盐和多糖对鱼糜凝胶形成的影响与机制

发布时间：2018-07-10 18:28

本文选题：鱼糜凝胶 + 盐　；参考：《江南大学》2017年博士论文

【摘要】：随着鱼糜制品需求量日益增加,淡水鱼糜逐渐成为重要的鱼糜制品生产原料。但是淡水鱼糜凝胶性差,易劣化,亟需有效的加工技术改善其凝胶特性。蛋白质凝胶化是凝胶品质形成的重要步骤,分子间相互作用是蛋白凝胶化形成的基础。尽管国内外研究者对鱼糜凝胶形成过程中分子间作用力及蛋白质结构的变化已有较充分的认识,但是二者与鱼糜凝胶质构特性间的相关关系仍不明确,且金属盐离子和多糖对低盐鱼糜凝胶品质的影响鲜有研究。本论文以淡水鱼糜热凝胶为研究对象,通过对凝胶形成中分子间作用力、蛋白质二级结构与凝胶质构特性之间的关系进行研究,明确了引起凝胶特性发生改变的相关分子作用力,并利用金属盐离子及多糖对蛋白质分子间作用力的影响,对鱼糜凝胶品质进行调控。本课题对于揭示蛋白质间相互作用对淡水鱼糜凝胶形成的影响具有重要的学术意义,并为开发具有理想质构的高蛋白、低盐淡水鱼糜凝胶制品提供理论支持和技术指导。首先研究了分子间作用力对鱼糜凝胶形成的影响。通过添加尿素、十二烷基硫酸钠(SDS)及N-乙基马来酰亚胺(NEM)不同程度的破坏鱼糜凝胶形成中的分子间作用力,对所得凝胶质构特性、流变特性和蛋白质二级结构进行分析,研究分子间作用力、蛋白质构象与鱼糜凝胶质构特性间的相关关系。结果表明氢键、疏水相互作用和二硫键的破坏显著降低了鱼糜凝胶的硬度和胶黏性。凝胶强度随尿素和NEM含量的增加显著下降,而添加2%SDS则会引起凝胶强度升高。流变结果表明当温度低于肌球蛋白轻链变性临界点温度(Tc)时,变性剂的加入引起鱼糜的储能模量(G′)发生显著变化。尤其经SDS处理后,鱼糜流变曲线与经典的肌球蛋白流变曲线明显不同。拉曼光谱结果表明,当鱼糜凝胶分子间作用力被大量破坏时,位于1600 cm-1-1700 cm-1范围内表征酰胺I区的谱带向低波长移动,α-螺和β-折叠结构的含量逐渐减少,而无规则卷曲结构的含量显著增加。相关性分析表明凝胶强度与无规则卷曲结构的含量呈显著负相关,β-折叠和β-转角对弹性形成的贡献较大。然后研究了金属盐离子种类(NaCl、KCl和CaCl_2)及离子强度(0.51、0.34和0.17mol/kg)对鱼糜凝胶特性的影响,并分析了凝胶分子间作用力的变化。结果表明,含有NaCl和KCl的鱼糜凝胶持水性高于含有CaCl_2的凝胶。随着CaCl_2含量的增加,持水性从93%显著下降至87%。添加高离子强度CaCl_2的鱼糜凝胶硬度及胶黏性明显高于其他组,但弹性较低。离子强度为0.17 mol/kg时,添加CaCl_2的鱼糜凝胶强度是添加NaCl的1.55倍。当温度从25°C升高至90°C时,CaCl_2处理组与NaCl和KCl处理组的流变特性有明显差异。当温度高于49°C时,CaCl_2处理组的G′显著高于NaCl及KCl处理组。随着CaCl_2的升高,氢键作用逐渐降低,疏水相互作用和非特异性结合逐渐增强,巯基含量逐渐减少,溶解度逐渐升高。扫描电子显微镜(SEM)观察显示添加NaCl及KCl的鱼糜凝胶网络较为平整,而添加CaCl_2的凝胶网络结构则呈现致密的颗粒状聚集。接着研究总离子强度保持0.51 mol/kg不变时,CaCl_2对低盐鱼糜凝胶形成的影响。通过对鱼糜凝胶特性、流变特性、水分分布、分子间作用力和蛋白结构的分析,确定NaCl与CaCl_2组合以获得低盐鱼糜凝胶。结果表明以0.95%的CaCl_2代替1.5%的NaCl能够提高鱼糜凝胶的质构特性、凝胶强度和G′值,但过多的NaCl被CaCl_2替代则会造成凝胶品质下降。随着体系中CaCl_2含量从0增加到1.58%,鱼糜凝胶的持水性降低了15.6%,T23峰面积比例从0.37%增至5.31%。加热过程中,CaCl_2含量较高的处理组,G′逐渐降低后迅速升高,最后趋于稳定,G′值明显高于对照组。当CaCl_2含量增加至1.58%时,Tc从59°C降低至47°C。随着NaCl被CaCl_2替代,巯基含量逐渐降低,低浓度CaCl_2有利于形成(γ-Glu)-Lys键。CaCl_2的添加促进了α-螺旋结构向β-折叠与无规则卷曲结构的转变,而对β-转角结构的影响较小。最后考察三种阴离子多糖(ι-卡拉胶、κ-卡拉胶及海藻酸钠)对钙-鱼糜体系凝胶形成的影响,结果表明ι-卡拉胶对于凝胶强度的提高最为显著,κ-卡拉胶显著增大了鱼糜凝胶的硬度,降低了弹性,海藻酸钠能够提高鱼糜凝胶的破断力,但对破断距离和弹性没有显著影响。添加三种多糖均能明显提高鱼糜凝胶的持水性,其中海藻酸钠的作用最明显。随着多糖的添加,钙-鱼糜体系的G′在升温过程中不断增大。与未加多糖的钙-鱼糜体系相比,Tc因ι-卡拉胶与海藻酸钠的加入而提高,而不受κ-卡拉胶的影响。频率扫描结果显示在线性粘弹性区间内,含有ι-卡拉胶鱼糜体系的G′值最大。ι-卡拉胶通过与钙离子协同作用而改变鱼糜体系的凝胶特性。浊度及表面疏水性结果表明ι-卡拉胶减少了复合体系中蛋白质间的疏水相互作用,降低了蛋白间过度聚集。红外光谱测定结果显示ι-卡拉胶的添加对蛋白质的二级结构没有显著影响,主要通过影响蛋白的三级与四级结构发挥作用。CaCl_2的添加能够显著提高ι-卡拉胶-鱼糜凝胶体系的凝胶特性,且随着CaCl_2含量的增加,凝胶强度逐渐增大。ι-卡拉胶与钙的协同作用可以有效改善低盐鱼糜凝胶的凝胶品质,控制凝胶形成得到具有软硬适中质构特性的鱼糜凝胶。
[Abstract]:In this paper , the relationship between intermolecular force , protein conformation and gel texture was studied . The results showed that the relationship between intermolecular force , protein conformation and gel texture was studied . The results showed that 1 . 5 % NaCl was used instead of 1.5 % NaCl to increase the texture , gel strength and G ' value .
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TS254.4

【参考文献】