玉米皮阿拉伯木聚糖提高鳙鱼肌原纤维蛋白稳定性的作用和机制

Myofibril protein (Mf) of fish was widely used in processing aquatic products. Fish Mf was more sensitive to external conditions than that of other vertebrates. The stability of fish Mf was improved by glucose, lactose, fucose, et al. through Maillard reaction, which caused partial lysine losing. An important structural feature of arabinoxylan(AX) is that it is substituted by p-coumaric acid and ferulic acid side chains, which creats covalent intermolecular reactions. Studies showed that the stability of several proteins could be improved by ferulic acid side chains. While the mechanism was not so clear. In this subject, the structure properties of arabinoxylan from maize bran and the stability improvement of myofibrillar protein of bighead carp by them are to be studied. Relationship between structure properties of AX and the stability improvement effects are to be determined. By fluorescence anisotropy method combined with atomic force microscope (AFM) probe techniques and NMR, the mechanism is to be studied. This subject could provide a technology platform for comprehensive use of byproducts of maize processing industry and theoretical foundation for aquatic processing by solving the problem of lysine losing when reacted with partial saccharides.

鱼蛋白中的肌原纤维蛋白（Mf）广泛用于水产品加工。鱼Mf较其他脊椎动物的Mf易受外界条件作用变性。葡萄糖、乳糖及海藻糖等通过美拉德反应提高鱼Mf的稳定性，同时造成部分赖氨酸损失。玉米皮阿拉伯木聚糖（AX）的重要结构特点是分子上连接大量羟基桂皮酸、阿魏酸等基团，可参与重要的化学反应。有研究表明阿魏酸基团可提高多种蛋白质的稳定性，其作用机理尚不明确。本项目拟通过研究玉米皮AX的结构特性及其提高鳙鱼Mf稳定性的作用，重点综合考虑鳙鱼Mf的凝胶特性、低盐溶解性、热稳定性、酸碱稳定性及乳化稳定性五个方面，建立玉米皮AX的结构特性与其提高鳙鱼Mf稳定性作用之间的关系，并采用荧光各向异性法结合原子力显微镜探针技术和核磁共振等手段研究两者之间的相互作用，解释其作用机理。本课题的研究为玉米加工副产物的综合利用提供技术平台，并解决部分糖类在提高鱼蛋白质稳定性的同时，赖氨酸损失的问题，为水产品加工提供理论依据。

本项目通过研究复合酶法提取玉米皮AX的结构特性及其提高鳙鱼（myofibrillar protein, Mf）稳定性的作用，建立玉米皮（arabinoxylans，AXs）的结构特性与其提高鳙鱼Mf稳定性作用之间的关系。主要结果如下：.（1）采用复合酶法提取玉米皮AXs。筛选了常用的木聚糖酶，结果表明采用木聚糖酶Amano HC 90提取得到的提取物中玉米皮AXs得率、AXs含量、糖醛酸含量均较高（P<0.05）；且分子量较大的组分含量较高（P<0.05）。同时将木聚糖酶Amano HC 90与纤维素酶复配，确定了复配比例。采用中心组合试验设计（CCD）方法设计响应面试验优化，确定最佳提取工艺条件。采用复合酶法提取的玉米皮AXs得率和AXs含量均较高。采用酶法提取玉米皮AXs条件温和，且绿色无污染，代表了AXs加工技术的发展方向。.（2）用乙醇对复合酶法最佳提取工艺条件下得到的提取物进行分级沉淀得到4个组分F20、F40、F60及F90，其中F60和F90组分的得率和AXs含量均显著高于F20和F40组分（P<0.05）；F60和F90组分的A/X和Mw/Mn均显著低于F20和F40组分（P<0.05），说明F60和F90两个组分取代度较大，且分子量分布较为集中；F90的糖醛酸含量显著高于其他组分（P<0.05）；F60的Mw为19.27±0.66×104，显著高于F20、F40和F90（P<0.05）；因此本研究选择F60和F90两个组分，研究其对鳙鱼Mf稳定性的影响。.（3）将玉米皮AXs添加至鳙鱼Mf，蛋白变性温度增高；添加玉米皮AXs后，鳙鱼Mf的溶解性增大，乳化性和乳化稳定性显著提高（P<0.05）；添加玉米皮AXs，鳙鱼Mf热致胶凝过程中的凝胶弹性较空白组明显增大，添加F60时，弹性的变化规律与添加蔗糖时相当；添加F60和F90时，鳙鱼Mf弹性均高于添加海藻糖的对照样品；添加玉米皮AXs时，鳙鱼Mf的凝胶硬度增大。综上所述，添加玉米皮AXs有利于提高鳙鱼Mf的稳定性和凝胶性质。. 本项目的研究结果可为玉米深加工副产物的综合利用提供理论依据，并为水产品加工提供技术支持。