发酵剂对干发酵香肠加工过程中蛋白质降解及多肽抗氧化能力影响

作     者：余頔 

作者单位：南京农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：孙健;徐幸莲

授予年度：2020年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 083203[工学-农产品加工及贮藏工程] 

主      题：干发酵香肠 植物乳杆菌 模仿葡萄球菌 加工过程 蛋白质降解 抗氧化肽 

摘      要：发酵香肠中常用的发酵剂有乳酸菌、凝固酶阴性葡萄球菌、酵母和霉菌。在干发酵香肠加工过程中,微生物蛋白酶和肽酶有助于多肽和氨基酸等小分子化合物释放。这些小分子化合物不仅有助于干发酵香肠形成独特风味,还具有较高的抗氧化活性。蛋白质和脂质氧化是发酵香肠加工和储存过程中质量下降的主要原因。近年来,抗氧化肽凭借其优异的抗氧化活性、稳定的结构和天然安全的来源在发酵肉制品的研究中受到关注。但目前,关于通过内源微生物水解蛋白产生内源性抗氧化肽延缓发酵肉制品中蛋白和脂质氧化的研究鲜有报道。已有文献报道植物乳杆菌CD101和模仿葡萄球菌NJ201具有较强的蛋白酶水解活性,并且能够在一定程度上抑制发酵香肠中脂肪和蛋白的氧化。因此,本研究通过发酵香肠体系及体外模拟体系,研究混合发酵剂植物乳杆菌CD101和模仿葡萄球菌NJ201在加工的各个阶段对蛋白质的降解以及多肽抗氧化能力的变化情况。具体研究内容和结论如下:1、发酵剂对干发酵香肠加工过程中蛋白降解影响将植物乳杆菌CD101和模仿葡萄球菌NJ201接种到干发酵香肠中,以自然发酵香肠作为对照组,测定干发酵香肠加工过程中（0d、1 d、4 d、9 d、23 d）蛋白质的降解情况。结果表明:在发酵成熟过程中,乳酸菌、葡萄球菌及菌落总数均呈先迅速增加再趋于平稳最后缓慢下降的趋势;接种组发酵香肠的pH迅速下降,并显著低于对照组（P0.05）;非蛋白氮含量随加工时间的增加而增加,但接种组的非蛋白氮含量没有显著高于对照组（P0.05）;电泳结果显示,该发酵剂可以加速并加剧肌浆蛋白和肌原纤维蛋白降解;加工过程中,发酵香肠中分子量小于3 kDa的多肽含量不断增加,且接种组高于对照组。此外,接种组发酵香肠的游离氨基酸含量显著高于对照组（P0.05）。因此,使用该发酵剂能有效促进干发酵香肠的蛋白质降解,加速干香肠成熟过程,缩短加工周期,提高产品的安全性和营养价值。2、发酵剂对干发酵香肠加工过程中多肽抗氧化活性变化影响将植物乳杆菌CD101和模仿葡萄球菌NJ201接种到干发酵香肠中,以自然发酵香肠作为对照组,提取两组干发酵香肠加工过程中（0d、1d、4 d、9 d、23 d）的粗肽并进行超滤（MWCO为3 kDa）,测定多肽抗氧化活性的变化情况。结果表明:在发酵成熟过程中,两组发酵香肠的粗肽浓度随加工时间的增加而增加,且接种组显著高于对照组（P0.05）,小分子多肽浓度变化趋势与粗肽相似;粗肽的自由基清除能力及还原力随着加工时间的增加而增加,在成熟阶段,DPPH自由基清除能力及FRAP值有所下降,螯合亚铁离子能力随着加工时间的增加而下降;除羟自由基清除活性外,小分子多肽的抗氧化变化规律与粗肽相似;接种组粗肽和小分子多肽的抗氧化能力强于对照组,小分子多肽的抗氧化能力强于粗肽。因此,使用该发酵剂能有效促进多肽生成,增强干发酵香肠中多肽,特别是小分子多肽的抗氧化能力,有助于从干发酵香肠自身内部提高抗氧化能力,延长产品的货架期。3、发酵剂对肌肉蛋白提取物的降解及产物抗氧化能力影响在猪肉肌浆蛋白和肌原纤维蛋白提取物中接种植物乳杆菌CD101和模仿葡萄球菌NJ201,以不接菌的作为对照组,30℃孵育4天,观察发酵剂对肌浆蛋白和肌原纤维蛋白的降解情况,评价多肽的抗氧化能力变化情况,并对其中抗氧化能力强的多肽进行分离纯化,利用LC-MS/MS鉴定。结果表明:该混合发酵剂可以水解猪肉的肌浆蛋白和肌原纤维蛋白;在肌浆蛋白提取物中,接种组多肽的DPPH自由基清除活性、Fe2+螯合率和ABTS自由基清除活性显著高于对照组（P0.05）,但在肌原纤维蛋白提取物中无显著差异（P0.05）;通过RP-HPLC分析,在肌浆蛋白接种组中发现疏水性多肽生成,其中C2和C5组分显示出较高的DPPH自由基清除活性,分别为66.60%和60.50%。通过LC-MS/MS技术,从C2和C5组分中共鉴定出18条多肽,主要来自磷酸三糖异构酶,肌酸激酶M型和3-磷酸甘油醛脱氢酶,其中疏水氨基酸占很大比例。因此,该发酵剂在没有内源酶存在的情况下,可以水解肌浆蛋白和肌原纤维蛋白,并产生具有抗氧化能力的多肽。