【word】 水溶性壳聚糖对猪肉盐溶性蛋白质凝胶特性影响

【word】 水溶性壳聚糖对猪肉盐溶性蛋白质凝胶特性影响 水溶性壳聚糖对猪肉盐溶性蛋白质凝胶特 性影响 902008,Vo1.29,No.05食品科学※基础研究 水溶性壳聚糖对猪肉盐溶性 蛋白质凝胶特性影响 刘士健,,任发政2,王建晖2,李洪军,, (1.西南大学食品科学学院,重庆400716:2.中国农业大学食品科学与营养学院;北京100083) 摘要:本实验以猪背最长肌为,研究了壳聚糖对猪肉盐溶性蛋白质凝胶特性的影响,并采用电镜扫描观察 凝胶的微观结构.结果表明:壳聚糖可显着提高猪肉盐溶蛋白的凝胶能力,有效增加其保水性,并提高凝胶硬 度,且随着壳聚糖浓度的增加,保水性和凝胶硬度也随之增加.由红外光谱结果可以推测出壳聚糖凝胶与盐溶蛋 白的相互作用力主要是静电引力. 关键词:壳聚糖;盐溶性蛋白质;凝胶;特性 EffectsofChitosanonGelPropertiesofSalt—solubleMeatProtein(SSMP) LIUShi-jian,RENFa—zheng,WANGJian—hui,LIHongjun, (1.CollegeofFoodScienceandTechnology,SouthwestUniversity,Chongqi ng400716,China; 2.CollegeofFoodScienceandNutritionalEngineering,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing100083,China) Abstract:Theeffectofchitosanongelpropertieswasinvestigated.Gelhardnessandwaterholdingcapabilitywereassay togetherwiththeanalysisofthemicrostructureofthegelsandscanningelectronmicroscopy.Theresultsshowedthatchitosan couldenhancethegelhardnessandwaterholdingcapability.IRspectrastudiesindicatedthatthemaininteractionbetweengel andSSMPiselectrostaticattractionforce. Keywords:chitosan;salt—solublemeatprotein(SSMP);gel;property 中图分类号:TS251.5.1文献标识码:A文章编 号:1002.6630(2008)05—0090.03 壳聚糖(chitosan,CTS),化学名称为13.(1,4). 2.氨基.2.脱氧.13.D.葡聚糖壳聚糖,是天然多糖中唯 一 的碱性多糖,它在食品中的应用主要有以下几种功 能:抑制食品中有害微生物生长繁殖『l_,】;增强制品凝 胶特性,提高制品的保水力『41;延缓食品中脂肪氧化速 度【5I. 猪肉盐溶性蛋白质(Salt.solublemeatprotein, SSMP),主要包括肌球蛋白,肌动蛋白,肌动球蛋白, 原肌球蛋白和肌钙蛋白等,它们占肌肉蛋白质总量的 51%,53%,是形成凝胶的最重要蛋白质.对盐溶性蛋 白质凝胶特性的影响因素比较多,包括肌肉种类,PH 值,温度,阳离子,磷酸盐,食盐浓度,加工方式, 蛋白质浓度,离子强度等. 越来越多的研究人员通过添加外源性物质的方式去 提高SSMP的热诱导凝胶特性,如亚麻籽胶,卡拉胶, 魔芋葡甘露聚糖等『6-.本实验主要研究了壳聚糖对盐溶 性蛋白质凝胶特性的影响及其作用机理. 1材料与方法 l_1材料 猪肉选用长白猪背最长肌,由北京四季顺鑫食品有 限公司提供. 1.2试剂 水溶性壳聚糖由济南海得贝海洋生物工程有限公司 提供,脱乙酰度?85,粒度为80目,水分含量7.8%, 黏度30mPa?S;其他化学试剂均为纯. 1.3仪器 TA.XT2i质构仪,KYKY一2800扫描电镜,755B型 紫外分光光度计,FT.IR200型傅立叶红外光谱仪. 1.4方法 收稿日期:2007.12.21 基金项目:”十一五”科技支撑项目(2006BAD05A15) 作者简介:刘士健(1977.),男,博士研究生,研究方向为畜产品科学.E—mail:liushijian111@yahoo.com.ca $通讯作者:李洪军(1961-),男,教授,研究方向为肉品科学.E—mail:hongjunli1961@yahoo.com.ca ※基础研究良晶科学200&Vo1.29,No.0591 1.4.1壳聚糖溶液制备 将水溶性壳聚糖粉末均匀混合后溶解于蒸馏水中, 静置过夜,使用浓度为0.1mol/L的氢氧化钠溶液调节pH 值为7.0,备用. 1.4.2SSMP提取 参照Chen等的方法并略作修改f61.猪背最长肌一去 除筋膜,脂肪一切为lcm3块状一5mm绞肉机绞碎一加 入3倍的缓冲溶液(0.5mol/LNaC1,17.8mmol/LNa5P3O1o, pH8-3)一高速捣碎机最大速度捣碎60s一静置1h一三层 纱布过滤一离t~,(12000×g,10min)~取上清液一上清液中 加入去离子水,使离子强度低于0.1mol/L一静置2h一离 ~(12000×g,10min)~去除上清液,取沉淀即为粗蛋白. 1.4_3蛋白质含量测定 采用凯氏定氮法,参照于雯等的方法进行. 1.4I4凝胶制备 将SSMP与不同浓度CTS溶液混合均匀,添加3% NaC1,0,4?静置12h后水浴加热,升温速率2?/min, 25?匀速升温至72?后保持20min,自然冷却至室温, 0,4?静置过夜. 1.4.5凝胶保水力测定 参照FooegedingEA的方法并略作修改[1O].取制 备好的凝胶在冷冻离心机中10000×g,4?离心5min, 倾去上清液,用滤纸吸干凝胶上部水分,按以下公式 计算保水力(WHC). Wl—W 保水力(%)=——×100 W2一W 式中,w为离心管+去水后的凝胶重(g);Wz为 离心管+离心前凝胶总重;W为离心管重量(g). 1.4.6凝胶硬度测定 参照VancampJ的方法并略作修改【l1].采用TA.XT2i 质构仪,样品冷却至室温,探头位移速度为60mm/min, 记录凝胶破碎最大压力N. N 硬度一—— Jlr2 式中,N为最大压力;n为3.14:r为探头半径. 1.4.7壳聚糖对SSMP吸附能力测定 参照唐振兴等的方法并略作修改[12].壳聚糖溶液 10000×g离心5min,弃上清液得絮状沉淀,离心管内 添加SSMP溶液,30?静置,每隔15min取上清液, 280am处测吸光度,绘制吸附曲线. 1.4.8超微结构测定 参照亢春雨等的方法并略作修改fl3].将凝胶切成薄 片,然后将凝胶片浸在含0.4%多聚甲醛和0.1%戊二醛的 缓冲液A中,4?下预固定1h,在0.2%四氧化锇固定 液中后固定10min.固定好的样品用缓冲液A漂洗3,5 次,用不同浓度的乙醇溶液等级系列脱水(25%,50%, 70%,80%,90%,95%,100%各10min).然后用 100%丙酮脱水10min.把脱水后的样品用100%乙酸异 酯中间剂置换15~30min).在样品将干未干时,放入 LG—A型COz临界点干燥仪中干燥,然后用常规方法在 LDM150D型离子溅射仪中喷镀约25nm厚的纯金,用 KYKY一2800扫描电镜观察测量并照相.加速电压20kV, 缓冲液A:pH6.040mmol/L磷酸钾;0.6mol/LKC1. 1.4.9红外光谱测定 参照邓月娥等的方法…].采用KBr压片法,用傅 里叶变换红外光谱仪测定. 1.4.10统计方法 本实验处理设3个重复,结果取其平均值,数据 用数理统计软件SPSS11.0进行分析. 2结果与分析 2.1壳聚糖浓度对凝胶保水力影响 8O 一 7O 6O 5O 4O 壳聚糖浓度(%) 图1壳聚糖浓度对凝胶保水力影响 Fig.1Effectsofchitosanconcentrationonwaterholdingcapacity 从图1可以看出,随着壳聚糖浓度的增大,凝胶 保水力增加,与对照相比,添加1%的壳聚糖能显着提 高凝胶保水力16%左右.壳聚糖添加量从0.4%开始时, 凝胶保水力增加速度明显.凝胶保水力与所添加的壳聚 糖浓度呈现线性相关,回归方程为y=16.14lx+50.868, R=0.9681. 2.2壳聚糖浓度对凝胶硬度影响 董 簦 7.O 6.O 5.O 4.O 3.O 0.00.20.40.60.81.0 壳聚糖浓度(%) 图2壳聚糖浓度对硬度影响 Fig.2Effectsofchitosanconcentrationonhardness 从图2中可以看出,在没有添加壳聚糖的盐溶性蛋 白质凝胶中,硬度为3.8kPa,当壳聚糖的浓度为0.4% 时,盐溶性蛋白质凝胶硬度明显增强,当壳聚糖添加 量为1%时,盐溶性蛋白质的凝胶硬度达到6.10kPa,与 922008,Vo1.29,No.05良晶科学※基础研究 对照相比凝胶硬度增加了接近60%.从图2中可以看 出,凝胶硬度的增加与壳聚糖浓度的添加量呈线性关 系,回归方程为y=2.3906x+3.6628,R=0.987. 2-3壳聚糖对SSMP的吸附作用 O.9O O.85 O.8O O.75 0.70 O.65 O.6O 吸附时间(min) 图3壳聚糖浓度对盐溶蛋白的吸附作用 Fig.3AdsorptioneffectsofchitosanonSSMP 由图3可知,30?室温下,壳聚糖在前30min内对 SSMP的吸附能力较快,吸光度从0.850迅速降低到0.725, 当吸附时间达到30min后,壳聚糖与盐溶性蛋白质的吸 附作用基本达到平衡,说明在壳聚糖与盐溶性蛋白质之 间存在着,定的交联作用.壳聚糖吸附盐溶性蛋白质符 合Lagergen一级方程. 2.4壳聚糖对凝胶超微结构影响 从图4的超微结构可以看出,图4A图中单一的盐 溶肉蛋白凝胶结构不均匀,表面存在明显的孔洞和空 隙;图4B图中添加壳聚糖后的盐溶肉蛋白凝胶结构均 匀,凝胶表面也变得更加致密.可以推测添加壳聚糖 A.不含壳聚糖B.含1%壳聚糖 图4盐溶蛋白凝胶和盐溶肉蛋白一壳聚糖混合凝胶的超微结构 Fig.4UltrastructureofSSMPgelandSSMF’_CTSgel 槲 240 230 220 210 2oo 190 180 170 _’_’_’_’_’?蓥?誉菪毫墓营誊菪譬謇8鲁笛 波数(em) 图5盐溶蛋白质凝胶和盐溶性蛋白质一壳聚糖混合凝胶的红外光谱 Fig.5UltrastructureofSSMPgelandSSMP—CTSgel 后可能形成了盐溶肉蛋白与壳聚糖两种网络结构的叠加. 2.5红外光谱分析 由红外谱图可知,添加壳聚糖后的凝胶一OH伸缩震 动峰的位移没有发生明显变化,但强度发生了变化,可 以推测壳聚糖凝胶与盐溶性蛋白质之间存在静电引力, 这种静电引力使盐溶性蛋白质和壳聚糖分子间能够保留 更多的水分,从而提高了凝胶保水力. 3结论 研究结果表明,壳聚糖提高了盐溶性蛋白质的保水 力和硬度.从超微结构分析,推测在壳聚糖和蛋白质 分子间可能存在交联作用,这种交联作用有助于改善蛋 白质分子结构,使凝胶变得更为致密,从而能固定较 多的水分,因此提高了盐溶性蛋白质的保水力和硬度, 改善凝胶的特性.根据红外光谱推测,蛋白质分子和 壳聚糖之间的作用力主要是静电力,但壳聚糖和盐溶性 蛋白质凝胶形成影响因素较多,包括pH值,离子强 度,加热条件,壳聚糖分子量和脱乙酰度,其作用机 理还有待于进一步研究. 参考文献: [1]L?KW,CHAoJY.Qualitycharacteristicsofreduced—fatChinese— Stylesausageasrelatedtochitosan’Smolecularweight[J].Meat Science.2ooL59:343—351. [2]SAGooS,BOARDR,ROLLERS.Chitosaninhibitsgrowthofspoil— agemicroorganismsinchilledporkproducts[J].FoodMicrobiology, 20o2.19:175—182. [3]RoLLERAS,SAGOOAS,BoARDAR,eta1.Novelcombinationsof chitosan.carnocinandsulphiteforthepreservationofchilledporksau— sages[J].MeatScience,2002,62:165.177. [4]MAOLC,WUT.Gellingpropertiesandlipidoxidationofkamaboko gelsfromgrasscarp(Ctenopharyngodonidellus)influencedbychitosan [J].JournalofFoodEngineering,2007,82:128—134. [51JOC,LEEAJW,LEEKH,eta1.Qualitypropertiesofporksausage preparedwithwater-solublechitosanoligomer[J].MeatScience,2001, 59:369.375. [6]CHENHH,XUSY,rANGZ.Interactionbetweenflaxseedgumand meatprotein[J].JournalofF00dEngineering.2007,80:1051—1059. f7]VERBEKEND,NEIR/NCKN,MEERENPVD.eta1.Influenceof solublemeatproteins[J]. jcarrageenanonthethermalgelationofsalt— MeatScience,2005,70:161—166. [8]唐学燕,李博,顾小红,等.魔芋葡甘露聚糖对肌肉蛋白质性质的影 响[J1_食品与机械,2000(4):25—26. [9]9于雯,吕玉琼.全自动凯氏定氮仪测定食品中蛋白[J1.中国卫生检 验杂志.2001(11):610. [10]FOOEGED『GEA.Functionalofturkeysalt-solubleproteinm.Jour- nalofFoodScience,1987,52:1495.1498. [11]VANCAMPJ,HUYGHEBAERTA.High—pressureinducedgelforma - tionofawheyproteinandhaemoglobinproteinconcentrate[J]. Lebenmitte1.wissenschaftandTechnologie.1995.28:111.117. [12]唐振兴,石陆娥,钱俊青.壳聚糖凝胶吸附蛋白质机理研究[J].精细 化工.2004(11):833.836. [13]亢春雨,赵春青.鸡胸肉盐溶蛋白热诱导凝胶保水性和超微结构 的 研究[J].食品科学,2007,28(1):50—53. [14】邓月娥,孙素琴,牛立元,等.奶粉主要营养成份的傅里叶变换红外 光谱法分析[J]_营养,2007,29(1):91.93.