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凡纳滨对虾肉质鲜嫩、营养丰富,是深受人们喜爱的水产品之一。冻藏与加热是凡纳滨对虾贮藏与加工的必要手段,然而肌肉蛋白质在冷藏或冻藏过程中,容易发生冷冻变性,影响产品的食用品质。同样加热也导致蛋白质变性,过度变性则使虾肉硬度增加,咀嚼性变差。因此,对凡纳滨对虾肌肉变性的研究为其产品品质的提高提供了主要理论依据。本论文以凡纳滨对虾为研究对象,利用傅里叶转换拉曼光谱技术研究冻藏或加热期间凡纳滨对虾肌肉蛋白质变性过程中的二级结构变化,通过重水H/D氘代置换,筛选出和水分子氢键运动相关的特征谱带,探讨蛋白质变性过程中维持蛋白质结构的分子作用力的变化,利用差示扫描量热法(DSC)探索虾肉蛋白质在冻藏或加热变性过程中的稳定性的变化规律,进一步阐明凡纳滨对虾肌肉蛋白质的变性特性。主要研究结果如下: 1.利用拉曼光谱技术研究了凡纳滨对虾肌肉蛋白质的二级结构。结果表明在-18℃和-40℃冻藏条件下,二级结构发生了明显变化:其中α-螺旋结构含量从56.22%(新鲜样品)分别下降到34.71%(-18℃)和34.10%(-40℃),而β-折叠结构的含量从24.71%(新鲜样品)分别增加到37.81%(-18℃)和39.10%(-40℃),转角结构含量从19.07%(新鲜样品)增加到27.48%(-18℃)和26.80%(-40℃)。α-螺旋和β-折叠的变化趋势与900、940 cm-1处的拉曼波谱分析结论一致。 2.通过H/D置换,测定不同置换时间下不同冻藏条件的虾肉蛋白质重水峰强度和氘代动力学变化,研究表明,蛋白质在-40℃比-18℃冻藏温度下具有更稳定的蛋白质结构。氘代动力学中的未氘代分数可以表征蛋白质的变性程度,通过拟合冻藏时间和未氘代分数之间的关系,得到未氘代分数值随冻藏时间的延长而降低的线性拟合方程(y=-0.0025x+0.6507,-18℃;y=-0.027x+0.7044,-40℃),可据此方程预测冻藏时间小于12周的虾肉蛋白质在冻藏过程中的变性情况。实验结果显示,蛋白质变性过程中,维持蛋白质结构的分子间作用力发生了变化,特别是氢键和疏水作用,可推断在冻藏期间由于蛋白质氢键和疏水作用的变化引起了蛋白质结构的改变,造成了蛋白质变性。 3.通过生物化学方法分析凡纳滨对虾在-18℃、-40℃下冻藏过程中肌肉蛋白质的盐溶性、巯基含量、Ca2+-ATPase活性和表面疏水性的变化规律,结果表明:蛋白质的盐溶性、巯基含量和Ca2+-ATPase活性均随着冻藏时间的延长而下降,而表面疏水性上升,且都与冻藏温度相关;-18℃冻藏样品的变性程度大于-40℃冻藏的样品,说明冻藏温度越高,蛋白质的变性程度越高。由DSC分析蛋白质的热变性温度和焓值的变化可知,随冷冻时间的增长,蛋白质的热变性温度呈下降趋势,且冻藏温度在-18℃时,热变性温度下降2.21℃,而在-40℃下的冷冻样品的热变性温度下降了0.74℃,说明冻藏温度越低,虾肉蛋白质具有较高的热稳定性。 4.利用拉曼光谱法结合DSC研究了凡纳滨对虾在50℃加热条件下的蛋白质和水的变化。结果表明:虾肉在50℃加热15min开始发生热变性。随着加热时间的延长,蛋白质α-螺旋含量减少,β-折叠含量增加,正规二级结构的总含量减少。随着H/D置换时间的延长,O-D键的相对强度总体呈上升趋势;加热后的肌肉蛋白O-D峰相对强度比未加热样品高,且加热时间越长强度越高;加热后的肌肉蛋白在前2小时内氘代动力学显著高于未加热新鲜样品,这可能与加热后蛋白质的氢键强度的改变有关。热变性过程中,氢键和疏水作用的改变对于蛋白质二级结构的改变起到了决定性作用。