胺基萘-8-磺酸(8-anilino-1-naphthalenesulfonic acid,ANS)、雙縮脲、牛血清白蛋白、5,5’-二硫代雙-2-硝基苯甲酸(5,5’-dithiobis-(2-nitrobenzoic acid),DTNB)、磺基水楊酸 國藥集團化學試劑有限公司;鹽酸胍、十二烷基硫酸鈉(sodium dodecyl sulfate,SDS) 阿拉丁控股集團有限公司。
Avanti J-E離心機 美國Beckman Coulter公司;Ultra Turrax T-25 Basic高速勻漿機、C-MAG HS7磁力攪拌器 德國I K A公司;差示掃描量熱儀美國PerkinElmer股份有限公司;L-8900日立全自動氨基酸分析儀 中國天美科學儀器有限公司;多功能酶標儀美國MD公司;Zeta電位儀 美國馬爾文公司;界面流變儀 法國Teclis公司;Alpha 2-4 LSC plus凍干機德國Christ公司。
1.3.1 不同肉類肌漿蛋白的制備
參照Liu Jiao等[11]的方法并加以修改。將肉塊先用去離子水沖洗干凈后,用手術(shù)刀切成小塊,而后在絞肉機中絞碎,碎肉加入4 倍體積25 mmol/L的磷酸鹽緩沖液(pH 7.2),再用組織破碎機在10 000 r/min勻漿10 s;勻漿液在4 ℃、13 000hg離心20 min,上清液用三層紗布過濾,濾液即為肌漿蛋白。
1.3.2 氨基酸組成測定
吸取約8 mL肌漿蛋白樣品于離心試管中,3 000 r/min離心5 min(離心達到固液分離的目的),吸取離心后上清液1 mL,加入1 mL 2%的磺基水楊酸溶液,經(jīng)渦旋儀振蕩混勻后,靜置10 min;在4 500 r/min離心20 min,離心后的上清液過0.45 μm的濾膜后裝入2 mL的液相瓶中。
設置氨基酸自動分析儀的檢測波長為440 nm和570 nm,設置反應柱溫度35 ℃、流速0.400 mL/min、柱后衍生試劑流速0.350 mL/min。準確吸取混合氨基酸標準溶液,用pH 7.2的緩沖液稀釋到5 mL,此標準溶液稀釋濃度為5.00 nmol/50 μL,作為上機測定用的氨基酸標準溶液[12]。
1.3.3 理化指標測定
1.3.3.1 蛋白質(zhì)溶解度
利用牛血清白蛋白作標準曲線,用雙縮脲法在540 nm波長處測定蛋白質(zhì)吸光度,測定結(jié)果為每毫升溶液含蛋白質(zhì)的質(zhì)量,即mg/mL。
1.3.3.2 粒徑
采用配備4 mW氦-氖激光的Zetasizer Nano ZS 90,基于動態(tài)光散射(dynamic light scattering,DLS)原理進行分析[13],將3 種肌漿蛋白的質(zhì)量分數(shù)利用25 mmol/L的磷酸鹽緩沖液稀釋到0.1%,每個樣品重復測量3 次,取平均值。
1.3.3.3 蛋白質(zhì)電位
方法同1.3.3.2節(jié)。
1.3.3.4 表面疏水性
參照Creamer[14]和常海霞[15]等的方法并加以修改。利用疏水性探針結(jié)合法進行測定,ANS作為熒光探針表征疏水性的強弱。將肌漿蛋白質(zhì)量濃度稀釋到1 mg/mL,并取4 mL至離心管,再加入20 μL 15 mmol/L的ANS(pH 7.0)溶液,利用渦旋振動儀充分振蕩,在25 ℃(避光)靜置20 min,再將樣品滴入黑色96 孔板中,設置酶標儀的激發(fā)波長375 nm,發(fā)射波長410~570 nm,測定其熒光強度。
1.3.3.5 活性巰基含量
參照Ellman[16]和Guo Xiaoya[17]等的方法并加以修改。利用磷酸鹽緩沖液將3 種肌漿蛋白的質(zhì)量濃度統(tǒng)一稀釋到1 mg/mL,取5 mL置于離心管中,加入20 μL DTNB,在渦旋儀上充分振蕩后于室溫(25 ℃)孵育1 h,將孵育完成后的樣品滴入透明的96 孔板中,在412 nm波長處測定吸光度。巰基含量按下式計算:
式中:C0為巰基含量/(mol/g);A為412 nm波長處的吸光度;ε為摩爾消光系數(shù)(13 600 L/(molgcm));D為稀釋倍數(shù);ρ為蛋白質(zhì)量濃度/(mg/mL)。
1.3.3.6 差示掃描量熱法
參考Vieira等[18]方法并加以修改。差示掃描量熱法是了解生物系統(tǒng)在原生狀態(tài)下熱活動的有利工具[19]。將3 種肉的肌漿蛋白溶液置于凍干機中凍干,然后分別稱取樣品15 mg,密封在鋁盒中并放入樣品池,以空盒作參比,保護氣為氮氣,升溫速率8 ℃/min,溫度范圍20~110 ℃。
1.3.4 蛋白質(zhì)構(gòu)象穩(wěn)定性分析
參照Kristinsson等[20]的方法并加以修改。利用6.0 mol/L的鹽酸胍溶液將3 種肌漿蛋白質(zhì)量濃度調(diào)到1 mg/mL后混合均勻,于25 ℃(室溫)測定樣品不同時間點的吸光度,測定范圍為200~310 nm。由于構(gòu)象變化速率可以更直觀地反映蛋白質(zhì)構(gòu)象柔順性,構(gòu)象變化速率按下式計算:
1.3.5 肌漿蛋白界面行為及乳化性質(zhì)分析
1.3.5.1 蛋白界面吸附動力學
參考Gao Zhiming等[21]方法,取大豆油500 mL,加入15 mL的Florisil吸附劑,攪拌30 min后,在5 000hg離心20 min;取出離心后的上清液繼續(xù)加入吸附劑,重復上述操作3 次即得到純化后的大豆油。利用界面流變儀測定純水的動態(tài)界面張力,直到30 min內(nèi)界面張力值下降不超過0.5 mN/m即滿足要求。純化后的大豆油密度為0.917 5 g/cm3,純水與純化后大豆油的界面張力為(26.5f0.5)mN/m。
實驗過程中通過分析肌漿蛋白的界面張力(π)隨著吸附時間的變化表征肌漿蛋白的界面吸附行為。測定在室溫下進行,U形針浸入樣品槽,樣品槽放入25 mL相應的肌漿蛋白溶液(0.2 mg/mL),并通過馬達控制形成10 μL大小的油滴,測定時間為10 800 s。測試過程中,外界不應有較大的振動,以免對測定造成較大的干擾。
1.3.5.2 肌漿蛋白乳化活性和乳化穩(wěn)定性
參照李偉偉[22]的方法并加以修改。
乳化活性:將3 種肌肉的肌漿蛋白質(zhì)量濃度稀釋到1 mg/mL,然后加入30%體積的大豆油,在8 000 r/min轉(zhuǎn)速下剪切2 min后,從底部取20 μL的乳化液置于50 mL離心管中,再加入1%的SDS溶液稀釋100 倍,利用渦旋儀振動5 s后,在500 nm波長處測吸光度。
乳化穩(wěn)定性:將上述制得的乳液在4 ℃靜置10 min后,從底部取20 μL乳化液重復上述操作,在500 nm波長處測定吸光度。乳化活性指數(shù)和乳化穩(wěn)定性的計算公式如下:
式中:T為濁度,T=2.303hA0;A0為500 nm波長處的吸光度;A10min為樣品靜置10 min時在500 nm波長處的吸光度,DF為稀釋倍數(shù);ρ為蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度/(g/mL);φ為光路徑1 cm;θ為油所占比例0.2。
采用4 次重復實驗的平均值利用SPSS 22.0對實驗數(shù)據(jù)進行單因素方差分析,并用Origin 8.0作圖。
表1 不同種類肉中肌漿蛋白的氨基酸含量Table 1 Amino acid contents of sarcoplasmic proteins in meat from different animal species
氨基酸的組成及排列順序影響蛋白質(zhì)的營養(yǎng)特性、生化活性以及加工特性。有些氨基酸有較強的疏水性,因此這些氨基酸很大程度上會增加蛋白質(zhì)的表面疏水性,進而對蛋白質(zhì)的功能特性產(chǎn)生影響。因此,蛋白質(zhì)在油-水界面穩(wěn)定性的諸多影響因素中,蛋白質(zhì)暴露于界面的氨基酸組成不容忽視,特別是苯丙氨酸和酪氨酸這些疏水性極強的氨基酸,對保持蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)也起著重要作用。從表1可以發(fā)現(xiàn),雞肉肌漿蛋白中這兩種氨基酸含量最高,且與其他兩種肌肉肌漿蛋白間有顯著性差異(P<0.05)。
表2 不同種類肉肌漿蛋白理化指標的測定結(jié)果Table 2 Physicochemical indexes of sarcoplasmic proteins in meat from different animal species
蛋白質(zhì)的表面性質(zhì)涉及到蛋白質(zhì)在極性不同的兩相之間產(chǎn)生的作用,對于研究蛋白質(zhì)的性質(zhì)等具有重要意義。影響蛋白質(zhì)在油-水界面上吸附的因素有很多,主要是蛋白質(zhì)的氨基酸組成及其序列分布、形狀、分子粒徑、構(gòu)象、表面疏水性、電荷大小等。溶解度是反映蛋白質(zhì)溶液狀態(tài)和聚集程度的重要參數(shù),肌肉蛋白質(zhì)的溶解度是指在特定的提取條件下溶解于水溶液中的原蛋白質(zhì)百分比,它是溶質(zhì)(蛋白質(zhì))和溶劑(水)之間平衡的表現(xiàn)[23],如表2所示,對于相同條件提取的蛋白,魚肉肌漿蛋白溶解度顯著最大達到(16.74f0.39)mg/mL(P<0.05),而豬肉肌漿蛋白與雞肉肌漿蛋白均在9.5~10.6 mg/mL之間,后面的二者間溶解度無顯著差異(P>0.05)。從粒徑的角度看,大粒徑極大可能在空間產(chǎn)生位阻,進而削弱表面疏水性的提高帶來的擴散速率增加。雞肉肌漿蛋白的粒徑為(231.7f7.74)nm,相對稍大于其他兩種肌漿蛋白,但是整體無顯著差異(P>0.05),這一現(xiàn)象與吸附動力學具有理論關(guān)聯(lián)性。蛋白質(zhì)電位是衡量體系穩(wěn)定性的重要指標[24],因為它不僅反映顆粒所帶電荷的大小,而且還能表征顆粒間相互作用的強弱,Zeta電位越高,即所帶電荷數(shù)越多,體系就越穩(wěn)定。3 種肉肌漿蛋白Zeta電位分別為(-12.65f1.39)、(-13.64f1.57)、(-15.64f1.99)mV左右,其中魚肉肌漿蛋白的Zeta電位相對于其他兩種蛋白顯著較高(P<0.05),Zeta電位不僅影響著肌漿蛋白質(zhì)分子間的相互作用,而且在蛋白質(zhì)的凝膠及乳化方面也有著顯著性的影響[25]。不同肉類肌漿蛋白間表面疏水性的差異可能是由于其氨基酸組成、亞基組成和蛋白構(gòu)象不同所導致,由于蛋白質(zhì)中苯丙氨酸和酪氨酸的疏水性極強,而由表1可知,雞肉肌漿蛋白中這兩種氨基酸含量都要高于其他兩種肌漿蛋白,所以這也很好地解釋了雞肉肌漿蛋白的表面疏水性在3 種肌漿蛋白中最大。表面疏水性同時又與其他指標有著密不可分的關(guān)系,例如熱變性溫度,因為適當?shù)臒崽幚頃斐杉{蛋白內(nèi)部疏水基團暴露在蛋白質(zhì)表面,從而使蛋白質(zhì)的表面疏水性增強,這樣就可以改善蛋白質(zhì)的乳化活性和乳化穩(wěn)定性。3 種肌漿蛋白熱變性溫度都較低,在40~55 ℃之間,其中魚肉肌漿蛋白變性溫度最高而豬肉肌漿蛋白最低,且豬肉肌漿蛋白熱變性溫度與雞肉和魚肉間差異顯著(P<0.05),而雞肉與魚肉肌漿蛋白間的變性溫度無顯著性差異。所以在肌漿蛋白的研究中,如何根據(jù)不同蛋白的變性溫度差異,準確控制熱處理的強度至關(guān)重要,本研究可給蛋白變性凝聚組裝類的研究提供基礎數(shù)據(jù)的參考。
圖1 不同種類肉肌漿蛋白在不同時間點吸光度及構(gòu)象速率的變化Fig. 1 UV absorption spectra and conformational change rates of sarcoplasmic proteins in meat from different animal species at different time points
對于闡述蛋白質(zhì)表面疏水性與其乳化活性的關(guān)系方面已有大量研究支撐,但是在蛋白質(zhì)構(gòu)象特性與乳化活性關(guān)系方面卻鮮有研究,這是因為蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)會隨著周圍環(huán)境的變化而變化,導致蛋白質(zhì)構(gòu)象特性對其油-水界面性質(zhì)的表征有很大難度。本實驗主要利用鹽酸胍誘導蛋白質(zhì)變性,從而探究在不同處理時間下蛋白質(zhì)構(gòu)象的動態(tài)變化,鹽酸胍的加入能破壞蛋白質(zhì)的氫鍵、疏水鍵等,進而能破壞蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)。而蛋白質(zhì)在油-水界面的構(gòu)象展開也可以被視為一種類似于部分“變性”的行為,因此鹽酸胍誘導蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)展開是模擬蛋白質(zhì)在油-水界面構(gòu)象變化的良好手段,從而體現(xiàn)在油-水界面上的構(gòu)象柔順性,以及完成空間定位的難易程度[26],所以本研究對于揭示不同蛋白乳化特性差異有很重要的作用。鹽酸胍誘導肌漿蛋白變性的熒光光譜如圖1A~C所示,3 種肌漿蛋白都在290 nm波長處達到最大吸光度,由于酪氨酸主要對250~290 nm波長范圍內(nèi)具有吸收。由肌漿蛋白氨基酸組成可知,雞肉肌漿蛋白的酪氨酸含量最高,這也解釋了在第0分鐘時雞肉肌漿蛋白的吸光度相比較而言達到最大。而且豬肉和魚肉肌漿蛋白在第120分鐘時達到最大吸光度,這說明肌漿蛋白三級結(jié)構(gòu)改變時,構(gòu)象發(fā)生重排且構(gòu)象展開,而雞肉肌漿蛋白在第120分鐘時吸光度有所下降,說明雞肉肌漿蛋白結(jié)構(gòu)改變較快。由圖1D可知,隨著時間的延長,構(gòu)象變化速率越來越小,并且在相同時間下,豬肉肌漿蛋白與雞肉肌漿蛋白的峰值變化速率無顯著差異(P>0.05),而魚肉肌漿蛋白峰值變化速率相比較而言顯著較慢(P<0.05)。這一結(jié)果表明,和魚肉肌漿蛋白相比,豬肉和雞肉的肌漿蛋白構(gòu)象柔順性更好。
圖2 不同種類肉肌漿蛋白界面壓力與吸附速率的變化Fig. 2 Changes in interfacial pressure and adsorption rate of sarcoplasmic proteins in meat from different animal species
界面流變學提供了流體界面上分子吸附的重要信息[27]。通過測定界面壓力可以表征O/W界面的性質(zhì)和表面活性物質(zhì)的吸附和解吸附動力學性質(zhì),一般來說,油水界面蛋白質(zhì)的吸附動力學過程包括以下幾個重要步驟:首先蛋白質(zhì)在界面上擴散形成一個次級界面區(qū)域;然后到達界面的蛋白質(zhì)分子部分展開,界面張力下降;最后吸附的蛋白質(zhì)分子在油-水界面發(fā)生結(jié)構(gòu)重排[28]。
越來越多的研究表明[29-30],界面流變性質(zhì)極大影響著蛋白質(zhì)的乳化性質(zhì),且兩者關(guān)系緊密。在利用蛋白質(zhì)制備乳液的過程中,蛋白質(zhì)會吸附到油滴表面使得油水界面張力降低,所以張力是影響乳狀液穩(wěn)定性的一個主要因素。乳狀液的形成必然使體系面積大大增加,也就是對體系要做功,從而增加了體系的界面能,這成為體系不穩(wěn)定的來源,因此深入研究蛋白質(zhì)的油-水界面性質(zhì)對于揭示分散系的穩(wěn)定機理有重要意義。本研究中,動態(tài)界面張力通過界面壓力隨吸附時間的變化表示,表面張力是由緩沖液的界面張力減去蛋白的界面張力所得。用直線的斜率表示擴散速率,柱狀圖即為吸附動力學特征參數(shù)。從圖2可以明顯看出,隨著吸附時間的延長,界面壓力增大,表明蛋白質(zhì)逐漸吸附到油-水界面,并且在最初的5 min內(nèi)3 種肌漿蛋白的界面壓力快速增加。其中豬肉肌漿蛋白的界面壓力在初期增長顯著高于其他兩種肌漿蛋白,這一現(xiàn)象的發(fā)生可能是由于豬肉肌漿蛋白的疏水性高于其他兩者,根據(jù)Li Lingyun等[31]的研究可知表面疏水性是影響蛋白質(zhì)對界面油側(cè)吸附的關(guān)鍵因素之一。此后3 種肌漿蛋白界面壓力值的增長趨緩,且雞肉肌漿蛋白的界面壓力始終大于其他兩者,而豬肉肌漿蛋白界面壓力最低。當吸附時間達到180 min后,界面壓力趨于穩(wěn)定,表明吸附基本達到平衡。在界面壓力π值增加的起始階段,界面上蛋白質(zhì)濃度較低,吸附動力學受擴散作用的影響,遵循變形后的Ward和Tordai擴散模型所描述的π隨吸附時間的變化[32],如下式所示:
式中:C0為初始濃度;K為波茲曼常數(shù);T為絕對溫度;D為擴散系數(shù)。
由圖2可知,不同種類肌漿蛋白的動力學擴散速率間存在差異性。蛋白質(zhì)分子在界面上的擴散速率受其粒徑大小的影響,而本實驗結(jié)果更能解釋這一現(xiàn)象。在前述理化指標中,粒徑大小為雞肉肌漿蛋白>豬肉肌漿蛋白>魚肉肌漿蛋白,而在本部分擴散速率大小為雞肉肌漿蛋白<豬肉肌漿蛋白<魚肉肌漿蛋白。這可能是由于大粒徑的肌漿蛋白產(chǎn)生的空間位阻在一定程度上削弱了表面疏水性提高帶來的吸附速率增加。而且魚肉肌漿蛋白的擴散速率較豬肉和雞肉肌漿蛋白間顯著較大(P<0.05),但雞肉與豬肉肌漿蛋白之間的擴散速率卻無顯著性差異(P>0.05)。
圖3 不同種類肉肌漿蛋白乳化活性及乳化穩(wěn)定性的差異Fig. 3 Differences in emulsifying activity and emulsion stability of sarcoplasmic proteins in meat from different animal species
在前面的研究中得到,蛋白質(zhì)的疏水性及粒徑大小等會影響其油-水界面的性質(zhì),而蛋白質(zhì)作為乳化劑其界面特性在它們形成和穩(wěn)定乳液能力方面起著重要作用[33],進而影響蛋白質(zhì)的乳化活性。油-水界面屬于高能界面,未加乳化劑形成的乳化體系會很快崩潰,蛋白質(zhì)是兩性物質(zhì),既有疏水基團也有親水基團,這樣才使得蛋白質(zhì)具有獨特的乳化性能,且蛋白質(zhì)表面疏水性越大,蛋白質(zhì)所制得的乳液穩(wěn)定性也會增強[34]。對于不同肉類同種蛋白,表面特性和構(gòu)象特性的差異會引起乳化活性和乳化穩(wěn)定性的不同,如圖3所示。雞肉肌漿蛋白乳化活性最高,豬肉肌漿蛋白乳化活性稍低于雞肉但無顯著差異性(P>0.05),但是魚肉肌漿蛋白乳化活性顯著低于豬肉和雞肉肌漿蛋白(P<0.05),這一結(jié)論與蛋白構(gòu)象穩(wěn)定性結(jié)果相符合。在鹽酸胍誘導蛋白變性時,隨時間的增加使其形成剛性結(jié)構(gòu),這正是導致魚肉肌漿蛋白的峰值變化速率相比較豬肉和雞肉而言差異性顯著且其乳化活性較低的原因。雞肉肌漿蛋白的穩(wěn)定性相對于豬肉肌漿蛋白有所下降但差異性不顯著,可能是因為雞肉肌漿蛋白粒徑相對最大,導致其形成乳液液滴變大,而一般來說乳液液滴越小越穩(wěn)定[35],所以粒徑可能是導致雞肉肌漿蛋白穩(wěn)定性變差的原因。而3 種肌漿蛋白中魚肉肌漿蛋白的乳化穩(wěn)定性顯著最差(P<0.05),這可能與魚肉肌漿蛋白的構(gòu)象穩(wěn)定性相對較差有關(guān)。
圖4 不同種類肉肌漿蛋白主成分分析散點圖(A)和載荷圖(B)Fig. 4 Scatter plot (A) and loading plot (B) of principal components analysis for sarcoplasmic proteins in meat from different animal species
由于測量指標間存在線性相關(guān)性,單一的指標不能更清楚地反映出不同種類肉肌漿蛋白間的差異性,因此進一步進行主成分分析。由圖4A可知,第1主成分占59.31%,第2主成分占10.02%,總共占比69.33%,其中樣本F10、F11以及F12對第1主成分貢獻率較大,且與第1主成分呈正相關(guān),而C7樣本對第2主成分貢獻率較大且呈正相關(guān)。由圖4B可知,肌漿蛋白的擴散速率、溶解度、乳化活性、乳化穩(wěn)定性、表面疏水性、電位、構(gòu)象在30 min及60 min時的變化速率對第1主成分貢獻率較大,其中擴散速率和溶解度與第1主成分呈正相關(guān),而除此以外的其他指標與第1主成分呈負相關(guān)。而蛋白的構(gòu)象在90 min以及120 min時的變化速率對第2主成分的貢獻率較大。圖中的乳化活性、表面疏水性、乳化穩(wěn)定性及電位間距離較近,說明這些指標間存在一定的相關(guān)性。綜合前述的研究結(jié)論可知肌漿蛋白的乳化活性和乳化穩(wěn)定性與其表面疏水性、電位和構(gòu)象變化速率有較強的相關(guān)性,而擴散速率與溶解度間相關(guān)性較強。
本實驗以豬肉、雞肉及魚肉的肌漿蛋白為研究對象,通過測定其理化性質(zhì)、氨基酸組成、蛋白質(zhì)構(gòu)象、界面性質(zhì)以及乳化性質(zhì)進而深入了解其油-水界面的性質(zhì)。研究結(jié)果表明:不同種類肉的肌漿蛋白其理化性質(zhì)、氨基酸組成、蛋白質(zhì)構(gòu)象、界面性質(zhì)以及乳化性質(zhì)都有一定的差異性。
肌漿蛋白中氨基酸組成、粒徑和變性溫度等都顯著影響蛋白疏水性,其中雞肉肌漿蛋白中酪氨酸和苯丙氨酸含量較高以致疏水性高于其他兩種肌漿蛋白,而3 種肉肌漿蛋白的粒徑間無顯著差異,但豬肉肌漿蛋白與雞肉肌漿蛋白和魚肉肌漿蛋白間有顯著差異。
對于鹽酸胍誘導的蛋白質(zhì)構(gòu)象穩(wěn)定性,當肌漿蛋白三級結(jié)構(gòu)改變時,構(gòu)象發(fā)生重排且構(gòu)象展開,魚肉肌漿蛋白峰值變化速率相比較而言顯著較慢,說明豬肉與和雞肉的肌漿蛋白結(jié)構(gòu)構(gòu)象相對于魚肉肌漿蛋白柔順性更強。
肌漿蛋白的吸附動力學實驗表明魚肉肌漿蛋白的擴散速率較豬肉和雞肉肌漿蛋白間顯著較大,這可能是由于大粒徑的肌漿蛋白產(chǎn)生的空間位阻在一定程度上削弱了表面疏水性的提高帶來的吸附速率的增加,但雞肉與豬肉肌漿蛋白之間的擴散速率卻無顯著性差異。
實驗結(jié)果還表明,雞肉肌漿蛋白乳化活性最高,魚肉肌漿蛋白乳化活性顯著低于豬肉和雞肉肌漿蛋白,豬肉肌漿蛋白乳化活性稍低于雞肉但無顯著差異性,這可能是由于肌漿蛋白粒徑及構(gòu)象的不同造成的。但魚肉肌漿蛋白的乳化穩(wěn)定性顯著最差。
本研究以分子間作用力及分子結(jié)構(gòu)分析和界面流變研究作為有力工具,揭示肌漿蛋白納米顆粒的界面吸附動力學規(guī)律。圍繞這個中心可再進行深入研究,例如利用乳液替代食品中飽和脂肪的功能性食品等,利用肌漿蛋白納米顆粒皮克林乳液調(diào)控脂肪消化,為功能性食品的開發(fā)提供理論依據(jù)。