肌球蛋白聚集体乳化定位信息的转变影响界面蛋白膜稳定性机制

TThe aggregation of pork myosin molecules during processing determines the quality of meat batter products. Summarizing the previous investigation, we have found that the aggregation state of pork protein during hydration affects the stability of the interfacial proteins film, but the mechanism is not yet clear. Accordingly, we put forward the hypothesis that myosin localization information can affect the ability of myosin aggregates to form an interfacial protein film. This project protocols to select the myosin as carrier. By changing the polar environment of sol, different myosin aggregates will be obtained. With the help of atomic force microscope, zeta-potential and Raman spectroscopy, the growth process, surface functional group content and molecular conformation of myosin will be evaluated. Molecular exclusion chromatography, laser particle size analyzer, mass spectrometry, etc. will be used to determine the key domains of myosin involved in the emulsification and the molecular fragments that play a major role in the interfacial protein film, and the self-assembly patterns of effective myosin aggregates will be clearly identified. By the way of the interface micro-structures before and after deformation will be observed by LB film balance and atomic force microscope, clearing the adsorption and positioning modes of the effective aggregates, and then demonstrating effective myosin aggregates in different aggregates in the oil - water interfacial adsorption assembly and regulatory mechanism of interfacial protein film structure, and ultimately providing theoretical basis for optimizing myosin features.

猪肉肌球蛋白分子在加工过程中的聚集决定肉糜类制品的品质。前期研究发现猪肉蛋白质水合过程中的聚集状态影响界面蛋白膜的稳定性，但相关机制尚不明确。据此我们提出“肌球蛋白定位信息的改变影响肌球蛋白聚集体形成界面蛋白膜的能力”的假说。本项目拟以肌球蛋白为研究对象，通过改变溶胶的极性环境得到不同肌球蛋白聚集体，借助原子力显微镜、Zeta电位仪、拉曼光谱等研究肌球蛋白不同聚集体的生长过程、表面官能团含量以及及分子构象变化；利用分子排阻色谱、激光粒度分析仪、质谱等测定参与乳化的肌球蛋白关键结构域及对界面蛋白膜起主要作用的分子片段，明确参与乳化的有效肌球蛋白聚集体的自组装模式和组装过程；利用LB膜天平结合原子力显微镜观察变形前后的界面微结构，明确有效聚集体的吸附定位和吸附模式，进而揭示不同聚集体肌球蛋白有效聚集对其在油-水界面吸附组装行为、界面蛋白膜结构的调控机制，为优化肌球蛋白功能特性提供理论依据。

本项目以肌球蛋白聚集体为研究对象，采用原子力显微镜、X射线衍射仪等技术，解析参与乳化的有效肌球蛋白聚集体的自组装模式、特征形貌和空间结构、结构域和结构位点。结果表明：（1）在pH-热诱导聚集过程，形成纤维聚集、无定形聚集和水凝胶聚集三种模式，其中肌球蛋白聚集的特征形态分别为纤维状、海绵状、海马状和三维网状。在pH 3.0时，纤维聚集体具有较高β-折叠结构，主要通过静电作用、疏水相互作用和二硫键形成。在pH 9.0时，较小尺寸的水凝胶聚集体主要通过氢键、疏水相互作用交联形成三维网状结构，其中较高含量的α-螺旋结构有助于多层凝胶网络形成。（3）特征结构的微凝胶颗粒可以防止油滴的聚结，有利于形成稳定的水包油乳液。且静电斥力影响乳液粒径和乳化凝胶界面层的稳定性。（4）界面膜β-折叠、β-转角含量增加促进界面层刚性结构形成，界面层的形变能力和柔韧性降低；表面疏水作用降低影响界面膜的厚度，会造成局部相分离，渗滤和动力学阻滞发生。在乳化吸附过程中，结构域中氨基酸与脂肪酸形成的氢键增多，表面疏水作用降低。界面膜形成会导致空间构象发生有序结构重排；乳化结构域中疏水氨基酸序列不同，蛋白质结构发生改变，两者都会影响界面膜稳定性。（5）纤维聚集体吸附速率较高，水凝胶聚集体降低界面张力的能力较大。形成界面膜后，界面蛋白的结晶度降低，晶体结构发生转变，影响界面膜的特征结构和界面处的展开能力，界面压降低。水凝胶聚集模式下界面蛋白处于熔球态，解折叠、分子重排后形成致密的三维层状结构。综上，不同pH-热诱导聚集体在乳化吸附过程中，疏水氨基酸序列不同，参与乳化的疏水氨基酸波动导致界面吸附蛋白空间结构发生改变，最终影响乳化稳定性。纤维聚集体和水凝胶聚集体都可以在油-水界面发生有效吸附组装行为，由于乳化吸附引起的晶体结构和空间结构的差异，其吸附速率、界面展开重排能力和界面扩张弹性并不相同。