乳清抗氧化肽对猪肉肌原纤维蛋白氧化和凝胶特性的影响及其机制研究

Protein oxidation can lead to a decline in sensory quality, nutritional value and functional properties in meat and meat products, which is an important reason for its quality deterioration. Research have shown that protein antioxidative peptides can inhibit protein oxidation, but the effect and its mechanisms of protein peptides on protein oxidation and gel properties are still not completely understood. On the basis of whey polypeptides could effectively inhibit minced pork protein oxidation, the subject regards the interaction of peptides and myofibrillar protein as the breakthrough point, and the aim of the present work were: (1) simulate the food process and storage conditions, to study the structural changes of whey protein antioxidant peptides attacked by free radical; (2) contrast with the above results, we will investigate the interaction of polypeptides and myofibrillar protein to identify their main force and binding mode by spectroscopy and chromatogram technology, and then elucidate their contributions to the inhibitory effects of peptides on protein oxidation and related mechanisms; (3) evaluate the actual inhibitory effects of antioxidant peptides on pork oxidation and gel properties, to reveal the inner relation between the peptides-myofibrillar protein interaction and gel properties change. The completion of this project would provide theoretical foundation for peptides inhibit protein oxidation, and explore new ideas and provide a theoretical basis for preventing protein oxidation and improving gel properties of meat production from the application angle.

蛋白氧化会引起肉及肉制品感观品质、营养价值及凝胶品质的下降，是造成肉及肉制品品质变劣的重要原因。研究表明，抗氧化肽具有抑制蛋白氧化的作用，但抗氧化肽对蛋白氧化的抑制机制和对凝胶特性的影响本质尚不清楚。项目在明确了乳清多肽能有效抑制猪肉糜蛋白氧化的基础上，以乳清多肽与猪肉肌原纤维蛋白相互作用为研究切入点，拟完成如下工作：（1）模拟食品加工及贮藏条件，研究乳清抗氧化肽受自由基攻击后发生的结构变化；（2）与上述结果对比，再借助光谱、色谱等技术分析两者相互作用的主要作用力、结合方式及引起的结构和理化性质变化，揭示两者互作对多肽抑制蛋白氧化的作用和相关机制；（3）确定乳清多肽对肉糜氧化的抑制效果及对凝胶特性的影响，阐明两者互作与凝胶特性变化之间的本质联系。本课题的完成，将为多肽抑制蛋白氧化的机制研究奠定良好的理论基础，并有望从实际应用角度为控制蛋白氧化及改善蛋白凝胶特性开拓新思路和提供理论依据。

肉制品在加工和贮藏过程中，光照、氧化、温度和酶相互作用等因素不可避免地会促使氧化的发生，影响产品质。使产品持水性、嫩度、风味的裂变和营养价值的损失，最终会导致肉类加工行业的经济损失。项目在明确了乳清多肽能有效抑制肉糜蛋白氧化的基础上，以乳清多肽与猪肉肌原纤维蛋白互作为研究切入点，开展如下实验：在肉糜冷藏过程中添加不同量的乳清多肽，检测浊度、Ca2+-ATPase、乳化稳定性、挥发性盐基氮（TVB-N）、蒸煮损失、表面疏水性以及肌原纤维蛋白溶解性的变化。通过超滤将乳清多肽分成3部分（Fraction I, MW > 10 k; Fraction II, MW 3-10 k; Fraction III, MW < 3 k），将这些组分添加到猪肉饼后，测定硫代巴比妥反应物质（TBARS）、羰基化合物和凝胶品质的变化。结果表明，添加量15%的乳清蛋白水解物的效果最明显，能有效抑制冷藏肉糜的浊度升高，防止挥发性盐基氮（TVB-N）的产生，延缓Ca2+-ATPase的活性下降，提高肌原纤维蛋白的乳化稳定性，保持肌原纤维蛋白的溶解性。添加20%的乳清蛋白水解物则在抑制生肉糜蒸煮损失和降低表面疏水性方面效果最佳，其作用效果与BHA相当。另外，在贮藏初期，各超滤产品处理组没有显著差异（P > 0.05）。贮藏2d后，Fraction III（F3）在抑制猪肉饼氧化和改善凝胶品质方面优于Fraction I（F1）和Fraction II（F2）。而且F3也能提高肉糜的持水能力和储能模量，其效果与0.02%的BHA组相似，氨基酸成分表明，F3的组氨酸、精氨酸和脯氨酸含量比较高。上述结果表明，乳清抗氧化肽具有改善冷藏猪肉糜肌原纤维蛋白功能性及品质的作用，具有作为天然抗氧化剂的潜力。本课题的完成，将为多肽抑制蛋白氧化的机制研究奠定良好的理论基础，并有望从实际应用角度为控制蛋白氧化及改善功能品质开拓新思路和提供理论依据。