发酵鱼糜凝胶形成机理研究

淡水鱼糜因凝胶强度低且容易凝胶劣化在鱼糜制品中开发应用较少。我们研究发现淡水鱼糜经微生物发酵后能形成高强度凝胶，通常认为在酸性条件下蛋白质会发生聚集而形成凝胶，但在发酵过程中对鱼肉自身引起蛋白质交联或降解的酶活性影响以至对凝胶强度的影响，目前还不清楚。本研究以大宗淡水鱼糜为研究对象，在发酵形成高强度鱼糜凝胶的基础上，重点研究在发酵条件下鱼糜凝胶形成过程中自身酶活性变化与对凝胶强度的影响；应用纯鱼肉蛋白质建立模拟反应体系，根据蛋白分子间相互作用的类型、大小和位点，探讨蛋白质结构变化及作用力与凝胶形成的关系，阐明鱼糜凝胶中蛋白质分子间的关键作用力，从而从分子水平揭示发酵鱼糜凝胶形成机理，本研究对于建立鱼肉蛋白凝胶形成理论具有非常重要的学术意义，同时也为水产加工业建立生物发酵新的加工技术体系、开发新型鱼糜制品提供重要的理论指导。

本项目研究了发酵条件下鱼糜凝胶形成过程中内源酶和微生物酶的活性变化及其对凝胶强度的影响。发现了内源溶酶体蛋白酶活力在发酵阶段显著上升，且对凝胶起劣化作用；胶原蛋白酶在初期有较高活力，但在发酵12 h后迅速降低为零，钙蛋白酶和丝氨酸蛋白酶在鱼肉原料中活力较低，这三类内源蛋白酶对凝胶劣化无显著影响；内源谷氨酰胺转氨酶在发酵过程中不稳定易失活，对凝胶强度的增强无显著作用；微生物蛋白酶酸性条件下稳定，且在后期降低了凝胶强度；通过光谱分析手段提出了酶切作用造成的疏水基团的减少是导致凝胶强度降低的原因。应用了纯鱼肉肌原纤维蛋白及肌动球蛋白建立了模拟反应体系，明确了疏水作用是维持发酵鲢鱼鱼糜凝胶网络结构的主导作用力；提出了肌球蛋白在酸性条件下由头-头相互作用触发的凝胶形成模式，证实了发酵过程中的缓慢释酸是引起发酵鱼糜凝胶形成的主要原因，内源酶及微生物发酵产蛋白酶不利于凝胶的形成。本研究从发酵产酸和酶学角度揭示了发酵鱼糜凝胶形成机理，为进一步调控发酵鱼糜凝胶结构奠定了的理论基础。