超高壓及植物油添加量對(duì)兔肌球蛋白熱凝膠特性的影響

崔旭海，白 云，徐幸蓮，周怡汝，畢海丹,*，馮曉慧

（1.棗莊學(xué)院食品科學(xué)與制藥工程學(xué)院，山東 棗莊 277160；2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，國(guó)家肉品質(zhì)量安全控制工程技術(shù)研究中心，江蘇 南京 210095）

肌球蛋白是肌原纖維中含量最豐富的蛋白質(zhì)，約占肌肉蛋白質(zhì)的1/4，是影響肌肉蛋白凝膠形成能力的主要組分，在肉類品質(zhì)中發(fā)揮著重要作用[1]。高壓已被證明會(huì)引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化，從而改善肌肉蛋白質(zhì)的凝膠特性[2]。高壓處理作為一種非熱處理技術(shù)，可用于改善食品中蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)[3]，進(jìn)而改變其食用和功能特性，因此受到了廣泛關(guān)注。研究表明，不同水平的壓力處理對(duì)肌肉蛋白熱凝膠特性影響差異較大[4-6]。Xue Siwen等[7]的研究表明300 MPa的高壓處理會(huì)使肌球蛋白過度變性；Iwasaki等[8]也發(fā)現(xiàn)200 MPa以上的高壓處理會(huì)壓縮肌球蛋白分子的體積，導(dǎo)致凝膠強(qiáng)度和表面彈性下降，其作用效果與壓力和蛋白種類密切相關(guān)。絕大多數(shù)的報(bào)道均顯示，適宜的高壓處理可以增強(qiáng)肌球蛋白乳液的凝膠形成能力，顯著改善畜禽肉類產(chǎn)品的保水性和質(zhì)構(gòu)特性等凝膠特性[9-12]。

蛋白質(zhì)的熱凝膠特性對(duì)于肉類食品最終質(zhì)地和口感的形成影響很大，而植物油作為食品加工中重要的添加成分，同樣對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)地和風(fēng)味影響較大。研究表明，添加的油脂在熱加工過程中能夠穩(wěn)定肉糜蛋白質(zhì)凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，改善產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)特性和保水性，同時(shí)賦予產(chǎn)品良好的風(fēng)味和口感[13]。對(duì)魚糜的研究表明，添加外源油脂不僅能改善魚糜制品的滋味和營(yíng)養(yǎng)特性，而且脂質(zhì)能通過與魚糜蛋白的乳化作用進(jìn)而改善魚糜蛋白凝膠的功能特性[14]。目前，多數(shù)研究集中在探討超高壓條件[2,7,15]、食鹽的添加[16-17]、磷酸鹽的添加[12,17]等因素對(duì)肌原纖維蛋白或肌球蛋白凝膠特性[3-5]、理化性質(zhì)[1-2]和相關(guān)功能性質(zhì)[10,12]的影響方面；而關(guān)于超高壓條件下油脂的添加對(duì)肌肉蛋白凝膠特性的影響鮮有研究，尤其是不同壓力下結(jié)合油脂的添加對(duì)肌球蛋白熱凝膠特性的影響規(guī)律尚未明晰。

本實(shí)驗(yàn)利用不同高壓處理的兔肉肌球蛋白在非變性溫度下添加不同體積分?jǐn)?shù)植物油制備乳化體系，研究在后續(xù)升溫過程中熱凝膠特性與凝膠保水性的變化，確定較優(yōu)的壓力水平與植物油的添加水平，探討其變化機(jī)理，以期為油脂在乳化型肉糜類制品中的使用及相關(guān)企業(yè)更好地利用超高壓技術(shù)提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

3 月齡健康新西蘭雄性白兔（2.5～3.0 kg）江蘇省農(nóng)科院畜牧所；氯化鉀、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀、戊二醛（體積分?jǐn)?shù)25%）、無水乙醇、叔丁醇等（均為分析純）南京化學(xué)試劑有限公司；牛血清白蛋白、雙縮脲 北京索萊寶科技有限公司；非轉(zhuǎn)基因大豆油山東魯花集團(tuán)；聚乙烯真空包裝袋（20 ℃下透氧率為1 cm3/（m2·h））北京華盾塑料有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

S-IL-100-850-9-W高壓設(shè)備 英國(guó)Stansted Fluid Power公司；SIM-F124制冰機(jī) 日本三洋公司；FA1104B電子分析天平 上海越平科學(xué)儀器有限公司；Waring高速組織搗碎機(jī) 美國(guó)思伯明設(shè)備有限公司；Avanti J-E高速冷凍離心機(jī) 美國(guó)貝克曼有限公司；MCR 301流變儀 奧地利Physica公司；Spectra Max M2酶標(biāo)儀 美國(guó)分子設(shè)備有限公司；TA-XT Plus型物性測(cè)試儀 英國(guó)Stable Micro Systems公司；MicroMR核磁共振分析儀 上海紐邁電子有限公司；S-3000N掃描電子顯微鏡 日本日立公司；Ultra Turrax T25高速勻漿器德國(guó)IKA公司。

1.3 方法

1.3.1 肌球蛋白的提取

參照錢暢等[12]的方法，選取健康的新西蘭雄性白兔，宰前提供飲水和充分休息，減少應(yīng)激。機(jī)械擊昏后切斷頸部血管放血，迅速剝皮，去頭、爪及內(nèi)臟，自來水沖洗去除血跡。瀝干后放入冰箱（4 ℃），15 min后取腰大肌并剔除可見脂肪及結(jié)締組織，切碎稱質(zhì)量[12]。肌球蛋白的提取具體參照Xue Siwen等[1]的操作方法在0～4 ℃下進(jìn)行，用雙縮脲法檢測(cè)肌球蛋白質(zhì)量濃度。最后用0.6 mol/L KCl（pH 6.5）緩沖溶液將蛋白質(zhì)量濃度調(diào)至20 mg/mL，備用。

1.3.2 高壓處理及不同油脂添加量下乳化體系的制備

將上述肌球蛋白溶液轉(zhuǎn)移至真空包裝袋中并密封（每袋約50 g，去除氣泡），置于超高壓腔體中，在壓力100、150、200 MPa下保壓2 min，腔體溫度為10 ℃，以未進(jìn)行高壓處理（0.1 MPa）的肌球蛋白作為空白對(duì)照組。然后，分別取經(jīng)高壓處理和未經(jīng)高壓處理的肌球蛋白溶液50 mL（20 mg/mL）、不同體積的大豆油（分別為0、10、20、30 mL）、磷酸鹽緩沖液（20 mmol/L，pH 6.5），三者共計(jì)100 mL，混合后利用高速勻漿器10 000 r/min勻漿2 min，制備好的乳化體系備用。其中，所制備的16 個(gè)樣品體系具體如下：0.1 MPa處理組（油脂的體積分?jǐn)?shù)分別為0%、10%、20%、30%）；100 MPa處理組（油脂的體積分?jǐn)?shù)分別為0%、10%、20%、30%）；150 MPa處理組（油脂的體積分?jǐn)?shù)分別為0%、10%、20%、30%）；200 MPa處理組（油脂的體積分?jǐn)?shù)分別為0%、10%、20%、30%）。

1.3.3 肌球蛋白凝膠制備

參照錢暢等[12]的方法，將上述乳化體系置于玻璃小燒杯中，并在水浴鍋中從20 ℃程序升溫（1 ℃/min）至85 ℃，保溫20 min，獲得凝膠。再將凝膠置于0～4 ℃下過夜（12 h）。測(cè)定凝膠強(qiáng)度、保水性、水分分布并觀察凝膠微觀結(jié)構(gòu)。

1.3.4 流變特性測(cè)定

參照Z(yǔ)hang Yulong等[18]的方法稍作改動(dòng)，使用1.3.2節(jié)中制備好的肌球蛋白乳化體系作為樣品。儀器采用平行板（上板直徑50 mm），參數(shù)設(shè)置如下：頻率為0.1 Hz，應(yīng)變?yōu)?%，狹縫為0.5 mm，升溫條件為20～85 ℃（2 ℃/min），記錄儲(chǔ)能模量G’（彈性特征）、損耗模量G”（黏性特征）的變化情況。

1.3.5 凝膠強(qiáng)度的測(cè)定

參照Chen Xing等[19]的方法并略做改動(dòng)，利用質(zhì)構(gòu)分析儀進(jìn)行凝膠強(qiáng)度的測(cè)定，單位為g。質(zhì)構(gòu)分析儀參數(shù)設(shè)定：測(cè)試前探頭（P/5）下降速率2.0 mm/s，測(cè)試速率1.0 mm/s，測(cè)試后探頭上升速率1.0 mm/s，穿刺測(cè)試距離5 mm，感應(yīng)力3 g，用質(zhì)構(gòu)分析儀自帶軟件Texture Expert English 1.22進(jìn)行分析，以穿刺曲線的第一個(gè)峰值即破斷強(qiáng)度（g）表征凝膠強(qiáng)度。

1.3.6 保水性測(cè)定

參照Z(yǔ)hang Ziye等[20]的方法并作適當(dāng)改動(dòng)，通過離心失水率來表征保水性。準(zhǔn)確稱量上述制備的凝膠樣品5 g左右置于離心管中，將離心管兩兩配平，經(jīng)3 000×g（4 ℃）離心5 min后取出去除水分，準(zhǔn)確稱量余下樣品質(zhì)量，按下式計(jì)算離心損失率。

式中：m0為離心前空離心管的質(zhì)量/g；m1為離心前離心管和凝膠的總質(zhì)量/g；m2為離心除水之后離心管和凝膠的總質(zhì)量/g。

1.3.7 核磁共振自旋-自旋弛豫時(shí)間（T2）測(cè)試

參照Han Minyi 等[9]的方法進(jìn)行核磁共振波譜（nuclear magnetic resonance spectroscopy，NMR）測(cè)試，并略作改動(dòng)。測(cè)試條件：質(zhì)子共振頻率為22.6 MHz，測(cè)試溫度為32 ℃。取2 g凝膠樣品放入核磁共振測(cè)試管再置于分析儀中。用Carr-Purcell-Meiboom-Gill（CPMG）序列進(jìn)行測(cè)試。所使用τ值為350 μs，重復(fù)掃描32 次，間隔時(shí)間為7 000 ms，得到12 000 個(gè)回波峰點(diǎn)數(shù)。利用儀器自帶的Multi Exp Inv Analysis軟件進(jìn)行反演，得到T2及對(duì)應(yīng)的峰面積所占比例（P2）。

1.3.8 掃描電子顯微鏡觀察

測(cè)試樣品的制備參照徐幸蓮[21]和錢暢[22]等的方法，首先用體積分?jǐn)?shù)4%的戊二醛溶液進(jìn)行固定，再用不同體積分?jǐn)?shù)的乙醇溶液進(jìn)行梯度脫水，然后放入叔丁醇中置換3 次，再將其凍干并用濺射鍍膜機(jī)將制備好的試樣進(jìn)行噴金處理[22]。之后利用掃描電子顯微鏡選擇放大1 000 倍進(jìn)行觀察。選取不同壓力下未添加油脂和添加20%油脂樣品的電子顯微鏡圖片進(jìn)行分析。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

本實(shí)驗(yàn)?zāi)z強(qiáng)度、保水性、T2弛豫時(shí)間、P2峰面積百分?jǐn)?shù)等指標(biāo)均重復(fù)測(cè)定3 次，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，流變特性取3 次重復(fù)的平均值進(jìn)行作圖。數(shù)據(jù)分析使用Statistix 8.1軟件包中General Linear Models程序進(jìn)行，對(duì)數(shù)據(jù)之間的顯著性采用Tukey HSD法進(jìn)行對(duì)比（以P＜0.05表示差異顯著），采用Sigmaplot 12.5軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同高壓處理后油脂的添加對(duì)凝膠流變學(xué)特性的影響

2.1.1 油脂添加量對(duì)凝膠G’的影響

由圖1可知，油脂添加量對(duì)肌球蛋白乳液G’的影響程度不同，且呈現(xiàn)一定規(guī)律性。隨著油脂添加量的增多，在所有壓力條件下，G’都呈現(xiàn)出明顯的增加趨勢(shì)，即30%處理組＞20%處理組＞10%處理組＞0%處理組。與0%處理組相比，當(dāng)溫度在40～49 ℃時(shí)，隨著油脂添加量的增加，各處理組G’的首個(gè)峰值溫度均上升了2～4 ℃，說明油脂的添加以及超高壓處理會(huì)使肌球蛋白頭部的變性凝聚過程延后，這促進(jìn)了該部分結(jié)構(gòu)域的展開[12,23]，此時(shí)肌球蛋白和油脂會(huì)相互結(jié)合形成共聚物，G’開始增加。45 ℃左右時(shí)，肌球蛋白主體展開及分子間交聯(lián)重組，造成G’下降。當(dāng)溫度達(dá)到53 ℃后，低聚物進(jìn)一步聚集，涉及到尾部之間的交聯(lián)，使得G’再次增加[24]，并在60～80 ℃明顯增加，尤其是隨著油脂添加量的增多這種現(xiàn)象更加明顯，但在隨后的升溫過程中曲線逐漸趨于平緩，表明乳化凝膠結(jié)構(gòu)在60～80 ℃區(qū)間快速形成，此結(jié)果與莊濤[25]的研究結(jié)果一致。由圖1還發(fā)現(xiàn)，在相同油脂添加量條件下，G’整體表現(xiàn)為200 MPa處理組＞150 MPa處理組＞100 MPa處理組≈0.1 MPa處理組；油脂添加量為10%時(shí)，與未添加油脂的乳化體系相比，在0.1 MPa和100 MPa下升溫過程中的G’略高于未添加組，但差異不大，而在150 MPa和200 MPa下升溫過程中G’要明顯高于未添加油脂的乳化體系。此外，油脂添加量為20%與30%時(shí)，所有高壓處理組的凝膠黏彈性明顯高于0%處理組，且150 MPa處理組對(duì)應(yīng)差值達(dá)到最大，200 MPa次之。綜上，適當(dāng)?shù)膲毫μ幚砗陀椭奶砑涌梢蕴岣呷榛w系的彈性。這可能是因?yàn)殡S著油脂添加量的增加，一方面提高了肌球蛋白質(zhì)溶膠的交聯(lián)程度，促進(jìn)了彈性結(jié)構(gòu)的形成；另一方面，蛋白和油脂形成的乳化物相互作用力增強(qiáng)，進(jìn)而提高了彈性特征[13,25]。

圖1 不同壓力處理下油脂的添加量對(duì)肌球蛋白熱凝膠G’的影響Fig.1 Effect of soybean oil content on G’ of heat-induced myosin gels under different pressure levels

2.1.2 油脂添加量對(duì)凝膠G”的影響

由圖2可知，不同油脂添加量對(duì)G”的影響程度也不同，其結(jié)果與G’類似。隨著油脂添加量的增多，在所有壓力條件下，G”都呈現(xiàn)出明顯增加趨勢(shì)，即30%處理組＞20%處理組＞10%處理組＞0%處理組；整體上每條曲線呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢(shì)。溫度在40～49 ℃范圍內(nèi)，G”出現(xiàn)最大值，然后較快速下降，這是肌球蛋白質(zhì)尾部展開造成臨時(shí)的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被破壞所致[23-25]，當(dāng)溫度高于65 ℃時(shí)G”的變化逐漸趨于平緩，這是由于肌球蛋白質(zhì)的頭部易在此溫度范圍內(nèi)發(fā)生結(jié)合聚集。在油脂添加量相同時(shí)，G”整體表現(xiàn)為150 MPa處理組＞200 MPa處理組＞100 MPa處理組≈0.1 MPa處理組；油脂添加量為10%時(shí)，與未添加油脂的乳化體系相比，不同壓力下其升溫過程中的G”略高，而油脂添加量為20%與30%時(shí)，所有高壓處理組的凝膠G”明顯高于0%處理組。150 MPa處理組油脂添加量為30%時(shí)G”最高值達(dá)到21.20 Pa，而200 MPa處理組G”最高值下降至19.91 Pa，表明若壓力過高會(huì)導(dǎo)致乳化凝膠的黏性特征受到一定破壞，這與Xue Siwen[1,7]、Chen Xing[19]等的研究結(jié)果一致。綜上，適當(dāng)?shù)膲毫μ幚砗陀椭奶砑涌梢蕴岣呷榛w系的黏性，進(jìn)而改善凝膠性能。此外，對(duì)比圖1、2可以發(fā)現(xiàn)，在相同的油脂添加量下，G’明顯高于G”，表明乳化體系加熱過程中的彈性特征要顯著高于黏性特征，這與文獻(xiàn)[3,13]的研究結(jié)果相似。

2.2 不同高壓處理后油脂的添加對(duì)凝膠強(qiáng)度的影響

由圖3可知，不同壓力下，隨著油脂添加量的增加，肌球蛋白凝膠的破斷強(qiáng)度與0%處理組相比均呈現(xiàn)顯著增加的趨勢(shì)（P＜0.05），但20%與30%處理組間差異不顯著（P＞0.05）。油脂的加入可以增強(qiáng)與肌球蛋白分子之間的相互作用，促進(jìn)凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成，一定程度提高凝膠強(qiáng)度[14]，本研究結(jié)果與莊濤[25]和Wu Mangang[26]等的研究結(jié)果一致。由圖3也可觀察到，在相同油脂添加量下，隨著作用壓力的增加，肌球蛋白凝膠的破斷強(qiáng)度也都呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，與0.1 MPa處理組相比，150 MPa和200 MPa處理組破斷強(qiáng)度顯著增加（P＜0.05），但兩組間差異不顯著（P＞0.05），油脂添加量為30%條件下，200 MPa處理組破斷強(qiáng)度達(dá)到13.54 g，與0.1 MPa處理組相比增加了23.97%。上述結(jié)果同樣說明，一定的高壓處理可以適當(dāng)提高肌球蛋白的凝膠強(qiáng)度，改善凝膠性能。

圖3 不同壓力處理下油脂的添加量對(duì)肌球蛋白凝膠破斷強(qiáng)度的影響Fig.3 Effect of soybean oil content on breaking strength of heatinduced myosin gels under different pressure levels

有報(bào)道指出，超高壓作用影響蛋白凝膠硬度的原因主要包括：誘導(dǎo)蛋白質(zhì)的變性、通過二硫鍵的作用形成高分子質(zhì)量多肽、形成三維網(wǎng)絡(luò)凝膠結(jié)構(gòu)[4-5]。Sikes等[27]利用高壓處理低鹽牛肉香腸，發(fā)現(xiàn)超高壓可以促進(jìn)蛋白質(zhì)的溶解和部分蛋白質(zhì)的伸展，進(jìn)而改善低鹽肉腸的質(zhì)構(gòu)特性。Zhang Ziye等[28]通過研究指出，較溫和的壓力水平可導(dǎo)致兔肌球蛋白中度變性和拉伸，破壞蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，暴露更多的巰基和疏水基團(tuán)，這些變化進(jìn)一步導(dǎo)致聚集體和二硫鍵的形成，從而形成更強(qiáng)的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用和更均勻的凝膠結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提高凝膠的彈性和強(qiáng)度[4,28]；但較高的壓力加劇了蛋白質(zhì)的變性速率或解聚程度，減弱了蛋白質(zhì)分子間的相互作用，導(dǎo)致肌原纖維蛋白交聯(lián)度降低而不利于凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成，從而形成弱凝膠[4-5]。Alvarez等[29]的研究表明植物油能夠增強(qiáng)蛋白質(zhì)凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，改善凝膠彈性。凝膠強(qiáng)度的增加是因?yàn)橛椭畛淞四z蛋白網(wǎng)絡(luò)的空隙，限制了凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中蛋白質(zhì)基質(zhì)的移動(dòng)，進(jìn)而形成了更致密的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[14,30]，此外，有研究表明，當(dāng)油脂添加量增加時(shí)，有更多的蛋白能夠參與凝膠結(jié)構(gòu)形成，也會(huì)使凝膠強(qiáng)度增加[14]。

2.3 不同高壓處理后油脂的添加對(duì)凝膠保水性的影響

由圖4可知，在相同壓力下，隨著油脂添加量的增加，離心損失率呈現(xiàn)顯著下降趨勢(shì)（P＜0.05），凝膠保水性增強(qiáng)。當(dāng)油脂添加量為10%時(shí)，隨著壓力的增加，離心損失率呈現(xiàn)顯著下降趨勢(shì)（P＜0.05），與未添加油脂組變化趨勢(shì)相似；當(dāng)油脂添加量為20%時(shí)，壓力增加到200 MPa時(shí)離心損失率降低到最低值（45.21%）；當(dāng)油脂添加量為30%時(shí)，隨著壓力的增加，150、200 MPa處理組與100 MPa處理組離心損失率差異顯著（P＜0.05），150 MPa處理組和200 MPa處理組之間差異不顯著（P＞0.05），但在200 MPa時(shí)離心損失率仍然最小（43.71%）。由以上結(jié)果可知，熱凝膠的離心損失率不僅會(huì)受到油脂含量的嚴(yán)重影響，同樣也會(huì)受到高壓作用的影響，150 MPa與200 MPa處理組添加20%或30%油脂時(shí)離心損失率較小，保水性較好。Brewer等[31]研究發(fā)現(xiàn)，油脂含量越低，則蒸煮損失率越高，保水性和乳化穩(wěn)定性越低[13]，適當(dāng)?shù)靥砑佑椭瑫?huì)提高凝膠的保水性。這可能跟油脂與蛋白質(zhì)的相互作用有關(guān)，當(dāng)油脂含量在一定范圍時(shí)，在適當(dāng)壓力下，脂肪微粒可以很好地分布于肌球蛋白中，肌球蛋白可以完全包裹脂肪微粒，形成穩(wěn)定性較好的乳化物，提高保水性。Jiménez-Colmenero等[32]也發(fā)現(xiàn)，乳化橄欖油的添加可提高法蘭克福香腸的乳化穩(wěn)定性，這與本研究結(jié)果一致。

圖4 不同壓力處理下油脂的添加量對(duì)肌球蛋白熱凝膠離心損失率的影響Fig.4 Effect of soybean oil content on centrifugal loss rate of heat-induced myosin gels under different pressure levels

2.4 不同高壓處理后油脂的添加對(duì)凝膠微觀結(jié)構(gòu)的影響

如圖5所示，當(dāng)未添加油脂時(shí)，隨著處理壓力的增加，凝膠的網(wǎng)絡(luò)更加致密，三維空間由疏松大孔結(jié)構(gòu)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹旅苄】捉Y(jié)構(gòu)，尤其在150 MPa和200 MPa時(shí)，表現(xiàn)為凝膠強(qiáng)度明顯增加。如圖6所示，當(dāng)油脂添加量為20%時(shí)，油脂的添加形成了肉眼可見的片層狀凝膠結(jié)構(gòu)。結(jié)合圖5進(jìn)行比較分析，隨著處理壓力的增加，其結(jié)構(gòu)更加致密、緊湊，形成了更加連續(xù)的凝膠基質(zhì)，外在表現(xiàn)為凝膠強(qiáng)度和保水性增加，同樣在150 MPa和200 MPa時(shí)，其表現(xiàn)更加明顯。這可能是因?yàn)?，?jīng)過一定高壓處理后，肌球蛋白的粒度變小，進(jìn)而在凝膠乳液中形成具有更加致密小孔的凝膠結(jié)構(gòu)，所以表現(xiàn)為相對(duì)較高的凝膠強(qiáng)度[28]；當(dāng)一定的油脂加入時(shí)，因?yàn)橹竞偷鞍踪|(zhì)的相互作用，二者包合在一起，形成了更加緊湊的乳化微球結(jié)構(gòu)，再通過加熱作用進(jìn)一步促使聚集的乳化微球結(jié)構(gòu)形成最終致密而又緊實(shí)的片層狀凝膠結(jié)構(gòu)，此時(shí)凝膠強(qiáng)度最好。綜上，適當(dāng)?shù)膲毫μ幚砗陀椭奶砑涌梢燥@著改善肌球蛋白乳液熱凝膠的質(zhì)地特性，使凝膠基質(zhì)的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加致密和緊湊，進(jìn)而提高凝膠強(qiáng)度，而這種凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)于水分的保持又非常有利，所以同樣有助于凝膠保水性的提高。這與前文凝膠強(qiáng)度與保水性的研究結(jié)果相印證。

圖5 不同壓力處理下未添加油脂的肌球蛋白熱凝膠的掃描電子顯微鏡圖Fig.5 Scanning electron microscopic images of heat-induced myosin gels without soybean oil addition under different pressure levels

圖6 不同壓力處理下添加20%油脂的肌球蛋白熱凝膠的掃描電子顯微鏡圖Fig.6 Scanning electron microscopic images of heat-induced myosin gels with 20% oil addition under different pressure levels

Boyer等[33]指出，三維凝膠網(wǎng)絡(luò)是蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)之間、蛋白質(zhì)-溶劑之間平衡的結(jié)果，在熱誘導(dǎo)凝膠的形成過程中蛋白質(zhì)分子側(cè)鏈的快速反應(yīng)能力會(huì)導(dǎo)致更大的分子間鍵形成。Hoogenkamp[34]發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用油脂對(duì)肉類蛋白進(jìn)行預(yù)乳化時(shí)，會(huì)導(dǎo)致更多的鹽溶性蛋白參與凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成，進(jìn)而有助于凝膠強(qiáng)度的提高。而本研究中，適當(dāng)?shù)母邏禾幚砘蛴椭奶砑訒?huì)顯著增加肌球蛋白分子參與更多的側(cè)鏈反應(yīng)，進(jìn)一步提高蛋白和脂肪分子間化學(xué)鍵的相互作用，從而提高凝膠強(qiáng)度，改善保水性，這與前人的研究結(jié)果[1]一致。

2.5 不同高壓處理后油脂的添加對(duì)凝膠水分分布的影響

低場(chǎng)核磁共振技術(shù)是一種快速、無損的檢測(cè)手段，常用于測(cè)定樣品中水質(zhì)子的分布狀態(tài)和移動(dòng)性[35-36]，能夠提供關(guān)于蛋白質(zhì)固定水分子及其與氫質(zhì)子相互作用的直接信息，從而反映肌球蛋白變性以及凝膠持水性的變化[9,13]。

由表1可知，熱凝膠水分的分布在不同壓力處理及不同油脂添加量下呈現(xiàn)不同的變化規(guī)律。T2b表示結(jié)合水，T21表示不易流動(dòng)水，T22表示自由水，P2b表示結(jié)合水峰面積，P21表示不易流動(dòng)水峰面積，P22表示自由水峰面積。油脂添加量為10%時(shí)，隨著壓力增加P22峰面積百分?jǐn)?shù)降低，P21峰面積百分?jǐn)?shù)增加，P2b峰面積百分?jǐn)?shù)先上升后下降，T21弛豫時(shí)間整體上沒有明顯變化，T22弛豫時(shí)間先升高后降低，整體上隨著處理壓力的增加，水的流動(dòng)性減弱，油脂的加入促進(jìn)了肌球蛋白質(zhì)的水合作用，利于保水[13]，這與前面離心損失率測(cè)定的結(jié)果相印證。油脂添加量為20%時(shí)，隨著壓力增加，T21弛豫時(shí)間先升高后降低，并在200 MPa時(shí)T21弛豫時(shí)間達(dá)到最小，且顯著小于0.1 MPa處理組（P＜0.05）；T22弛豫時(shí)間也呈現(xiàn)先升高后降低趨勢(shì)，但各處理組之間的T22弛豫時(shí)間差異不顯著（P＞0.05）；P21峰面積百分?jǐn)?shù)隨著壓力增加而增加，與0.1 MPa處理組相比，高壓處理組均顯著增加（P＜0.05），P22峰面積百分?jǐn)?shù)隨著壓力增加而下降，與0.1 MPa處理相比，高壓處理組均顯著降低（P＜0.05），但高壓處理組之間的差異不顯著（P＞0.05），上述結(jié)果表明隨著壓力的增加，不易流動(dòng)水的質(zhì)子部分結(jié)合程度增加，使結(jié)合水含量增加，自由水的比例下降，更有利于凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成。油脂添加量為30%時(shí)，T21弛豫時(shí)間隨著壓力的增加達(dá)到110 ms左右后趨于穩(wěn)定，不同壓力處理組之間T22弛豫時(shí)間沒有顯著變化（P＞0.05），P21峰面積百分?jǐn)?shù)與P22峰面積百分?jǐn)?shù)的變化與添加20%油脂時(shí)相似，同樣說明隨著壓力的增加自由水的比例減少。上述結(jié)果表明：適當(dāng)?shù)膲毫μ幚砗陀椭奶砑訒?huì)使原有的不易流動(dòng)水與肌球蛋白結(jié)合更加緊密，促進(jìn)自由水向不易流動(dòng)水轉(zhuǎn)變[9,13]，導(dǎo)致乳化物水合能力增強(qiáng)，并有利于增加保水性，這與前文保水性的研究結(jié)果相印證。

表1 不同壓力處理下油脂的添加量對(duì)肌球蛋白熱凝膠低場(chǎng)核磁弛豫特性（T2）的影響Table 1 Effect of soybean oil content on NMR relaxation properties (T2)of heat-induced myosin gels under different pressure levels

3 結(jié)論

壓力和油脂添加量均會(huì)影響肌球蛋白熱凝膠的G’、G”、凝膠強(qiáng)度等凝膠特性，并改變其熱凝膠的微觀結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響凝膠水分的分布，最終導(dǎo)致凝膠保水性的變化?？傮w上，所有高壓處理組的G’、G”、凝膠強(qiáng)度、保水性等指標(biāo)均明顯高于未經(jīng)高壓處理組，在相同壓力處理下，上述各指標(biāo)表現(xiàn)為隨著油脂添加量的增加而增大，即0%處理組＜10%處理組＜20%處理組＜30%處理組；在油脂添加量相同時(shí)（以20%為例），除G’和G”外上述各指標(biāo)也都隨著處理壓力的增加而增大，即0.1 MPa處理組＜100 MPa處理組＜150 MPa處理組＜200 MPa處理組；掃描電子顯微鏡觀察結(jié)果顯示，在200 MPa條件下凝膠質(zhì)地最佳；結(jié)合高壓處理和油脂添加的影響，在200 MPa條件下添加30%油脂時(shí)，其凝膠強(qiáng)度、保水性均達(dá)到最大值，均顯著高于0%處理組，同時(shí)具有較高的G’和G”，此時(shí)形成了致密少孔的片層狀有序凝膠結(jié)構(gòu)，凝膠質(zhì)地和保水性最好。此外，低場(chǎng)核磁共振分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明適當(dāng)?shù)膲毫μ幚砗陀椭奶砑幽軌虼龠M(jìn)乳化物水合能力的增強(qiáng)，并有利于保水性增加。

綜上，高壓處理結(jié)合油脂的添加對(duì)改善兔肌球蛋白熱凝膠的功能特性起到了積極作用，尤其是在200 MPa條件下添加30%植物油時(shí)凝膠性能表現(xiàn)最好，但是更高壓力下結(jié)合油脂處理對(duì)其熱凝膠特性的影響仍需進(jìn)一步探討。