多聚磷酸酶调控肌肉蛋白质凝胶特性的机理研究

To develop high performance polyphosphate mixtures created by our country, improve gel properties of muscle proteins and reduce the residue of phosphate in processed meat, with 31P nuclear magnetic resonance (NMR), ion chromatography and high pressure chromatography, instead of black-box method, this study separate and purify the tripolyphosphatase and pyrophosphatase from rabbit psoas major, swine and beef longissimus dorsi , chicken and fish, examine their enzymy characteristics and effects of intrinsic and extrinsic factors on the characteristics, and then investigate time-dependent dynamic courses for tetrasodium pyrophosphate, sodium tripolyphosphate, sodium hexametaphosphate and their mixtures decomposition in purified enzyme systems, deal with the intrinsic relevances of the polyphosphatase activities, concentritions and molar ratios of tetrasodium pyrophosphate, tripolyphosphate, hexametaphosphate, derived orthophosphate to gel properties. Scientific issues in this study is involved in two aspects: ①to elucidate essence of polyphosphate mixtures superior to a single phosphate, ②to reveal a mechanism of the polyphosphatase regulation of the gel properties.

为研制我国自主创新的高性能多聚磷盐复合物，改善肌肉蛋白质的凝胶特性，降低肉制品中磷酸盐残留量，本研究克服黑箱方法的缺陷，采用31P核磁共振（NMR）技术、离子色谱技术和蛋白质高压层析技术，以兔腰大肌、猪背最长肌、牛背最长肌、鸡肉和鱼肉为试验材料，分离纯化肉中的三聚磷酸酶和焦磷酸酶，研究其酶学特性、肉的内在和外在因素对这两种磷酸酶活性的影响；探究焦磷酸四钠、三聚磷酸钠和六偏磷酸钠及其复合物在纯化的酶体系中发生的时间依变性的动态分解变化过程；研究多聚磷酸酶活性、多聚磷酸盐浓度、分子存在形式及其摩尔比与肌肉蛋白质凝胶特性变化的内在联系。本研究解决的科学问题为：（1）阐明复合磷酸盐性能优于单一磷酸盐的根本原因，（2）揭示肌肉多聚磷酸酶活性变化影响肌肉蛋白质凝胶特性的机制。

为提高我国多聚磷酸盐复合物的技术性能，改善肌肉蛋白质的凝胶特性，本研究采用31P核磁共振（NMR）技术、离子色谱技术和低压层析技术，以兔腰大肌、猪背最长肌、牛背最长肌、鸡肉和鱼肉为试验材料，分析焦磷酸四钠、三聚磷酸钠和六偏磷酸钠及其复合物在肉中随时间而变化的动态分解变化过程；对肉中三聚磷酸酶和焦磷酸酶进行分离、纯化和活性测定，研究三聚磷酸酶和焦磷酸酶的酶学特性，分析这两种磷酸酶与多聚磷酸盐动态分解变化的关系；肉的内源和外源环境对两种磷酸酶活性的影响，研究多聚磷酸酶活性、多聚磷酸盐含添加量、分子存在形式与肌肉蛋白质凝胶特性变化的内在联系，阐明复合磷酸盐性能优于单一磷酸盐的机理，建立优化肌肉蛋白质凝胶特性的调控机制，为研制我国自主创新高性能的多聚磷酸盐复合物开辟新的技术途径，从而降低肉制品中因非科学而大量使用多聚磷酸盐的超标率。