儿茶素对肌原纤维蛋白氧化、结构及凝胶特性的影响.docx

    儿茶素对肌原纤维蛋白氧化、结构及凝胶特性的影响    贾娜　金伯阳　刘丹　孙嘉　刘登勇摘 要：采用羥自由基氧化体系（10 μmol/L FeCl3、100 μmol/L VC和1 mmol/L H2O2）研究不同添加量儿茶素（10、50、100、150 μmol/g）对肌原纤维蛋白氧化、结构及凝胶特性的影响，同时以未氧化和氧化后未添加儿茶素（0 μmol/g）肌原纤维蛋白作为对照组，对肌原纤维蛋白羰基含量、总巯基含量、表面疏水性、溶解度、粒径分布、凝胶强度、凝胶保水性及肌原纤维蛋白流变特性进行测定，并观察凝胶微观结构结果表明：添加儿茶素能减少羰基化合物的产生，但添加量过高会促进肌原纤维蛋白氧化;与未氧化和未添加儿茶素组相比，添加儿茶素降低了肌原纤维蛋白表面疏水性;随着儿茶素添加量增加，肌原纤维蛋白巯基含量逐渐降低，溶解度显著降低，粒径逐渐增大，凝胶强度和保水性逐渐下降，凝胶微观结构更加疏松多孔，蛋白胶束聚集，中、高添加量（50、100、150 μmol/g）儿茶素使得肌原纤维蛋白失去典型的流变曲线中、高添加量儿茶素与肌原纤维蛋白发生共价交联，并导致肌原纤维蛋白发生疏水性聚集，最终削弱了肌原纤维蛋白的凝胶特性。

Key：儿茶素;肌原纤维蛋白;氧化;结构;凝胶特性Effect of Catechin on the Oxidation， Structure and Gel Properties of Myofibrillar ProteinJIA Na， JIN Boyang， LIU Dan， SUN Jia， LIU Dengyong*（National and Local Joint Engineering Research Center of Storage， Processing and Safety Control Technology forFresh Agricultural and Aquatic Products， Food Safety Key Laboratory of Liaoning Province， College of Food and Technology，Bohai University， Jinzhou 121013， China）Abstract： The effects of different concentrations of catechin （10， 50， 100 and 150 μmol/g proteins） on the oxidation， structure and gel properties of myofibrillar proteins were studied. Oxidation was carried out in a hydroxyl radical oxidation system （10 μmol/L FeCl3， 100 μmol/L VC and 1 mmol/L H2O2）. Non-oxidized and oxidized myofibrillar proteins without added catechin were used as control groups. The carbonyl content， total sulfhydryl content， surface hydrophobicity， solubility， particle size distribution， gel strength， water holding capacity and rheological properties of all samples were determined， and the microstructure of heat-induced protein gel was observed. The results showed that catechin could reduce the production of carbonyl compounds， but at high concentration promote the oxidation of myofibrillar proteins. Compared with the control groups， catechin decreased the surface hydrophobicity. With increased concentration of catechin， the sulfhydryl content decreased gradually， the solubility declined significantly， the particle size increased and the gel strength and water-holding capacity fell gradually. The gel microstructure became more loose and porous and the protein micelles were aggregated. Medium and high concentrations of catechin （50， 100 and 150 μmol/g） caused the protein to lose its typical rheological behavior. In conclusion， high and medium concentrations of catechin could covalently cross-link with myofibrillar proteins and cause the hydrophobic aggregation， ultimately weakening the gel properties of myofibrillar proteins.Keywords： catechin; myofibrillar protein; oxidation; structure; gel propertiesDOI：10.7506/rlyj1001-8123-20200220-043：TS251.5                                        文献标志码：A ：1001-8123（2020）04-0013-07引文格式：賈娜， 金伯阳， 刘丹， 等. 儿茶素对肌原纤维蛋白氧化、结构及凝胶特性的影响[J]. 肉类研究， 2020， 34（4）： 13-19. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20200220-043.    http：//JIA Na， JIN Boyang， LIU Dan， et al. Effect of catechin on the oxidation， structure and gel properties of myofibrillar protein[J]. Meat Research， 2020， 34（4）： 13-19. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20200220-043.    http：//蛋白质发生氧化不仅会破坏蛋白质的结构，还会导致蛋白质的功能性质发生改变，从而导致产品质地、色泽等发生改变[1]。

利用植物多酚能有效抑制肉及肉制品的脂肪和蛋白质氧化研究表明，在猪肉糜中加入迷迭香精油能有效减少巯基的损失，抑制蛋白质氧化[2]Ganh?o等[3]发现，大部分水果提取物能抑制羰基化合物的生成，降低猪肉糜蛋白氧化程度Estévez等[4]对植物多酚抑制蛋白质氧化的效果进行研究，发现低添加量多酚能够抑制蛋白质氧化过程中羰基的形成多酚能够清除自由基，降低蛋白质氧化程度，但近年来很多研究发现，多酚类物质在起到抑制肉制品氧化作用的同时还能与蛋白质发生共价或非共价相互作用，从而对蛋白质结构产生影响，进而导致蛋白质功能特性发生改变，尤其是凝胶特性，其对蛋白质功能特性的影响与多酚添加量有关没食子酸能够抑制肌原纤维蛋白乳液中脂肪和蛋白质的氧化，但却能够促进巯基和氨基的损失，破坏蛋白质三级结构，导致蛋白质发生聚集和交联，高添加量没食子酸（150 μmol/g）导致蛋白质凝胶结构破坏，凝胶强度和保水性显著下降，但低、中添加量没食子酸（6、30 μmol/g）对蛋白质凝胶强度和保水性影响不大[5]多酚与蛋白质之间的非共价键结合也可以导致蛋白质的溶解度降低[6]绿原酸导致肌原纤维蛋白巯基和氨基损失程度增加，二级结构和三级结构发生改变，表面疏水性增加，溶解度降低，高添加量绿原酸（150 μmol/g）破坏蛋白质凝胶结构，蛋白质凝胶特性变差[7]。

儿茶素是从绿茶中提取的一种功能因子，作为茶多酚中主要的黄烷醇类成分具有很强的抗氧化能力能够形成热诱导凝胶是肌原纤维蛋白的主要特性之一，因此，本研究以儿茶素作为抗氧化剂，采用Fenton反应体系制备肌原纤维蛋白氧化模型，对蛋白质氧化程度、结构、凝胶特性及流变特性等进行测定，研究儿茶素引起的蛋白质结构变化与凝胶特性变化之间的关系，为探究多酚对肌肉蛋白功能特性及凝胶类肉制品的影响提供理论依据1 材料与方法1.1 材料与试剂新鲜猪背最长肌 当地超市儿茶素 阿拉丁试剂有限公司;2，4-二硝基苯肼（2，4-dinitrophenylhydrazone，DNPH）、5，5-二硫代双-（2-硝基苯甲酸）（5，5-dithiobis-（2-nitrobenzoic acid），DTNB） 北京索莱宝科技有限公司;氯化钠、三氯化铁、乙二胺四乙酸二钠、过氧化氢、冰乙酸、溴酚蓝、β-巯基乙醇、VC、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、三氯乙酸（均为分析纯） 锦州药业（集团）器化玻有限公司1.2 仪器与设备BT-9300 ST激光粒度分布仪 丹东市百特仪器有限公司;Allegra 64R冷冻离心机 美国Beckman公司;T25数显型均质机 德国IKA集团;UV-2550紫外-可见分光光度计 日本Shimadzu公司;TA-XT2i质构仪 英国Stable Micro Systems公司;S4800场发式扫描电子显微镜 日本日立公司;Discovery DHR-1流变仪 美国TA公司。

1.3 方法1.3.1 肌原纤维蛋白提取及氧化体系的构建猪肉肌原纤维蛋白的提取按照Park等[8]的方法进行采用双缩脲法，利用牛血清蛋白作为标准蛋白测定肌原纤维蛋白含量[11]参照Xiong等[9]的方法建立氧化体系将提取所得肌原纤维蛋白溶于pH 6.0、10 mmol/L磷酸缓冲溶液（含0.6 mol/L NaCl），再向其中添加不同量儿茶素（0、10、50、100、150 μmol/g），然后加入10 μmol/L FeCl3、100 μmol/L VC和1 mmol/L H2O2，制备羟自由基氧化体系，肌原纤维蛋白终质量浓度为40 mg/mL，4 ℃反应12 h以未氧化肌原纤维蛋白（即不作任何处理的40 mg/mL肌原纤维蛋白）和在羟自由基氧化体系中氧化后未添加儿茶素的肌原纤维蛋白（质量浓度40 mg/mL）作为对照1.3.2 羰基含量测定参照Oliver等[10]的方法将1.3.1节制备的肌原纤维蛋白溶液用pH 6.0、10 mmol/L磷酸盐缓冲液（含0.6 mol/L NaCl）稀释到2 mg/mL，取1 mL与1 mL 10 mmol/L DNPH混合均匀，室温反应1 h，加入1 mL 20 g/100 mL三氯乙酸，10 000 r/min离心5 min，取沉淀，用1 mL。