藜麥蛋白對低鈉鹽體系中豬肉肌原纖維蛋白凝膠特性的影響

蒙志明 劉瑩 席越陽 朱迎春

摘? 要：分別將3%、6%、9%和12%藜麥蛋白添加到低鈉鹽（0.40 mol/L NaCl、0.10 mol/L KCl和0.05 mol/L CaCl2）豬肉肌原纖維蛋白（myofibrillar protein，MP）體系中，考察藜麥蛋白添加量對復(fù)合蛋白溶液/凝膠的理化性質(zhì)、蛋白二級結(jié)構(gòu)、化學(xué)作用力和微觀結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明：藜麥蛋白的添加提高了MP的凝膠強度、保水性和動態(tài)流變特性，這是因為藜麥蛋白提高了復(fù)合蛋白溶液的蛋白溶解度和ζ-電位絕對值，降低了蛋白粒徑；復(fù)合蛋白體系中的化學(xué)作用力以二硫鍵和疏水作用為主，但是藜麥蛋白的添加提高了離子鍵和氫鍵含量；藜麥蛋白促進了無規(guī)則卷曲向β-折疊和α-螺旋轉(zhuǎn)化，增加了凝膠的穩(wěn)定性；掃描電鏡顯示，藜麥蛋白提高了復(fù)合凝膠的致密程度。綜上，藜麥蛋白作為一種優(yōu)質(zhì)植物蛋白，可以增強MP的凝膠特性，特別是當(dāng)藜麥蛋白添加量為6%～9%時，對低鈉鹽體系中MP凝膠性能的改善效果較好。

關(guān)鍵詞：藜麥蛋白；低鹽體系；肌原纖維蛋白；凝膠特性；蛋白結(jié)構(gòu)

Abstract： In this study， the effects of adding different levels （3%， 6%， 9% and 12%） of quinoa protein on the physicochemical properties， secondary structure， chemical forces， and microstructure of pork myofibrillar protein （MP） in a low-sodium salt system （0.40 mol/L NaCl， 0.10 mol/L KCl and 0.05 mol/L CaCl2） were investigated. The results showed that the gel strength， water retention and dynamic rheological properties of MP were improved by adding quinoa protein， which increased the solubility and the absolute value of ζ-potential of MP， and reduced the particle size. Disulfide bonds and hydrophobic interactions were the dominant chemical forces in the mixed protein system， but the addition of quinine increased the amount of ionic and hydrogen bonds. Fourier transform infrared （FTIR） spectroscopy showed that quinoa protein promoted the transformation of random coils to β-sheets and α-helixes and enhanced the stability of the MP gel. Scanning electron microscopy （SEM） showed that the quinoa protein increased the compactness of the gel. Therefore， quinoa protein， as a high-quality plant protein， can enhance the gel properties of MP. In particular， adding 6%–9% of quinoa protein is most effective in improving the gel properties of MP.

Keywords： quinoa protein; low-sodium salt system; myofibrillar protein; gel properties; protein structure

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20230413-028

中圖分類號：TS251.5? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：

引文格式：

蒙志明， 劉瑩， 席越陽 等. 藜麥蛋白對低鈉鹽體系中豬肉肌原纖維蛋白凝膠特性的影響[J]. 肉類研究， 2023， 37（5）：? . DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20230413-028.? ? http：//www.rlyj.net.cn

MENG Zhiming， LIU Ying， XI Yueyang， et al. Effect of quinoa protein on gel properties of pork myofibrillar protein in low-sodium salt system[J]. Meat Research， 2023， 37（5）：? . （in Chinese with English abstract） DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20230413-028.? ? http：//www.rlyj.net.cn

肉制品在居民膳食結(jié)構(gòu)中占有重要地位，但是在肉制品加工時由于加入的食鹽含量較高，導(dǎo)致消費者攝入較多肉制品時有血壓升高和罹患心腦血管疾病的風(fēng)險[1]。因此，世界衛(wèi)生組織近年來一直倡導(dǎo)消費低鈉鹽食品，實際生產(chǎn)中也常常利用氯化鉀、氯化鎂和氯化鈣等替代部分氯化鈉來生產(chǎn)低鈉鹽肉制品[2]。但是研究發(fā)現(xiàn)，低鈉鹽會使肉制品中的肌原纖維蛋白（myofibrillar protein，MP）凝膠特性變差，產(chǎn)品品質(zhì)下降。因此肉制品低鈉鹽與MP凝膠性差的矛盾成為肉類工業(yè)領(lǐng)域亟需解決的一大難題[3-4]。報道顯示，脂類、多糖、海洋酸類水解物、動植物蛋白質(zhì)和酚類物質(zhì)的加入均可以改善MP的凝膠特性[5]。Diazda等[6]發(fā)現(xiàn)，大豆球蛋白的添加使PSE（pale， soft， exudative）肉的肌球蛋白凝膠強度及保水性均得到提高，當(dāng)肌球蛋白和大豆球蛋白的質(zhì)量比為3︰1時形成的凝膠品質(zhì)最好。Borderías等[7]研究發(fā)現(xiàn)，在魚糜MP中加入8%和10%的豌豆分離蛋白，形成了良好的混合凝膠網(wǎng)絡(luò)，增強了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的構(gòu)象柔性。

山西靜樂縣富產(chǎn)藜麥，被譽為“中國藜麥之鄉(xiāng)”。與其他植物蛋白相比，藜麥蛋白是一種優(yōu)質(zhì)蛋白，營養(yǎng)價值高，氨基酸含量豐富且比例均衡[8]，特別是富含人體必需的8 種氨基酸和嬰幼兒必需的組氨酸。Ogungbenle[9]發(fā)現(xiàn)，藜麥的蛋白含量為13%，遠高于大部分谷物。藜麥蛋白不含膽固醇，長期攝入也不會誘發(fā)慢性代謝疾病，比動物蛋白更有利于人體健康[10]。藜麥蛋白的溶解度高于一般谷物蛋白，并具有很好的穩(wěn)定性，所以在加工時，藜麥蛋白可以較好地保持原有的特性和營養(yǎng)價值。同時，藜麥蛋白能夠提高肉制品的凍融穩(wěn)定性并用來制備Pickering乳液[11]，Cen Kaiyue等[12]研究發(fā)現(xiàn)，藜麥蛋白添加量為5.0%～7.5%（以MP質(zhì)量為基準(zhǔn)）的Pickering乳液加入到MP中能增強分子間的相互作用，促進蛋白結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，改善凝膠性能。

前期實驗優(yōu)化得到MP體系中最佳低鹽配方為0.40 mol/L NaCl、0.10 mol/L KCl和0.05 mol/L CaCl2，此配方可以替代1/3 NaCl來生產(chǎn)低鹽肉制品[13]。但是優(yōu)化得到的低鹽肉制品的凝膠性能略有不足，如將藜麥蛋白與MP進行復(fù)配，不僅可以提高MP的彈性、硬度等凝膠性能，還引入了植物蛋白成分，使動植物營養(yǎng)更加豐富，可以進一步提高肉制品的營養(yǎng)價值和凝膠特性。本研究以前期實驗為基礎(chǔ)建立MP低鹽體系，在該體系中添加不同量的藜麥蛋白，考察藜麥蛋白對MP溶液性質(zhì)（蛋白粒徑、ζ-電位、蛋白溶解度）和MP凝膠特性（凝膠強度、保水性、動態(tài)流變性）的影響，并通過化學(xué)作用力、二級結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)的測定探究藜麥蛋白改變MP凝膠特性的機理，為藜麥蛋白在凝膠型低鹽肉制品中的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)支持。

1? ?材料與方法

1.1? ?材料與試劑

新鮮純種山西黑豬背最長肌（6 月齡公豬，宰后48 h）? ?雙匯冷鮮肉專賣店；金龍魚大豆油? ?晉中市太谷區(qū)家家利超市；藜麥蛋白粉（蛋白含量≥80%）? ?陜西九次方生物科技有限公司。

氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、氯化鎂、硫酸銅、氫氧化鈉、酒石酸鉀、鹽酸、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀、尿素、β-巰基乙醇、溴化鉀、溴酚藍、戊二醛、乙醇、焦磷酸鈉、十二烷基硫酸鈉（sodium dodecyl sulfate，SDS）（均為分析純）? ?天津化學(xué)試劑一廠。

1.2? ?儀器與設(shè)備

5801R離心機? ?德國Eppendorf公司；HY-2調(diào)速多用振蕩器? ?常州國華電器有限公司；BSA-124S-CW電子天平? ?上海精密科學(xué)儀器公司；PB-10 pH計? ?瑞士梅特勒-托利多儀器有限公司；FM-200高剪切均質(zhì)乳化儀? ?上海弗魯克流體機械制造有限公司；UV-1100可見分光光度計? ?上海美譜達儀器有限公司；HH-S4電熱恒溫水浴鍋? ?北京科偉永興儀器有限責(zé)任公司；Nicolet iS5紅外光譜儀? ?美國賽默飛世爾科技公司；TENSOR27傅里葉變換紅外光譜儀? ?德國布魯克分析儀器公司；SM-7500F冷場發(fā)射掃描電子顯微鏡? ?日本電子株式會社；CM-5分光測色儀? ?日本Konica Minolta公司；Zetasizer Nano ZS90電位儀? ?英國Malvern公司；TA.XT Plus質(zhì)構(gòu)儀? ?英國Stable Micro Systems有限公司。

1.3? ?方法

1.3.1? ?實驗設(shè)計

在低鈉鹽模式下（0.4 mol/L NaCl、0.1 mol/L KCl和0.1 mol/L CaCl2，pH 6.2的磷酸鹽緩沖液）將MP配制成質(zhì)量濃度為40 mg/mL的蛋白溶液，將3%、6%、9%和12%（以MP質(zhì)量為基準(zhǔn)）的藜麥蛋白添加到配制好的MP溶液中混合均勻，對復(fù)合蛋白溶液的指標(biāo)（蛋白粒徑、ζ-電位、蛋白溶解度、流變學(xué)特性）進行測定，同時制備熱誘導(dǎo)凝膠，測定凝膠強度、保水性、白度（W）、化學(xué)作用力、蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)等指標(biāo)，并利用電子顯微鏡對凝膠的微觀結(jié)構(gòu)進行觀察。

1.3.2? ?MP的提取

參考Zhou Lei等[14]的方法并進行適當(dāng)修改。將選好的豬背最長肌切碎后稱取6 g放入100 mL離心管中，加入4 倍體積（V/m）的緩沖液Ⅰ（0.1 mol/L NaCl、10 mmol/L Na2HPO4、2 mmol/L MgCl2、pH 7.0），用高速勻漿機B檔（13 000 r/min）勻漿30 s，離心（2 000×g、15 min、2 ℃）棄去上清液。再用緩沖液Ⅰ重復(fù)上述操作2 次，之后用8 倍體積的緩沖液Ⅱ（0.1 mmol/L NaCl）將處理后的沉淀高速勻漿，離心（2 000×g、15 min、2 ℃）棄去上清液，重復(fù)操作2 次，第3次勻漿之后使用2 層紗布過濾掉可見的結(jié)締組織絲狀物，調(diào)節(jié)溶液pH值為6.2，離心（2 000×g、15 min、2 ℃）處理得到沉淀MP。MP需在4 ℃條件下保存，48 h內(nèi)使用。MP中的蛋白濃度通過雙縮脲方法進行測定。

1.3.3? ?MP及混合蛋白溶液中蛋白溶解度測定

參考Benjakul等[15]的方法并略作修改。配制5 mg/mL MP溶液，用1，4-哌嗪二乙磺酸（1，4-piperazinediethane sulfonic，PIPES）緩沖液（0.6 mol/L NaCl、0.02 mol/L MgCl2、0.01 mol/L PIPES、0.01 mol/L Na4P2O7，pH 6.2）定容至10 mL，然后在2 ℃條件下放置4 h，每隔20 min振蕩1 次，4 h后將樣品置于離心機中離心（2 ℃、5 000×g、15 min），取上清液用雙縮脲法測定蛋白含量。

MP及混合蛋白溶液中蛋白溶解度按式（1）計算。

式中：ρ1為上清液中的蛋白質(zhì)量濃度/（g/mL）；ρ2為所配制溶液中的蛋白質(zhì)量濃度/（g/mL）。

1.3.4? ?MP及混合蛋白溶液中蛋白粒徑和ζ-電位測定

參考Shen Lan等[16]的方法并略作修改。分別取配制好的1 mL 2 mg/mL蛋白溶液放入Zeta電位儀測定蛋白粒徑分布和ζ-電位，溫度設(shè)置為25 ℃。

1.3.5? ?流變學(xué)特性測定

參考Zhao Yinyu等[17]的方法并略作修改。用流變儀測定樣品的動態(tài)流變學(xué)特性，采用50 mm平板測試，將樣品均勻涂布于測試平臺，排除氣泡。測試參數(shù)：頻率0.1 Hz，應(yīng)變2%，上下狹縫寬度1 mm，起始溫度30 ℃，升溫速率2 ℃/min，終止溫度90 ℃。測定過程中溶液與空氣接觸處加一層硅油密封，防止加熱過程中水分揮發(fā)流失。

1.3.6? ?復(fù)合MP凝膠的制備

參考Lin Duanquan等[18]的方法略作修改。使用磷酸鹽緩沖液將MP配制成質(zhì)量濃度為40 mg/mL的蛋白溶液，將3%、6%、9%和12%（以MP質(zhì)量為基準(zhǔn)）的藜麥蛋白添加到配制好的MP溶液中，攪拌均勻，以不添加藜麥蛋白的MP溶液為對照組。所得到的溶液采用二次加熱法，先在40 ℃水浴條件下加熱30 min，再于80 ℃水浴中加熱30 min，之后快速放入冰水中冷卻30 min，最后將得到的凝膠放入4 ℃條件下平衡24 h。

1.3.7? ?復(fù)合MP凝膠保水性測定

參考Sánchez-González等[19]的方法并略作修改。將凝膠放于離心管中，稱凝膠樣品與離心管質(zhì)量，將樣品置于離心機中離心（5 000 r/min、15 min），稱量離心管與樣品的質(zhì)量，樣品的保水性按式（2）計算。

式中：m0為離心管質(zhì)量/g；m1為離心后離心管與樣品質(zhì)量/g；m2為凝膠樣品與離心管質(zhì)量/g。

1.3.8? ?復(fù)合MP凝膠強度測定

參考Zhou Lei等[20]的方法并略作修改，測定參數(shù)：10 mm探頭，測前速率2 mm/s，測試速率2 mm/s，測后速率2 mm/s，下壓深度5 mm，測試前距離40 mm，觸發(fā)力4 g。

1.3.9? ?復(fù)合MP凝膠色澤測定

用色差儀測量復(fù)合MP凝膠不同位置的色差，記錄亮度值（L*）、紅綠值（a*）和黃藍值（b*），分別計算W，取其平均值。W按式（3）計算。

1.3.10? ?復(fù)合MP凝膠化學(xué)作用力測定

參考Jiang Jiang等[21]的方法并略作修改。稱取2 g制備好的凝膠樣品于50 mL離心管中，加入18 mL溶解液高速勻漿30 s形成均勻的混合溶液。將混合溶液在80 ℃加熱30 min，冷卻至室溫，然后5 000 r/min離心15 min，測定上清液的蛋白質(zhì)含量。

不同溶解液分別為：0.05 mol/L NaCl（SA）、0.6 mol/L NaCl（SB）、0.6 mol/L NaCl＋1.5 mol/L尿素（SC）、0.6 mol/L NaCl＋8 mol/L尿素（SD）、0.6 mol/L NaCl＋8 mol/L尿素＋0.05 mol/L β-巰基乙醇（SE）。不同化學(xué)作用力分別用不同組間上清液蛋白質(zhì)量濃度之差表示：離子鍵表示為SB與SA組之差，氫鍵表示為SC與SB組之差，疏水作用力表示為SD與SC組之差，二硫鍵表示為SE與SD組之差。

1.3.11? ?復(fù)合MP凝膠二級結(jié)構(gòu)測定

參考Nian Linyu等[22]的方法并略作修改。稱取10 mg凍干的MP凝膠粉末樣品，加入1 g溴化鉀，研磨成均勻的粉末狀，之后用壓片機將樣品壓成透明片狀。使用傅里葉變換紅外光譜儀掃描測量，波長范圍為400～4 000 cm－1。利用Peakfit 4.12處理，計算其二級結(jié)構(gòu)的相對含量。

1.3.12? ?復(fù)合MP凝膠微觀結(jié)構(gòu)觀察

參考Guo Yalong等[23]的方法并略作修改。將制備好的凝膠樣品切成2 mm×2 mm×1 mm的形狀，用體積分?jǐn)?shù)2.5%的戊二醛溶液4 ℃條件下固定12 h，用0.1 mol/L磷酸鹽緩沖溶液（pH 7.2）洗3 次，每次15 min，然后依次用體積分?jǐn)?shù)50%、70%、80%、90%和100%乙醇溶液脫水15 min，樣品進行冷凍干燥。將冷凍干燥后的樣品放在樣品臺上，樣品表面噴金，掃描電子顯微鏡下觀察樣品微觀結(jié)構(gòu)。

1.4? ?數(shù)據(jù)處理

實驗均重復(fù)3 次，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。通過Microsoft Excel 2010軟件計算平均值及標(biāo)準(zhǔn)差，Statistix 8.1軟件（美國Statistical Analysis System公司）進行數(shù)據(jù)顯著性差異分析（顯著水平為P＜0.05），使用Origin 2021軟件（美國OriginLab公司）繪圖。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ?藜麥蛋白添加量對蛋白溶解度的影響

蛋白溶解度是蛋白非常重要的理化特性之一，直接影響蛋白的穩(wěn)定、乳化、凝膠等功能性質(zhì)，蛋白質(zhì)的功能特性只有在蛋白質(zhì)處于較高溶解狀態(tài)下才能表現(xiàn)[24]。由圖1可知，對照組的蛋白溶解度為14.09%，隨著藜麥蛋白的添加，蛋白溶解度呈顯著上升的趨勢（P＜0.05）。當(dāng)藜麥蛋白添加量為12%，蛋白溶解度升至最高值69.41%。藜麥蛋白為水溶性蛋白，主要由清蛋白和球蛋白組成，醇溶蛋白和谷蛋白含量較低，故溶解性比一般谷物蛋白的溶解性要高[25]，所以隨著藜麥蛋白添加量的增多，復(fù)合溶液的蛋白溶解度顯著增大（P＜0.05）。

2.2? ?藜麥蛋白添加量對復(fù)合蛋白溶液粒徑的影響

復(fù)合蛋白溶液中分散相中的微粒大小和粒徑分布會影響溶液的穩(wěn)定性和功能特性，是評價蛋白質(zhì)聚集程度的重要指標(biāo)[26]。由圖2可知，對照組的平均粒徑為143.97 nm，藜麥蛋白的添加降低了復(fù)合蛋白溶液的平均粒徑。這是由于藜麥蛋白是植物蛋白，本身具有較小的粒徑，加入之后可以降低復(fù)合溶液的平均粒徑，從而使MP溶液體系分散更加均勻，特別是當(dāng)藜麥蛋白添加量為6%時，復(fù)合蛋白溶液平均粒徑達到最小值121.17 nm。但是當(dāng)藜麥蛋白添加量大于6%時，復(fù)合蛋白溶液平均粒徑呈現(xiàn)增大的趨勢，這可能是因為添加過量的藜麥蛋白提高了蛋白濃度，高濃度的蛋白分子碰撞幾率變大，促進蛋白聚集，從而增大了蛋白粒徑[27]。

2.3? ?藜麥蛋白添加量對復(fù)合蛋白溶液ζ-電位的影響

一般來說，ζ-電位代表蛋白質(zhì)表面的電荷，可以描述蛋白質(zhì)之間的靜電相互作用。當(dāng)ζ-電位的絕對值較高時，有利于蛋白質(zhì)分散，當(dāng)ζ-電位的絕對值較低時，蛋白質(zhì)會發(fā)生聚集[28]。由圖3可知，所有組ζ-電位值均為負(fù)值，說明體系的顆粒表面帶有負(fù)電荷。對照組ζ-電位絕對值為0.411 mV，藜麥蛋白添加組的ζ-電位絕對值則提高到0.623～1.623 mV，這可能是由于藜麥蛋白中谷氨酸和天冬氨酸所攜帶的羧基基團增加了體系中的負(fù)電荷數(shù)量。Shen Yanting等[29]的研究也表明，藜麥分離蛋白可以改變電荷分布。特別是藜麥蛋白添加量為6%時，ζ-電位絕對值達到最大且比對照組增加1.212 mV，這時混合體系中負(fù)電荷數(shù)量達到最大值，由于同性電荷相互排斥，使得顆粒之間不易發(fā)生相互靠近，蛋白質(zhì)發(fā)生絮凝的幾率減小，進而增加了溶液的物理穩(wěn)定性。藜麥蛋白添加量大于6%時，ζ-電位絕對值下降，這可能是因為過量的藜麥蛋白聚集產(chǎn)生的靜電屏蔽作用[30]。

2.4? ?藜麥蛋白添加量對復(fù)合凝膠動態(tài)流變特性的影響

儲能模量（G）可以用來反映MP復(fù)合凝膠形成過程中的凝膠強度，一般G越大，彈性越好，也就越有利于凝膠的形成。損耗模量（G）也稱為黏性模量，反映樣品的黏性特征[31]。由圖4可知，G和G的變化趨勢基本一致。在50 ℃以前，G和G基本保持不變，這一階段是蛋白溶液受熱形成凝膠的初始階段，主要由肌球蛋白的運動和聚集產(chǎn)生，因為運動較弱，不足以使G和G發(fā)生改變[32]。50～70 ℃，G和G緩慢上升。當(dāng)加熱溫度高于70 ℃時，G和G呈現(xiàn)出較為明顯的上升趨勢。50 ℃是肌球蛋白的變性溫度[33]，當(dāng)加熱溫度超過50 ℃時，肌球蛋白部分結(jié)構(gòu)展開，蛋白之間發(fā)生相互作用，開始形成凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。當(dāng)加熱溫度超過70 ℃時，蛋白受熱變性，結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，促進了疏水鍵、二硫鍵等化學(xué)鍵的形成，使得G和G迅速增大，G和G的提高有利于加強蛋白質(zhì)的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而促進MP內(nèi)部三維凝膠基質(zhì)的形成[34]。添加藜麥蛋白后復(fù)合蛋白溶液的G和G均大于對照組，且當(dāng)藜麥蛋白添加量為6%時，G和G均達到最大值。這是因為在熱誘導(dǎo)凝膠過程中，藜麥蛋白變性使結(jié)構(gòu)展開，增強了與MP之間的交聯(lián)程度，形成的凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更充分[35]，從而產(chǎn)生更大的黏彈性。

2.5? ?藜麥蛋白添加量對復(fù)合凝膠保水性的影響

凝膠保水性是指凝膠受到外力作用時能保持原有水分和添加水分的能力，可以反映蛋白質(zhì)與水之間的相互作用，是評價凝膠品質(zhì)的重要指標(biāo)[36]。由圖5可知，對照組凝膠的保水性為57.57%，添加藜麥蛋白后，復(fù)合凝膠的保水性升高至65.98%～70.51%，這可能是因為藜麥蛋白自身具有較好的吸濕性，且藜麥蛋白與MP發(fā)生交聯(lián)形成穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使更多的水分子可以進入到凝膠的三維空間結(jié)構(gòu)中，因此導(dǎo)致復(fù)合凝膠的保水性增加[37]。徐祖東等[38]也報道藜麥可以增加鯛魚魚糜凝膠的持水力。當(dāng)藜麥蛋白添加量為3%～9%時，復(fù)合凝膠的保水性隨藜麥蛋白添加量的增加而增加，并在添加量為9%時達到峰值70.51%，但是當(dāng)藜麥蛋白添加量為12%時，復(fù)合凝膠保水性略有下降。這可能是因為過量的藜麥蛋白使得蛋白質(zhì)分子間發(fā)生過度交聯(lián)，蛋白質(zhì)發(fā)生聚沉，導(dǎo)致水合能力下降[39]。

2.6? ?藜麥蛋白添加量對復(fù)合蛋白凝膠強度的影響

凝膠強度是破斷力和破斷距離的乘積，是MP凝膠的重要參數(shù)，關(guān)系到肉制品的品質(zhì)[40]。由圖6可知，對照組凝膠強度為6.936 2 g·mm，添加3%～12%藜麥蛋白時，復(fù)合凝膠強度顯著高于對照組（P＜0.05），且在藜麥蛋白添加量為9%時凝膠強度達到最大值13.596 6 g·mm，與對照組相比，凝膠強度增加96.02%。凝膠強度提高的原因可以從兩方面解釋：一是藜麥蛋白本身具有較好的凝膠性，且它的凝膠強度高于其他植物蛋白[25]，因此在香腸的生產(chǎn)中也常常利用這種性質(zhì)來提升產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)特性；二是在二段加熱處理過程中，藜麥蛋白與MP分子產(chǎn)生交聯(lián)，形成了更為穩(wěn)定的三維凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而改善了MP的凝膠特性[41]。Alakhrash等[42]也報道了燕麥蛋白等植物蛋白可以提高MP的凝膠強度。

2.7? ?藜麥蛋白添加量對復(fù)合凝膠W的影響

W是評價凝膠類肉制品色澤的指標(biāo)。由圖7可知，對照組的W為71.64，添加藜麥蛋白后，復(fù)合凝膠的W下降為65.63～69.25。復(fù)合凝膠W降低是因為藜麥蛋白自身呈黃褐色，添加到豬肉MP中使得制成的凝膠W下降。但是整體來看，除藜麥蛋白添加量為3%和12%外，6%和9%的添加量使復(fù)合凝膠的W維持在68.74～69.25，與對照組W相差較小，在可接受的范圍內(nèi)。

2.8? ?藜麥蛋白添加量對復(fù)合凝膠化學(xué)作用力的影響

凝膠是蛋白質(zhì)經(jīng)過熱處理使結(jié)構(gòu)充分展開導(dǎo)致內(nèi)部的巰基和疏水基團暴露，從而促進氫鍵和二硫鍵等化學(xué)作用力的產(chǎn)生而形成的。由圖8可知，對照組中離子鍵、氫鍵、疏水相互作用和二硫鍵含量分別為0.301 9、0.220 3、3.247 4、1.909 3 g/L，MP凝膠的形成是通過離子鍵、氫鍵、疏水相互作用和二硫鍵等化學(xué)作用力共同維持的，其中疏水相互作用和二硫鍵含量最高，為主導(dǎo)作用力。翟璐等[43]研究也認(rèn)為，疏水相互作用和二硫鍵是維持魚糜凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的主要作用力。添加藜麥蛋白后，復(fù)合凝膠化學(xué)作用力發(fā)生變化，其中離子鍵和氫鍵的含量增加且與藜麥蛋白添加量呈正相關(guān)，當(dāng)藜麥蛋白添加量為12%時，氫鍵（0.677 2 g/L）和離子鍵含量（0.922 0 g/L）達到最高值。通過氫鍵和離子鍵作用使藜麥蛋白-MP的結(jié)合更加緊密，從而使復(fù)合蛋白具有較好的凝膠性。Song Mengkun等[44]的研究證實了小麥蛋白和蕎麥蛋白之間通過氫鍵使多肽鏈的排列更加緊密。Niu Haili等[45]研究也認(rèn)為，大豆蛋白等植物蛋白可以為周圍水分子提供更多的氫鍵結(jié)合位點，從而使復(fù)合蛋白中的氫鍵含量增多，蛋白質(zhì)之間的交聯(lián)程度增大，復(fù)合蛋白的保水性增強。Gao Xia等[46]認(rèn)為，離子鍵雖然不是蛋白質(zhì)折疊的主要化學(xué)作用力，但是在蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性方面起到了重要作用。藜麥蛋白中含有豐富的賴氨酸等極性氨基酸[25]，與加熱過程中MP內(nèi)部暴露的功能基團形成離子鍵，隨著藜麥蛋白含量的增多，離子鍵含量持續(xù)增加[47]。

復(fù)合MP凝膠體系中疏水相互作用力和二硫鍵的變化與離子鍵和氫鍵有所不同。當(dāng)藜麥蛋白添加量為3%時，疏水相互作用和二硫鍵含量上升，這可能是因為藜麥蛋白富含半胱氨酸[48]，在加熱過程中，藜麥蛋白受熱導(dǎo)致結(jié)構(gòu)打開，致使半胱氨酸側(cè)鏈中的疏水鍵和巰基更多地暴露在環(huán)境中，促進了疏水作用力和二硫鍵的形成[49]。但是當(dāng)藜麥蛋白添加量大于3%時，二者含量低于對照組。

2.9? ?藜麥蛋白添加量對復(fù)合凝膠蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的影響

二級結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)形成空間結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，利用傅里葉紅外光譜研究蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)變化，發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)在1 600～1 700 cm－1的范圍內(nèi)，其中1 600～1 640、1 640～1 650、1 650～1 660、1 660～1 700 cm－1分別歸屬于β-折疊、無規(guī)則卷曲、α-螺旋和β-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)[50]。由傅里葉變換紅外圖譜計算出各組蛋白中二級結(jié)構(gòu)相對含量的變化。

由表1可知，對照組的β-折疊、無規(guī)則卷曲、α-螺旋和β-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)相對含量分別為32.54%、24.53%、21.19%、21.74%。與對照組相比，添加藜麥蛋白后蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)雖無顯著變化（P＜0.05），但仍舊表現(xiàn)為β-折疊和α-螺旋相對含量增多，無規(guī)則卷曲和β-轉(zhuǎn)角相對含量下降，這說明藜麥蛋白的添加會促使無規(guī)則卷曲結(jié)構(gòu)向β-折疊和α-螺旋結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化。通常認(rèn)為α-螺旋與β-折疊是屬于相對有序的空間結(jié)構(gòu)，而β-轉(zhuǎn)角和無規(guī)則卷曲被認(rèn)為是相對無序的空間結(jié)構(gòu)[51]。β-折疊和α-螺旋結(jié)構(gòu)的增多有利于高溫誘導(dǎo)蛋白質(zhì)相互交聯(lián)，從而提升凝膠強度[52]。藜麥蛋白添加量為3%～9%時，復(fù)合凝膠中β-折疊和α-螺旋相對含量均大于對照組，因此凝膠強度得到加強，這與文中凝膠強度的測定結(jié)果相一致。Li Yan等[53]的研究也表明，β-折疊和α-螺旋含量的增多會使MP凝膠強度增強。

2.10? ?復(fù)合凝膠掃描電鏡圖

由圖9可知，對照組微觀結(jié)構(gòu)較為粗糙，出現(xiàn)大小不一的孔隙。藜麥蛋白的添加使復(fù)合凝膠整體結(jié)構(gòu)變得致密，粗糙度降低，呈現(xiàn)較為光滑的表面，這說明藜麥蛋白提高了凝膠強度，改善了MP凝膠的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。凝膠受熱過程中，MP變性導(dǎo)致水分流失，形成了對照組中可觀察到的孔隙。而藜麥蛋白與MP混合以后，經(jīng)過受熱作用形成網(wǎng)狀凝膠，藜麥蛋白填充在MP受熱形成的三維網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中[54]，并依靠氫鍵和離子鍵等的作用進一步提高對凝膠中水分子的吸附能力，不僅增加了保水性，使水分不易流出，同時也使凝膠結(jié)構(gòu)變得更加致密、平滑。

3? ?結(jié)? 論

本研究在低鹽MP溶液體系中分別添加3%、6%、9%和12%的藜麥蛋白，考察藜麥蛋白對MP凝膠特性的影響，研究發(fā)現(xiàn)，在MP中添加的藜麥蛋白和MP產(chǎn)生相互作用，增加了復(fù)合體系中的氫鍵和離子鍵，使復(fù)合溶液的蛋白溶解度和ζ-電位絕對值增加，蛋白粒徑下降，促使無規(guī)則卷曲向β-折疊和α-螺旋轉(zhuǎn)化，蛋白結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定，從而提高了MP復(fù)合凝膠的保水性、凝膠強度和流變特性。綜上，本研究通過鈉鹽替代和藜麥蛋白的添加可以在降低鈉鹽含量的基礎(chǔ)上同時保證凝膠類肉制品有較好凝膠特性，為高品質(zhì)凝膠類肉制品的生產(chǎn)提供了參考依據(jù)。但是本研究僅在藜麥蛋白和MP復(fù)合溶液/凝膠體系中研究了低鈉鹽模式下藜麥蛋白與MP之間的相互作用，關(guān)于加工方式對復(fù)合蛋白體系凝膠特性的影響及分子水平上二者相互作用的機制有待進一步研究。

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