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冷冻损伤肌原纤维蛋白凝胶性能“无磷化”调控及应用探究

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冷冻损伤肌原纤维蛋白凝胶性能“无磷化”调控及应用探究

作者：韩馨蕊陕西科技大学

学位级别：硕士

冷冻肉是企业生产肉制品的主要原料,但长期冻藏会导致肉质硬化、柔软性下降、持水力及加工性能降低等变化,其根本原因是冷冻导致肌原纤维蛋白（Myofibrillar protein,MP）的损伤变性。肌原纤维蛋白是肌肉中含量最高的蛋白质,具有乳化性... 详细信息

冷冻肉是企业生产肉制品的主要原料,但长期冻藏会导致肉质硬化、柔软性下降、持水力及加工性能降低等变化,其根本原因是冷冻导致肌原纤维蛋白（Myofibrillar protein,MP）的损伤变性。肌原纤维蛋白是肌肉中含量最高的蛋白质,具有乳化性及凝胶性等多重功能特性,其中MP的凝胶特性在肉制品加工中决定着产品的品质和得率。现有策略主要是通过添加高浓度的食盐和多聚磷酸盐来改善原料肉的加工性能,提高最终产品的品质,但它们的长期摄入不利于人体健康。“低盐无磷”绿色健康肉制品的加工技术开发已成为目前肉品科学家关注的重点。因此,本课题拟通过构建反复冻融体系获得冷冻损伤原料肉,首先系统探究不同浓度的碱性氨基酸（多聚磷酸盐的潜在替代物）对冷冻损伤MP的结构、溶解度和凝胶性能的影响,确定适当的碱性氨基酸浓度;然后以适当浓度的碱性氨基酸为代表,与谷氨酰胺转氨酶（Transglutaminase,TG）联合使用,探究两者复配对冷冻损伤MP结构、溶解度及凝胶性能的影响及内在关联;随后将碱性氨基酸和TG复配应用于实际体系（猪肉香肠）中,探究二者复配使用对冷冻损伤猪肉香肠的理化性质和感官品质的影响。本研究对于“无磷化”提升冷冻损伤肉蛋白加工性能提供了新的视角,对于肉制品加工产业的绿色健康发展具有重要指导意义。论文的主要研究内容及结果如下:（1）通过反复冻融构建猪肉冷冻损伤MP体系,研究添加不同浓度赖氨酸/精氨酸（Lys/Arg:0.0、1.0、3.0、5.0 和 10.0 mmol/L）对冷冻损伤 MP理化性质以及胶凝行为的影响。结果表明:Lys/Arg的添加引起冷冻损伤MP的α-螺旋含量上升;随着Lys/Arg浓度的增加,冷冻损伤MP的溶解度逐渐升高,储能模量（G’）、凝胶强度和凝胶白度进一步降低,但凝胶的微观结构逐渐向均匀转变,蒸煮得率逐渐升高。（2）以Arg为代表性碱性氨基酸,研究适当浓度Arg（5.0 mmol/L）、谷氨酰胺转氨酶（TG,E:S=1:500）及其组合（Arg+TG）对冷冻损伤MP的蛋白结构、溶解度和热诱导凝胶性能的影响。结果表明:Arg的添加显著降低了冷冻损伤MP的平均粒径、提高了其溶解度,这些变化促进了 MP在热诱导凝胶过程中形成精细、均匀、致密的空间网络结构,提高了热诱导凝胶的持水性,但显著降低了凝胶的质构特性。TG单独加入降低了冷冻损伤MP的α-螺旋含量,增强了冷冻损伤MP的交联和热诱导凝胶行为,从而显著提高了凝胶的质构特性,但对于蒸煮损失的改善作用非常有限。Arg+TG的组合协同提高了冷冻损伤MP凝胶的蒸煮得率和质构特性,微观上表现为凝胶的空间结构更加致密、均匀。（3）在实际体系中系统性探究了 Arg、TG及其组合（Arg+TG）对冷冻损伤猪肉香肠的理化性质和感官品质的影响。结果表明:Arg、TG及其组合（Arg+TG）均改善了冷冻损伤猪肉香肠的色泽和产品的氧化稳定性。单独添加Arg增加了香肠体系中不易流动水的含量,提高了香肠的持水性,但其对香肠的质构无明显积极影响。TG单独处理显著增强了冷冻损伤猪肉香肠的G’值和质构特性,但造成了香肠的持水性下降。Arg+TG组合处理显著提高了冷冻损伤香肠的G’值和质构特性,提高了产品的持水性和氧化稳定性。综合而言,Arg和TG复配在改善冷冻损伤猪肉香肠品质方面综合效果最佳。

关键词：肌原纤维蛋白冷冻损伤凝胶性能碱性氨基酸谷氨酰胺转氨酶

赖氨酸对冷冻损伤肌原纤维蛋白凝胶性能的影响

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食品科学 2022年第2期43卷 1-7页

作者：韩馨蕊李朝蕊范鑫李保玲曹云刚熊幼翎陕西科技大学食品与生物工程学院陕西西安710021 肯塔基大学动物与食品科学系美国肯塔基列克星顿40546

通过反复冻融构建猪肉冷冻损伤肌原纤维蛋白(myofibrillar protein,MP)体系,经不同浓度赖氨酸(L-Lys,0、1、3、5、10 mmol/L)处理后,借助圆二色谱仪、内源性色氨酸荧光、流变仪、质构仪及扫描电镜等技术手段分析MP构象、溶解度以及凝胶... 详细信息

通过反复冻融构建猪肉冷冻损伤肌原纤维蛋白(myofibrillar protein,MP)体系,经不同浓度赖氨酸(L-Lys,0、1、3、5、10 mmol/L)处理后,借助圆二色谱仪、内源性色氨酸荧光、流变仪、质构仪及扫描电镜等技术手段分析MP构象、溶解度以及凝胶性能的变化,以明确添加不同浓度L-Lys对冷冻损伤MP凝胶性能的影响机制。结果表明:L-Lys添加引起冷冻损伤MP的α-螺旋相对含量及内源性色氨酸荧光强度上升;随着L-Lys浓度的增加,冷冻损伤MP的溶解度逐渐升高,储能模量(G’)、凝胶强度、蒸煮损失率和凝胶白度逐渐降低,凝胶微观结构逐渐向均匀转变。L-Lys的添加通过改变冷冻损伤MP的构象,显著降低了MP凝胶的强度和蒸煮损失率,表明添加L-Lys有望提高冷冻损伤肉的持水性并改善其嫩度。

关键词： L-赖氨酸冷冻损伤蛋白结构变化流变特性凝胶性能

安石榴苷与焦磷酸钠对肌原纤维蛋白氧化稳定性及凝胶性能的影响

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食品科学 2022年第8期43卷 15-21页

作者：韩馨蕊李颖刘苗苗范鑫冯莉曹云刚陕西科技大学食品与生物工程学院陕西西安710021

研究添加安石榴苷、焦磷酸钠(sodium pyrophosphate,SPP)及其组合(P+SPP)对肌原纤维蛋白(myofibrillar protein,MP)氧化稳定性和凝胶性能的影响。结果表明,安石榴苷和SPP添加均能有效抑制氧化诱导的蛋白羰基含量上升及自由氨基含量下降,... 详细信息

研究添加安石榴苷、焦磷酸钠(sodium pyrophosphate,SPP)及其组合(P+SPP)对肌原纤维蛋白(myofibrillar protein,MP)氧化稳定性和凝胶性能的影响。结果表明,安石榴苷和SPP添加均能有效抑制氧化诱导的蛋白羰基含量上升及自由氨基含量下降,且P+SPP组合添加效果最佳;但所有添加剂均无法有效抑制氧化诱导的巯基含量降低。添加安石榴苷促进了氧化诱导的蛋白结构展开、显著抑制了蛋白粒径增大(抑制率为10.50%),对于蛋白溶解度和热诱导凝胶过程中的流变学特性无显著影响,但明显降低了氧化MP凝胶的蒸煮损失和质构劣变。SPP添加同样促进了蛋白结构展开、抑制了蛋白粒径增大(抑制率为17.65%)、提高了氧化MP的溶解度(提高了9.78%),显著改变了热诱导凝胶过程中MP的流变学行为,致使热诱导凝胶的蒸煮损失降低了42.56%,但明显降低了凝胶强度等质构指标。P+SPP对MP凝胶性能的影响整体与SPP单独添加类似。因此,本研究抗氧化剂使用显著提高了MP的氧化稳定性及凝胶持水性,但凝胶的质构特性与抗氧化剂的种类密切相关。

关键词：安石榴苷焦磷酸钠蛋白氧化凝胶性能

精氨酸对反复冻融肌原纤维蛋白结构及凝胶性能的调控

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食品与发酵工业 2021年第16期47卷 72-77,83页

作者：邓文辉韩馨蕊常露李朝蕊刘子萌曹云刚陕西理工大学体育学院陕西汉中723000 陕西科技大学食品与生物工程学院陕西西安710021

研究添加不同浓度L-精氨酸(L-arginine,L-Arg,0.0、1.0、3.0、5.0和10.0 mmol/L)对反复冻融肌原纤维蛋白(myofibrillar protein,MP)理化性质以及胶凝行为的影响,为合理调控冷冻损伤肉蛋白凝胶性能提供理论依据。采用圆二色谱和内源性色... 详细信息

研究添加不同浓度L-精氨酸(L-arginine,L-Arg,0.0、1.0、3.0、5.0和10.0 mmol/L)对反复冻融肌原纤维蛋白(myofibrillar protein,MP)理化性质以及胶凝行为的影响,为合理调控冷冻损伤肉蛋白凝胶性能提供理论依据。采用圆二色谱和内源性色氨酸荧光探究L-精氨酸处理对反复冻融MP二级和三级结构的影响;通过测定粒度和溶解度反映L-精氨酸处理对MP聚集情况的影响;借助流变仪和物性测试仪等探究L-精氨酸处理对MP凝胶性能的影响。结果表明,L-Arg处理显著改变了反复冻融MP的空间结构,主要表现为α-螺旋含量的显著上升;L-Arg处理降低了反复冻融MP的粒径,显著提高了其溶解度和凝胶得率,但明显降低了储能模量、凝胶强度和凝胶白度,L-Arg浓度越高对MP凝胶性能的影响越大。因此,单独采用L-Arg处理可以显著提高反复冻融MP的凝胶得率,但会明显降低其凝胶强度。

关键词：肌原纤维蛋白反复冻融 L-精氨酸圆二色谱流变性能凝胶性能

超声对豌豆分离蛋白结构及乳化性能的调控效应

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中国农业科学 2021年第22期54卷 4894-4905页

作者：李朝蕊韩馨蕊范鑫黄峻榕曹云刚熊幼翎陕西科技大学食品与生物工程学院肯塔基大学动物与食品科学系

【目的】考察超声波处理对豌豆分离蛋白(pea protein isolate,PPI)结构和理化性质的影响,揭示超声处理对PPI乳化特性的调控机制,为豌豆蛋白作为天然乳剂及其相关产品在食品领域中的应用提供理论依据。【方法】选用频率为20 kHz、功率为6... 详细信息

【目的】考察超声波处理对豌豆分离蛋白(pea protein isolate,PPI)结构和理化性质的影响,揭示超声处理对PPI乳化特性的调控机制,为豌豆蛋白作为天然乳剂及其相关产品在食品领域中的应用提供理论依据。【方法】选用频率为20 kHz、功率为600 W的超声波经不同时长(0、20、30、40和60 min)的预处理后制备改性豌豆蛋白(ultrasonic-pea protein isolate,U-PPI),再经高压均质制备U-PPI乳液。通过自由氨基、总巯基、粒径、溶解度及SDS-PAGE探究超声波处理对豌豆蛋白理化性质的影响;借助圆二色谱仪分析U-PPI二级结构的变化;通过内源性色氨酸荧光测定分析U-PPI三级结构的变化;通过乳化活性指数、粒径、乳液界面蛋白分布、Zeta电位和表观黏度表征U-PPI的乳化能力和乳液稳定性;借助激光共聚焦荧光显微镜观察乳状液的微观结构。【结果】超声波处理对PPI结构具有显著修饰作用,30—40 min的短时间超声处理能够显著降低α-螺旋并提高β-折叠含量,使PPI的结构更加舒展柔韧,更多的疏水基团暴露在界面上,同时超声波的解聚效应还引起PPI的平均粒径减小、溶解度显著增大;因而在此条件下超声处理对PPI结构的修饰有利于其在油/水界面形成致密而稳定的蛋白膜,有效地提高了PPI的乳化活性和乳状液的稳定性,微观结构也显示其乳液粒径更小、分布更加均匀。然而,60 min的长时间超声处理会导致PPI的疏水重聚,溶解度降低,不利于其在油/水界面的吸附重排,降低了其乳化活性和乳液稳定性。【结论】30和40 min超声处理产生的空化效应、机械效应等对PPI具有显著的解聚作用,促使蛋白分子结构舒展,有利于其在油/水界面的吸附重排,从而显著改善了豌豆蛋白的乳化性能。

关键词：超声波改性豌豆分离蛋白结构修饰乳液稳定性

水解豌豆蛋白特性表征及其与石榴皮提取物协同抗氧化作用探究

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食品与发酵工业 2020年第16期46卷 30-36页

作者：曹云刚李朝蕊韩馨蕊朱振宝冯莉黄峻榕熊幼翎陕西科技大学食品与生物工程学院陕西西安710021 肯塔基大学动物与食品科学系列克星顿美国40546

采用多种方法探究加碱(pH 12)预处理和水解酶种类(风味蛋白酶和复合蛋白酶)对水解豌豆蛋白(pea protein hydrolysates,PPHs)体外抗氧化性的影响,在此基础上于脂质体体系中考察了PPHs与石榴皮提取物(pomegranate peel extract,PE)对于脂... 详细信息

采用多种方法探究加碱(pH 12)预处理和水解酶种类(风味蛋白酶和复合蛋白酶)对水解豌豆蛋白(pea protein hydrolysates,PPHs)体外抗氧化性的影响,在此基础上于脂质体体系中考察了PPHs与石榴皮提取物(pomegranate peel extract,PE)对于脂肪氧化的协同抑制作用。结果表明,加碱前处理提高了PPHs的体外抗氧化活性;整体来看复合蛋白酶酶解得到的PPHs(Pro-PPHs)比风味蛋白酶酶解得到的PPHs(Fla-PPHs)具有更好的溶解度、水解度及抗氧化活性;当加碱预处理水解豌豆蛋白(A-PPHs)和PE复配使用时,加碱预处理风味蛋白酶水解豌豆蛋白(A-Fla-PPHs)和PE复配使用的效果为"1 <1+1 <2",而加碱预处理复合蛋白酶水解豌豆蛋白(A-Pro-PPHs)和PE具有显著的协同效应;A-Pro-PPHs与100μg/m L的PE复配使用时,协同效果最好,协同率高达24.22%。

关键词：水解豌豆蛋白石榴皮提取物抗氧化性脂质体氧化协同作用

肝病治疗仪联合认知干预护理在肝硬化患者中的应用效果

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医疗装备 2021年第16期34卷 154-155页

作者：韩馨蕊天津市第二人民医院天津300000

目的探讨肝病治疗仪联合认知干预护理在肝硬化患者中的应用效果。方法回顾性分析2018年3月至2020年4月天津市第二人民医院收治的100例肝硬化患者的临床资料,根据护理方法不同分为两组,每组50例。对照组采用认知干预护理,观察组在对照组... 详细信息

目的探讨肝病治疗仪联合认知干预护理在肝硬化患者中的应用效果。方法回顾性分析2018年3月至2020年4月天津市第二人民医院收治的100例肝硬化患者的临床资料,根据护理方法不同分为两组,每组50例。对照组采用认知干预护理,观察组在对照组基础上联合肝病治疗仪进行干预,比较两组干预前、后焦虑自评量表(SAS)评分和治疗依从性。结果干预前,两组SAS评分、治疗依从性比较,差异无统计学意义(P>0.05);干预后,两组SAS评分均低于干预前,且观察组低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);干预后,两组治疗依从性均高于干预前,且观察组高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论在认知干预护理的基础上给予肝硬化患者肝病治疗仪干预,可有效改善患者的心理状态,提高其治疗依从性。

关键词：肝硬化肝病治疗仪心理状态依从性

超声辅助谷氨酰胺转氨酶对肌原纤维蛋白结构及凝胶性能的调控

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食品研究与开发 2023年第18期44卷 80-87页

作者：邓文辉韩馨蕊王伟马文庆马文慧曹云刚陕西理工大学体育学院陕西汉中723000 陕西科技大学食品科学与工程学院陕西西安710021 临沂金锣文瑞食品有限公司山东临沂276036

以肌原纤维蛋白(myofibrillar protein,MP)为研究对象,借助圆二色谱、荧光光谱、电泳、流变、扫描电镜等方法分析超声辅助谷氨酰胺转氨酶(glutamine transaminase,TG)对MP的构象及凝胶性能的影响机制。结果表明:随着超声时间的延长,MP的... 详细信息

以肌原纤维蛋白(myofibrillar protein,MP)为研究对象,借助圆二色谱、荧光光谱、电泳、流变、扫描电镜等方法分析超声辅助谷氨酰胺转氨酶(glutamine transaminase,TG)对MP的构象及凝胶性能的影响机制。结果表明:随着超声时间的延长,MP的α-螺旋含量、内源性色氨酸荧光强度和溶解度显著降低,蛋白交联聚集增加,导致弹性模量(G′)及凝胶硬度明显下降,但改善了凝胶的蒸煮损失率(降低34.8%)。TG和超声辅助TG处理使MP的溶解度降低,但凝胶形成能力及持水性明显提高。超声辅助TG处理使MP的α-螺旋含量明显增加,蒸煮损失降低达50.5%,形成了更加致密、均匀的凝胶三维网络结构。因此,100 W超声20 s辅助TG可以明显提高MP的质构特性和持水能力。

关键词：肌原纤维蛋白谷氨酰胺转氨酶超声构象凝胶性能

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超高压改性淀粉凝胶特性研究

食品科技 2018年第10期43卷 300-305页

作者：蒲华寅刘姝含韩馨蕊牛伟盛玉成黄峻榕陕西科技大学食品与生物工程学院西安710021

以马铃薯淀粉及玉米淀粉为原料,在确定适宜淀粉乳浓度基础上,研究了超高压改性淀粉糊化特性、凝胶质构及冻融稳定性。结果显示,马铃薯淀粉较玉米淀粉更能耐受超高压,500 MPa处理会导致玉米淀粉部分糊化,而马铃薯淀粉颗粒形貌变化不大。... 详细信息

以马铃薯淀粉及玉米淀粉为原料,在确定适宜淀粉乳浓度基础上,研究了超高压改性淀粉糊化特性、凝胶质构及冻融稳定性。结果显示,马铃薯淀粉较玉米淀粉更能耐受超高压,500 MPa处理会导致玉米淀粉部分糊化,而马铃薯淀粉颗粒形貌变化不大。适宜条件超高压改性有利于马铃薯淀粉及玉米淀粉形成更强的凝胶,所制备的凝胶硬度、黏性、咀嚼性较原淀粉明显增加。与玉米淀粉凝胶相比,马铃薯淀粉凝胶具有更好的冻融稳定性,超高压处理进一步增强了淀粉冻融稳定性,尤其是马铃薯淀粉经过一次冻融循环时,冻融稳定性较高。然而,淀粉部分糊化不利于形成高强度淀粉凝胶,且冻融稳定性亦变差。

关键词：马铃薯淀粉玉米淀粉超高压凝胶特性