低钠条件下肌球蛋白热凝胶形成机制的研究

降低钠含量同时又能保证产品的良好品质，成为凝胶类肉制品行业亟待解决的问题。本课题以畜禽肉（鸡肉或兔肉）骨骼肌肌球蛋白单体为实验对象，研究几种阴离子、氯化咸味肽替代部分食盐，以及不同洗脱方式（水洗脱、盐溶液洗脱、酸溶液洗脱、碱溶液洗脱）和等电点法处理，对肌球蛋白热凝胶特性（质构特性、动态黏弹性、保水性）的影响；在此基础上，利用化学力测定技术、微量差示热量扫描技术、拉曼光谱、动态和静态激光光散射、粒度仪分析、电泳和质谱技术、冷冻电镜和显微切割技术，测定肌球蛋白分子及其主要酶解片段的生化特性（二级、三四级结构、ATPase活性、巯基、疏水基团）变化，以及热凝胶形成过程中的热力学指标变化和聚集体形成过程，根据分形理论建立低钠条件下的热凝胶形成动力学模型，并从分子结构/构象和各种化学作用力对凝胶形成贡献的角度，阐明低钠条件下肌球蛋白热凝胶形成机制，为低钠凝胶类肉制品的开发提供理论指导和技术支持。

膳食钠的过量摄入容易引起高血压，而高血压是心脑血管疾病的主要诱因。越来越多的消费者希望购买低钠肉制品，因此降低肉制品中的钠含量成为热门研究领域。但是肌球蛋白在高盐条件下才溶解，所以肉制品一般需要添加2%左右的食盐才会有适宜的质构和口感。降低氯化钠添加量的常用方法是以其他氯化盐（如加入30% KCl）或非肉辅料（如磷酸盐和膳食纤维）部分替代，但是这会影响产品质构和色泽，也会使产品有苦味或金属味。因此本课题通过创新生产工艺的方法降低肌球蛋白热凝胶形成所需的食盐添加量，并探索其低钠热凝胶的形成机制。本项目研究了钠离子和氯离子与肌球蛋白的结合特性，对比了组氨酸、咸味肽和几种阴离子对肌球蛋白低钠热凝胶形成的影响，并讨论了霍夫曼离子效应。随后研究了采用新工艺（洗脱后pH值调整、等电点沉淀/溶解处理）直接降低肌球蛋白热凝胶形成所需食盐添加量的可行性。随后测定了肌球蛋白及其主要酶解片段加热前后的生化特性（溶解度，酶活性，二三四级结构，巯基等功能基团暴露）以及加热过程中变性和聚集的动力学过程。根据分形理论建立低钠条件下的肌球蛋白热凝胶形成动力学模型，并从分子结构/构象和各种化学作用力对凝胶形成贡献的角度，阐明低钠条件下肌球蛋白热凝胶形成机制。结果表明，氯离子与肌球蛋白的结合系数和结合位点数均显著高于钠离子。组氨酸和咸味肽都能够降低肌球蛋白凝胶形成所需的离子强度。很多阴离子有较强的凝胶形成能力，复配的阴离子的凝胶能力更高，但此时肌球蛋白的溶解度低于氯化钠对照组。洗脱去除6种结构蛋白后将pH值调至中性使肌纤维吸水溶胀，肌球蛋白分子构象与对照组没有差异，分子表面主要功能基团含量甚至高于对照组，因此肌球蛋白不溶解也可以形成高保水性和质构特性的凝胶。ISP处理后的肌球蛋白分子构象与对照组差异显著，但是分子表面主要成胶基团的含量相似。对比凝胶动力学模型的主要参数后发现，洗脱结合pH值调整或ISP处理虽然会影响孔径均值，但不会改变凝胶分形维和孔隙率，而后两者是三维凝胶网络形成的关键。