欧姆加热肉制品蛋白质降解、脂肪氧化及微生物安全性研究

Ohmic heating is an emerging thermal process technology, when an electrical current is passed directly through a food and the resistance imposed by the food leads to the generation of heat within the product. The use of ohmic cooking in meat products has offered a number of advantages such as faster cooking, less power consumption ,uniform heating and the final product usually has a better texture and color stability than that of conventional ones. But because of the short time, the heat accumulationin is much lower and the myofibrillar protein,sarcoplasmic protein and collagen properties may various from the conventional products,the microbiology safety still need improve. The quality changes of the meat products and the mechanism involved during ohmic cooking were not fully understood yet. The objective of present study is to focus on the proteins hydrolysis, microbial and oxidation changes of the products during ohmic heating, try to understand reason for the changes and find ways to improve the quality of ohmic cooked meat products.

欧姆加热是利用电极产生电流, 通过食品自身的导电性和电阻产生热量,从而加热食品。 欧姆加热与传统水浴加热或蒸汽加热相比, 具有可显著缩短加热时间、能耗低、加热均匀、产品质构较好、肉色更稳定等特点。但欧姆加热因时间短，热积累效应小，蛋白质功能特性变化可能与传统加热不同，产品微生物安全性也有待研究；目前关于欧姆加热过程中纤维蛋白质、肌浆蛋白质和胶原蛋白质的降解和变化、欧姆加热对肉品中微生物致死效果和致死机理等的研究还比较少，对肉品品质变化机理的研究还不够深入。本项目的目的是在前期的研究基础上, 从欧姆加热肉品蛋白质降解及功能特性变化、微生物变化和氧化特性变化入手，探讨欧姆加热肉制品品质变化机理, 结合现代肉品加工手段, 改良肉制品, 提高肉制品的安全特性, 为欧姆加热肉制品走向商品化、标准化提供一些使用的理论技术支撑。

本文研究了以下内容:（1）利用SDS-PAGE比较了欧姆加热（Ohmic heating, OH）与水浴加热（Water bath heating, WB）将猪肉块加热到不同终点温度时肌浆蛋白和肌原纤维蛋白降解情况，并采用蛋白质组学技术研究了牛肉块加热到72 °C 时全蛋白变化。结果表明：① 当终点温度为60 °C-80 °C 时，OH处理组的脱氧肌红蛋白及高铁肌红蛋白含量显著低于（P < 0.05）WB处理组。当温度超过40 °C 时，OH处理组肉块的肌浆蛋白含量（5.97 mg/g vs.14.89 mg/g）显著高于（P < 0.05）WB处理组。与OH处理组相比，WB处理组肉块的肌浆蛋白电泳条带发生了更为明显的弱化现象。② 当终点温度为20 °C-80 °C时，OH处理组肉块可溶性蛋白含量显著高于（P < 0.05）WB处理组；当终点温度为80 °C-100 °C 时，OH与WB处理组肉块的蛋白质体外消化率无显著性差异（P > 0.05）。OH处理组肉块肌纤维蛋白电泳条带发生了轻微的弱化现象，其肌纤维收缩和Z线结构消失的现象并不如WB处理组那样明显；③ 利用双向电泳（2-DE）及质谱技术（MS）对OH和WB牛肉块进行蛋白质组学分析，结果表明OH处理组牛肉差异蛋白表达上调的数量多于WB处理组，说明OH较WB处理组相比对牛肉的蛋白破坏小。 .（2）研究了OH和WB处理猪肉在4 °C、7 d贮藏期间脂肪、蛋白质氧化、非血红素铁含量，以及4 °C，21 d贮藏期间的微生物多样性及优势微生物种类。结果表明：在7 d储藏期间，OH的肉制品具有较好的颜色和脂肪氧化稳定性；在21 d贮藏期间，高通量测序结果显示贮藏前两周OH与WB处理组猪肉块的主要优势细菌是芽孢杆菌属，在贮藏后期主要优势微生物是肉食杆菌属。尽管OH处理时间远远小于WB，但在贮藏末期OH组肉拥有与WB组相似的微生物群落结构。.（3）通过比较欧姆解冻和水浴解冻肉（把肉块从-18 °C解冻到4 °C）的颜色、可溶性蛋白含量、肌原纤维蛋白小片化指数、肌浆蛋白与肌纤维蛋白的SDS-PAGE图谱，脂肪与蛋白质氧化以及肌纤维组织结构的差异性变化。结果表明欧姆解冻肉块的红度值（a*）显著高于（P < 0.05）水浴解冻组，而高铁肌红蛋白含量和肌原纤维蛋白小片化指数较低（P < 0.05）。