鸡肉肌原纤维蛋白凝胶非共价键作用力的研究

Properties of myofibrillar protein gel determine the sensory qualities of surimi meat products(such as hardness, springiness, Viscosity, etc.), so they are hot issues in meat research field. The gel properties are controlled by the gel forces, therefore, studies on gel forces have an important role in controlling the gel properties and explaining the mechanism of gel formation. There have been little reports involves in forces of myofibrillar protein gel. Three most important forces (hydrophobic interactions, electrostatic interactions,and hydrogen bonds) of the myofibrillar protein gel will be investigated in this project. New methods for determination of the non-covalent bond forces will be established. The relationship between the gel forces and gel properties will be studied. The regular pattern of the forces varying during gel formation will be found. The mechanism of the gel force controlling the gel formation will be investigated. This study will provide a theoretical basis for controlling of the properties of myofibrillar protein gel and the quality controlling of surimi chicken meat products.

肌原纤维蛋白凝胶特性决定着糜类肉制品的感官品质（如硬度、弹性、黏性等），一直是肉类研究的热点。凝胶特性是由凝胶作用力决定的，因此研究凝胶作用力对控制凝胶特性、解释凝胶形成机制具有重要作用，但国内外对肌原纤维蛋白蛋白凝胶作用力的研究报道很少。本项目将研究鸡肉肌原纤维蛋白凝胶中最重要的三种作用力，即疏水相互作用、静电作用和氢键。建立测定这些非共价键作用力的新方法；研究这些作用力与凝胶特性之间的关系；研究凝胶形成过程中这三种作用力的变化规律；探讨凝胶作用力对凝胶形成过程的控制机制，为肌原纤维蛋白凝胶特性控制和糜类鸡肉制品的质量控制提供理论依据。

在糜类肉制品中，肌原纤维蛋白(MP)凝胶特性决定着产品的品质，但这种凝胶特性受其作用力控制。目前国内外对MP凝胶最重要的作用力－非共价键作用力报道很少，并且缺少这些作用力测定的有效方法，导致作用力对凝胶特性的调控机制十分模糊。本项目建立了测定肌原纤维蛋白(MP)凝胶中疏水作用力和氢键的新方法－拉曼光谱法，前者比现有的荧光分光光度法更适合凝胶中作用力的测定，后者几乎是测定氢键的唯一一种直接方法。本项目揭示了不同离子强度、盐替代、蛋白质氧化、高压处理和超声波处理条件下MP热诱导凝胶非共价键作用力的变化规律及其与凝胶特性的关系，找到了不同处理的最佳条件：发现在不同处理条件下，MP凝胶硬度均与疏水作用力呈显著正相关。在脂肪氧化酶-亚油酸体系中，亚油酸最佳浓度为2 mM，在200MPa超高压处理MP或用超声波处理MP 6 min时，疏水作用力和有关凝胶特性均达到最大值。本项目研究的重要结果和科学意义在于揭示了凝胶作用力对凝胶形成过程和凝胶特性的控制机制。即在加热过程中，维持蛋白质二级结构－α-螺旋结构的分子内氢键逐渐解体， MP分子逐渐展开，疏水基团暴露，导致疏水作用力增加，后者则导致蛋白质分子逐渐聚集，并通过分子间氢键形成有序的β折叠结构，而静电斥力则阻止了蛋白质过分聚集形成沉淀，有序的三维网状凝胶结构因此形成。氧化处理主要通过疏水作用力变化引起凝胶特性改变；超声波处理则通过三种主要作用力共同作用调控凝胶的保水性。本项目还对通过改变pH后测定凝胶特性进而研究MP凝胶静电作用力的传统方法进行了评价；对添加尿素后测定凝胶特性研究氢键的传统方法进行了评价。发现改变pH和添加尿素均导致MP凝胶的氢键、静电和疏水作用力同时改变，并且凝胶特性均与疏水作用力有相关性，因此这两种传统的研究方法存在严重瑕疵。