基于美拉德反应的皮蛋蛋白色泽形成机理与定向调控研究

Preserved egg is an original traditional Chinese egg product, and it is popular with consumers. However, researches on identification ingredient of preserved egg color and formation mechanism are extremely weak. Many color problems of restriction industry development, such as the reverse color of product, need to be resolved. Our previous research showed that Maillard reaction induced by alkali is the main way of color formation of preserved egg white. Therefore, preserved egg white will be used as the research object, melanoidins of Maillard reaction products during processing and preservation will be isolated and identified, and their chemical compositions, structures and properties will be determined. The regulation of protein degradation and reducing sugar evolution will be monitored, and precursor compounds of melanoidins in the preserved egg white will be seeked through the analysis of biological relations and correlation. On this basis, simulating pickling processing of preserved egg to construct the model of molecular reaction induced by alkali outside the shell. The change of reactants, intermediates and final products will be detected using the tracer technique, them kinetic model of chemical reaction mechanism will be established. The model of kinetic parameters will be calculated and its changes to clarify the changes law of melanoidins precursor, intermediate and final products, and definitude its color formation and reverse color mechanism. The influence and mechanism of reaction temperature, time, alkali concentration, ionic strength and food additives on Maillard reaction and color of egg white induced by alkali. The aim is to regulate the color of preserved egg white, and provide theoretical basis for controlling the quality of preserved egg.

皮蛋是我国独创的大宗传统蛋制品，深受消费者喜爱。但是，目前对皮蛋色泽形成机理的研究却极其薄弱，产品色泽不均一、返色等制约产业发展的诸多问题亟需解决。我们前期研究表明强碱诱导的美拉德反应是皮蛋蛋白色泽形成的主要途径。因此，本项目将分离纯化皮蛋腌制与贮藏过程中皮蛋蛋白美拉德反应产物类黑精，并确定其化学组成、结构、理化特性及演变规律；同时监测蛋白质降解和还原糖变化规律，并通过生源和相关性分析探寻类黑精形成的前体化合物。在此基础上，模拟皮蛋腌制条件构建壳外碱诱导分子反应模型，利用示踪技术，通过检测反应物、中间产物、最终产物的变化，建立化学反应动力学模型，并计算其模型参数与变化，从而揭示前体物、中间产物和终产物的变化规律，并最终阐明类黑精形成机理。研究反应温度、时间、碱浓度、离子强度以及食品添加剂对碱诱导的蛋清蛋白类黑精形成的影响及机理，达到定向调控皮蛋蛋白色泽的目的，为皮蛋品质的控制提供理论基础。

皮蛋是我国独创的传统蛋制品，深受消费者喜爱。但是当腌制过程中温差较大时以及低温贮藏过程中，皮蛋易发生返色现象。目前对皮蛋色泽形成机理的研究极其薄弱。本项目分别从壳内体系、壳外体系以及单蛋白体系系统研究了温度对皮蛋蛋白色泽的影响和调控机制。研究结果表明，皮蛋蛋白的色泽主要是由碱诱导的美拉德反应产生的，且在不同的腌制温度下，皮蛋蛋白中碱诱导产生的美拉德反应产物并不完全相同，从而造成不同温度下腌制的皮蛋蛋白的颜色差异。半胱氨酸是皮蛋蛋白中发生美拉德反应的主要氨基酸。研究过程中同时发现，皮蛋蛋白具有一定的抗氧化活性，可以进一步开发为天然的抗氧化剂应用到食品工业中。在此基础上，构建壳外碱化模型研究温度在强碱诱导的禽蛋蛋清和卵白蛋白美拉德反应过程中对蛋清（卵白蛋白）色泽、紫外吸光度、荧光强度、pH值、分子结构、氨基酸含量以及抗氧化活性的影响。蛋清模型揭示了蛋清在强碱的作用后其抗氧化活性增强；卵白蛋白模型说明腌制过程中皮蛋蛋白的颜色变化主要是由于强碱诱导的卵白蛋白-还原糖美拉德反应造成的，且强碱作用后，卵白蛋白-葡萄糖体系的抗氧化活性有了显著的提升。基于此，本项目通过液化法与大孔树脂分离相结合的方式分离皮蛋蛋白类黑精，通过测定其溶解特性、色度值、氨基酸组成、紫外光谱、红外光谱、荧光光谱及抗氧化活性等一系列指标得到皮蛋蛋白类黑精的特性。在本项目的资助下，发表了学术论文13篇，其中SCI论文11篇；培养已毕业硕士研究生3名，参加国内学术会议2人次，项目有力地促进了人才培养和学术交流。