于晶超，趙 冰，王守偉，孫承鋒，臧明伍，張順亮，吳倩蓉，朱 寧，劉博文

（1 中國(guó)肉類食品綜合研究中心 北京食品科學(xué)研究院 肉類加工技術(shù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 100068 2 煙臺(tái)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 山東煙臺(tái) 264005）

蛋白質(zhì)是肉制品中重要的功能和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在肉制品加工和存儲(chǔ)過(guò)程中起著重要作用，對(duì)肉制品的質(zhì)構(gòu)、風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)具有重要的影響。肌原纖維蛋白（MP），是動(dòng)物肌肉中重要的蛋白之一，它主要由肌球蛋白、肌動(dòng)蛋白和肌動(dòng)球蛋白等組成。肌原纖維蛋白具有良好的凝膠能力，可通過(guò)熱誘導(dǎo)過(guò)程形成穩(wěn)定的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，決定著肉制品的質(zhì)構(gòu)特性。Xiong 等[1]把肌原纖維蛋白加熱形成凝膠的過(guò)程總結(jié)為兩步：首先小分子蛋白加熱變性，聚合形成長(zhǎng)鏈或支鏈，其次長(zhǎng)鏈大分子間進(jìn)行交聯(lián)聚合，形成三維網(wǎng)狀凝膠結(jié)構(gòu)，并具有溶脹或吸收溶劑的能力。影響肌原纖維蛋白理化和凝膠性質(zhì)的因素有很多，如pH 值、離子強(qiáng)度、離子種類等[2-4]。在肉制品加工中，植物蛋白或多糖等物質(zhì)經(jīng)常作為輔料被添加到肉制品中，既可以作為脂肪的替代品保持肉制品的乳化特性，減少脂肪的攝入，促進(jìn)人體營(yíng)養(yǎng)均衡，又可以促進(jìn)肉蛋白形成穩(wěn)定的凝膠結(jié)構(gòu)，提高肉制品的質(zhì)構(gòu)特性和保水性，同時(shí)可以有效降低生產(chǎn)成本，現(xiàn)已成為肉制品領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。瓜爾膠、黃原膠、卡拉膠等多糖[5-6]經(jīng)常作為肉制品天然的增稠劑和乳化劑，改善肉類的乳化、凝膠特性，減少肉制品的蒸煮損失，被廣泛應(yīng)用。

可得然膠（CUD）是一種由葡萄糖通過(guò)β-（1→3）-糖苷鍵形成的大分子多糖，它是由微生物（如糞產(chǎn)堿桿菌）產(chǎn)生的水不溶性多糖[7]。可得然膠在國(guó)內(nèi)的研究較少。2012年我國(guó)規(guī)定可得然膠可作為食品添加劑添加到食品中[8]。由于其獨(dú)特的熱凝膠特性，在食品工業(yè)，尤其是在肉制品生產(chǎn)中具有良好的應(yīng)用，例如Lee 等[9]將可得然膠添加到香腸中，改善了低脂和低鹽香腸的保水能力和質(zhì)構(gòu)特性?？傻萌荒z還具有良好的穩(wěn)定性，在不同的加熱溫度下可形成不同特性的凝膠，將其懸濁液加熱到55～65 ℃，冷卻后可以得到熱可逆的低強(qiáng)度凝膠，這種凝膠的強(qiáng)度較低，重新加熱凝膠會(huì)融化恢復(fù)成原來(lái)分散的水溶液狀態(tài)；將可得然膠懸濁液加熱到80 ℃以上時(shí)，能夠形成牢固并有彈性的熱不可逆凝膠[10]，在130 ℃以下繼續(xù)升高溫度，凝膠強(qiáng)度繼續(xù)上升。

本試驗(yàn)以豬肉肌原纖維蛋白為研究對(duì)象，建立可得然膠與肌原纖維蛋白共混體系，研究可得然膠對(duì)肌原纖維蛋白理化和凝膠性質(zhì)的影響，為可得然膠在肉制品加工中的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豬里脊肉，購(gòu)于北京市物美超市。食品級(jí)可得然膠，購(gòu)于山東國(guó)立生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

Synergy H4 酶標(biāo)儀，美國(guó)Bio Tek 公司；TA Discovery DHR-2 流變儀，美國(guó)TA 公司；TA-XT Plus 型質(zhì)構(gòu)儀，英國(guó)Stable Micro Systems 公司；S-8020 電子掃描顯微鏡，日本Hitachi 公司；NMI20-040H-1 低場(chǎng)核磁共振儀，中國(guó)紐邁分析儀器股份有限公司；Nicolet iS10 FTIR 傅里葉變換紅外光譜儀，美國(guó)賽默飛世爾科技公司；AM-3勻漿機(jī)，日本NIHONSEIKI KAISHA。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 豬里脊肉中肌原纖維蛋白的提取 參考趙冰等[11]的方法并有所改動(dòng)，將解凍好的豬里脊肉切小塊，將其與4 倍體積磷酸鹽緩沖液（0.1 mol/L NaCl，2 mmol/L MgCl2，1 mmol/L EDTA，10 mmol/L Na2HPO4，pH 7.0）混合后高速（10 000 r/min）勻漿60 s，4 ℃冷凍離心10 min，取沉淀，重復(fù)上述步驟4 次，最后一次勻漿液用4 層紗布過(guò)濾，并用0.1 mol/L HCl 將pH 值調(diào)至6.0。濾液4 ℃冷凍離心（15 000×g）10 min，將沉淀4 ℃冷藏保存，保質(zhì)期為2 d。采用雙縮脲法測(cè)得肌原纖維蛋白的濃度。

1.3.2 肌原纖維蛋白與可得然膠共混體系的制備 將肌原纖維蛋白用磷酸鹽緩沖液 （0.6 mol/L NaCl，2 mmol/L MgCl2，1 mmol/L EDTA，10 mmol/L Na2HPO4，pH 7.0）稀釋至20 mg/mL，用稀釋好的蛋白溶液將可得然膠質(zhì)量濃度調(diào)整為0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0 mg/mL （可得然膠添加量分別為肌原纖維蛋白濃度的0，1%，2%，3%，4%，5%），使用勻漿機(jī)高速勻漿60 s，將二者充分混勻，得到最終的共混體系。

1.3.3 肌原纖維蛋白理化性質(zhì)的測(cè)定

1.3.3.1 表面疏水性的測(cè)定 用1-苯胺基-8-萘磺酸鹽 （ANS） 作為疏水熒光探針測(cè)定表面疏水性[12]。用含有0.6 mol/L NaCl（pH 7.0）的Tris-HCl緩沖液將肌原纖維蛋白溶液稀釋至0.1，0.2，0.3，0.4，0.5 mg/mL，用稀釋好的蛋白溶液配制不同添加量的CUD-MP 共混體系。各樣品分別取5 mL，與25 μL 含8 mmol/L ANS （pH 7.0） 的Tris-HCl緩沖液渦旋混合，黑暗中反應(yīng)15 min 后，用Synergy H4 BioTek 酶標(biāo)儀測(cè)量ANS 復(fù)合蛋白的熒光強(qiáng)度 （激發(fā)和發(fā)射波長(zhǎng)分別為390 nm 和470 nm）。以熒光強(qiáng)度為橫坐標(biāo)，蛋白質(zhì)濃度為縱坐標(biāo)，得到的曲線斜率為蛋白質(zhì)表面疏水性。

1.3.3.2 乳化能力的測(cè)定 使用濁度法[13]測(cè)定混合乳液的乳化性能。將肌原纖維蛋白溶液的濃度調(diào)整為1 mg/mL，使用該蛋白溶液配制不同添加量的CUD-MP 共混體系。取8 mL 混合溶液和2 mL 玉米油用高速勻漿機(jī)以10 000 r/min 勻漿1 min。然后取50 μL 距離勻漿杯底部0.5 cm 的混合溶液，并分散到5 mL 0.1% SDS 中。10 min 后重復(fù)上述操作。使用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)在500 nm處測(cè)量吸光度，并將0.1% SDS 溶液用作空白。混合溶液的乳化活性（EAI）和乳化穩(wěn)定性（ESI）用以下公式表示：

式中：A0和A10——在0 min 和10 min 時(shí)溶液的吸光度；C——肌原纖維蛋白的質(zhì)量濃度，mg/mL；φ——乳狀液的油體積分?jǐn)?shù)，%；dilution——稀釋倍數(shù)。

1.3.3.3 SDS-PAGE 凝膠電泳 SDS-PAGE 用于分析MP 與不同濃度可得然膠之間的交聯(lián)。使用12%的分離膠和5%的濃縮膠進(jìn)行電泳分析。

1.3.4 肌原纖維蛋白凝膠特性的測(cè)定

1.3.4.1 流變性的測(cè)定 采用TA DHR-2 流變儀測(cè)定樣品的流變特性。試驗(yàn)參數(shù)為：上下板狹縫為1 mm，剪切頻率為0.1 Hz，將待測(cè)樣品從25 ℃加熱到95 ℃，升溫速率為2 ℃/min。

1.3.4.2 凝膠強(qiáng)度的測(cè)定 將肌原纖維蛋白溶于磷酸鹽緩沖液（含0.1 mol/L NaCl）中制成溶膠，使其質(zhì)量濃度達(dá)到40 mg/mL，用其配制可得然膠質(zhì)量濃度分別為0，0.4，0.8，1.2，1.6，2.0 mg/mL 的混合溶膠（可得然膠添加量為肌原纖維蛋白質(zhì)量濃度的0，1%，2%，3%，4%，5%），勻漿機(jī)高速勻漿60 s 使二者混合均勻。將混合液80 ℃水浴加熱30 min 后，立即用流水冷卻至室溫，4 ℃冷藏過(guò)夜。

采用配備有P/0.5 型號(hào)圓柱探針的TA-XT Plus 型質(zhì)構(gòu)儀檢測(cè)樣品的凝膠強(qiáng)度，試驗(yàn)參數(shù)為：測(cè)試前速度1.0 mm/s；測(cè)試速率0.5 mm/s；返回速率10.0 mm/s；觸發(fā)力5.0 g；測(cè)試循環(huán)次數(shù)1 次；測(cè)試距離10 mm，樣品測(cè)定前需在室溫下靜置1 h。

1.3.4.3 持水性（WHC） 混合凝膠的持水性通過(guò)離心法[14]測(cè)定。將凝膠樣品裝入離心管中，在4 ℃下以4 000×g 離心15 min，稱取離心前后的質(zhì)量。持水性表示為最終質(zhì)量與離心前質(zhì)量的百分比。

1.3.4.4 T2弛豫時(shí)間分布情況 參照周鳳超等[15]的方法并有所改動(dòng)。利用NMI20-040H-1 低場(chǎng)核磁共振儀對(duì)混合凝膠的水分組成及分布進(jìn)行分析。將約2 g 的凝膠樣品放入15 mm 的核磁管中進(jìn)行試驗(yàn)。儀器自帶分析軟件測(cè)定凝膠的T2弛豫時(shí)間并進(jìn)行反演，計(jì)算各樣品T2弛豫時(shí)間分布以及峰面積比例。

1.3.5 肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)的測(cè)定

1.3.5.1 微觀結(jié)構(gòu)的測(cè)定 根據(jù)Jia 等[16]的試驗(yàn)方法觀察凝膠的微觀結(jié)構(gòu)。將混合凝膠樣品在2.5%戊二醛中固定過(guò)夜，依次使用30%，50%，70%，80%，90%的乙醇和無(wú)水乙醇各脫水10 min。然后將樣品冷凍干燥、濺射噴金處理后，通過(guò)在20 kV電壓下運(yùn)行的Hitachi S-8020 電子掃描顯微鏡進(jìn)行觀察、拍照。

1.3.5.2 傅里葉紅外光譜二級(jí)結(jié)構(gòu)分析 采用Nicolet iS10 FTIR 紅外光譜對(duì)混合凝膠的二級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并使用MONIC 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉去卷積處理，分析肌原纖維蛋白α 螺旋、β 折疊、β 轉(zhuǎn)角和無(wú)規(guī)卷曲等蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的含量及變化。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法

每個(gè)試驗(yàn)重復(fù)3 次，做3 次平行，采用SPSS 26 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，使用Duncan（D）檢驗(yàn)數(shù)據(jù)平均值之間的顯著性差異（P<0.05）并進(jìn)行方差分析（ANOVA），采用Origin 2018 軟件進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 肌原纖維蛋白與可得然膠共混體系表面疏水性分析

表面疏水性對(duì)于穩(wěn)定蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)和控制疏水基團(tuán)在蛋白質(zhì)分子中的分布起著重要作用[17]。如圖1所示，肌原纖維蛋白和可得然膠混合體系的表面疏水性隨著可得然膠添加量的增加而顯著降低（P<0.05）。通常認(rèn)為肌原纖維蛋白的結(jié)構(gòu)保持折疊狀態(tài)，并且疏水性氨基酸嵌入蛋白分子內(nèi)部。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)被加熱，其天然結(jié)構(gòu)展開(kāi)，疏水基團(tuán)暴露[18]?？傻萌荒z存在時(shí)，其與暴露出的疏水基團(tuán)結(jié)合，之后，疏水反應(yīng)導(dǎo)致蛋白質(zhì)-多糖聚集體的形成，使得表面疏水性降低，提高了肌原纖維蛋白的穩(wěn)定性。當(dāng)可得然膠添加量為肌原纖維蛋白濃度的5%時(shí)，其占據(jù)了共混體系的大部分空間，加熱使得可得然膠和蛋白質(zhì)分子之間相互作用，形成新的分子間化學(xué)鍵，例如氫鍵作用[19]。有研究表明，肌原纖維蛋白表面疏水性降低的主要原因推測(cè)為多糖與蛋白質(zhì)反應(yīng)程度的增加和蛋白質(zhì)的熱變性[20]。

圖1 可得然膠添加量對(duì)肌原纖維蛋白表面疏水性的影響Fig.1 Influence of curdlan addition on surface hydrophobicity of MP

2.2 肌原纖維蛋白與可得然膠共混體系乳化性分析

圖2表示不同添加量的可得然膠對(duì)MP 乳化性能的影響，隨著可得然膠添加量的增加，共混體系的乳化性能均優(yōu)于對(duì)照組（純MP）。當(dāng)可得然膠添加量為肌原纖維蛋白濃度的2%時(shí)，共混體系的乳化活性和乳化穩(wěn)定性顯著提高（P<0.05），分別比對(duì)照組增加了4.15%和68.2%?？傻萌荒z作為一種穩(wěn)定劑，具有與疏水性物質(zhì)結(jié)合的能力[21]，能夠分散到MP 溶液體系中吸水融脹，促進(jìn)蛋白質(zhì)和油脂的結(jié)合，使共混體系形成更穩(wěn)定的乳液。同時(shí)，可得然膠附著到MP 表面，降低了表面疏水性，改變了肌原纖維蛋白原有的空間位阻，有助于油脂在蛋白周圍形成穩(wěn)定的大分子膜，因此使得MP 的乳化能力顯著提高。

圖2 可得然膠添加量對(duì)肌原纖維蛋白乳化性的影響Fig.2 Influence of curdlan addition on emulsifying ability of MP

2.3 肌原纖維蛋白與可得然膠共混體系SDSPAGE 分析

肌原纖維蛋白的理化性質(zhì)和凝膠特性受到肉類產(chǎn)品中各種蛋白質(zhì)相互作用的影響。運(yùn)用SDSPAGE 方法分析共混體系中MP 成分的變化，由圖3可知，MP 包含肌球蛋白重鏈（MHC）和肌動(dòng)蛋白（Actin）作為主要蛋白質(zhì)，它們的分子質(zhì)量分別約為210 ku 和48 ku。隨著可得然膠添加量的增加，觀察到MHC 帶強(qiáng)度幾乎沒(méi)有變化，與Hu 等[22]的研究結(jié)果一致。研究人員表明，在蛋白質(zhì)凝膠化過(guò)程中，主要涉及4 種主要的化學(xué)鍵類型：氫鍵、離子鍵、疏水相互作用和共價(jià)鍵[23]。由于疏水作用呈減少的趨勢(shì)，故推測(cè)盡管可得然膠對(duì)MP 凝膠強(qiáng)度產(chǎn)生了增強(qiáng)作用，但在兩者之間僅存在弱鍵，而這些弱鍵會(huì)被電泳過(guò)程中使用的SDS 破壞，所以條帶變化并不明顯。Choi 等[24]指出，添加某一多糖不會(huì)影響肌原纖維蛋白熱誘導(dǎo)凝膠的電泳帶型。試驗(yàn)結(jié)果表明，可得然膠對(duì)與MP 凝膠特性的優(yōu)化不是由于肌球蛋白重鏈熱解產(chǎn)生的疏水片段，而可能是由二者相互作用產(chǎn)生的弱鍵（例如氫鍵）引起的。

圖3 可得然膠添加量對(duì)肌原纖維蛋白交聯(lián)性的影響Fig.3 Influence of curdlan addition on MP crosslinking

2.4 肌原纖維蛋白與可得然膠共混體系流變性分析

圖4表示不同可得然膠添加量與MP 共混體系的儲(chǔ)能模量（G′）變化圖。從圖中可以看出，對(duì)照組（純MP） 的G′曲線，其轉(zhuǎn)變峰出現(xiàn)在大約55℃，其后G′值迅速下降。這是由于肌球蛋白頭部變性而產(chǎn)生的結(jié)果，意味著蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)被破壞，形成弱凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)?？傻萌荒z的添加改變了肌原纖維蛋白的動(dòng)態(tài)流變過(guò)程，Cardoso 等[25]的研究也證實(shí)了這一現(xiàn)象。與對(duì)照組相比，G′的值隨著可得然膠添加量的增加而增加。盡管可得然膠的存在增加了G′的值，但是G′的整體曲線并未改變。因此，當(dāng)凝膠形成時(shí)，肌原纖維蛋白仍然在復(fù)合體系中占主導(dǎo)地位。當(dāng)加熱溫度高于60 ℃時(shí)，復(fù)合體系的G′要顯著高于對(duì)照組（P<0.05），這表明，可得然膠能夠增強(qiáng)MP 的熱穩(wěn)定性。當(dāng)其添加量為肌原

圖4 可得然膠添加量對(duì)肌原纖維蛋白凝膠儲(chǔ)能模量的影響Fig.4 Influence of curdlan addition on G′ of MP gels

注：由左到右依次為marker、0～5%可得然膠添加量的肌原纖維蛋白樣品。纖維蛋白濃度的1%～4%時(shí)，可得然膠對(duì)凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成有積極作用，而添加肌原纖維蛋白濃度5%比例的可得然膠，則會(huì)干擾MP 的共價(jià)交聯(lián)，破壞蛋白質(zhì)凝膠形成過(guò)程而導(dǎo)致較差的凝膠強(qiáng)度[26]。

圖5表示不同可得然膠添加量與MP 共混體系的損失模量（G″）變化圖。隨著溫度的升高，對(duì)照組G″迅速上升，并在約55 ℃時(shí)出現(xiàn)峰值，然后立即在60 ℃下降到最小值，隨后溫度從60 ℃升高到95 ℃，該值穩(wěn)定。研究表明，由于可得然膠的增稠作用，提高了MP 凝膠的黏度，在加熱形成混合不可逆凝膠時(shí)，可得然膠和MP 相鄰分子之間存在氫鍵，也可能提高黏度[27]。但是，當(dāng)肌原纖維蛋白中可得然膠的添加量增大到蛋白濃度的5%時(shí)，其G″值相較于添加了4%蛋白濃度的可得然膠顯著下降（P<0.05），這可能由于過(guò)量的可得然膠吸水膨脹，導(dǎo)致與MP 結(jié)合部分減少，黏度降低。在加熱過(guò)程中，G′和G″均相對(duì)于對(duì)照組顯著增加（P<0.05），并且G′的增加量遠(yuǎn)大于G″，這表明彈性是復(fù)合凝膠的主要特征。Jiang 等[28]認(rèn)為，流變性結(jié)果可以表示肌原纖維蛋白凝膠的典型特征，與本試驗(yàn)結(jié)論一致。

圖5 可得然膠添加量對(duì)肌原纖維蛋白凝膠損失模量的影響Fig.5 Influence of curdlan addition on G″of MP gels

2.5 肌原纖維蛋白與可得然膠共混體系凝膠強(qiáng)度分析

凝膠強(qiáng)度通常用于客觀評(píng)估MP 在形成凝膠時(shí)聚集和固定水的能力。圖6表示不同可得然膠添加量對(duì)MP 凝膠強(qiáng)度的影響。如圖，凝膠強(qiáng)度呈先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)可得然膠添加量為肌原纖維蛋白濃度的2%時(shí)，混合體系的凝膠強(qiáng)度相較于對(duì)照組顯著提高（P<0.05）。當(dāng)添加量為蛋白濃度的4%時(shí)，其凝膠強(qiáng)度最大，比對(duì)照組提高了235%。在可得然膠添加量為1%～4%的范圍內(nèi)，其與MP 結(jié)合不僅能很好地與其中的蛋白質(zhì)發(fā)生相互作用，還能夠在加熱過(guò)程中吸收體系中的游離水，增加復(fù)合凝膠網(wǎng)絡(luò)中的交聯(lián)密度，從而形成有序且穩(wěn)定的三維凝膠結(jié)構(gòu)，改善其凝膠特性。但超出蛋白濃度4%的添加量則會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響，原因一方面可能是可得然膠吸水后加熱溶脹并聚集，占據(jù)了較大的空間，從而可能導(dǎo)致MP 蛋白失水皺縮[24]，使得凝膠強(qiáng)度變差；另一方面，可得然膠分子質(zhì)量較高，高濃度的可得然膠可能會(huì)阻礙MP分子的交聯(lián)，干擾凝膠的形成從而降低凝膠強(qiáng)度[29]。本試驗(yàn)中凝膠強(qiáng)度的結(jié)果與流變性G′結(jié)果相符。因此，適量添加可得然膠對(duì)于現(xiàn)實(shí)的肉類生產(chǎn)具有重要意義。

圖6 可得然膠添加量對(duì)肌原纖維蛋白凝膠強(qiáng)度的影響Fig.6 Influence of curdlan addition on gel strength

2.6 肌原纖維蛋白與可得然膠共混體系持水性分析

持水性可以表示肌肉在某些特定條件下與水結(jié)合的能力，它通常用于評(píng)估肉和肉制品的質(zhì)量。可得然膠對(duì)肌原纖維蛋白持水性的影響如圖7所示。與對(duì)照組凝膠相比，添加肌原纖維蛋白濃度1%的可得然膠能夠使得持水性顯著增加15%（P＜0.05）。隨后可得然膠濃度的增加與持水性成正比。但當(dāng)可得然膠添加量為蛋白濃度的5%時(shí)，持水性略微減少卻仍比純MP 高。MP 凝膠的保水能力可能受許多因素影響，包括水合，氫鍵和疏水相互作用[30]?？傻萌荒z本身的吸水性能可能是影響復(fù)合蛋白質(zhì)體系持水性的一個(gè)因素。復(fù)合凝膠中持水性的增加表明，可得然膠可能會(huì)在加熱過(guò)程中吸收凝膠網(wǎng)絡(luò)中的自由水[31]，從而可以促進(jìn)MP和可得然膠之間的相互作用以形成更緊湊的三維網(wǎng)絡(luò)。但較高濃度可得然膠的稀釋作用可能會(huì)在一定程度上降低肌原纖維蛋白中水結(jié)合位點(diǎn)的數(shù)量，從而降低蛋白與水分子之間的結(jié)合和相互作用能力，導(dǎo)致持水性略下降。通常，黏度與MP 凝膠的保水性有關(guān)[24]，本試驗(yàn)中持水性結(jié)果與流變性G″結(jié)果一致。

圖7 可得然膠添加量對(duì)肌原纖維蛋白凝膠持水性的影響Fig.7 Influence of curdlan addition on water holding capacity

2.7 肌原纖維蛋白與可得然膠共混體系水分組成及分布情況

利用低場(chǎng)核磁共振能夠分析可得然膠-肌原纖維蛋白復(fù)合體系內(nèi)的水分分布和遷移情況[32]。圖8表示肌原纖維蛋白典型T2弛豫時(shí)間分布圖，4 個(gè)峰出現(xiàn)的時(shí)間分別0.1～1 ms （T2b）、1～100 ms（T21）、100～1 000 ms（T22）、1 000～10 000 ms（T23），由于第2 和第3 個(gè)峰的弛豫時(shí)間相近，故4 個(gè)峰分別代表凝膠中的3 種不同狀態(tài)，即結(jié)合水、不易流動(dòng)水和自由水，與韓芳蕊等[33]的研究結(jié)果一致。

圖8 肌原纖維蛋白凝膠典型T2 弛豫時(shí)間分布圖Fig.8 Typical distribution of T2 relaxation time in MP gels

由表1可見(jiàn)：可得然膠添加量為蛋白濃度的1%～4%時(shí)，混合凝膠中T21、T22弛豫時(shí)間均顯著下降（P＜0.05）。Gravelle 等[34]的研究表示，T2弛豫時(shí)間表明物質(zhì)與其周圍化學(xué)環(huán)境的相互作用程度，其中較短的弛豫時(shí)間表明交換過(guò)程更快，相互作用也更強(qiáng)。試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明可得然膠的存在穩(wěn)定了混合體系的水分分布，使得MP 與可得然膠相互作用增強(qiáng)，不易流動(dòng)水分子的移動(dòng)性降低。但當(dāng)可得然膠添加量為蛋白濃度的5%時(shí)，混合凝膠中T21、T22、T23弛豫時(shí)間增加但相比對(duì)照組不顯著（P＞0.05），其原因可能是過(guò)量的可得然膠吸水膨脹，使得肌原纖維蛋白分子間的距離增加，水分更多得以自由水的形式表現(xiàn)出來(lái)。Han 等[35]的研究證明，NMR 結(jié)果與持水性結(jié)果具有正相關(guān)性，與本試驗(yàn)的研究結(jié)果相符。

表1 可得然膠添加量對(duì)肌原纖維蛋白凝膠T2 弛豫時(shí)間的影響Table 1 Effect of addition of curdlan on T2 relaxation time of myofibrillar protein gel

峰面積百分比可以表示不同試驗(yàn)條件下某狀態(tài)水分所占的比例，從而推斷水分的遷移情況[36]。由表2可知：純MP 凝膠的不易流動(dòng)水占比最高，這是因?yàn)樵诩訜釛l件下，肌原纖維蛋白發(fā)生變性交聯(lián)聚集，并與水分子發(fā)生相互作用，形成了三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，自由水在此網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中轉(zhuǎn)化成不易流動(dòng)水，被固定在凝膠體系中。隨著可得然膠添加量的增加，T2b峰面積比例（P2b）和對(duì)照組相比變化不顯著（P＞0.05）且其占峰面積的比例很小，因此持水性的變化與該水分關(guān)系不大；P22先顯著上升（P＜0.05），當(dāng)可得然膠添加量為5%時(shí)，該值又下降；P23的變化趨勢(shì)和P22相反。結(jié)果表明，可得然膠的存在使得混合體系中的自由水向不易流動(dòng)水轉(zhuǎn)化。Li 等[37]認(rèn)為P22的增加即水分從肌原纖維蛋白外部遷移到凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，使得持水性得到改善。

表2 可得然膠添加量對(duì)豬肉肌原纖維蛋白凝膠T2 弛豫時(shí)間峰面積百分比的影響Table 2 Effect of addition of curdlan on the percentage of the T2 relaxation time peak area of myofibrillar protein

2.8 肌原纖維蛋白與可得然膠共混體系微觀結(jié)構(gòu)分析

利用掃描電子顯微鏡檢測(cè)樣品的分子結(jié)構(gòu)，如圖9所示，純MP 凝膠（a）顯示出粗糙的三維結(jié)構(gòu)，該三維結(jié)構(gòu)是由較大體積的蛋白質(zhì)聚集體交聯(lián)形成的。在這種條件下，其凝膠強(qiáng)度和持水能力較低。當(dāng)添加可得然膠后，可得然膠分子分布在蛋白質(zhì)凝膠基質(zhì)中，與蛋白互相纏繞，使得蛋白分子之間的孔徑變小，形成了相對(duì)堅(jiān)固的混合三維結(jié)構(gòu)，從而提高了凝膠強(qiáng)度。添加肌原纖維蛋白濃度4%可得然膠的樣品（e）孔徑最小，分子最均勻細(xì)致，與蛋白質(zhì)交聯(lián)最為明顯，說(shuō)明其與水結(jié)合的能力也最強(qiáng)，與本試驗(yàn)持水性結(jié)果一致。Chantrapornchai 等[38]證明，具有相對(duì)較小孔隙的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出較高的持水能力?？傻萌荒z作為一種膳食纖維多糖對(duì)增強(qiáng)肉制品功能方面起著關(guān)鍵作用，作為鴨肌肉凝膠中的脂肪替代物能夠增加鴨肉的質(zhì)構(gòu)特性[39]。除此之外，可得然膠由于其良好的膠凝特性，可作為一種凝膠增強(qiáng)劑來(lái)彌補(bǔ)豬肉肌原纖維蛋白凝膠質(zhì)地較差的情況[40]。

圖9 可得然膠添加量對(duì)肌原纖維蛋白微觀結(jié)構(gòu)的影響Fig.9 Influence of curdlan addition on MP microstructure

2.9 肌原纖維蛋白與可得然膠共混體系二級(jí)結(jié)構(gòu)分析

不同可得然膠添加量對(duì)MP 二級(jí)結(jié)構(gòu)的影響如表3所示。由表可知，β 折疊在二級(jí)結(jié)構(gòu)中占比最大，是維持可得然膠和肌原纖維蛋白凝膠復(fù)合體系的主要二級(jí)結(jié)構(gòu)，可能由于蛋白質(zhì)加熱形成凝膠的過(guò)程中，α 螺旋和β 轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)化為β 折疊。此外，隨著可得然膠添加量的增加，α 螺旋呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)，王未君[41]的研究表明，蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)α 螺旋的比重提高，有利于蛋白凝膠持水性的增強(qiáng)。本試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明可得然膠的存在可能對(duì)蛋白質(zhì)天然二級(jí)結(jié)構(gòu)具有保護(hù)作用。

表3 可得然膠-肌原纖維蛋白共混體系二級(jí)結(jié)構(gòu)分析Table 3 Analysis of the secondary structure of curdlan-myofibrillar protein mixed system

3 結(jié)論

可得然膠的添加降低了肌原纖維蛋白的表面疏水作用，提高了MP 的乳化能力。在可得然膠添加量為肌原纖維蛋白濃度的1%～4%時(shí)，加熱成膠的過(guò)程其能夠吸收共混體系中的自由水，轉(zhuǎn)化成不易流動(dòng)水，使MP 形成更加致密的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)MP 的凝膠強(qiáng)度，改善持水性。并且可得然膠能夠保護(hù)MP 的二級(jí)結(jié)構(gòu)，提高M(jìn)P 的熱穩(wěn)定性。

圖10 可得然膠添加量對(duì)肌原纖維蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)的影響Fig.10 Effect of addition of curdlan on the secondary structure of myofibrillar protein

通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，可得然膠可以與肌原纖維蛋白形成穩(wěn)定的共混體系，通過(guò)熱誘導(dǎo)作用形成穩(wěn)定的凝膠特性，從而提高肉制品的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)。目前，可得然膠在肉制品中的應(yīng)用與其它多糖相比還較少，研究可得然膠與肌原纖維蛋白共混體系凝膠形成機(jī)理可以從微觀層面闡述可得然膠對(duì)肉制品質(zhì)構(gòu)提升的作用，為可得然膠在肉制品中的進(jìn)一步推廣奠定基礎(chǔ)。