淡水鱼肌原纤维蛋白的聚集对鱼糜凝胶特性的影响及其机制

蛋白质的聚集是蛋白质分子之间发生相互作用，形成高分子量复合物的过程，其聚集行为和聚集体结构是影响蛋白类凝胶产品质构和功能特性的重要因素。对蛋白质聚集过程的清楚理解，将有助于通过对加工条件的改变，来精确控制蛋白质的聚集行为，以获得理想质构特征和功能特性的蛋白质凝胶类产品或素材。.本项目拟选取淡水鱼（白鲢、草鱼和鳡鱼）肌原纤维蛋白为对象，利用激光拉曼光谱、激光光散射仪、原子力显微镜、示差量热扫描仪、核磁共振以及动态流变仪等分析测试技术研究加工条件对淡水鱼肌原纤维蛋白聚集行为的影响，聚集过程中蛋白质分子结构的变化以及凝胶体系中水分存在状态的变化，聚集体结构对鱼糜凝胶宏观特性的影响，并拟建立它们之间的相互关系，尝试用高分子物理理论解释肌原纤维蛋白的凝胶形成机理，为实现鱼糜凝胶形成过程和产品特性控制奠定理论基础。

如何利用淡水鱼生产品质优良的鱼糜凝胶制品是水产品加工领域研究的重要课题。蛋白质的聚集行为是影响蛋白类凝胶产品质构和功能特性的重要因素。本项目以淡水鱼（草鱼，鳡鱼或白鲢、）为对象，主要研究了蛋白质浓度、热历史以及CaCl2对肌动球蛋白和肌球蛋白的聚集行为、蛋白质二级结构和凝胶特性的影响，以及鱼糜凝胶形成过程微结构以及水分状态的变化。主要研究结果如下：（1）蛋白质浓度对鱼糜、肌动球蛋白和肌球蛋白聚集的影响。在热诱导凝胶形成过程中，鳡和草鱼鱼糜、肌动球蛋白和肌球蛋白的弹性模量G’ 随蛋白浓度的增加而增加，而凝胶化温度和凝胶形成活化能则下降。相同蛋白质浓度的鳡鱼糜、肌动球蛋白和肌球蛋白的G'高于草鱼的，凝胶形成过程的表观活化能Ea均低于草鱼的。（2）热历史对鱼糜、肌动球蛋白和肌球蛋白聚集的影响。低温凝胶化温度对肌动球蛋白和肌球蛋白Ca2+-ATPase的变性速率常数和聚集程度的影响随温度和鱼品种而变化，鳡肌动球蛋白和肌球蛋白的Ca2+-ATPase失活的活化能Ea高于草鱼的。加热过程中，鳡和草鱼肌动球蛋白物理化学特性变化的差异比肌球蛋白明显。在35℃~75℃的温度范围内，鱼糜凝胶中水分状态主要为结合水T2b和不易流动水T21，随着温度的升高（75℃~95℃），结合水和不易流动水部分转化为自由水T22；同时，T21所占百分比例随加热的进行而下降，T22所占百分比例则呈增加趋势。提高升温速率可使弛豫时间T2b、T22减小，T21增加。加热方式对对鱼糜凝胶品质有显著影响。凝胶体的质构特性和持水性与聚集体网状结构中孔隙的大小密切相关，平均孔隙当量直径越小，鱼糜聚集体越致密，硬度和持水性等就越好。（3）CaCl2对肌原纤维蛋白聚集行为的影响。添加CaCl2可增加鱼糜凝胶破断强度和凝胶强度，适宜添加量与鱼品种有关。不同浓度的CaCl2会引起维持凝胶网络结构的化学作用力发生变化，从而影响鱼糜凝胶的质构和持水性。不同淡水鱼品种其肌原纤维蛋白在氨基酸组成、分子结构和分子间交联的多少等物理化学性质上的差异，可能是造成两种鱼鱼糜蛋白对热、蛋白质浓度和钙离子浓度依赖性差异的原因。本项目探讨了淡水鱼肌原纤维蛋白的聚集行为随加工条件的变化规律，为理解淡水鱼肌原纤维蛋白凝胶形成机制和开发高品质的鱼糜凝胶制品奠定了理论基础。