蛋白质氧化对白斑狗鱼及高白鲑肌肉蛋白物化特性和功能性质的影响研究

摘要

白斑狗鱼和高白鲑是新疆特有的冷水鱼，目前主要以冷冻肉销售，而在贮藏、分销过程中，往往会发生由蛋白质氧化引起肌肉蛋白劣变情况，大大降低了其食用品质和商品价值，很大程度上制约了新疆冷水鱼产业的壮大和发展。本文主要以新疆冷水鱼（白斑狗鱼、高白鲑）肌肉中的肌原纤维蛋白和肌浆蛋白为研究对象，通过三种氧化系统，包括羟基自由基氧化系统、亚油酸脂肪氧化系统和氧化酶氧化系统，对肌肉蛋白质进行氧化。在研究氧化蛋白的物化特性（羰基、二聚酪氨酸、总巯基、游离氨基、表面疏水性和ATPase活性）变化的基础上进一步研究了氧化蛋白的功能性质（氮溶指数、浊度、乳化性和乳化稳定性以及起泡性和泡沫稳定性）的变化。从理论上探讨蛋白质氧化中物化特性与功能性质之间的关系，为防止白斑狗鱼和高白鲑肌肉蛋白氧化提供数据支撑。
　　1三种氧化系统的建立
　　本试验以白斑狗鱼的肌肉蛋白为研究对象，采用羟基自由基氧化系统、亚油酸脂肪氧化系统和氧化酶氧化系统，对肌肉蛋白质进行氧化，分析其对肌肉蛋白物化特性的影响。通过研究发现肌肉蛋白对羟基自由基氧化系统更为敏感。在羟基自由基氧化系统中，当氧化剂浓度从1mmol/L增加到10mmol/L，经过3h氧化，肌原纤维蛋白和肌浆蛋白的羰基含量与对照组相比分别增加了26.39％和28.27%；H2O2浓度为5mmol/L的条件下，氧化5h与氧化1h相比，肌原纤维蛋白和肌浆蛋白的羰基含量分别增加了7.75%和7.08%。因此，试验的后续选用FeCl3/H2O2/Asc氧化系统进行研究。
　　2蛋白质氧化对白斑狗鱼和高白鲑物化特性的影响
　　肌肉蛋白中的羰基含量、二聚酪氨酸和表面疏水性值与氧化剂的浓度和氧化时间呈正相关。白斑狗鱼肌原纤维蛋白和肌浆蛋白经过1~20mmol/L的H2O2氧化5h后，与对照组相比羰基含量分别增加了34.49%和30.52%；二聚酪氨酸的含量分别增加了43.07%和30.88%；表面疏水性值则增加了38.21%和43.17%。高白鲑肌原纤维蛋白和肌浆蛋白在氧化剂浓度为10mmol/L条件下，氧化1h和氧化5h相比较羰基含量分别增加了8.03%和2.59%；二聚酪氨酸的含量分别增加了7.01%和7.57%；表面疏水性值则增加了17.48%和7.22%。
　　肌肉蛋白中的总巯基含量、游离氨和Ca2+-ATPase活性与氧化剂浓度和氧化时间呈负相关。白斑狗鱼肌原纤维蛋白和肌浆蛋白经过1~20mmol/L的H2O2氧化5h后，与对照组相比，总巯基含量分别降低了67.49%和58.89%；游离氨基含量分别降低了42.62%和29.93%；Ca2+-ATPase活性分别减少了54.55%和23.61%。高白鲑肌原纤维蛋白和肌浆蛋白在氧化剂浓度为10 mmol/L条件下，氧化1h和氧化5h相比较总巯基含量分别降低了36.21%和42.08%；游离氨基含量分别降低了23.02%和6.89%；Ca2+-ATPase活性分别减少了28.81%和24.07%。
　　蛋白质的SDS-PAGE电泳图谱显示出了氧化后的蛋白质的部分条带消失，说明了蛋白质氧化破坏了蛋白质的结构。
　　3蛋白质氧化对白斑狗鱼和高白鲑功能性质的影响
　　肌肉蛋白质的氮溶指数，乳化性及乳化稳定性与氧化时间及氧化剂浓度呈负相关；浊度则刚好相反，随着氧化剂浓度的增加和氧化时间的延长，呈上升趋势。白斑狗鱼肌原纤维蛋白和肌浆蛋白经在氧化剂浓度为15mmol/L条件下，氧化1h和氧化5h相比较氮溶指数分别减少39.38%和31.77%；乳化性分别降低了13.07%和19.13%；乳化稳定性分别减少了19.13%和21.38%；浊度则不断的上升；在低浓度的氧化剂条件下，肌原纤维蛋白的起泡性增强了，但是泡沫稳定性不断下降；肌浆蛋白的起泡性整体呈增加的趋势。
　　高白鲑肌原纤维蛋白和肌浆蛋白经过1~20mmol/L的H2O2氧化5h后，与对照组相比氮溶指数分别减少85.35%和67.41%；乳化性分别降低了26.36%和48.78%；乳化稳定性分别减少了24.76%和38.49%；在低浓度的氧化环境中，肌原纤维蛋白的起泡性增加，肌浆蛋白的起泡性变化不大；浊度随着氧化剂浓度的增加在不断上升。
　　4相关性分析
　　氧化后的白斑狗鱼肌原纤维蛋白的羰基、二聚酪氨酸和表面疏水性与氮溶指数，乳化性及乳化稳定性呈极负相关，与浊度呈极正相关（r=0.94，0.90，0.98）；总巯基、游离氨基和Ca2+-ATPase活性与氮溶指数，乳化性及乳化稳定性呈极正相关，与浊度呈及负相关。氧化后的肌浆蛋白的羰基，表面疏水性与氮溶指数，乳化性及乳化稳定性呈负相关，与浊度和起泡性呈正相关；总巯基和Ca2+-ATPase活性与氮溶指数和乳化性及乳化稳定性呈正相关，与浊度和起泡性呈负相关；游离氨基与氮溶指数，泡沫稳定性，乳化性及乳化稳定性呈正相关，与浊度和起泡性呈极负相关；二聚酪氨酸的含量与氮溶指数，乳化性及乳化稳定性呈负相关，与浊度呈正相关。
　　高白鲑肌原纤维蛋白氧化后的氮溶指数和乳化性及乳化稳定性与总巯基，游离氨基和Ca2+-ATPase活性呈极正相关，与羰基，表面疏水性和二聚酪氨酸呈极负相关；浊度与羰基含量，表面疏水性和二聚酪氨酸的含量呈极正相关，与总巯基，游离氨基和Ca2+-ATPase活性呈极负相关。高白鲑肌浆蛋白氧化后的羰基，表面疏水性与氮溶指数及乳化稳定性呈显著负相关，与浊度和起泡性呈正相关；总巯基，游离氨基和Ca2+-ATPase活性与氮溶指数，乳化性及乳化稳定性呈极显著正相关。