多浪羊肉肌原纖維蛋白乳化性的研究

陸健康，許 倩，孟亞娟，廖兵武，艾明艷

(塔里木大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，新疆阿拉爾843300)

新疆南部幅原遼闊，位于亞歐大陸中心，生態(tài)條件嚴(yán)酷。當(dāng)?shù)厝嗣衽嘤艘恍?duì)本地區(qū)生態(tài)條件有極強(qiáng)適應(yīng)能力的優(yōu)良地方品種。其中多浪羊(又稱麥蓋提大尾羊)以其肉質(zhì)鮮嫩，脂肪沉積均勻，抗逆好，抗病性強(qiáng)，生長發(fā)育快等優(yōu)良性狀深受當(dāng)?shù)啬撩竦南矏郏巧a(chǎn)肥羔的理想品種，屬于肉脂兼用半粗毛羊［1-2］。

肉制品加工是當(dāng)前肉類研究一大熱點(diǎn)，也是獲得高品質(zhì)肉制品的一條有效途徑。為了滿足消費(fèi)者對(duì)高檔肉制品的追求，許多學(xué)者考慮在肉制品加工中利用蛋白質(zhì)來改善肉制品的出品率、持水力、質(zhì)構(gòu)等，特別是乳化型香腸(火腿)制品，以提高其質(zhì)量和營養(yǎng)價(jià)值。肉中起乳化作用的蛋白質(zhì)為存在于肌肉細(xì)胞中的鹽溶性蛋白質(zhì)，主要是肌原纖維蛋白質(zhì)。國內(nèi)外對(duì)肌原纖維蛋白質(zhì)乳化特性進(jìn)行了大量的研究，主要集中在水產(chǎn)品方面，對(duì)羊肉肌原纖維蛋白乳化特性的研究還未見報(bào)道。肌原纖維蛋白乳化特性的表征參數(shù)主要有乳化活力指數(shù)和乳化穩(wěn)定指數(shù)［3-4］。影響蛋白質(zhì)乳化性的因素有多種，例如蛋白質(zhì)濃度、離子強(qiáng)度和pH［5］。本研究擬采用多浪羊肉為材料，以大豆油作為分散相，試圖探明不同的溫度，pH，NaCl濃度和肌原纖維蛋白濃度對(duì)肌原纖維蛋白質(zhì)乳化特性的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

多浪羊肉 由農(nóng)一師十團(tuán)牧民提供多浪羊，體重25kg，屠宰后去除多余的脂肪和結(jié)締組織，肌肉絞碎，-18℃下貯藏;大豆油 金龍魚股份有限公司;牛血清蛋白 Sigma公司;十二烷基硫酸鈉 天津博迪化工股份有限公司。

高速冷凍離心機(jī)GL-22LM 湖南星科科學(xué)儀器有限公司;高剪切混合乳化機(jī)BME-100LX 上海威廣機(jī)械制造有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

針對(duì)溫度、pH、NaCl濃度、肌原纖維蛋白濃度4個(gè)因素，分別在保持其它因素相同的條件下進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)。基本研究條件為:溫度50℃、pH6、NaCl濃度0.6mol/L、肌原纖維蛋白濃度3mg/mL。在其他條件不變的條件下，選取溫度分別為20、30、40、50、60、70、80℃;pH 分別為 3、4、5、6、7、8;NaCl濃度分別為 0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mol/L;肌原纖維蛋白濃度分別為 1、2、3、4、5mg/mL。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 肌原纖維蛋白的提取 肌原纖維蛋白提取方法參考王宇的方法［8］并進(jìn)行了適當(dāng)改進(jìn)，蛋白質(zhì)提取過程在4℃下進(jìn)行，取剔除脂肪和結(jié)締組織絞碎的羊肉樣品。加入4倍體積緩沖液(10mmol/L Na3PO4、0.1mol/L NaCl、2mmol/L MgCl2和 1mmol/L EGTA，pH7.0)，勻漿 60s后，進(jìn)行 6000r/min冷凍離心15min，取沉淀重復(fù)上面步驟兩次，得到粗提的肌原纖維蛋白。然后取此沉淀加入4倍體積的0.1mol/L NaCl溶液，勻漿 60s，6000r/min冷凍離心 15min，重復(fù)此操作一遍，取沉淀加4倍體積的0.1mol/L氯化鈉溶液，勻漿 60s，4層紗布過濾，取上清液，用0.1mol/L鹽酸調(diào)節(jié) pH至 6，6000r/min冷凍離心15min，沉淀即為提純的肌原纖維蛋白，4℃冷藏備用(以上操作均在4℃進(jìn)行)。

1.3.2 肌原纖維蛋白的蛋白濃度的測(cè)定 本實(shí)驗(yàn)中采用雙縮脲法測(cè)定肌原纖維蛋白含量。

1.3.3 乳化性的測(cè)定方法 分別量取10mL的大豆色拉油和40mL的肌原纖維蛋白樣品溶液，分別倒入100mL的燒杯中，用高剪切混合乳化機(jī)進(jìn)行勻漿，乳化機(jī)轉(zhuǎn)速約15000r/min，勻漿后立即倒入高50mm的玻璃稱量瓶中，從距離瓶底5mm處吸取0.1mL乳化液分散到10mL 0.1%SDS溶液中，在500nm處以0.1%SDS為空白測(cè)量其吸光值A(chǔ)0。靜置10min，從距離瓶底0.5cm處吸取0.1mL的乳化液，以上述方法測(cè)量乳化液在10min后的吸光值A(chǔ)10。肌原纖維蛋白的乳化性以乳化活力指數(shù)(EAI)和乳化穩(wěn)定指數(shù)(ESI)為指標(biāo)［8］。

式中:A500為500nm處的吸光值;C為肌原纖維蛋白濃度(mg/mL);A0、A10為乳狀液在乳化后0、10min的吸光值。φ為油相體積分?jǐn)?shù)，即φ=ν油/ν總。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)均為三次重復(fù)的平均值。數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel與SPSS 11.5軟件進(jìn)行處理和分析。其中，采用ANOVA進(jìn)行方差分析，采用Duncan檢驗(yàn)進(jìn)行顯著性分析，p＜0.05判定為影響顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溫度對(duì)肌原纖維蛋白乳化性的影響

不同溫度對(duì)多浪羊肉肌原纖維蛋白乳化性的影響如圖1所示。從圖1中可知，肌原纖維蛋白乳化活力指數(shù)隨著溫度的升高先增加后降低，乳化活力指數(shù)在20～40℃增加緩慢，50～60℃增加較快(p＜0.05)，60℃后緩慢降低。由圖1可見，乳化穩(wěn)定指數(shù)隨著溫度的升高，先增大后減小，在20～60℃時(shí)顯著增加(p＜0.05)。當(dāng)溫度高于70℃時(shí)，肌原纖維蛋白溶液的乳化穩(wěn)定指數(shù)變化不顯著(p＞0.05)。這可能是因?yàn)殡S著溫度的變化，肌原纖維蛋白的分子構(gòu)象開始適當(dāng)展開，從而加速了油體分子與蛋白分子的作用，提高蛋白質(zhì)界面上的吸附能力，增加了蛋白質(zhì)吸附表面的容易程度，從而提高了蛋白的乳化活力［9］。但是過高的溫度可能使肌原纖維蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，降低其乳化穩(wěn)定性。綜上所述，60℃時(shí)羊肉肌原纖維蛋白乳化性最好。

圖1 不同溫度對(duì)肌原纖維蛋白乳化性的影響Fig.1 Effect of myofibrilr proteins emulsification with different temperature

2.2 不同pH對(duì)肌原纖維蛋白乳化性的影響

不同pH對(duì)肌原纖維蛋白乳化性的影響如圖2所示。從圖中可知，乳化活力指數(shù)隨著pH的增大，先增大后減小，在pH為5左右時(shí)，乳化活性達(dá)到最大值。pH由6上升至8時(shí)，乳化活性明顯降低。隨著pH的增大，乳化活性指數(shù)呈現(xiàn)顯著性差異(p＜0.05)?？赡苁堑入婞c(diǎn)附近蛋白質(zhì)不帶電或帶很少電，蛋白質(zhì)的疏水基團(tuán)暴露在外面，增加了蛋白質(zhì)分子的吸油能力，更有利于體系乳化［10］。

如圖2所示，乳化穩(wěn)定指數(shù)隨著pH的增大逐漸增大，當(dāng)肌原纖維蛋白pH由6上升至7，乳化穩(wěn)定指數(shù)變化不顯著(p＞0.05)。肌原纖維蛋白pH為5時(shí)，乳化穩(wěn)定性最低，這主要是因?yàn)榈入婞c(diǎn)附近，蛋白質(zhì)分子的靜電荷為零或很少，分子間相互聚集，溶解度大大降低，不能夠在分散相表面形成穩(wěn)定的界面膜，同時(shí)也因?yàn)樵诘入婞c(diǎn)附近蛋白質(zhì)不帶電或很少帶電，形成的乳狀液顆粒不能通過靜電排斥作用而減緩油滴的聚集，使穩(wěn)定性不能維持［11］;pH由6上升到7時(shí)，乳化穩(wěn)定指數(shù)無明顯變化(p＞0.05)。綜上所述，pH為6時(shí)肌原纖維蛋白的乳化性最佳。

圖2 不同pH對(duì)肌原纖維蛋白乳化性的影響Fig.2 Effect of myofibrillar proteins emulsification with different pH

2.3 不同NaCl濃度對(duì)肌原纖維蛋白乳化性的影響

不同NaCl濃度對(duì)肌原纖維蛋白乳化性的影響如圖3所示。從圖中可知，隨著NaCl濃度的增大，乳化活力指數(shù)先增大后減小。當(dāng)NaCl濃度在0.0～0.4mol/L時(shí)，肌原纖維蛋白的乳化活性顯著增加(p＜0.05);當(dāng)NaCl濃度大于0.4mol/L時(shí)，肌原纖維蛋白的乳化活性指數(shù)顯著降低(p＜0.05);由圖可知，低濃度的NaCl作用的肌原纖維蛋白的乳化活性高于高濃度NaCl作用的肌原纖維蛋白溶液，這可能是低濃度的NaCl使蛋白質(zhì)的溶解度有所增加，即鹽溶作用，因?yàn)殡娊橘|(zhì)中的陰離子和蛋白質(zhì)結(jié)合，使蛋白質(zhì)所帶負(fù)電荷增加，蛋白質(zhì)結(jié)合水分子的能力增強(qiáng)，從而溶解度增大，使乳化性得到提高［12］。

如圖3所示，NaCl濃度在0.0～0.4mol/L乳化穩(wěn)定性指數(shù)趨于平穩(wěn)。在NaCl濃度大于0.4mol/L時(shí)，乳化穩(wěn)定指數(shù)顯著降低(p＜0.05)，這是因?yàn)槁然c濃度增大，蛋白質(zhì)開始鹽析，溶解度減小，鹽析效應(yīng)使乳化活性及乳化穩(wěn)定性降低［13］。綜上所述，NaCl濃度為0.4mol/L是最優(yōu)濃度。

圖3 不同NaCl濃度對(duì)肌原纖維蛋白乳化性的影響Fig.3 Effect of myofibrillar proteins emulsification with different NaCl concentration

2.4 不同肌原纖維蛋白濃度對(duì)肌原纖維蛋白乳化性的影響

不同肌原纖維蛋白濃度對(duì)其乳化性的影響如圖4所示。從圖4中可知，乳化活力指數(shù)隨著肌原纖維蛋白質(zhì)濃度的增大呈顯著降低的趨勢(shì)(p＜0.05)。這可能是由于肌原纖維蛋白濃度低時(shí)可以形成蛋白質(zhì)分子分散的溶液，由于參與乳化的蛋白質(zhì)較少，單體蛋白質(zhì)更容易與油滴結(jié)合，從而較完全的參與乳化［11］。

圖4 不同肌原纖維蛋白濃度對(duì)其乳化性的影響Fig.4 Effect of myofifibrillar proteins emulsification with different myofifibrillar proteins concentration

乳化穩(wěn)定指數(shù)隨著肌原纖維蛋白濃度的增加先增大后減小，在蛋白濃度為1～2mg/mL時(shí)顯著增加(p＜0.05)，在濃度為2mg/mL時(shí)肌原纖維蛋白乳化穩(wěn)定指數(shù)達(dá)到最大值49.55%;肌原纖維蛋白濃度大于3mg/mL趨于平穩(wěn)(p＜0.05)，濃度為4～5mg/mL變化不顯著(p＞0.05)。綜上所述，當(dāng)肌原纖維蛋白濃度為2mg/mL時(shí)，其乳化性最佳。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)通過對(duì)多浪羊肉肌原纖維蛋白在不同的溫度，pH，氯化鈉濃度和肌原纖維蛋白濃度的條件下，通過單因素實(shí)驗(yàn)研究其乳化活性指數(shù)和乳化穩(wěn)定指數(shù)的變化規(guī)律，得到相關(guān)結(jié)論。

3.1 肌原纖維蛋白的乳化性隨著溫度的增大而增加，但是較高的溫度使蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，因此溫度為60℃時(shí)，肌原纖維蛋白乳化性最佳。

3.2 肌原纖維蛋白的乳化性隨著pH的增大逐漸增強(qiáng)，但接近蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)時(shí)，肌原纖維蛋白的乳化活性最大，而乳化穩(wěn)定性最差，綜合分析得pH為6時(shí)乳化性最好。

3.3 氯化鈉的濃度在0.2～0.4mol/L范圍內(nèi)蛋白質(zhì)的鹽溶作用，促進(jìn)其乳化;當(dāng)氯化鈉的濃度大于0.4mol/L時(shí)，蛋白質(zhì)的鹽析作用明顯，乳化活性與乳化穩(wěn)定性降低，因此氯化鈉的濃度為0.4mol/L時(shí)是肌原纖維蛋白乳化性較好的最適濃度。

3.4 肌原纖維蛋白乳化活性指數(shù)隨著其濃度的增大逐漸減小，乳化穩(wěn)定指數(shù)先增大后減少。當(dāng)肌原纖維蛋白的濃度為2.0mg/mL時(shí)，其乳化性最好。

［1］陳曉軍，鐘發(fā)剛，羅淑萍.多浪羊BMPR-IB基因多態(tài)性的初步研究［J］.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004，41(1):6-9.

［2］李述剛，許宗運(yùn)，侯旭杰.新疆多浪羊肉營養(yǎng)成分分析［J］.肉類工業(yè)，2005(4):27-29.

［3］蔡立志，宋玉蘭，黃麗卿.大豆蛋白的乳化功能及表征研究［J］.食品科學(xué)，1999，20(10):20-23.

［4］楊為進(jìn)，劉會(huì)洲，陳家鏞.SDS對(duì)溶菌酶溶液乳化作用的影響研究［J］.化工冶金，1996，17(3):254-258.

［5］霍景庭.乳化型肉產(chǎn)品的理論和實(shí)際應(yīng)用［J］.中外食品，2006(5):64-66.

［6］Leandros P V，Elaine C，Nakai S J.Relationship of hydrophobicity to emulsifying properties of heat denatured proteins［J］.Food Science，1983，48:26-32.

［7］韓敏義，費(fèi)搖英，徐幸蓮，等.低場(chǎng)NMR研究pH對(duì)肌原纖維蛋白熱誘導(dǎo)凝膠的影響［J］.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，42(6):2098-2104.

［8］王宇.不同溫度處理及添加物對(duì)豬肉肌原纖維蛋白功能性的影響［D］.哈爾濱:東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2010.

［9］Caessens P W J R，GruPPen H，Slangen C J，et al.Functionality of β-casein peptides:Importance of amphipathicity for emulsion-stabilizing properties［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry.1999，47(5):1856-1862.

［10］高金龍，莎麗娜，格日勒?qǐng)D.羊皮膠原蛋白乳化性與乳化穩(wěn)定性的研究［J］.食品工業(yè)科技，2011，32(1):66-67.

［11］郭延娜，吳菊清，周光宏等.勻漿機(jī)轉(zhuǎn)速、pH和肌原纖維蛋白質(zhì)濃度對(duì)肌原纖維蛋白質(zhì)乳化特性的影響［J］.江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2010，26(6):1371-1377.

［12］劉永，畢永鈞.介質(zhì)對(duì)蛋清蛋白乳化性及乳化穩(wěn)定性的影響［J］.中國食品添加劑，2010(6):127-130.

［13］銀玉容，劉婉喬，肖凱軍.芝麻蛋白的溶解性和乳化惟的研究［J］.食品科學(xué)，1996，17(3):3-6.