發(fā)酵鰱魚魚糜凝膠形成及其機理研究.pdf

1、魚糜制品是深受國內(nèi)外消費者歡迎的水產(chǎn)加工大類產(chǎn)品。生物發(fā)酵魚糜不僅具有營養(yǎng)價值高、安全性好、食用方便、易保藏及益生效應(yīng)等優(yōu)點，而且凝膠強度高，近年來受到國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注，本實驗室前面研究發(fā)現(xiàn)淡水魚糜經(jīng)微生物發(fā)酵能產(chǎn)生高強度的凝膠，但目前對于發(fā)酵魚糜凝膠形成的機理還不完全清楚。本文以大宗淡水魚類鰱魚為原料，在發(fā)酵形成高強度魚糜凝膠的基礎(chǔ)上，研究魚肉蛋白組分在發(fā)酵過程中分子結(jié)構(gòu)變化以及分子相互作用力與凝膠形成的關(guān)系以及參與凝膠網(wǎng)絡(luò)形成

2、過程，以期從分子水平上闡明發(fā)酵魚糜凝膠形成機理。本研究對于了解魚肉蛋白在發(fā)酵過程中的生化變化和凝膠形成機理、豐富蛋白凝膠形成理論具有重要的學(xué)術(shù)意義，同時也為魚糜加工產(chǎn)業(yè)建立生物發(fā)酵新型加工技術(shù)提供理論依據(jù)。
　　 首先研究了影響魚糜發(fā)酵的關(guān)鍵因素，特別是溫度對鰱魚魚糜發(fā)酵的影響。在不同溫度條件下進行鰱魚魚糜發(fā)酵試驗，通過分析不同發(fā)酵溫度條件下魚糜的微生物變化、理化變化、感官品質(zhì)、質(zhì)構(gòu)特性、生物胺變化以及發(fā)酵動力學(xué)特性，確定了制備

3、高品質(zhì)魚糜凝膠的發(fā)酵條件。結(jié)果表明：以戊糖片球菌為發(fā)酵劑，采用23℃發(fā)酵48h；在此條件下，魚糜發(fā)酵48h內(nèi)魚肉pH值快速降至4.5以下，有效抑制了腸道菌、葡萄球菌和假單胞菌等雜菌的生長繁殖以及揮發(fā)性鹽基氮(TVBN)與生物胺的積累；魚糜發(fā)酵過后形成了致密均勻的三維凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，凝膠強度高達1242.4g*cm，具有較好的感官品質(zhì)和食用安全性。
　　 研究了鰱魚蛋白組分在魚糜發(fā)酵過程中分子間作用力變化。通過測定魚糜發(fā)酵過程中蛋白

4、組分變化、蛋白質(zhì)降解、二硫鍵以及魚糜蛋白在不同變性溶劑中的溶解度變化分析維持發(fā)酵魚糜凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的主導(dǎo)作用力和參與凝膠形成的關(guān)鍵蛋白組分。結(jié)果表明：魚糜發(fā)酵過程中隨著pH值下降，鹽溶性蛋白和水溶性蛋白由于變性聚集含量逐漸減少，不溶性蛋白含量逐漸增加，形成了不溶性凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；維持發(fā)酵魚糜凝膠結(jié)構(gòu)的主導(dǎo)作用力是疏水作用、二硫鍵及非二硫共價鍵，其中疏水相互作用對發(fā)酵初期魚糜凝膠結(jié)構(gòu)的形成起主要作用，而二硫鍵主要形成于魚糜發(fā)酵后期，對凝膠網(wǎng)絡(luò)

5、起到增強作用；肌球蛋白重鏈是參與發(fā)酵魚糜凝膠形成的主要蛋白組分，同時肌動蛋白以及蛋白降解產(chǎn)生的低分子量肽也參與了凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成。
　　 利用葡萄糖酸內(nèi)酯(GDL)建立模擬酸化體系，通過測定凝膠強度、選擇性溶解度、濁度、ATPase活性、巰基含量、表面疏水性、內(nèi)源熒光強度、CD色譜、原態(tài)PAGE、還原和非還原PAGE研究鰱魚肌動球蛋白和肌原纖維蛋白在不同pH和離子強度條件下的凝膠特性、聚集作用力和蛋白分子結(jié)構(gòu)變化，并與發(fā)酵魚糜凝膠

6、進行對照比較。結(jié)果表明：在酸性條件下鰱魚肌動球蛋白二級和三級結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，使包埋于分子內(nèi)部的疏水性氨基酸殘基和巰基外露，增強了蛋白分子間相互作用，導(dǎo)致Ca2+-ATPase活性和蛋白溶解度下降，濁度增加，形成不溶性蛋白聚集體和高強度凝膠；疏水作用是引起鰱魚肌動球蛋白在酸性條件下聚集的主導(dǎo)作用力，氫鍵、離子鍵和二硫鍵等作用力雖參與了鰱魚肌動球蛋白的聚集，但貢獻較??；離子強度對鰱魚肌原纖維蛋白在酸性條件下分子結(jié)構(gòu)改變以及凝膠形成影響顯著，離

7、子強度增加引起蛋白分子部分變性展開，活性基團外露，促進酸性條件下蛋白分子間的相互作用，鰱魚肌原纖維蛋白在酸性條件下形成凝膠的強度隨離子強度的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，當NaCl濃度為0.3mol/L時達到最大值；鰱魚魚糜在酸性條件下形成凝膠的強度和維持凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的作用力與發(fā)酵魚糜凝膠一致，證實了生物發(fā)酵過程中產(chǎn)生的有機酸是引起發(fā)酵魚糜凝膠形成的主要原因。
　　 從分子水平上進一步研究了魚肉蛋白在酸性條件下凝膠形成的動力學(xué)過程

8、。酶法制備肌球蛋白球狀頭部（S-1）和螺旋尾部(Rod)以及重酶解肌球蛋白（HMM）和輕酶解肌球蛋白(LMM)，采用透析酸化法建立酶解產(chǎn)物的酸化模擬體系，通過SDS-PAGE結(jié)合蛋白結(jié)構(gòu)分析對鰱魚肌球蛋白在酸性條件下的聚集過程進行研究。結(jié)果表明：鰱魚肌球蛋白在酸性條件下凝膠形成首先由頭-頭相互作用引起，接著肌球蛋白尾部變性展開，使部分相鄰的肽鏈之間相互鏈接，同時頭部之間繼續(xù)交聯(lián)形成有序的凝膠網(wǎng)絡(luò)。
　　 本文明確了維持發(fā)酵魚糜凝