内源性蛋白酶对冰温气调保鲜罗非鱼片贮藏品质的影响机理研究

Quality changes in aquatic product during storage are partly caused by muscle protein degradation which resulted in endogenous protease hydrolysis. Mechanism of quality change included protein degradation and texture difference is not clarified. Activity changes as well as activating and optimum condition are studied. Degradation of myofibrillar protein by calpains and cathepsins are also studied in order to finding out the key proteases which leading to the quality changes. Mechanism of quality change would be proposed by the changes of component and structural of muscle protein.

水产品贮藏过程中肌肉蛋白质降解引起品质发生变化，内源性蛋白酶是鱼肉肌原纤维蛋白降解的主要原因。但目前对蛋白质的降解及其导致的质构和水产品品质变化的机制研究相对滞后。本项目将研究罗非鱼钙蛋白酶和组织蛋白酶在冰温气调保鲜过程中的活性变化特征，探明其激活条件及作用条件；研究肌原纤维蛋白由于体内蛋白酶水解导致的品质指标变化，并采用体外模型定向研究单一内源酶和复合内源酶对肌原纤维蛋白的降解，筛选导致品质变化的关键蛋白酶；通过肌肉蛋白质组分、蛋白质微观结构和蛋白质空间结构的变化阐明内源酶对贮藏品质的影响机理，为罗非鱼的加工保藏提供理论依据。

①对气调包装（70% N2+ 30% CO2）和普通空气包装在冰温贮藏条件下（-0.7-0℃）的罗非鱼片的贮藏品质和货架期进行了比较研究。综合鲜度指标、蛋白氧化指标及内源酶活性的变化，气调包装结合冰温贮藏对罗非鱼片的保鲜作用明显，主要在于降低或抑制了内源性蛋白酶活性和反应速率、减轻了蛋白质氧化程度以及抑制了微生物的繁殖，使得气调包装的罗非鱼片货架期达14 d，比采用普通空气包装的罗非鱼片货架期延长了3 d。.②研究了μ-calpain，cathepsin B和caspase-3对罗非鱼肌原纤维蛋白体内和体外降解的影响。μ-calpain，cathespin B在体内和体外对肌原纤维蛋白具有相似的降解模式，肌动蛋白、肌间线蛋白、和肌钙蛋白T发生了明显的降解，而caspase-3在体内和体外具有部分相似的肌原纤维降解，表明μ-calpain，cathespin B是罗非鱼死后肌原纤维降解的主要蛋白酶，而caspase-3是次要的。.③研究鱼肉宰后贮藏过程中三种蛋白酶及其相关影响因子的变化，探讨三种蛋白酶在鱼宰后的激活途径。calpains 在鱼宰后5 h时被激活并逐渐开始发生自溶，从而发挥水解作用；calpastatin可以抑制calpain的活化，而UK114可以通过降低所需Ca2+ 来促进calpain的活化。我们进一步提出UK114可能是通过抑制calpastatin的活性来增加calpain活性。对caspase-3激活及其活化因子的研究结果表明，凋亡过程发生在鱼宰后直到贮藏20 h之间，胞内ATP含量的可利用性和胞浆细胞中的色素c水平的增加对caspase-3的活化至关重要，而前者可能限制caspase-3的活性。对cathepsin B的激活途径研究结果表明， Hsp70的表达与LAMP-1在5 h时达到最大的表达量，溶酶体膜开始发生大规模透化，释放并激活cathepsin B，至10 h时发生完全透化，此时cathepsin B表达量达到最大值。.④通过免疫共沉淀（CO-IP）手段对μ-calpain与cathepsin B和caspase-3之间的互作关系进行了研究，μ-calpain与cathepsin B 和caspase-3在生理细胞中不存在直接的相互作用。