不同条件下大菱鲆品质变化与蛋白氧化对品质影响机理

发布时间：2020-07-09 12:58

【摘要】：大菱鲆(Scophthatmus maximus)是国际公认的高价值食用鱼类,因其肉质鲜美,营养价值高而深受消费者喜爱。大菱鲆生长快,抗逆性强,耐密养,现已成为我国北方沿海重要的养殖经济鱼种之一,养殖区域已遍布山东半岛、辽东半岛及渤海湾地区。目前中国大菱鲆养殖产业蓬勃发展,大菱鲆的贮藏加工与综合利用必将成为大菱鲆产业发展的主要方向之一。综合研究大菱鲆营养品质特性以及加工贮藏过程中品质变化机制,可为大菱鲆的精深加工以及贮藏保鲜技术提供科学理论依据。因此,本文以大菱鲆为研究对象,对大菱鲆进行部位分割,综合评价大菱鲆不同部位的营养品质与质构特性;选择0℃冰藏与4℃冷藏探究不同贮藏温度条件下大菱鲆品质变化规律;从蛋白变性和降解的角度出发,探明0℃冰藏和4℃冷藏条件下大菱鲆肌肉蛋白氧化变性和降解的情况;通过构建羟自由基氧化体系,研究蛋白氧化对大菱鲆肌肉组织结构、质构特性及持水性的影响以及对大菱鲆肌原纤维蛋白功能特性的影响,研究结果如下:(1)比较分析大菱鲆不同部位(背部、腹部、胸腔部、尾部、裙边和鱼皮)的基本营养成分、胶原蛋白含量、氨基酸与脂肪酸组成及质构特性,并进行了营养品质评价。结果表明不同部位的粗蛋白含量存在差异,鱼皮中含量最高,达到29.04%,而裙边含量最低,为12.99%,与其他部位均有极显著差异(p0.01),背部、腹部、胸腔部和尾部的粗蛋白含量分别为18.76%、18.96%、17.91%和18.39%;裙边粗脂肪含量最高,占湿重的百分比为17.47%,且脂肪酸种类最多,为27种,可达318.09 mg/g,多不饱和脂肪酸的含量为其他部位的3.9-6.8倍,其中亚油酸含量最高(107.26 mg/g),其次为DHA(64.39 mg/g)和EPA(26.61 mg/g);鱼皮中胶原蛋白含量显著高于其余部位(p0.01),高达224.69 mg/g,可作为制备胶原蛋白的原料;各部位中均检测出18种氨基酸,根据化学评分与必需氨基酸指数相结合的方法进行分析,背部、腹部、胸腔部、尾部和裙边中第一限制性氨基酸均为Met+Cys,而在鱼皮中第一限制性氨基酸为Trp;另外,大菱鲆除鱼皮之外,其余各部位氨基酸组成均符合FAO/WHO参考模式标准;通过质构特性分析,发现胸腔部肌肉的硬度、咀嚼性和弹性显著高于其余部位(p0.05),口感更佳。(2)通过感官评价、理化分析(pH值、TVB-N值、K值、TBA值、蒸煮损失率、滴水损失率和质构)和微生物检测(菌落总数)对4°C冷藏和0°C冰藏条件下大菱鲆鱼片品质变化规律进行研究,结果表明随着贮藏时间的延长,大菱鲆鱼片各项品质评价指标呈现出不同的变化趋势,pH呈先下降后上升的V型变化趋势,TVB-N值、K值、蒸煮损失率、滴水损失率和菌落总数值均呈持续上升的趋势,而感官评分、硬度、弹性、内聚性和咀嚼性则均呈持续下降的趋势。另外,0°C冰藏鱼片的各指标变化速度明显低于4°C冷藏组。综合分析不同指标的数据发现,菌落总数量、TVB-N值和感官评分能够较准确地反映出大菱鲆鱼片的品质变化情况;4℃冷藏和0℃冰藏大菱鲆鱼片的货架期分别为8 d和12 d。(3)通过测定肌原纤维蛋白氧化指标(羰基含量、巯基含量、Ca~(2+)-ATPase活性、表面疏水性和溶解性),并结合总可溶性蛋白、水溶性蛋白和盐溶性蛋白的SDS-PAGE电泳,比较分析4°C冷藏和0°C冰藏条件下大菱鲆肌肉蛋白的氧化变性以及降解情况。结果表明随着贮藏时间的延长,冷藏和冰藏大菱鲆肌肉中羰基含量均呈上升趋势,表面疏水性增强,而巯基含量、Ca~(2+)-ATPase活性和溶解性呈下降趋势。另外,冷藏鱼肉各项指标的变化速率明显快于冰藏组。SDS-PAGE电泳结果表明,大菱鲆肌肉中的蛋白质以肌球蛋白重链、肌动蛋白和原肌球蛋白为主。总可溶性蛋白中各条带变化不明显,而盐溶性蛋白中肌球蛋白重链、肌动蛋白和原肌球蛋白以及水溶性蛋白中76-78 kDa和91-93 KDa处条带随着贮藏时间的延长发生了明显的变化。在相同的贮藏时间内,0℃冰藏大菱鲆肌肉蛋白降解速率慢于4℃冷藏组。综上所述,4°C冷藏和0°C冰藏条件下大菱鲆肌肉蛋白均发生明显的氧化变性以及降解,并且冰藏对大菱鲆肌肉蛋白的氧化和降解具有一定的抑制作用。(4)采用羟自由基氧化体系(0.01 mmol/L FeCl_3,0.1 mmol/L抗坏血酸,0、0.5、1、5、10和20 mmol/L H_2O_2)对大菱鲆鱼肉进行体外模拟氧化,研究蛋白氧化对大菱鲆肌肉持水性、质构特性和组织结构的影响。结果表明当H_2O_2的浓度较低时,羟自由基氧化体系对大菱鲆鱼肉蛋白的氧化效果不明显,而当氧化体系中H_2O_2的浓度大于1 mmol/L,随着浓度增加,肌原纤维蛋白的羰基含量、二聚酪氨酸含量、表面疏水性显著增高,而总巯基含量显著减少。与对照组相比,20 mmol/L H_2O_2组大菱鲆肌肉羰基含量、二聚酪氨酸含量和表面疏水性分别增加了147.89%、335.69%和166.73%,而总巯基含量减少43.08%。组织微观结构分析表明对照组大菱鲆肌肉组织呈紧密连接的网状结构,肌纤维排列致密,无缝隙。随着氧化体系中H_2O_2浓度的升高,大菱鲆肌肉组织间隙明显增大,肌肉纤维发生断裂,肌纤维结构由致密变得疏松。另外,大菱鲆肌肉持水性和质构特性也随着H_2O_2浓度的升高而逐渐降低,当氧化体系中H_2O_2浓度为20 mmol/L时,鱼肉的蒸煮损失率、滴水损失率、硬度、弹性、内聚性和咀嚼性分别为36.01%、5.82%、4005.68 g、0.743、0.588和384.19。上述结果表明蛋白氧化会破坏大菱鲆肌肉肌原纤维蛋白的结构和功能性质,导致鱼肉品质劣变,影响其加工适用性。(5)采用羟自由基氧化体系对大菱鲆肌原纤维蛋白进行体外模拟氧化,研究氧化对其肌原纤维蛋白功能特性(羰基含量、巯基含量、二聚酪氨酸含量、表面疏水性、溶解性、化学作用力、EAI、ESI以及凝胶强度、白度和保水性)的影响。当氧化体系中H_2O_2的浓度较低时,羟自由基氧化体系对肌原纤维蛋白的氧化效果不明显;当氧化体系中H_2O_2的浓度大于1 mmol/L时,随着浓度增加,肌原纤维蛋白羰基含量、二聚酪氨酸含量、表面疏水性显著增高,而总巯基含量显著减少。与对照组相比,10 mmol/L H_2O_2组肌原纤维蛋白羰基含量、聚酪氨酸含量和表面疏水性分别增加了161.27%、234.31%和164.82%,而总巯基含量减少29.23%。肌原纤维蛋白化学作用力随着蛋白氧化程度的增加而发生明显的变化,其中,离子键和氢键含量逐渐降低,而二硫键含量和疏水相互作用逐渐增加。与对照组相比,10 mmol/LH_2O_2组肌原纤维蛋白离子键和氢键含量分别降低了65.08%和64.36%,而二硫键含量和疏水相互作用分别增加了135.50%和102.54%。随氧化体系中H_2O_2浓度升高,肌原纤维蛋白溶解性以及蛋白凝胶强度、白度和保水性均呈下降趋势,10 mmol/L组分别下降了38.51%、27.78%、7.67%和13.24%。在氧化过程中,EAI和ESI呈先上升后下降趋势,0.5 mmol/L组分别升高了6.16%和4.40%,而10 mmol/L组分别降低了46.53%和49.13%。上述结果表明羟自由基氧化体系会促进肌原纤维蛋白发生氧化,其结构和功能性质遭到明显破坏。
【学位授予单位】：上海海洋大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS254.1
【图文】：

示意图,大菱鲆,示意图,鱼皮

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标准曲线,羟脯氨酸,标准曲线

分别取2.00 mL各浓度工作液，加氯胺T溶液1 mL，混匀后于室温放置20 min。加入1 mL的显色剂混匀后于60℃的恒温水浴中反应20 min，采用流水降温迅速冷却，在波长558 nm 处测定吸光度。标准曲线如图2-2所示。图 2-2 羟脯氨酸标准曲线Fig. 2-2 Standard curve of hydroxyproline胶原蛋白含量：参照 Chang 等[41]的方法略作修改，准确称取 1 g 左右鱼肉（精确到 1 mg），放入 25 mL 消解管中，加入 10 mL6 mol/L HCl，盖塞密封，并于 110℃的烘箱中水解 18 h，冷却后进行过滤并定容到 100 mL，取 50 mL 滤液用 1 mol/LNaOH 溶液调节 pH 到 6.8 左右，用去离子水准确定容至 100 mL

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大菱鲆不同部位的胶原蛋白含量

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