添加山茶油對肌原纖維蛋白凝膠特性的影響

韓柯穎，馮瀟，楊玉玲，李珊珊，魏蘇萌，陳玉敏

添加山茶油對肌原纖維蛋白凝膠特性的影響

韓柯穎，馮瀟，楊玉玲*，李珊珊，魏蘇萌，陳玉敏

南京財經大學食品科學與工程學院/江蘇省現代糧食流通與安全協同創新中心/江蘇高校糧油質量安全控制及深加工重點實驗室，南京 210023

【目的】研究山茶油添加對凝膠中肌原纖維蛋白（myofibrillar protein，MP）特性的影響以及結構與凝膠特性間的關系，為其在雞肉糜類制品中的應用提供理論依據。【方法】取雞胸肉于4℃下提取MP，在添加山茶油條件下測定其流變特性，水浴加熱制成凝膠后測定其硬度、保水性和水分布特性的變化；通過掃描電鏡、激光拉曼光譜、表面疏水性（S0-ANS）、總巰基含量、差示掃描量熱法（DSC）等分析，探討山茶油對MP凝膠微觀結構、二級和三級結構以及熱變性的影響，并分析山茶油添加量、凝膠特性和MP結構之間的相關性，揭示山茶油添加促使凝膠特性改變的原因。【結果】MP凝膠的硬度、保水性和束縛水的百分比（PT21）隨著山茶油添加量的增加而顯著提高（＜0.05），在4%時分別達到最大值116.60 g、95.77%和80.05%，5%時有所下降。山茶油添加量為4%時，MP加熱過程中的儲能模量（G'）最高，凝膠彈性最大，此時掃描電鏡下的MP混合凝膠網絡結構均勻、致密，表面粗糙度最低。山茶油的添加（0－5%）影響MP的二級結構，其-螺旋含量從39.94%顯著降低至26.07%（＜0.05），折疊含量從22.04%顯著升高至27.40%（＜0.05），-轉角和無規則卷曲含量呈上升趨勢。山茶油添加量增加到4%時，MP凝膠的表面疏水性達到最高水平，總巰基含量最低。結果表明山茶油的添加促進MP分子內部疏水性氨基酸殘基暴露和分子間二硫鍵的生成，三級結構發生變化，更高的-折疊含量和疏水相互作用增強MP分子間的聚集和交聯。相關性分析表明，山茶油添加量與MP凝膠特性及蛋白質構象的變化顯著相關（＜0.05）。DSC結果表明添加的山茶油能與MP相互作用，降低MP的變性熱焓。【結論】添加山茶油對MP凝膠特性和結構有顯著影響。添加山茶油改變MP的微環境并與MP發生作用，使MP更容易變性并導致其二級結構展開以及三級結構改變，進而改善MP凝膠特性。當山茶油添加量為4%時，混合凝膠特性和三維網狀結構最佳。

山茶油；肌原纖維蛋白；凝膠特性；結構

0 引言

【研究意義】以雞肉為原料的糜類肉制品品質主要由肌原纖維蛋白（myofibrillar protein，MP）的凝膠特性決定[1]。脂肪作為肉制品的重要原料之一，直接影響肉制品的彈性、嫩度和風味。用植物油代替動物脂肪生產肉制品，有效降低飽和脂肪酸和膽固醇含量的同時，還能夠較好地保持肉制品的風味和整體可接受性[2]。山茶油是富含茶多酚、山茶甙等多種生理活性物質的功能性植物油，能有效改善心腦血管疾病，降低癌癥的發病率[3]。研究山茶油添加對MP熱誘導凝膠特性的影響，并探討其特性變化的調控機制，為利用山茶油制備功能性肉制品提供理論依據。【前人研究進展】有研究者探討了在肉制品中添加植物油替代動物油脂的可行性，證實了適當添加植物油對肉類凝膠的性質有改善作用。不同的油脂對凝膠結構和持水性的影響不同[4]。添加橄欖油的豬肉MP復合凝膠強度顯著高于添加花生油的處理[5]，用棕櫚油替代豬背膘可顯著增強豬肉糜凝膠的硬度和保水性[6]，菜籽油與魔芋膠復合后應用于低脂肉制品中能提高產品的硬度[7]。豬油和花生油通過物理包覆能促進豬肉MP復合凝膠的保水性和脂質穩定性[8]。大豆油添加后的雞肉MP復合凝膠硬度、彈性和咀嚼度得到顯著增強[9]。ZHOU等[10]研究發現脂肪的加入不僅顯著提高了MP凝膠的質構特性，還能誘導MP分子結構產生變化。SHAO等[11]采用拉曼光譜法研究添加不同脂質的肉糜制品中蛋白質結構的變化，觀察到-螺旋結構的減少和-折疊結構含量的增加，這一轉變涉及蛋白質中氫鍵重排和疏水基團的暴露，證實了脂質能夠改變蛋白質分子結構。作為我國特有的一種食用植物油，山茶油中不皂化物含量少，富含的單不飽和脂肪酸是脂質過氧化物的抑制劑，因此具有強抗氧化作用和良好的儲存穩定性[12]。同時，山茶油中富含多種維生素、微量元素以及特定的生理活性物質等，能有效預防心腦血管疾病和腫瘤、降低膽固醇和血脂[13]。因此，山茶油具有很高的營養價值和保健功能，可作為替代動物脂肪的良好油脂應用于肉制品生產和加工。【本研究切入點】目前已經確證添加適量的花生油等幾種植物油能改善MP的凝膠特性，而山茶油是具有保健功能的食用油，但國內外尚未見添加山茶油條件下雞肉MP凝膠特性和結構變化規律的相關報道。【擬解決的關鍵問題】MP中加入不同濃度預乳化的山茶油乳液后經熱誘導形成混合凝膠，研究山茶油添加對MP凝膠特性（硬度、保水性、水分布特性和流變特性）的影響并獲得最佳的山茶油添加濃度；研究山茶油添加對MP的凝膠微觀結構和二級結構及三級結構的影響，并通過研究茶樹油添加量、凝膠特性和MP結構的關系，揭示山茶油改變凝膠特性的內在原因。

1 材料與方法

試驗于2020年5—10月在南京財經大學糧油質量檢測工程技術研究中心進行。

1.1 材料與試劑

重2 kg左右的60日齡AA（Arbor Acres）型商業肉雞，購于南京本地養雞場。現場屠宰后取雞胸肉，加液氮冷凍密封運輸至南京財經大學，儲存于-18℃以下，1個月內使用。山茶油購于杭州久晟生物科技有限公司。牛血清蛋白（bovine serum albumin，BSA）購于國藥集團化學試劑有限公司，其他化學試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

T10 Basic高速剪切均質器，德國IKA公司；Avanti J-26XP高效冷凍離心機，美國Beckman Coulter公司；TA.XT.Plus.質構儀，英國Stable Micro System公司；Anton Paar MCR302流變儀，奧地利安東帕有限公司；NM120-Analyst低場核磁共振儀，上海紐邁電子科技有限公司；DSC 8000型差示掃描熱量儀，美國Perkin-Elmer公司；TM 3000掃描電子顯微鏡，日本日立公司；LABRAM 800型激光拉曼光譜儀，法國Jobin Yvon公司；U-3900紫外分光光度儀，日本日立公司；F-7000熒光光譜儀，日本日立公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 MP的提取 取冷凍雞胸肉在4℃下解凍20 min，剔除表面結締組織和脂肪，切碎后參考楊玉玲等[14]的方法在低溫下提取MP，4℃下保存并于3 d內用完。蛋白質濃度采用雙縮脲法進行測定，以牛血清白蛋白為標準蛋白[15]。

1.3.2 山茶油-MP混合樣品溶液和凝膠的制備 取適量的山茶油加入MP中，用磷酸鹽緩沖液（10 mmol·L-1KH2PO4、0.6 mol·L-1KCI，pH 6.0）溶解為1 mg·mL-1的MP溶液，以14 500 r/min轉速下高速剪切均質60 s后制得新鮮的乳化液。取適量乳化液加入MP溶液體系中，充分混合均勻后，得到溶膠體系，其中蛋白質質量濃度為50 mg·mL-1，山茶油質量濃度分別達到1%、2%、3%、4%、5%，同時做不加山茶油乳化液的空白對照組，此系列溶液用于流變特性的測定和DSC熱變性分析。取混合溶液樣品置于水浴鍋中，從20℃以1℃·min-1的速率加熱至65℃，65℃下保溫20 min后冷卻至室溫，隨后在4℃下保存8—10 h制備成凝膠，用于凝膠特性、微觀結構和拉曼光譜的測定。將MP濃度為50 mg·mL-1的混合溶液樣品用磷酸鹽溶液稀釋至1 mg·mL-1，用于表面疏水性和總巰基含量的測定。

1.3.3 硬度的測定 MP凝膠樣品的硬度采用配置P/6探頭的質構儀在室溫下穿刺5 mm測定。測試條件為：測試速率：1 mm·s-1；感應模式：自動；感應力：5 g。所有測試重復5次。

1.3.4 保水性的測定 凝膠樣品稱重后采用離心法測定其保水性（water holding capacity，WHC），在4℃、10 000×條件下離心10 min，除去離出液體。記錄離心后凝膠的重量占離心前凝膠重量的百分比，為其保水性。所有測試重復5次。

1.3.5 水分布特性的測定 取1 g MP樣品，采用核磁共振分析儀的CPMG序列進行水分布特性的測定。測試參數設置如下：測試溫度，32℃；質子共振頻率，19 MHz；采樣頻率，100 kHz；模擬增益，20.0 db；累加次數，4；90°脈寬，14 μs；180°脈寬，26 μs；回波次數，15 000；等待時間，3 000 ms；重復掃描次數，8；譜寬：200 kHz。每組樣品重復6次，取平均值。記錄束縛水弛豫時間相應的峰面積比，以PT21表示。

1.3.6 流變特性的測定 取2 mL MP溶液樣品置于流變儀平板上，設定動態流變條件[14]：直徑50 mm平行板，狹縫0.5 mm，應變2%，頻率0.1 Hz。升溫速率1℃?min-1，升溫范圍20—80℃。儀器自動記錄儲能模量（G'）隨溫度變化曲線。

1.3.7 微觀結構的觀察 將凝膠樣品用2.5%的戊二醛固定后用磷酸鹽緩沖液清洗（0.1 mol·L-1KH2PO4，pH 7.0），不同梯度乙醇進行脫水處理后冷凍干燥。對凍干樣品進行噴金鍍膜處理后，使用掃描電鏡在1 500放大倍數下進行觀察[16]。

1.3.8 拉曼光譜分析 凝膠樣品中MP的二級結構含量通過拉曼光譜儀測定，參考ZHANG等[17]的方法進行參數設置，獲取的拉曼光譜范圍在400—2 000 cm-1。測試結果用各二級結構占總二級結構含量的百分比表示。

1.3.9 表面疏水性測定 將MP凝膠樣品（1 mg·mL-1）分別稀釋至0.5、0.25和0.125 mg·mL-1，采用ANS熒光探針法[16]進行測定。以熒光強度對蛋白濃度作直線，其初始斜率即為蛋白質的表面疏水性指標（S0-ANS）。

1.3.10 巰基含量測定 MP凝膠樣品總巰基含量的測定參考LIU等[18]的方法并稍作修改。MP樣品與總巰基試劑充分混勻后在40℃下靜置25 min。使用磷酸鹽緩沖液作為參考，于412 nm下測定樣品吸光值，摩爾消光系數為13 600 M-1·cm-1。

1.3.11 熱穩定性的測定 利用差示掃描量熱法（DSC）測定MP樣品的變性情況。稱取20 mg MP樣品，準確記錄每組樣品重量，置于不銹鋼鋁坩堝內密封，用于DSC測試。以空坩堝作為空白對照，樣品以10℃?min-1的速率從20℃升溫至80℃。用Pyris-11軟件計算各變性峰的變性溫度（Td）和焓變（ΔH）。

1.4 統計分析

用SPSS軟件對數據進行方差分析和相關性分析，若方差分析效應顯著則用鄧肯多范圍試驗（Duncan multiple range test）進行多重比較（＜0.05）。

2 結果

2.1 山茶油添加量對MP凝膠硬度、保水性、水分布特性和MP流變特性的影響

不同山茶油添加條件下的MP凝膠硬度、保水性、PT21和MP的儲能模量（G'）變化如圖1所示。隨著山茶油含量從1%增加到4%，MP凝膠的硬度逐漸增加，在4%時到最大值（116.60 g），隨后在5%時下降至114.33 g。凝膠保水性從92.92%（0）顯著上升至95.77%（4%）（＜0.05），隨后稍有降低至94.63%（5%）。凝膠體系中有不同種類的水分子，包括結合水、束縛水和自由水。束縛水反映位于凝膠結構內部的水，占水分分布比例最大且最為重要，因此本試驗測定了束縛水在凝膠中的含量。T21代表束縛水的弛豫時間，PT21代表其峰面積比[19]。PT21隨著山茶油含量增加至4%時呈顯著性增加的趨勢（＜0.05），在4%時達到最大值（80.05%）。表明添加4%山茶油時凝膠的硬度和保水性最佳，束縛水占總水分比例最大，濃度過高反而會導致三者降低。

MP溶液加熱形成凝膠的過程中，山茶油含量對MP的G'影響顯著，在50—55℃范圍內呈現第一個峰值，表明肌球蛋白重鏈逐漸發生變性[8]。當繼續升高溫度至80℃，MP的G'值迅速增加，4%山茶油處理組的G'呈現最大值，這反映了凝膠彈性的增加。

不同小寫字母表示差異顯著（P＜0.05）。下同

2.2 山茶油添加量對MP凝膠微觀結構的影響

如圖2所示，未添加山茶油的凝膠結構疏松、無序、多孔且孔隙較大。與對照組相比，添加山茶油的MP混合凝膠呈現出更加均勻且致密的網狀結構。隨著山茶油濃度的增加（1%—4%），MP凝膠結構中蜂窩狀網孔的孔徑逐漸降低，凝膠的絲狀物表面出現球形顆粒并逐漸增多，不規則的球狀或棒狀聚集塊充分展開，粗糙度逐漸降低，凝膠結構變得平整且致密。添加4%山茶油的混合凝膠呈現均勻、細致的網絡結構。5%的山茶油濃度導致MP凝膠結構遭到破壞，不夠均勻且有較多的脂肪顆粒附著在絲狀物表面，導致混合凝膠的保水性和硬度有所下降。

A—F分別表示山茶油含量為0、1%、2%、3%、4%、5%

2.3 山茶油添加量對MP二級結構的影響

隨著山茶油濃度的增加（0—5%），其混合凝膠MP分子中的-螺旋含量由39.94%顯著降低至26.07%（＜0.05）。而-折疊結構含量由22.04%顯著上升至27.40%（＜0.05）；-轉角結構含量顯著增加（＜0.05），在5%山茶油含量時達最大值；而無規則卷曲結構含量從18.25%（0）逐漸上升至最大值21.39%（3%）后無顯著性變化（＞0.05）（表1）。-螺旋和-折疊結構含量分別呈現增加和降低的趨勢，表明山茶油添加改變了MP分子結構，由于蛋白-油脂和蛋白-蛋白側鏈之間的相互作用增強，導致-螺旋結構逐漸展開，形成了更多的-折疊、-轉角或無規則卷曲結構。

表1 山茶油添加對MP凝膠二級結構的影響

不同小寫字母表示差異顯著（＜0.05）。下同

Different letters (a-f) indicate significant difference (＜0.05).The same as below

2.4 山茶油添加量對MP三級結構的影響

蛋白質三級結構的形成是在二級結構基礎上，分子進一步折疊成緊密的三維空間結構[20]。MP分子的表面疏水性（S0-ANS）和二硫鍵（S-S）與巰基（SH）

之間的轉換可以表征蛋白三級結構的變化[20-21]。

2.4.1 表面疏水性 如圖3所示，與未添加山茶油的MP凝膠相比，混合凝膠中MP的S0-ANS隨著山茶油的添加而呈顯著升高的趨勢（＜0.05），在4%時達到最大值771.71，隨后在5%時顯著降低至718.64（＜0.05）。這一變化趨勢與凝膠硬度和保水性（圖1）一致，表明蛋白-蛋白或蛋白-油脂的作用增強，從而導致蛋白質的疏水性微環境發生變化。而當山茶油添加量達5%時，油脂顆粒的疏水性脂肪酸長鏈雖然增多，但并未增強蛋白質的表面疏水性，這可能是由于過量的油脂使蛋白質中的疏水性基團被覆蓋或包埋，并沒有導致蛋白質三級結構進一步展開。

2.4.2 總巰基含量與二硫鍵 總巰基含量包括暴露在蛋白質表面和包埋在蛋白質內部的巰基，總巰基的減少通常反映了MP中二硫鍵的生成。山茶油的添加使凝膠中MP的總巰基含量明顯下降（＜0.05），4%時達最小值（圖3）。這反映在油脂的誘導下，MP的三級結構不斷展開，內部巰基暴露并生成了大量二硫鍵，從而穩定了蛋白質的三級空間結構。當山茶油濃度升高至5%時，總巰基含量有所增加，說明加入過多的油脂對MP新結構具有去穩作用。

2.5 相關性分析

表2顯示了山茶油添加量、MP凝膠特性和結構之間的相關性。山茶油添加量與硬度、保水性以及-折疊結構含量呈顯著的正相關（＜0.05），與-螺旋結構和總巰基含量呈極顯著的負相關（＜0.01），表明山茶油添加量顯著影響凝膠特性、二級結構和三級結構。

蛋白質二級結構與MP凝膠特性之間存在關聯，MP凝膠的硬度與-螺旋呈顯著負相關（＜0.05），與-折疊呈顯著正相關（＜0.05）。MP在65℃下的

網絡課堂的教學模式可以使用家長管理系統，即學生在觀看網絡視頻中不能操作其他界面，或是長時間沒有對電腦進行操作時，實施相應的鎖屏辦法。要求學生必須通過完整的網絡課堂學習而取得相應的網絡教學學分。

圖3 山茶油添加對MP凝膠的表面疏水性和總巰基含量的影響

G'值與-螺旋呈顯著負相關（＜0.05）。表面疏水性與保水性、PT21呈極顯著正相關（＜0.01）。總巰基含量與凝膠硬度、保水性和65℃下的G'值呈極顯著負相關（＜0.01）。這一結果表明山茶油主要通過調控MP凝膠中蛋白質二級結構和三級結構的轉變導致凝膠特性發生顯著變化。

2.6 山茶油添加對MP變性溫度和變性熱焓的影響

如表3所示，MP樣品在不同山茶油添加量的處理下都顯示出兩個吸熱變性峰，即肌球蛋白（Td1）和肌動蛋白（Td2）。山茶油的添加對MP樣品的肌球蛋白吸熱變性峰的起始溫度（TOnset）無顯著性的影響（＞0.05），而終止溫度（TEnd）略有下降。與未添加山茶油的對照組相比，添加山茶油后MP中肌球蛋白吸熱變性峰的TEnd值逐漸下降，但在2%—5%范圍內無顯著性變化（＞0.05）。對照組中MP樣品肌球蛋白的變性峰熱焓值（△H）為0.183 J?g-1；添加山茶油后，MP樣品中肌球蛋白的△H顯著下降至0.143 J?g-1（5%）（＜0.05）。山茶油的添加對肌動蛋白吸熱變性峰的TOnset有顯著性影響（＜0.05），從70.97℃（1%）逐漸降低至68.41℃（5%），而對TEnd和△H無顯著性影響（＞0.05）。

表2 山茶油添加量、MP凝膠特性和結構之間的相關性

*表示顯著性相關（＜0.05），**表示極顯著性相關（＜0.01）

* indicate significant correlation (<0.05), ** indicate extremely significant correlation (<0.01)

表3 不同山茶油添加處理下MP樣品DSC特性的變化

Td1：肌球蛋白；Td2：肌動蛋白；TOnset：起始溫度；TEnd：終止溫度；△H：熱焓值

Td1: Myosin; Td2: Actin;TOnset: The onset temperature; TEnd: The end temperature; △H: Enthalpy

3 討論

3.1 山茶油影響MP凝膠特性和微觀結構

蛋白質凝膠的品質可以通過硬度、保水性、水分布和流變特性等特性反映。本試驗結果表明適量濃度山茶油（0—4%）的加入能夠顯著改善MP凝膠硬度（＜0.05），過量的山茶油導致凝膠硬度下降。WU等[8]研究發現加入預乳化的花生油（15%）顯著增強MP（2%）的凝膠硬度。適量添加亞麻籽油、菜籽油能夠增強肉類蛋白凝膠的硬度[22-23]。ZHOU等[24]研究發現添加雞脂顯著提高MP在加熱過程中的G'值，在0.20%添加條件下蛋白質膠凝過程中的粘彈性最佳。ZHOU等研究[10]發現添加一定量的豬油或山茶油均能使蛋白獲得更高的G'值，增強了凝膠性質。

MP凝膠的保水性和PT21隨著山茶油濃度的增加逐漸升高，在4%時達到最大值后呈下降趨勢，說明MP中加入山茶油顯著影響其凝膠保水性和水分布特性。王莉莎等研究[25]表明添加一定量的玉米油、橄欖油、米糠油均能增加MP乳化復合凝膠的持水力。邵俊花[26]研究發現脂肪的添加增大了弛豫時間T21的峰面積比。這些變化趨勢與本試驗結果相似，而含量差異可能是脂肪中的不飽和脂肪酸成分不同所致。

觀察MP凝膠的微觀結構發現，蛋白質主要通過纖維網狀交聯，山茶油在預乳化階段經高速剪切后形成小的油脂顆粒，并由鹽溶性的MP膜層包覆，作為填充物占據在蛋白質空間網絡的空隙處，在熱誘導之后均勻地分散在凝膠基質中[27]。山茶油-MP復合凝膠的結構更加有序、細膩。添加4%山茶油的MP凝膠網絡中孔徑最小，粗糙度最低，呈現均勻、緊湊且致密的網狀結構。此時蛋白質三級結構展開程度最大，分子的表面疏水性和二硫鍵交聯增強，分子有序結構的適度展開使凝膠具有良好的網狀結構。因此，山茶油添加對MP凝膠的微觀結構有顯著的調節作用，且與硬度和保水性的變化趨勢一致，這表明凝膠微觀結構影響凝膠特性。當山茶油含量進一步增加至5%，凝膠結構中網孔稍有增大且分布不均勻，多余的油脂無法被蛋白基質穩定地包埋在凝膠基質中，以球狀顆粒附著在絲狀物表面。這是由于MP凝膠的表面疏水性和二硫鍵含量降低，蛋白質分子間參與凝膠形成作用力的減弱對微觀網絡結構產生不利影響。莊濤[5]報道在豬肉MP體系中加入橄欖油和花生油乳化液后，顆粒填充分布均勻，結構變得致密且緊實。而由于油脂的黏稠度不同，橄欖油乳液的填充效果更好。ZHOU等[24]研究發現脂肪含量的增加（0.05%—0.20%）使凝膠的粗糙度下降并形成良好的網狀結構；而過多的脂肪添加則會增加凝膠的粗糙度，同時導致其質構特性下降。不同種類的油脂對凝膠結構和特性的改善程度不同，XIONG等[28]將此現象歸結為油脂的理化性質差異。

3.2 山茶油影響MP二級結構和三級結構

蛋白質分子的表面疏水性反映其三級結構的展開程度和分子間的聚集能力。本研究中MP-山茶油混合凝膠的表面疏水性指標S0-ANS隨著山茶油含量增加而逐漸上升，在4%時達到最大值后又降低。這表明隨著山茶油的添加，MP在溶液中形成疏水性的微環境逐漸增多，誘導蛋白質分子三級結構充分展開和更多的內部疏水性氨基酸殘基暴露。這些展開的疏水基團有利于凝膠致密網絡結構的形成。當山茶油添加到5%時，多余的油脂吸附在暴露的疏水性基團表面，部分暴露的疏水基團被油脂包埋，同時油脂和蛋白質之間的疏水相互作用產生一定的空間位阻，導致蛋白質分子三級結構無法再深度展開，進而影響凝膠的質構特性。MENG等[29]也發現添加礦物油或玉米油可以誘導MP內部疏水基團的暴露，增強其表面疏水性。HOWELL等[30]報道了玉米油的存在可以誘導溶菌酶的疏水基團暴露。

通過測定總巰基含量能反映二硫鍵的變化。二硫鍵的形成對MP展開后形成新的三級結構和其在加熱過程中的凝膠結構具有穩定作用。添加5%的山茶油導致總巰基含量增加，意味著二硫鍵的減少。這可能是山茶油和蛋白質的聚集覆蓋了部分巰基，無法形成更多的二硫鍵。同時，過量的山茶油導致二硫鍵發生破裂，對蛋白質展開重排后形成的新結構具有去穩作用。ZHOU等[24]發現MP溶液和凝膠中的總巰基含量隨雞脂肪含量的增加而顯著降低，促進了蛋白質凝膠形成牢固的網絡結構，這與本試驗研究結果一致。二硫鍵參與了熱誘導乳化凝膠的形成，能夠維持脂肪顆粒的穩定和網狀結構的交聯，防止凝膠形成過程中油脂的游離滲漏[31]，對維持良好的凝膠特性做出貢獻[25]。

3.3 山茶油添加引起MP凝膠特性變化的原因

一般認為，MP熱誘導凝膠形成的過程是其在加熱的條件下發生變性，蛋白質分子展開與重排的結果。因此，蛋白質分子高級結構變化是形成熱誘導凝膠的關鍵。本研究發現，山茶油添加量與凝膠的硬度、保水性以及-折疊結構含量呈顯著的正相關；蛋白質二級、三級結構變化與凝膠特性也顯著相關。用DSC測定MP樣品時發現，其肌球蛋白的熱變性峰分布在54—63℃，肌動蛋白的熱變性峰集中在68—73℃。山茶油添加量在1%—5%的范圍內對肌球蛋白變性峰的起始溫度沒有影響，但導致終止溫度和熱焓值（△H）顯著下降。這表明山茶油的添加與MP的主要成分肌球蛋白發生相互作用，引起MP分子結構發生變化，通過降低肌球蛋白的變性熱焓而使MP更容易變性。HE等[32]利用DSC法研究了高壓處理對花生分離蛋白熱變性溫度的影響。蔡路昀等[33]研究了不同提取方法對鰈魚骨膠原蛋白熱變性溫度的影響，而未涉及對△H的影響研究。

在熱誘導過程中，山茶油的添加使MP周圍的疏水性微環境發生變化，誘導分子三級結構進一步展開，內部的疏水性氨基酸殘基等基團逐漸暴露，疏水殘基定向移動到油滴表面會發生構象重排；同時，蛋白質分子間的二硫鍵發生聚集，相鄰的蛋白質分子間的相互作用增強以及蛋白-油脂間緊密結合[34]，使山茶油能更穩定地存在于凝膠基質中，進而改善MP凝膠三維網狀結構。而良好致密的凝膠三維網狀結構能更好地保留水分，并具有更強的抗壓能力。

綜上所述，添加山茶油改變MP的微環境，并與MP發生作用，使MP更易變性并導致其二級結構展開以及三級結構改變，進而影響MP凝膠特性。不少學者的研究都發現了蛋白質凝膠特性與其結構有關。KANG等[35]發現-折疊的增加和-螺旋的降低是法蘭克福香腸的硬度和保水性增強的原因。BEATTIE[36]和LIU[37]等的研究結果表明蛋白質在熱處理過程中，-螺旋結構阻礙蛋白質的凝膠化，而-折疊或無規卷曲則促進了蛋白質凝膠網絡的形成，增強了凝膠的質構特性和保水性。

4 結論

山茶油含量顯著影響MP凝膠特性和微觀結構，凝膠硬度、保水性和PT21隨著山茶油添加而顯著增強，MP溶液加熱形成凝膠過程中的G'值逐漸升高。添加4%山茶油的MP具有最佳的凝膠特性和均勻細密的微觀網絡結構，此時MP和山茶油的比例為1﹕0.8。山茶油添加（0—4%）使蛋白質二級結構中-螺旋轉變為-折疊、-轉角和無序卷曲，促進MP分子三級結構逐漸展開，分子內疏水性基團暴露，表面疏水性和二硫鍵交聯增加，使蛋白-蛋白與蛋白-油脂間相互作用增強，形成更加均勻穩定的凝膠網絡結構，最大限度地保留凝膠空間中的水分。而當過多的山茶油參與MP凝膠形成時，蛋白質中的疏水性基團被覆蓋或包埋，二硫鍵含量降低。凝膠基質中多余油脂形成的空間阻礙作用導致蛋白質分子展開度降低，參與凝膠形成的作用力減弱而降低硬度、保水性和微觀結構的均勻性。

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Effects of Camellia Oil on the Properties of Myofibrillar Protein Gel

HAN KeYing, FENG Xiao, YANG YuLing*, LI ShanShan, WEI SuMeng, CHEN YuMin

College of Food Science and Engineering, Nanjing University of Finance and Economics/Collaborative Innovation Center for Modern Grain Circulation and Safety/Key Laboratory of Grains and Oils Quality Control and Processing, Nanjing 210023

【Objective】The effects of camellia oil addition on the properties and the relationship between the properties and structure of myofibrillar protein (MP) gel were studied.The purpose of the research was to provide a theoretical basis for the application of camellia oil in chicken products.【Method】The MP was extracted from chicken breast at 4℃.The MP heat-induced gels in different camellia oil addition were prepared.The changes of hardness, water holding capacity (WHC), moisture distribution of MP gel and rheological properties of MP were measured.Furthermore, the effects of camellia oil on the microstructure, secondary structure were determined by scanning electron microscopy (SEM) and Raman spectroscopy, respectively.Surface hydrophobicity and total sulfhydryl content were used to study the tertiary structure of MP in gels.Meanwhile, the differential scanning calorimetry (DSC) was applied to characterize the thermal properties of MP.Finally, the correlation between camellia oil addition, gel properties and MP structures were analyzed.【Result】After 4% camellia oil addition, the hardness, WHC and the area fraction of bound water (PT21) of MP gel increased and reached to maximum values of 116.60 g, 95.77% and 80.05%, respectively.However, those values decreased as camellia oil addition increased to 5%.For camellia oil content of 4%, the storage modulus (G') and elasticity of MP were the highest, while the surface roughness was the lowest.Meanwhile, MP gels showed more uniform, and compact network structure compared with other groups.It was also found that secondary structure of MP was significantly affected by camellia oil addition (0-5%).The-helix content decreased from 39.94% to 26.07%, and the-sheet content increased from 22.04% to 27.40% with increased camellia oil addition (<0.05).The content of-turn and random coil showed increasing trends.The S0-ANS of MP reached the highest value, and the total sulfhydryl content was the lowest after 4% camellia oil addition.The results showed that the addition of camellia oil promoted the exposure of hydrophobic amino acid residues in protein molecules and the formation of disulfide bond, and changed the tertiary structure of MP in gels.The enhanced aggregation and cross-linking between MP molecules were due to the higher-sheet content and hydrophobic interaction.The correlation analysis indicated that camellia oil addition was significantly correlated with the changes in the gel properties and protein structure (<0.05).The results of DSC showed that camellia oil could interact with MP and reduce the denaturation enthalpy of MP.【Conclusion】The camellia oil addition had a significant effect on the gel properties and structures of MP.The addition of camellia oil changed the microenvironment of MP and interacted with MP, which made the degeneration of MP easier.The secondary structure of MP was unfolded and the tertiary structure was affected after camellia oil addition, which improved the properties of MP gel.When camellia oil concentration was 4%, the properties and three-dimensional network structure of MP composite gel were the best.

camellia oil; myofibrillar protein; gel properties; structure

2021-02-22；

2021-04-13

國家自然科學基金（32001643，31371798）、江蘇省自然科學基金（SBK2020040148）

韓柯穎，E-mail：hankeying97@163.com。馮瀟，E-mail：fengxiao@nufe.edu.cn。韓柯穎和馮瀟為同等貢獻作者。通信000作者楊玉玲，E-mail：yulingy@sina.com

（責任編輯 趙伶俐）