最近流行病学报道过度食用腌制或加工红肉制品与心血管疾病和结肠癌存在一定联系,这可能与摄入的肉类食品在加工保藏和随后消化过程中蛋白质氧化程度提高有关,蛋白质氧化会影响产品的感官质量或加工特性,甚至影响消费者的健康安全。蛋白质氧化会导致蛋白质侧链基团修饰,蛋白质大分子发生交联聚集等,进而引起蛋白质功能发生显著改变,如凝胶特性、持水性和乳化性等,从而影响肉制品的色泽、保水性和口感。因此控制蛋白质氧化,提高蛋白质的凝胶性能是近年来急需解决的首要问题。
临沂大学生命科学学院的李 玲,季 慧,康大成等人采用羟自由基模拟氧化体系,以茶多酚为抗氧化剂,研究多酚质量浓度对肌原纤维蛋白游离巯基、表面疏水性、二聚酪氨酸含量以及内源色氨酸荧光强度等蛋白质理化特性的影响,以及肌原纤维蛋白凝胶特性与多酚质量浓度的关系,阐明茶多酚对蛋白质氧化程度与凝胶水分分布之间的关系,为凝胶类肉制品的加工提供一定的理论依据。
1、茶多酚对猪肉肌原纤维蛋白性能的影响
空白对照组的游离巯基含量最高,而未添加茶多酚的氧化处理组游离巯基含量明显低于空白对照组,两组差异显著(P<0.05),此外,蛋白质的氧化变性形成蛋白质聚集体,会覆盖一些巯基,使能够检测到的游离巯基数量减少,也可能导致巯基含量下降。在羟自由基氧化条件下,0.02、0.2、1.0 mg/mL茶多酚组的游离巯基含量显著高于0 mg/mL茶多酚组(P<0.05),并且游离巯基含量依次为1.0 mg/mL组>0.2 mg/mL组>0.02 mg/mL组,随着茶多酚质量浓度的增加,猪肉肌原纤维蛋白中游离巯基含量呈上升的趋势。茶多酚质量浓度为1.0 mg/mL时,样品蛋白的游离巯基含量和空白对照组差异不显著(P>0.05)。
添加茶多酚后,表面疏水性随茶多酚质量浓度的增加而降低,1 mg/mL组显著低于空白对照组(P<0.05)。而有研究表明,在肌原纤维蛋白中添加不同量的绿原酸,表面疏水性持续增加。
氧化未加茶多酚组的二聚酪氨酸含量显著高于空白对照组(P<0.05)。说明酪氨酸对羟自由基很敏感,易被氧化发生聚合反应而生成二聚酪氨酸,是蛋白质氧化程度检测的指标之一。有研究2 种自由基氧化大黄鱼肌原纤维蛋白时均发现,随氧化剂浓度的升高,二聚酪氨酸含量显著增加,这与本研究结果相一致。
随着茶多酚的添加,内源色氨酸荧光强度逐渐升高,1 mg/mL茶多酚组与空白对照组接近,且最大荧光强度由335 nm蓝移到330 nm。其原因可能是茶多酚具有抗氧化作用,对肌原纤维蛋白具有保护作用,质量浓度越高,效果越好。而本研究中疏水性的结果证实,茶多酚质量浓度为1 mg/mL时,疏水性最低,蛋白结构得到很好地保护,从而内源色氨酸荧光强度高。
2、茶多酚对猪肉肌原纤维蛋白凝胶蒸煮得率、白度、保水性的影响
空白对照组的蒸煮得率、白度和保水性都高于氧化未加茶多酚组,说明氧化处理后,蛋白质侧链氨基酸结构受到破坏,蛋白构象发生变化,部分水分析出,形成汁液流失,导致凝胶的保水性降低。氧化引起的二硫键交联会阻碍热诱导加工中有序二硫键的形成,降低蛋白质官能团之间的相互作用,使凝胶的保水性降低,质构变差。
3、茶多酚对氧化体系中猪肉肌原纤维蛋白凝胶水分分布的影响
氧化处理后的0 mg/mL茶多酚组与空白对照组相比,不易流动水显著减少(P<0.05),自由水显著增加(P<0.05),说明氧化处理后,凝胶中的一部分不容易流动水可能会变成自由水,凝胶保水性降低,这与本实验关于猪肉肌原纤维蛋白氧化后凝胶保水性降低的研究结果相一致。可能是因为肌原纤维蛋白氧化处理后,侧链被修饰,蛋白质结构展开,使肌球蛋白的α-螺旋结构不稳定,形成β-折叠或无规卷曲,导致其空间结构松散,使结合水和不易流动水的比例减小。
4、相关性分析
茶多酚质量浓度与肌原纤维蛋白游离巯基含量(r=0.917)、蒸煮得率(r=0.970)和P21结合水含量(r=0.911)呈极显著正相关,茶多酚质量浓度与表面疏水性(r=-0.970)、二聚酪氨酸含量(r=-0.868)及白度(r=-0.771)呈极显著负相关,说明随着茶多酚的添加,抗氧化能力增强,蛋白质被氧化破坏的程度减小,蛋白质对结合水的束缚增强,部分自由水转为不易流动水,凝胶的保水性增强。
结 论
肌原纤维蛋白氧化后,降低了其游离巯基含量和内源色氨酸荧光强度,提高了表面疏水性和二聚酪氨酸含量。而在氧化体系中含有1.0 mg/mL的茶多酚,能有效提高肌原纤维蛋白的游离巯基含量、凝胶蒸煮得率和保水性,显著降低自由水含量,并提高色氨酸内源荧光强度,有效延缓肌原纤维蛋白的氧化程度。可见,肉类在贮藏过程中,添加一定量的抗氧化剂能有效降低肌原纤维蛋白的氧化程度。