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低場(chǎng)核磁共振弛豫法研究酶對(duì)肌原纖維蛋白凝膠的影響
肌原纖維蛋白在肉類加工過程中起著重要的作用,在肉制品在加熱過程中肌原纖維蛋白熱變形聚合,形成重要的結(jié)構(gòu),對(duì)肉的品質(zhì)起到重要的作用,直接影響蛋白的感官性質(zhì)(肉制品的彈性、多汁性、口感等)。熱凝膠化有助于形成精細(xì)的紋理,產(chǎn)品成型,并在產(chǎn)品中保持水分。肌原纖維蛋白對(duì)肉和肉制品的功能特性,特別是保水性(WHC)具有重要意義。為了提高肉蛋白的功能特性,可以利用酶催化反應(yīng)來改善蛋白質(zhì)的特性。
低場(chǎng)核磁共振弛豫測(cè)定法是一種非破壞性的測(cè)試方法,能夠表征水質(zhì)子的遷移率和水分分布,已有不少研究使用低場(chǎng)核磁共振弛豫法測(cè)定肉中的WHC。質(zhì)子弛豫的一般包括自旋-晶格弛豫時(shí)間(T1)和自旋-自旋弛豫時(shí)間(T2)。T1和T2分別是自旋與其周圍環(huán)境相互作用和自旋遷移率的量度。
T2值常用于測(cè)量肉和肉制品的WHC,T2可以區(qū)分不與固體顆?;虼蠓肿酉嗷プ饔玫淖杂伤筒灰琢鲃?dòng)水,例如結(jié)晶水或其他化學(xué)或物理結(jié)合/固定水。大量的研究證明低場(chǎng)核磁共振弛豫測(cè)定法是研究肌原纖維蛋白作為pH值、離子強(qiáng)度和熱處理函數(shù)的有用工具,本文介紹使用低場(chǎng)核磁共振弛豫法研究酶對(duì)肌原纖維蛋白凝膠的影響。
肌原纖維蛋白凝膠WHC
凝膠化過程與酶的交聯(lián)共同導(dǎo)致肌原纖維蛋白鏈的結(jié)合,從而產(chǎn)生一個(gè)連續(xù)的三維網(wǎng)絡(luò),水被困在其中。WHC可以指示蛋白質(zhì)結(jié)合水的能力,通常用于客觀評(píng)估肉類和肉制品的質(zhì)量和產(chǎn)量。如下圖所示,隨著MTG從0到2U/g蛋白的增加,PMP凝膠的WHC從81.4%顯著增加到95.6%,但隨著MTG濃度從2到8U/g蛋白的增加,WHC沒有進(jìn)一步增加。
不同酶濃度下肌原纖維蛋白凝膠的持水性能
低場(chǎng)核磁共振質(zhì)子弛豫
T2信號(hào)可以擬合成由一定范圍的T2分布。下圖顯示了不同酶濃度樣品的T2弛豫時(shí)間分布。隨著MTG濃度的增加,主峰的位置明顯向較低的弛豫時(shí)間轉(zhuǎn)移。加入2u/g蛋白后,T2峰變寬,但在50度孵育溫度下,隨著MTG用量的增加,T2峰無明顯變化。
不同酶濃度下肌原纖維蛋白凝膠T2弛豫分布
添加酶后,觀察到峰值(T2弛豫時(shí)間)的顯著變化,加酶后T2弛豫時(shí)間從對(duì)照組的226ms減少到2u/g蛋白質(zhì)的188ms。但隨著酶濃度從2μg/g增加到8u/g蛋白,T2沒有進(jìn)一步降低。
不同酶濃度對(duì)T2弛豫時(shí)間的影
低場(chǎng)核磁共振數(shù)據(jù)顯示,加酶的樣品T2弛豫時(shí)間變短,表明由于網(wǎng)絡(luò)的形成,蛋白質(zhì)質(zhì)子的流動(dòng)性較小。
通過SEM觀察,酶的加入使肌原纖維蛋白凝膠形成了更為多孔的微觀結(jié)構(gòu),這與T2的減少有關(guān),并導(dǎo)致較高的WHC。
推薦儀器:核磁共振成像分析儀NMI20-040V-I
【參考資料:[1]Effect of microbial transglutaminase on NMR relaxometry and microstructure of pork myofibrillar protein gel[J]. European Food Research & Technology, 2009, 228(4):665-670.】