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蘇尼特羊宰后成熟過(guò)程中肌原纖維蛋白特性與肉品質(zhì)的變化分析

2021-03-02 07:05:46李文博羅玉龍郭月英趙麗華
食品科學(xué) 2021年3期
關(guān)鍵詞:蘇尼特宰后肌原纖維

李文博,羅玉龍,郭月英,劉 暢,竇 露,趙麗華,蘇 琳,靳 燁

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018)

宰后成熟過(guò)程是肌肉向肉轉(zhuǎn)化的必經(jīng)過(guò)程,有利于改善肉品質(zhì),已有許多研究表明,成熟后的肉味道鮮美、柔嫩多汁,具有良好的食用品質(zhì)[1]。而肌原纖維蛋白作為細(xì)胞骨架蛋白,在成熟過(guò)程中的作用不可忽略。動(dòng)物屠宰后,以鈣蛋白酶為主的細(xì)胞內(nèi)源酶體系被激活,誘使肌原纖維蛋白發(fā)生降解,難以維持肌原纖維結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,導(dǎo)致其Z盤(pán)崩塌,不可逆強(qiáng)結(jié)合橫橋被破壞,進(jìn)而改善了嫩度和保水性,同時(shí)影響肉其他品質(zhì)[2]。Li Guixia等研究發(fā)現(xiàn)羊肉宰后嫩度的改善是肌原纖維蛋白水解導(dǎo)致的,某些蛋白降解條帶的出現(xiàn)或消失都與剪切力和保水性密切相關(guān)[3]。Farouk等發(fā)現(xiàn)動(dòng)物宰后肌原纖維蛋白的水解不僅會(huì)直接影響肉品質(zhì),還可以影響蛋白功能特性,例如提高溶解度、實(shí)現(xiàn)肉品質(zhì)的改善[4]。Choe等也提出宰后肌原纖維蛋白功能特性的改變對(duì)改善肉品質(zhì)和加工性能有很大作用[5]?;诖耍瑸榱松钊胩骄吭缀蟪墒爝^(guò)程中肉品質(zhì)變化的原因并為改善肉品質(zhì)提供理論參考,非常有必要對(duì)肌原纖維蛋白降解與功能特性改變對(duì)肉品質(zhì)的影響進(jìn)行深入且全面的研究。

蘇尼特羊是內(nèi)蒙古草原上的優(yōu)良品種,研究表明蘇尼特羊比小尾寒羊具有較好的色澤和嫩度[6]。在蘇尼特羊股二頭肌中,肌纖維密度與嫩度呈正相關(guān)性,IIB型肌纖維數(shù)量比例越大,極限pH值越低,推斷其宰后成熟速率較快[7]。由此,本實(shí)驗(yàn)選取蘇尼特羊股二頭肌作為研究材料,對(duì)其進(jìn)行成熟3 d的處理,旨在豐富與蘇尼特羊宰后成熟相關(guān)的研究,并通過(guò)肉品質(zhì)、肌原纖維功能特性和降解情況來(lái)確定其合適的成熟時(shí)間,為實(shí)際生產(chǎn)提供理論依據(jù)與技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

烏拉特中旗牧草飼喂的6 月齡蘇尼特羊6 只(公母各半)。

氯化鉀、氯化鎂、乙二醇雙(2-氨基乙基醚)四乙酸(ethylenebis(oxyethylenenitrilo)tetraacetic acid,EGTA)、乙二胺四乙酸(ethylene diamine tetraacetic acid,EDTA)、磷酸氫二鉀、溴酚藍(lán)、十二烷基硫酸鈉(sodium dodecyl sulfate,SDS)、碘化鉀、疊氮化鈉(均為分析純) 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;Triton X-100、5×蛋白上樣緩沖液、磷酸鹽緩沖液干粉北京酷來(lái)博科技有限公司;雙縮脲測(cè)定蛋白濃度試劑盒、BCA蛋白濃度試劑盒、SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳(polyacrylamide gel electrophoresis,PAGE)制膠試劑盒 北京索萊寶科技有限公司;蛋白質(zhì)Marker(11~245 kDa) 北京天根生化科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

HH-4水浴鍋 上海?,攲?shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;TC-P2A全自動(dòng)色差計(jì) 上海生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器公司;C-LM3B肌肉嫩度儀 上海精密科學(xué)儀器有限公司;pH-STAR胴體pH計(jì) 德國(guó)Matthaus公司;5810-R低溫臺(tái)式離心機(jī)德國(guó)Eppendorf公司;TA.XTC-18質(zhì)構(gòu)儀 上海保圣科技有限公司;VICTOR X3酶標(biāo)儀 美國(guó)PE公司;電泳儀、垂直電泳槽、凝膠成像儀 美國(guó)Bio-Rad公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品采集

動(dòng)物屠宰后,立即放入風(fēng)速3 m/s、相對(duì)濕度75%、溫度4 ℃的冷卻庫(kù)中吊掛3 d,分別在宰后0、1、2、3 d取股二頭肌50 g,用于測(cè)定肉品質(zhì),取20 g置于-20 ℃用于測(cè)定蛋白功能特性;取1 g置于-80 ℃冷藏,用于測(cè)定肌原纖維小片化指數(shù)(myofibril fragmentation index,MFI)和進(jìn)行SDS-PAGE。

1.3.2 宰后成熟過(guò)程中肉品質(zhì)的測(cè)定

1.3.2.1 pH值的測(cè)定

使用胴體pH計(jì)測(cè)定宰后肌肉pH值變化并記錄,重復(fù)3~5 次。

1.3.2.2 剪切力的測(cè)定

取適量肉樣置于75 ℃水浴鍋中,蒸煮45 min,結(jié)束后待冷卻至室溫,沿肌纖維方向切成3 cm×1 cm×1 cm的肉條,用肌肉嫩度儀測(cè)定其剪切力,重復(fù)4~6 次,單位為N。

1.3.2.3 蒸煮損失率的測(cè)定

取20 g 肉樣稱質(zhì)量,記為m1/g,在75 ℃水浴鍋中密封煮至中心溫度為70 ℃,并保持20 min后取出,待冷卻至室溫,擦干水分稱質(zhì)量,記為m2/g。按式(1)計(jì)算蒸煮損失率。

1.3.2.4 色澤的測(cè)定

全自動(dòng)色差計(jì)以D65為光源,經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)白板校準(zhǔn)后,測(cè)定宰后肌肉色差,L*值表示亮度;a*值表示紅度;b*值表示黃度,重復(fù)3 次。

1.3.3 肌原纖維蛋白功能特性的測(cè)定

參考??颂m[8]的方法測(cè)定肌原纖維蛋白功能特性,整個(gè)實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次。

1.3.3.1 肌原纖維蛋白的提取

選擇-20 ℃保存的肉樣,解凍后稱取3 g,加入10 倍體積的緩沖液A(氯化鉀0.1 mol/L、氯化鎂0.002 mol/L、E G TA 0.0 0 2 m o l/L、磷酸氫二鉀0.0 2 m o l/L,pH 6.8),冰浴勻漿后于2 000×g、4 ℃下離心15 min后取沉淀,然后先用8 倍體積的緩沖液B(氯化鉀0.1 mol/L、氯化鎂0.002 mol/L、EGTA 0.002 mol/L、磷酸氫二鉀0.02 mol/L、Triton X-100體積分?jǐn)?shù)10%,pH 6.8)洗2 次,再用0.1 mol/L氯化鉀溶液洗兩次,得到的沉淀即為肌原纖維蛋白,并用雙縮脲法測(cè)定蛋白質(zhì)量濃度。

1.3.3.2 水合特性的測(cè)定

溶解度:將上述肌原纖維蛋白質(zhì)量濃度用磷酸鹽緩沖液C(氯化鈉0.6 mol/L、磷酸氫二鈉0.05 mol/L,pH 6.25)調(diào)至5 mg/mL,取適量置于離心管中,在5 500 r/min、4 ℃條件下離心15 min,隨后測(cè)定上清液蛋白質(zhì)量濃度,溶解度按公式(2)計(jì)算。

疏水性:用磷酸鹽緩沖液C將肌原纖維蛋白質(zhì)量濃度調(diào)至1 mg/mL,取2 mL于離心管中,空白為磷酸鹽緩沖液C,加入80 μL溴酚藍(lán)溶液(1 mg/mL),漩渦振蕩10 min后于4 000×g、4 ℃條件下離心15 min,取上清液稀釋10 倍,于595 nm波長(zhǎng)處測(cè)定光密度值,疏水性以溴酚藍(lán)結(jié)合量表示,按公式(3)計(jì)算。

1.3.3.3 凝膠特性的測(cè)定

凝膠的制備:用緩沖液C將肌原纖維蛋白質(zhì)量濃度調(diào)至40 mg/mL,分散均勻并置于10 mL離心管中,放入25 ℃水浴鍋中,以1 ℃/min的速率升溫至70 ℃,保持20 min后,取出迅速冷卻至室溫,置于4 ℃冰箱12 h,待用。

凝膠保水性測(cè)定:取出制好的凝膠于室溫下穩(wěn)定30 min,稱質(zhì)量并記為m1/g,隨后在5 000 r/min、4 ℃條件下離心15 min,稱取凝膠質(zhì)量并記為m2/g,凝膠保水性按公式(4)計(jì)算。

凝膠硬度測(cè)定:取出凝膠樣品,室溫下穩(wěn)定30 min,用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定凝膠硬度,單位為g,測(cè)定條件:探頭類型P5、測(cè)前速率1 mm/s、測(cè)中速率0.5 mm/s、測(cè)后速率0.5 mm/s。

1.3.3.4 乳化特性的測(cè)定

用磷酸鹽緩沖液C將上述肌原纖維蛋白質(zhì)量濃度調(diào)至1 mg/mL,分散均勻后取20 mL蛋白溶液和5 mL大豆油混合,于10 000 r/min下勻漿1 min,結(jié)束后立即從距管底1 cm處取50 μL乳濁液,加到5 mL SDS溶液(0.1 g/100 mL)中,振蕩均勻,靜置10 min,于500 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度,記為A1。將上述乳濁液靜置10 min后從相同位置取50 μL,加入到5 mL SDS溶液中,并按按上述操作測(cè)定吸光度,記為A2,空白為上述SDS溶液。乳化活性指數(shù)(emulsifying activity index,EAI)和乳化穩(wěn)定性指數(shù)(emulsifying stability index,ESI)分別按公式(5)、(6)計(jì)算。

式中:ρ為蛋白質(zhì)量濃度/(g/mL);φ為油相體積分?jǐn)?shù)/%。

1.3.4 肌原纖維蛋白降解相關(guān)指標(biāo)的測(cè)定

1.3.4.1 MFI的測(cè)定

參考Ilian等[9]的方法,取0.5 g肉樣,加入10 倍體積的緩沖液(氯化鉀0.1 mol/L、磷酸氫二鈉0.02 mol/L、EDTA 0.001 mol/L、氯化鎂0.001 mol/L,pH 7.1),低速冰浴勻漿1 min后,于3 000×g、4 ℃下離心15 min,取沉淀重復(fù)上述操作1 次后,將最終沉淀用緩沖液重懸,采用雙縮脲法測(cè)定蛋白質(zhì)量濃度,并調(diào)至0.5 mg/mL,然后在540 nm波長(zhǎng)處測(cè)蛋白質(zhì)OD值,MFI按公式(7)計(jì)算。

1.3.4.2 SDS-PAGE分析

肌原纖維蛋白提取方法參考C a l v o 等[10]的方法,取0.5 g 肉樣,加入1 0 倍體積分離緩沖液A(磷酸鹽0.0 3 m o l/L),冰浴勻漿后離心2 0 m i n(1 2 0 0 0 r/m i n、4 ℃),取沉淀加入1 0 倍體積緩沖液A,漩渦振蕩均勻,于10 000 r/min、4 ℃下離心2 0 m i n,重復(fù)此過(guò)程3 次后取沉淀,加入4 倍體積分離緩沖液B(磷酸氫二鈉0.1 m o l/L、疊氮化鈉0.000 6 mol/L、碘化鉀0.14 mol/L),冰浴勻漿30 s后離心20 min(12 000 r/min、4 ℃)取上清液,用BCA法測(cè)蛋白質(zhì)量濃度并調(diào)至1 mg/mL。隨后以體積比4∶1與蛋白上樣緩沖液混合,并在99 ℃水浴鍋中煮沸變性10 min,制得變性蛋白樣品。SDS-PAGE條件為:分離膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%,濃縮膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%,蛋白上樣量為14 μg,先以80 V電壓電泳直到指示條帶遷移至濃縮膠與分離膠界限處,然后以135 V電壓電泳直到指示條帶遷移至距底端1 cm處結(jié)束,最后用考馬斯亮藍(lán)法染色。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Excel軟件對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計(jì)算,結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示;采用SPSS軟件中的單因素方差分析法進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 蘇尼特羊宰后成熟過(guò)程中肉品質(zhì)的變化

表1 蘇尼特羊宰后成熟過(guò)程中肉品質(zhì)的變化(n=6)Table 1 Changes in meat quality during post-mortem aging of Sunite sheep carcasses (n= 6)

蘇尼特羊宰后成熟過(guò)程中肉品質(zhì)變化如表1所示。肌肉的pH值是預(yù)測(cè)肉品質(zhì)的重要指標(biāo),對(duì)嫩度、保水性等品質(zhì)都有較大影響。動(dòng)物屠宰后,氧氣供應(yīng)停止,細(xì)胞能量代謝方式變?yōu)樘墙徒?,分解機(jī)體內(nèi)的糖原產(chǎn)生乳酸,導(dǎo)致pH值下降;當(dāng)pH值的變化趨于穩(wěn)定時(shí),說(shuō)明機(jī)體的糖酵解已經(jīng)徹底完成[11]。從表1可以看出,蘇尼特羊肉pH值在成熟1 d時(shí)達(dá)到最低,成熟2 d時(shí)有所回升,隨后趨于穩(wěn)定,這與陳檳穎的研究結(jié)果[12]一致。肉色是影響消費(fèi)者購(gòu)買欲的主要因素之一,成熟3 d的蘇尼特羊肉亮度(L*值)顯著高于未成熟時(shí)的(P<0.05),分析原因可能是宰后pH值降低至蛋白質(zhì)等電點(diǎn),減弱了對(duì)水分子的吸引能力,導(dǎo)致水分流失,產(chǎn)生更多的游離水并附著于肌肉表面,增強(qiáng)了光的反射,進(jìn)而使亮度升高[13]。紅度(a*值)在成熟過(guò)程中持續(xù)升高,可能是因?yàn)榧∪庠诔墒爝^(guò)程中,與空氣中的氧氣充分結(jié)合,生成了較多氧合肌紅蛋白(紅色)[14]。Joseph等還發(fā)現(xiàn)紅度與糖酵解相關(guān)蛋白含量呈正相關(guān)性,這說(shuō)明宰后紅度升高與糖酵解程度有很大關(guān)系[15]。黃度(b*值)在成熟1 d時(shí)顯著升高(P<0.05),隨后趨于穩(wěn)定,該趨勢(shì)與Alvarenga等的研究結(jié)果[16]一致。另外,b*值上升的原因可能是肌肉與氧氣的充分接觸導(dǎo)致氧合肌紅蛋白逐漸生成高鐵肌紅蛋白(褐色)[17]。蒸煮損失率是反映保水性的指標(biāo),由表1可知,蘇尼特羊蒸煮損失率在成熟1 d顯著上升(P<0.05),但在成熟2 d時(shí)又顯著下降(P<0.05),然后趨于穩(wěn)定。蒸煮損失率在宰后初期上升的原因可能是肌動(dòng)球蛋白的形成導(dǎo)致肌節(jié)變短,肌纖維空隙增大,促使更多的水分流失[18];也可能是肌肉因糖酵解而使pH值降低,導(dǎo)致一些儲(chǔ)存水分的肌原纖維蛋白(肌球蛋白頭部)發(fā)生變性,進(jìn)而產(chǎn)生交聯(lián),破壞了維持水分空間的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),從而影響肌肉的持水性[19]。而隨后蒸煮損失率的下降則可能是因?yàn)榧≡w維蛋白發(fā)生降解,肌肉結(jié)構(gòu)崩塌,水分子流失通道遭到破壞,形成了“海綿效應(yīng)”,阻斷了水分流失[20]。肉品嫩度通常用剪切力表示,這二者呈負(fù)相關(guān)關(guān)系[21]。許多研究表明,宰后成熟有助于肌肉嫩化,主要是宰后許多酶促系統(tǒng)(鈣蛋白酶體系、組織蛋白酶體系和細(xì)胞凋亡酶體系)發(fā)揮作用,其促使細(xì)胞骨架蛋白發(fā)生降解,難以維持肌纖維結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,進(jìn)而改善肉的嫩度[22]。在本實(shí)驗(yàn)中,蘇尼特羊剪切力持續(xù)下降,在成熟2 d達(dá)到最低,隨后趨于穩(wěn)定,這與王柏輝等關(guān)于3 歲絨山羊在成熟3 d時(shí)剪切力達(dá)到最低值的研究結(jié)果[23]不一致,原因可能是羊肉品種和年齡不同。

經(jīng)過(guò)宰后成熟3 d的處理及肉品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定,發(fā)現(xiàn)蘇尼特羊的pH值、蒸煮損失率和剪切力在2 d時(shí)達(dá)到最優(yōu)值,并與成熟3 d時(shí)無(wú)顯著性差異(P>0.05),這說(shuō)明6 月齡蘇尼特羊肉在宰后成熟2 d時(shí)已達(dá)到成熟期品質(zhì)。

2.2 蘇尼特羊宰后肌原纖維蛋白功能特性的變化

表2 蘇尼特羊宰后成熟過(guò)程中肌原纖維蛋白功能特性的變化(n=6)Table 2 Changes in myofibrillar protein functional properties during post-mortem aging of Sunit sheep carcasses (n= 6)

肌原纖維蛋白的水合特性包括溶解度和疏水性,由蛋白的疏水基團(tuán)和親水基團(tuán)決定,疏水基團(tuán)的相對(duì)含量決定蛋白疏水性,親水基團(tuán)決定蛋白的溶解度。Huff-Lonergan研究發(fā)現(xiàn)蛋白的變性氧化會(huì)導(dǎo)致疏水基團(tuán)暴露,降低蛋白的溶解度,使肌肉保水性變差[24]。溶解度作為決定其他功能特性優(yōu)異與否的主要因素,對(duì)肉品質(zhì)也有很大影響,一般來(lái)說(shuō)溶解度高的肉類,其保水性較高、嫩度較好、加工性能優(yōu)異[5,25]。由表2可見(jiàn),蘇尼特羊宰后成熟過(guò)程中溶解度呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì),在成熟1 d時(shí)達(dá)到最低(P<0.05)。分析原因是肌肉進(jìn)入僵直狀態(tài),肌球蛋白與肌球蛋白結(jié)合形成肌動(dòng)球蛋白,蛋白質(zhì)的天然構(gòu)象發(fā)生改變,暴露了較多疏水基團(tuán),進(jìn)而導(dǎo)致溶解度下降[26]。蛋白疏水性通常利用其螯合溴酚藍(lán)的能力表示,在本實(shí)驗(yàn)中,肌原纖維蛋白的疏水性呈先升高后降低的趨勢(shì),在成熟1 d時(shí)達(dá)到最高,在成熟2 d后趨于穩(wěn)定,這與王曉君等的研究結(jié)果[27]相同。

蛋白質(zhì)凝膠是指在加熱變性過(guò)程中,蛋白質(zhì)分子或基團(tuán)聚集形成的三維網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu)[6]。一般采用凝膠保水性、質(zhì)構(gòu)特性和白度等指標(biāo)來(lái)反映蛋白凝膠品質(zhì)[28]。有研究表明,蛋白溶解度與凝膠保水性呈正相關(guān)性[29]。肌原纖維蛋白凝膠主要由肌球蛋白形成,對(duì)肉類產(chǎn)品的保水性、質(zhì)地和加工特性都有很大影響[30]。本實(shí)驗(yàn)中,肌原纖維蛋白凝膠保水性呈先降低后升高的趨勢(shì),在成熟1 d時(shí)達(dá)到最低值(P<0.05),成熟2 d后有所回升并趨于穩(wěn)定。凝膠硬度呈先升高后降低的趨勢(shì),在成熟1 d時(shí)達(dá)到最高值(P<0.05),在成熟2 d時(shí)降低,然后趨于穩(wěn)定。產(chǎn)生這種趨勢(shì)的原因可能是成熟1 d時(shí)蛋白質(zhì)溶解度下降、疏水性升高,導(dǎo)致凝膠保水性下降、硬度提高;而在成熟2 d時(shí),蛋白溶解度回升、疏水性下降、水合能力提高,進(jìn)而改善了凝膠保水性和硬度[31]。

乳化性由蛋白的分子結(jié)構(gòu)決定,它反映了蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)以及蛋白質(zhì)與脂肪的交聯(lián)能力,對(duì)肉類產(chǎn)品的質(zhì)地和保水性有較大影響。乳化能力一般通過(guò)EAI和ESI來(lái)表示,由表2可知,蘇尼特羊肉乳化活性和乳化穩(wěn)定性均呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì),并在成熟1 d時(shí)達(dá)到最低值(P<0.05)。分析原因是乳化性由蛋白的水合能力決定,即溶解度與乳化能力呈正相關(guān),疏水性與乳化能力呈負(fù)相關(guān),它們共同影響了蛋白的乳化穩(wěn)定性和脂肪結(jié)合能力[32]。在蘇尼特羊成熟前期,溶解度的降低和疏水性的升高致使乳化能力下降,到了成熟后期,蛋白溶解度升高,可溶性蛋白含量的增加可能有助于形成穩(wěn)定的交聯(lián)鍵,從而捕獲更多的脂肪和水分,提高乳化能力[33]。

綜上所述,肌原纖維蛋白各項(xiàng)功能特性基本在成熟1 d時(shí)達(dá)到最低,確定該時(shí)間處于蘇尼特羊僵直期;在成熟2 d時(shí)各項(xiàng)指標(biāo)基本回升并與成熟3 d總體無(wú)顯著性差異(P>0.05),通過(guò)肌原纖維蛋白功能特性可以基本確定蘇尼特羊成熟2 d時(shí)已進(jìn)入成熟期,具備可食用肉的良好品質(zhì)。

2.3 蘇尼特羊宰后肌原纖維蛋白的降解

2.3.1 宰后MFI的變化

圖1 蘇尼特羊宰后成熟過(guò)程中MFI的變化(n =6)Fig.1 Changes in MFI during post-mortem aging of Sunit sheep carcasses (n = 6)

宰后成熟過(guò)程中,肌原纖維蛋白的降解致使蛋白小分子化,影響蛋白功能特性并且改變?nèi)馄焚|(zhì)[34]。Koohmaraie等報(bào)道稱,在宰后成熟過(guò)程中以鈣蛋白酶為主的蛋白水解酶會(huì)導(dǎo)致肌肉組織發(fā)生變化,例如Z線的崩塌、肌鈣蛋白T的消失、結(jié)蛋白和肌動(dòng)蛋白的降解,進(jìn)而導(dǎo)致肌原纖維的片段化[35]。Li Jiaolong等發(fā)現(xiàn)當(dāng)μ-鈣蛋白酶mRNA水平升高時(shí),肌肉滴水損失率和剪切力會(huì)降低,因此可以推斷肌原纖維蛋白降解程度升高,可以改善保水性和嫩度[36]。目前公認(rèn)的檢測(cè)肌原纖維蛋白降解的方法有MFI和碎裂指數(shù)法,而MFI法是目前應(yīng)用最廣泛的[21]。Li Zheng等發(fā)現(xiàn)綿羊在宰后的前2 d MFI顯著升高,但在此后的第3、5、7天沒(méi)有明顯變化,說(shuō)明隨著肌肉成熟的進(jìn)行,肌原纖維片段化程度越來(lái)越低[37]。在本實(shí)驗(yàn)中,MFI在宰后成熟過(guò)程中處于持續(xù)上升趨勢(shì),但成熟2 d和成熟3 d無(wú)顯著性差異(P>0.05)(圖1),說(shuō)明肌原纖維蛋白處于持續(xù)小分子化的過(guò)程,肌原纖維結(jié)構(gòu)逐漸被破壞,直到成熟2 d羊肉基本成熟才得以緩解。

2.3.2 肌原纖維蛋白的SDS-PAGE分析結(jié)果

圖2 宰后成熟過(guò)程中蘇尼特羊肉中肌原纖維蛋白的降解Fig.2 Degradation of myofibrillar protein in Sunit lamb meat during post-mortem aging

SDS-PAGE結(jié)果顯示了蘇尼特羊宰后0~3 d的肌原纖維蛋白降解情況,由圖2可知,肌原纖維蛋白主要包括肌球蛋白重鏈(250 kDa)、肌球蛋白重鏈亞型S2(130 kDa)、α-輔肌動(dòng)蛋白(95 kDa)、肌間線蛋白(50 kDa)、肌動(dòng)蛋白(43 kDa)、原肌球蛋白-β鏈(39 kDa)、肌鈣蛋白T(37 kDa)、原肌球蛋白(35 kDa)、肌球蛋白輕鏈1(23 kDa)、肌鈣蛋白I(21 kDa)、肌鈣蛋白C(18 kDa)、肌球蛋白輕鏈2(16 kDa)和肌球蛋白輕鏈3(11 kDa)[10,38-40]。宰后成熟過(guò)程中,細(xì)胞內(nèi)源酶系統(tǒng)會(huì)降解肌原纖維蛋白,促使蛋白小分子化,進(jìn)而產(chǎn)生新的多肽片段或使原有片段消失[1]。從圖2中可以看出,有4 個(gè)區(qū)域的蛋白圖譜發(fā)生變化。區(qū)域1可能是未自溶的μ-鈣蛋白酶(80 kDa)及其自溶產(chǎn)物(76、78 kDa),已有許多研究表明μ-鈣蛋白酶在宰后肌原纖維蛋白降解過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用;針對(duì)其自溶產(chǎn)物,也有研究表明其與pH值和L*值呈負(fù)相關(guān)[41]。存在于原肌球蛋白和肌鈣蛋白I之間的2和3區(qū)域的條帶可能是原肌球蛋白斷裂形成的新多肽,也可能是肌鈣蛋白T的降解產(chǎn)物30 kDa多肽,該多肽片段可作為蛋白水解指數(shù)來(lái)指示宰后成熟進(jìn)度[10]。區(qū)域2和3的條帶均在羊肉成熟2 d時(shí)出現(xiàn),這也可以說(shuō)明在成熟2 d時(shí)羊肉達(dá)到成熟期品質(zhì)。區(qū)域4在羊肉成熟1 d時(shí)出現(xiàn)條帶加深以及新條帶產(chǎn)生的情況,分析原因可能是肌球蛋白分解導(dǎo)致的。研究表明肌球蛋白輕鏈不穩(wěn)定,在宰后成熟過(guò)程中容易被降解[40]。綜上所述,肌原纖維蛋白的降解大多發(fā)生在成熟1 d時(shí),在成熟2 d后基本沒(méi)有變化,說(shuō)明蘇尼特羊肉在成熟2 d時(shí)蛋白降解已基本完成,與MFI呈現(xiàn)一致的規(guī)律,可以基本確定羊肉經(jīng)過(guò)2 d成熟已經(jīng)基本完成從肌肉到可食肉的轉(zhuǎn)變。

2.4 MFI、蛋白功能特性和肉品質(zhì)間的相關(guān)性分析結(jié)果

肌原纖維蛋白降解是宰后成熟過(guò)程中重要的生理階段,對(duì)蛋白功能特性和肉品質(zhì)均有較大影響。由表3可知,pH值與溶解度、EAI、ESI和凝膠保水性均呈顯著正相關(guān)(P<0.05),這解釋了本實(shí)驗(yàn)宰后成熟過(guò)程中,pH值先下降到極限值,再回升最后趨于穩(wěn)定;溶解度、EAI、ESI和凝膠保水性也呈現(xiàn)相同的趨勢(shì)。動(dòng)物屠宰后,細(xì)胞供能方式變?yōu)樘墙徒猓纸馓窃a(chǎn)生乳酸,pH值開(kāi)始下降直至達(dá)到最小值,表明胴體進(jìn)入最大僵直期,這時(shí)蛋白特性和各項(xiàng)品質(zhì)均較差;但隨著成熟的進(jìn)行,pH值開(kāi)始緩慢上升、肌原纖維蛋白逐漸降解、功能特性得以好轉(zhuǎn)、肉品質(zhì)也得到改善[2]。由此可見(jiàn),pH值不僅可以作為指示宰后成熟進(jìn)程的指標(biāo),其高低還會(huì)影響蛋白特性與肉品質(zhì)。Starkey等的研究也表明pH值是宰后成熟過(guò)程最重要的預(yù)測(cè)因子,也是影響其他肉品質(zhì)的重要因素[42]。蒸煮損失率與蛋白溶解度同ESI呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),蒸煮損失率與疏水性和MFI呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。這說(shuō)明宰后成熟過(guò)程中,由于蛋白的降解,導(dǎo)致MFI升高、肌原纖維蛋白小分子化,進(jìn)而提高了蛋白溶解度,降低了疏水性,提高了ESI,使蛋白分子鎖住更多的水分并具有較好的穩(wěn)定性,最終提高了肉的保水性,這與Li Xia等的研究結(jié)果[43]一致。剪切力與MFI呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),Lokman等也報(bào)道了相同的結(jié)果,他們稱宰后成熟過(guò)程中由于蛋白發(fā)生水解,導(dǎo)致肌原纖維碎片化,進(jìn)而改善了嫩度[44]。色澤品質(zhì)中,b*值同溶解度和ESI呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05);b*值同疏水性和MFI呈顯著正相關(guān)(P<0.05),這進(jìn)一步說(shuō)明宰后肌原纖維蛋白的降解與功能特性對(duì)色澤有較大影響。產(chǎn)生這種關(guān)系的可能原因是蛋白水解,導(dǎo)致其溶解度、ESI升高,疏水性下降,使得肌肉組織中的蛋白、脂肪和水分結(jié)合較穩(wěn)定,保水性較好,沒(méi)有過(guò)多汁液流失,進(jìn)而沒(méi)有溶解空氣中過(guò)多的氧氣,無(wú)法生成較多的高鐵肌紅蛋白,使得b*值可以維持較低值,羊肉色澤呈現(xiàn)較好狀態(tài)。而b*值與MFI的顯著正相關(guān)關(guān)系可能是由于肌原纖維蛋白降解,導(dǎo)致肌原纖維小片化,無(wú)法維持穩(wěn)定結(jié)構(gòu),使肌肉無(wú)法鎖住水分,溶解空氣中較多的氧氣,促使產(chǎn)生更多的高鐵肌紅蛋白。總而言之,宰后肌原纖維蛋白的降解會(huì)促使功能特性發(fā)生變化,影響肉品質(zhì),也會(huì)因其難以維持肌肉穩(wěn)定結(jié)構(gòu)而直接影響各項(xiàng)肉品質(zhì)指標(biāo),是決定宰后肉品質(zhì)的重要因素。

表3 MFI、肌原纖維蛋白功能特性和肉品質(zhì)間的相關(guān)性分析Table 3 Correlation analysis among MFI, myofibrillar protein functional properties and meat quality

3 結(jié) 論

通過(guò)測(cè)定蘇尼特羊宰后成熟0~3 d時(shí)的4 項(xiàng)肉品質(zhì)指標(biāo)(pH值、蒸煮損失、剪切力和色澤),發(fā)現(xiàn)在成熟1 d時(shí)pH值達(dá)到極限值,各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)也較差,在成熟2 d時(shí)肉品質(zhì)均得以好轉(zhuǎn),基本達(dá)到最佳狀態(tài)并與成熟3 d時(shí)無(wú)明顯差異,由此可以確定蘇尼特羊在成熟2 d時(shí)已達(dá)到可食用肉的品質(zhì)。

由宰后成熟過(guò)程中肌原纖維蛋白功能特性(水合特性、凝膠特性和乳化特性)的各項(xiàng)指標(biāo)(溶解度、疏水性、凝膠保水性、凝膠硬度、EAI和ESI)測(cè)定結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),在成熟1 d時(shí)3 種功能特性均較差,在成熟2 d時(shí)各指標(biāo)水平開(kāi)始回升并趨于穩(wěn)定,基于此,可以基本確定蘇尼特羊在成熟2 d時(shí)已具備成熟期的優(yōu)良品質(zhì)。

MFI在成熟2 d時(shí)趨于穩(wěn)定,SDS-PAGE圖也反映出在成熟2 d后蛋白條帶無(wú)明顯變化,說(shuō)明肌原纖維蛋白在成熟2 d時(shí)已完全降解,肌肉進(jìn)入成熟階段。

通過(guò)MFI、肌原纖維蛋白功能特性相關(guān)指標(biāo)和肉品質(zhì)的相關(guān)性分析結(jié)果可以發(fā)現(xiàn):MFI、溶解度、疏水性、EAI、ESI和凝膠保水性與各項(xiàng)肉品質(zhì)指標(biāo)間都有一定的顯著相關(guān)關(guān)系,說(shuō)明宰后肌原纖維蛋白降解與功能特性對(duì)肉品質(zhì)的影響較大,甚至決定了成熟后肉品質(zhì)。

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