多浪羊肉肌原纖維蛋白乳化性的研究

陸健康，許 倩，孟亞娟，廖兵武，艾明艷

(塔里木大學生命科學學院，新疆阿拉爾843300)

新疆南部幅原遼闊，位于亞歐大陸中心，生態條件嚴酷。當地人民培育了一些對本地區生態條件有極強適應能力的優良地方品種。其中多浪羊(又稱麥蓋提大尾羊)以其肉質鮮嫩，脂肪沉積均勻，抗逆好，抗病性強，生長發育快等優良性狀深受當地牧民的喜愛，是生產肥羔的理想品種，屬于肉脂兼用半粗毛羊［1-2］。

肉制品加工是當前肉類研究一大熱點，也是獲得高品質肉制品的一條有效途徑。為了滿足消費者對高檔肉制品的追求，許多學者考慮在肉制品加工中利用蛋白質來改善肉制品的出品率、持水力、質構等，特別是乳化型香腸(火腿)制品，以提高其質量和營養價值。肉中起乳化作用的蛋白質為存在于肌肉細胞中的鹽溶性蛋白質，主要是肌原纖維蛋白質。國內外對肌原纖維蛋白質乳化特性進行了大量的研究，主要集中在水產品方面，對羊肉肌原纖維蛋白乳化特性的研究還未見報道。肌原纖維蛋白乳化特性的表征參數主要有乳化活力指數和乳化穩定指數［3-4］。影響蛋白質乳化性的因素有多種，例如蛋白質濃度、離子強度和pH［5］。本研究擬采用多浪羊肉為材料，以大豆油作為分散相，試圖探明不同的溫度，pH，NaCl濃度和肌原纖維蛋白濃度對肌原纖維蛋白質乳化特性的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

多浪羊肉 由農一師十團牧民提供多浪羊，體重25kg，屠宰后去除多余的脂肪和結締組織，肌肉絞碎，-18℃下貯藏;大豆油 金龍魚股份有限公司;牛血清蛋白 Sigma公司;十二烷基硫酸鈉 天津博迪化工股份有限公司。

高速冷凍離心機GL-22LM 湖南星科科學儀器有限公司;高剪切混合乳化機BME-100LX 上海威廣機械制造有限公司。

1.2 實驗設計

針對溫度、pH、NaCl濃度、肌原纖維蛋白濃度4個因素，分別在保持其它因素相同的條件下進行單因素實驗?；狙芯織l件為:溫度50℃、pH6、NaCl濃度0.6mol/L、肌原纖維蛋白濃度3mg/mL。在其他條件不變的條件下，選取溫度分別為20、30、40、50、60、70、80℃;pH 分別為 3、4、5、6、7、8;NaCl濃度分別為 0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mol/L;肌原纖維蛋白濃度分別為 1、2、3、4、5mg/mL。

1.3 實驗方法

1.3.1 肌原纖維蛋白的提取 肌原纖維蛋白提取方法參考王宇的方法［8］并進行了適當改進，蛋白質提取過程在4℃下進行，取剔除脂肪和結締組織絞碎的羊肉樣品。加入4倍體積緩沖液(10mmol/L Na3PO4、0.1mol/L NaCl、2mmol/L MgCl2和 1mmol/L EGTA，pH7.0)，勻漿 60s后，進行 6000r/min冷凍離心15min，取沉淀重復上面步驟兩次，得到粗提的肌原纖維蛋白。然后取此沉淀加入4倍體積的0.1mol/L NaCl溶液，勻漿 60s，6000r/min冷凍離心 15min，重復此操作一遍，取沉淀加4倍體積的0.1mol/L氯化鈉溶液，勻漿 60s，4層紗布過濾，取上清液，用0.1mol/L鹽酸調節 pH至 6，6000r/min冷凍離心15min，沉淀即為提純的肌原纖維蛋白，4℃冷藏備用(以上操作均在4℃進行)。

1.3.2 肌原纖維蛋白的蛋白濃度的測定 本實驗中采用雙縮脲法測定肌原纖維蛋白含量。

1.3.3 乳化性的測定方法 分別量取10mL的大豆色拉油和40mL的肌原纖維蛋白樣品溶液，分別倒入100mL的燒杯中，用高剪切混合乳化機進行勻漿，乳化機轉速約15000r/min，勻漿后立即倒入高50mm的玻璃稱量瓶中，從距離瓶底5mm處吸取0.1mL乳化液分散到10mL 0.1%SDS溶液中，在500nm處以0.1%SDS為空白測量其吸光值A0。靜置10min，從距離瓶底0.5cm處吸取0.1mL的乳化液，以上述方法測量乳化液在10min后的吸光值A10。肌原纖維蛋白的乳化性以乳化活力指數(EAI)和乳化穩定指數(ESI)為指標［8］。

式中:A500為500nm處的吸光值;C為肌原纖維蛋白濃度(mg/mL);A0、A10為乳狀液在乳化后0、10min的吸光值。φ為油相體積分數，即φ=ν油/ν總。

1.4 數據處理

所有數據均為三次重復的平均值。數據采用Microsoft Excel與SPSS 11.5軟件進行處理和分析。其中，采用ANOVA進行方差分析，采用Duncan檢驗進行顯著性分析，p＜0.05判定為影響顯著。

2 結果與分析

2.1 不同溫度對肌原纖維蛋白乳化性的影響

不同溫度對多浪羊肉肌原纖維蛋白乳化性的影響如圖1所示。從圖1中可知，肌原纖維蛋白乳化活力指數隨著溫度的升高先增加后降低，乳化活力指數在20～40℃增加緩慢，50～60℃增加較快(p＜0.05)，60℃后緩慢降低。由圖1可見，乳化穩定指數隨著溫度的升高，先增大后減小，在20～60℃時顯著增加(p＜0.05)。當溫度高于70℃時，肌原纖維蛋白溶液的乳化穩定指數變化不顯著(p＞0.05)。這可能是因為隨著溫度的變化，肌原纖維蛋白的分子構象開始適當展開，從而加速了油體分子與蛋白分子的作用，提高蛋白質界面上的吸附能力，增加了蛋白質吸附表面的容易程度，從而提高了蛋白的乳化活力［9］。但是過高的溫度可能使肌原纖維蛋白的結構發生變化，降低其乳化穩定性。綜上所述，60℃時羊肉肌原纖維蛋白乳化性最好。

圖1 不同溫度對肌原纖維蛋白乳化性的影響Fig.1 Effect of myofibrilr proteins emulsification with different temperature

2.2 不同pH對肌原纖維蛋白乳化性的影響

不同pH對肌原纖維蛋白乳化性的影響如圖2所示。從圖中可知，乳化活力指數隨著pH的增大，先增大后減小，在pH為5左右時，乳化活性達到最大值。pH由6上升至8時，乳化活性明顯降低。隨著pH的增大，乳化活性指數呈現顯著性差異(p＜0.05)?？赡苁堑入婞c附近蛋白質不帶電或帶很少電，蛋白質的疏水基團暴露在外面，增加了蛋白質分子的吸油能力，更有利于體系乳化［10］。

如圖2所示，乳化穩定指數隨著pH的增大逐漸增大，當肌原纖維蛋白pH由6上升至7，乳化穩定指數變化不顯著(p＞0.05)。肌原纖維蛋白pH為5時，乳化穩定性最低，這主要是因為等電點附近，蛋白質分子的靜電荷為零或很少，分子間相互聚集，溶解度大大降低，不能夠在分散相表面形成穩定的界面膜，同時也因為在等電點附近蛋白質不帶電或很少帶電，形成的乳狀液顆粒不能通過靜電排斥作用而減緩油滴的聚集，使穩定性不能維持［11］;pH由6上升到7時，乳化穩定指數無明顯變化(p＞0.05)。綜上所述，pH為6時肌原纖維蛋白的乳化性最佳。

圖2 不同pH對肌原纖維蛋白乳化性的影響Fig.2 Effect of myofibrillar proteins emulsification with different pH

2.3 不同NaCl濃度對肌原纖維蛋白乳化性的影響

不同NaCl濃度對肌原纖維蛋白乳化性的影響如圖3所示。從圖中可知，隨著NaCl濃度的增大，乳化活力指數先增大后減小。當NaCl濃度在0.0～0.4mol/L時，肌原纖維蛋白的乳化活性顯著增加(p＜0.05);當NaCl濃度大于0.4mol/L時，肌原纖維蛋白的乳化活性指數顯著降低(p＜0.05);由圖可知，低濃度的NaCl作用的肌原纖維蛋白的乳化活性高于高濃度NaCl作用的肌原纖維蛋白溶液，這可能是低濃度的NaCl使蛋白質的溶解度有所增加，即鹽溶作用，因為電介質中的陰離子和蛋白質結合，使蛋白質所帶負電荷增加，蛋白質結合水分子的能力增強，從而溶解度增大，使乳化性得到提高［12］。

如圖3所示，NaCl濃度在0.0～0.4mol/L乳化穩定性指數趨于平穩。在NaCl濃度大于0.4mol/L時，乳化穩定指數顯著降低(p＜0.05)，這是因為氯化鈉濃度增大，蛋白質開始鹽析，溶解度減小，鹽析效應使乳化活性及乳化穩定性降低［13］。綜上所述，NaCl濃度為0.4mol/L是最優濃度。

圖3 不同NaCl濃度對肌原纖維蛋白乳化性的影響Fig.3 Effect of myofibrillar proteins emulsification with different NaCl concentration

2.4 不同肌原纖維蛋白濃度對肌原纖維蛋白乳化性的影響

不同肌原纖維蛋白濃度對其乳化性的影響如圖4所示。從圖4中可知，乳化活力指數隨著肌原纖維蛋白質濃度的增大呈顯著降低的趨勢(p＜0.05)。這可能是由于肌原纖維蛋白濃度低時可以形成蛋白質分子分散的溶液，由于參與乳化的蛋白質較少，單體蛋白質更容易與油滴結合，從而較完全的參與乳化［11］。

圖4 不同肌原纖維蛋白濃度對其乳化性的影響Fig.4 Effect of myofifibrillar proteins emulsification with different myofifibrillar proteins concentration

乳化穩定指數隨著肌原纖維蛋白濃度的增加先增大后減小，在蛋白濃度為1～2mg/mL時顯著增加(p＜0.05)，在濃度為2mg/mL時肌原纖維蛋白乳化穩定指數達到最大值49.55%;肌原纖維蛋白濃度大于3mg/mL趨于平穩(p＜0.05)，濃度為4～5mg/mL變化不顯著(p＞0.05)。綜上所述，當肌原纖維蛋白濃度為2mg/mL時，其乳化性最佳。

3 結論

本實驗通過對多浪羊肉肌原纖維蛋白在不同的溫度，pH，氯化鈉濃度和肌原纖維蛋白濃度的條件下，通過單因素實驗研究其乳化活性指數和乳化穩定指數的變化規律，得到相關結論。

3.1 肌原纖維蛋白的乳化性隨著溫度的增大而增加，但是較高的溫度使蛋白質的結構發生變化，因此溫度為60℃時，肌原纖維蛋白乳化性最佳。

3.2 肌原纖維蛋白的乳化性隨著pH的增大逐漸增強，但接近蛋白質的等電點時，肌原纖維蛋白的乳化活性最大，而乳化穩定性最差，綜合分析得pH為6時乳化性最好。

3.3 氯化鈉的濃度在0.2～0.4mol/L范圍內蛋白質的鹽溶作用，促進其乳化;當氯化鈉的濃度大于0.4mol/L時，蛋白質的鹽析作用明顯，乳化活性與乳化穩定性降低，因此氯化鈉的濃度為0.4mol/L時是肌原纖維蛋白乳化性較好的最適濃度。

3.4 肌原纖維蛋白乳化活性指數隨著其濃度的增大逐漸減小，乳化穩定指數先增大后減少。當肌原纖維蛋白的濃度為2.0mg/mL時，其乳化性最好。

［1］陳曉軍，鐘發剛，羅淑萍.多浪羊BMPR-IB基因多態性的初步研究［J］.新疆農業科學，2004，41(1):6-9.

［2］李述剛，許宗運，侯旭杰.新疆多浪羊肉營養成分分析［J］.肉類工業，2005(4):27-29.

［3］蔡立志，宋玉蘭，黃麗卿.大豆蛋白的乳化功能及表征研究［J］.食品科學，1999，20(10):20-23.

［4］楊為進，劉會洲，陳家鏞.SDS對溶菌酶溶液乳化作用的影響研究［J］.化工冶金，1996，17(3):254-258.

［5］霍景庭.乳化型肉產品的理論和實際應用［J］.中外食品，2006(5):64-66.

［6］Leandros P V，Elaine C，Nakai S J.Relationship of hydrophobicity to emulsifying properties of heat denatured proteins［J］.Food Science，1983，48:26-32.

［7］韓敏義，費搖英，徐幸蓮，等.低場NMR研究pH對肌原纖維蛋白熱誘導凝膠的影響［J］.中國農業科學，2009，42(6):2098-2104.

［8］王宇.不同溫度處理及添加物對豬肉肌原纖維蛋白功能性的影響［D］.哈爾濱:東北農業大學，2010.

［9］Caessens P W J R，GruPPen H，Slangen C J，et al.Functionality of β-casein peptides:Importance of amphipathicity for emulsion-stabilizing properties［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry.1999，47(5):1856-1862.

［10］高金龍，莎麗娜，格日勒圖.羊皮膠原蛋白乳化性與乳化穩定性的研究［J］.食品工業科技，2011，32(1):66-67.

［11］郭延娜，吳菊清，周光宏等.勻漿機轉速、pH和肌原纖維蛋白質濃度對肌原纖維蛋白質乳化特性的影響［J］.江蘇農業學報，2010，26(6):1371-1377.

［12］劉永，畢永鈞.介質對蛋清蛋白乳化性及乳化穩定性的影響［J］.中國食品添加劑，2010(6):127-130.

［13］銀玉容，劉婉喬，肖凱軍.芝麻蛋白的溶解性和乳化惟的研究［J］.食品科學，1996，17(3):3-6.