仙草-肌肉蛋白凝胶形成机理、构效关系及抑菌保鲜特性研究

国外研究卡拉胶、磷酸盐等与肌肉蛋白凝胶形成机理及控制方法，产生了西式成型肉制品加工技术，带来巨大经济效益。仙草为我国药食两用特色资源。本课题组研究表明，仙草萃取物能有效改善肌肉蛋白胶凝特性，且有防腐保鲜功能，故2010年国基评审时1位专家建议优先资助，2位专家同意资助。但学科专家担心未对仙草萃取物进一步分离纯化及各成分功能特性研究，有可能导致凝胶和防腐保鲜机理不清而最终未得到资助。.本研究拟进一步分离纯化仙草功能成分，同时考虑磷酸盐、pH、温度等的影响，研究仙草有效成分与肌肉盐溶蛋白形态和结构、蛋白及蛋白链解聚、热焓变化、分子间作用力变化、凝胶微观结构的影响及相互作用机理；同时系统研究仙草防腐保鲜机理。研究有望探明仙草与肌肉蛋白凝胶成型机理、构效关系及控制方法，确定仙草抑菌、保鲜机制，不仅可丰富凝胶肉制品理论，指导研发新型凝胶低温肉制品添加剂，且可促进中国特有的仙草凝胶肉制品的发展。

本研究从仙草中分离纯化得到仙草胶，从猪肉背最长肌中提取SSMP，首次研究了仙草胶对SSMP凝胶特性的影响，及其与木薯淀粉共同添加时对SSMP凝胶的交互协同或者拮抗效应，分析了仙草胶对SSMP凝胶形成过程中化学作用力、蛋白质化学键、蛋白分解聚合变化、凝胶微观结构的影响，探讨仙草胶与SSMP作用机制，同时研究了仙草胶对凝胶肉制品的品质改善和抑菌保鲜效果。结果表明：仙草胶的主要成分为多糖（占90.52%），多糖中糖醛酸含量为38.3%，其余61.7%为中性多糖；体外抗氧化实验表明，在一定浓度范围内，随着浓度增加，仙草胶抗氧化活性逐渐增强。仙草胶添加量对SSMP凝胶质构特性有显著影响，当仙草胶添加量为0.15%时（以蛋白液质量为100%），猪肉盐溶蛋白凝胶硬度、咀嚼性和弹性最高，比未添加仙草胶组分别提高了26%、34%和2.4%，保水性和对照组差异不显著（P>0.05）；pH对0.15%仙草胶-SSMP凝胶的硬度、咀嚼性和保水性均有显著影响（P<0.05），pH在5.8到7.0范围内，凝胶保水性随着pH上升逐渐增大，而凝胶硬度和咀嚼性呈现先增加后降低趋势，在pH为6.2时达到最高。对比了单独SSMP和添加了0.15%仙草胶的SSMP体系热诱导凝胶形成过程中的各种化学作用力、蛋白变性程度、氧化程度和分子量的变化，发现仙草胶在凝胶体系中不仅是简单的物理填充效应，而且通过化学键键合作用提高了凝胶的性能。利用低场核磁共振和扫描电镜分析了凝胶的水分状态分布和微观结构变化，发现4组凝胶水分中不易流动水比例占绝大部分，其大小顺序与凝胶保水性顺序相同，均为复配组>淀粉组>仙草组（对照组），而对照组与仙草组差异不显著（P>0.05），说明保水性的提高与增加了体系的不易流动水而降低了自由水比例有关；微观结构分析表明，木薯淀粉在蛋白体系中主要通过“填充效应”改善了凝胶网络结构，而仙草胶则促进了蛋白凝胶网络之间的交联，凝胶网络结构更紧密，当仙草胶和木薯淀粉复配添加时，不仅凝胶更加细密，淀粉分子还贯穿在蛋白网络中，凝胶结构最好。最后研究了仙草胶对凝胶肉制品品质影响，结果表明：仙草胶不仅能改善猪肉丸的质构特性，还显著提高了肉丸的抗氧化能力（P<0.05）。同时研究了仙草胶-蛋白复合可食膜抗菌、保鲜性能，系统分析仙草胶复合膜的形成过程中体系一、二、三、四级结构变化，探索仙草胶与蛋白的相互作用机制。