食品研究与开发FoodResearchAndDevelopment2011年9月第32卷第9期
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影响鸭肉肌原纤维蛋白凝胶保水性的因素研究
李亚楠，张坤生*，任云霞
（天津市食品生物技术重点实验室，天津商业大学食品科学与工程系，天津300134）
摘要：以鸭胸肉为材料，提取鸭肉中的肌原纤维蛋白，研究溶液环境（蛋白浓度、NaCl浓度、pH）和加热方法（加热温度、加热时间、加热速率），对肌原纤维蛋白热诱导凝胶保水性的影响。研究结果表明：在一定范围内，鸭肉肌原纤维蛋NaCl浓度升高，凝胶保水性也相应提高；pH偏离蛋白的白凝胶的保水性与蛋白溶解度呈正相关；随着蛋白浓度越大，加热时间为20min，加热速率0.2℃/min～0.5℃/min，凝胶保水性最好。等电点越远，保水性越好；加热温度为70℃，关键词：鸭肉；肌原纤维蛋白；凝胶；保水性；溶解度
ResearchInfluenceFactorsonWHCofMyofibrillarProteinGelsfromDuckMuscle
LIYa-nan，ZHANGKun-sheng*，RENYun-xia
（TianjinKeyLaboratoryofFoodBiotechnology，DepartmentofFoodEngineering，TianjinUniversityofCommerce，
Tianjin300134，China）
Abstract：EffectsofSolutionenvironment（proteinconcentration，NaClconcentration，pHvalue）andheating）onWHCofmyofibrillarproteinfromduckmuscle．method（heatingtemperature，heatingtime，heatingrate
TheresultsshowedthatWHCincreadsignificantlywithproteinsolubility；asproteinconcentrationandNaClconcentrationincreases，WHCofgelsalsoincrease；thehigherwaspH，thefartherdeviationfromproteinthebetterwasWHC；whenheatingtemperaturewas70℃，heatingtimewas20min，heatingrateisoelectric，
was0．2℃/min-0．5℃/min，WHCofgelswasbest．
Keywords：duckmuscle；myofibrillarprotein；gels；WHC；solubility自古以来我国民间就有食鸭的习俗，鸭肉的蛋白含量高，脂肪和胆固醇较于其他肉类偏低，是很好的现我国的鸭肉的深加工技术落代养生健康食品[1]。然而，
后，缺乏系统的研究。并且，在对肌原纤维蛋白热诱导凝胶特性的研究方面，多以猪肉及禽肉中的鸡肉[2-3]为本实验以鸭肉为研究材料，为优化鸭研究对象。因此，
肉的加工条件提供理论参考。
为了降低成本，并且尽量使产品保持优良的工艺特性，这就要求，肉制品中蛋白质和水的相互作用要达这种相互作用，就包括蛋白质的水合和到最佳的状态。
溶解作用[4]。同时，这些相互作用也是肌原纤维蛋白的重要功能特性。而这些相互作用会受到溶液环境和加目前，国内关于加热方法对肌原纤维热热方法的影响。
诱导凝胶方面的研究较少，且大多集中在加热温度方
作者简介：李亚楠（1986—），女（汉），硕士研究生，研究方向：食品科学与工程。
*通信作者：张坤生（1957—），男（汉），教授，博士，研究方向：食品加工与贮藏。
面进行研究。
因此，本实验以鸭胸肉为材料，提取肌原纤维蛋白，并且探讨溶液环境（蛋白浓度、NaCl浓度、pH）和加热方法（加热温度、加热时间、加热速率），对肌原纤维蛋白热诱导凝胶保水性的影响。1
材料与方法
FA2004A冷冻鸭胸肉：购于天津迎宾放心肉超市；型电子天平：上海精天电子仪器有限公司；J2-21台式高速冷冻离心机：美国贝克曼公司；525BR电泳仪：美国BIO-RAD；pHS-3C数字pH计：天津市盛邦科学仪器UV-7504紫外可见分光光度计：上技术开发有限公司；海精密科学仪器有限公司。1.2
方法
肌原纤维蛋白的提取，根据Xiong及韩敏义等[5-6]的方法并稍加改动。将鸭胸肉解冻，添加4倍体积的1.2.1肌原纤维蛋白的提取制备
1.1主要材料及仪器设备
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李亚楠，等：影响鸭肉肌原纤维蛋白凝胶保水性的因素研究
基础研究
0.01mol/LNa2HPO4缓冲溶液,匀浆，冷冻离心，取沉淀；提取的沉淀按上述步骤反复提取。将多次提取的沉淀分散于4倍体积的0.1mol/LNaCl溶液中，匀浆，冷冻离心，取沉淀。最后一次离心前，将沉淀与8倍体积NaCl溶液混合，调节pH为6，最终的沉淀即为肌原纤维蛋白4℃储存。蛋白质的浓度采用Folin-酚法进行沉淀，测定。
1.2.2溶液环境对蛋白溶解度和保水性的影响
结合文献，选取蛋白浓度、溶解液pH、溶解液离子浓度为溶液环境的主要影响因素，测定鸭肉肌原纤维蛋白的溶解度和凝胶的保水性。采取单因素试验，在改变其中的某个因素时，其2个因素的水平固定，即NaCl溶液浓度0.6mol/L、溶解液pH6.5、蛋白浓度40mg/mL。1.2.2.1
蛋白浓度的影响
将肌原纤维蛋白稀释到20、30、40、50、60mg/mL（溶于0.6mol/LNaCl，50mmol/LNa2HPO4缓冲溶液,pH6.5），水浴加热成胶，从20℃以0.5℃/min线性升温到70℃，保温20min，4℃冷却，留待测定。1.2.2.2NaCl浓度的影响
将肌原纤维蛋白稀释到40mg/mL（溶于0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mol/LNaCl，50mmol/LNa2HPO4缓冲溶液,），水浴加热成胶，4℃冷却，留待测定。pH6.51.2.2.3
pH的影响
将肌原纤维蛋白稀释到40mg/mL（溶于0.6mol/L50mmol/LNa2HPO4缓冲溶,pH5.0、5.5、6.0、6.5、NaCl，
7.0），水浴加热成胶，4℃冷却，留待测定。1.2.3
加热方法对蛋白保水性的影响
加热时间、加热速率为结合文献，选取加热温度、加热方法的主要影响因素，测定鸭肉肌原纤维蛋白凝胶的保水性。采取单因素试验，在改变其中的某个因素时，其他2个因素的水平固定，即加热温度70℃、加热时间20min、加热速率0.5℃/min。1.2.3.1
加热温度的影响
将肌原纤维蛋白稀释到40mg/mL（溶于0.6mol/L50mmol/LNa2HPO4缓冲溶液,pH6.5），水浴加热NaCl，
成胶，从20℃以0.5℃/min线性升温到50、60、70、80、90、100℃，保温20min，4℃冷却，留待测定。1.2.3.2加热时间的影响
水浴加热成胶，将肌原纤维蛋白稀释到40mg/mL，
从20℃以0.5℃/min线性升温到70℃，保温0、10、20、30、40分钟，4℃冷却，留待测定。1.2.3.3
加热速率的影响
将肌原纤维蛋白稀释到40mg/mL，水浴加热成胶，非线性升温到70℃、线性升分别采用恒温70℃加热、
温（0.2、0.5、1.0、1.5、2℃/min）到70℃，保温20min，4℃冷却，留待测定。1.2.4溶解度的测定
将处理过的肌原纤维蛋白溶液，按比例稀释到适当的浓度，震荡使蛋白颗粒均匀分散，在4℃7000r/min离心15min。取上清液测定蛋白浓度，溶解度根据以下公式计算。
溶解度=离心后上清液中的蛋白浓度/离心前的蛋白浓度×1001.2.5
SDS-PAGE电泳
根据Ramirez-Saurez[7]等的方法，进行SDS-PAGE凝胶电泳试验，分离胶12%、浓缩胶4%，观察不同NaCl浓度和不同pH下，肌原纤维蛋白溶液的图谱变化。1.2.6
保水性的测定
参照Kocher和Foegeding的离心法测量[8],制备的肌原纤维蛋白凝胶，冷冻离心后称总重，将离心后的水分除去，再称重，然后计算保水性。
WHC/%=（W1-W）（/W2－W）×100
式中：W1为离心管+除去水分后的凝胶质量，g；W2
为离心管+包含水分的凝胶的总质量，g；W为离心管的g。质量，1.2.7
数据处理
本实验每个处理设3个重复，实验数据的统计分析采用SPSS11.5软件进行分析处理。22.12.1.1
结果与讨论
溶液环境对蛋白溶解度和保水性的影响蛋白浓度的影响蛋白浓度的影响见图1。
图1蛋白浓度的影响
Fig.1Theeffectofproteinconcentration
由图1可以看出，在其他因素不变的情况下，凝胶的保水性随着肌原纤维蛋白浓度的升高而显著升高）。Xiong[5]和徐幸莲等[9]都曾提出：增大蛋白质（P<0.05
的溶解度，能够提高凝胶的保水性。如图1所示，随着蛋白浓度的增加，肌原纤维蛋白的溶解度也逐渐增大，因此，凝胶的保水性也随之升高。
基础研究
2.1.2
NaCl浓度的影响
李亚楠，等：影响鸭肉肌原纤维蛋白凝胶保水性的因素研究
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NaCl浓度的影响见图2。不同NaCl的浓度处理的肌原纤维蛋白电泳图见图3。
图4pH的影响
Fig.4TheeffectofpH
由图4可以看出，pH5.0~7.0范围内，pH为5.0时，凝
图2NaCl浓度的影响
Fig.2TheeffectofNaClconcentration
胶的溶解度和保水性最低。这是由于蛋白溶液的pH靠近肌肉蛋白等电点的缘故，此时，蛋白所含的静电荷最少，蛋白间结合较紧密，蛋白溶解少，凝胶的保水性也蛋白偏离了等电点，增加的电荷之低。随着pH的升高，
间的静电斥力使蛋白质结构松散，溶解度增大，蛋白束缚水的能力大大提高，使得保水性逐渐升高，到6.5~7.0间达到平缓，上升幅度变小，差异不显著（P<0.05）。
A为标准中分子量蛋白；B为标准低分子量蛋白；1～5为不同的NaCl
浓度：0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mol/L。
图3不同NaCl浓度处理的肌原纤维蛋白电泳图
Fig.3SDS-PAGEpatternofduckmyofibrillarproteinswith
differentNaClconcentration
图2可以看出：NaCl的离子浓度为0时，蛋白的溶解度和保水性都非常低。而加入NaCl溶液能使纤维蛋白上的负电荷增加，蛋白间的斥力加强，蛋白和水的相互作用加强，促进肌原纤维蛋白的溶解，提高凝胶的保水性。不同的离子浓度的NaCl溶液能提高凝胶保水性的程度也不一样，溶解度和保水性随着NaCl的离子浓度上升趋势变缓，和的升高而升高，但是在0.6mol/L时，0.8mol/L时差异不显著（P>0.1）。
图3的电泳图谱很好的证实了这个结果。NaCl浓几乎看不到蛋白分子条带，因为蛋白度在0.2mol/L时，
NaCl浓度从0.2mol/L～0.6mol/L，蛋白条带明没有溶解；
显变深，表明蛋白溶解度变大；从0.6mol/L～0.8mol/L，蛋白条带没有太大的变化，说明溶解度上升速度变缓；1.0mol/L时，蛋白的溶解度继续上升，而保水性则显著下降（P<0.05），这可能是因为盐浓度过高，使得蛋白的溶解度增高，但凝胶却过度脱水导致。因此，NaCl的离子浓度0.6mol/L～0.8mol/L的范围内，保水性较好，根据实际生产的成本和人们的身体健康考虑，采用较低的盐浓度较好，因此，选定0.6mol/L。2.1.3
pH的影响
溶液环境的pH是影响蛋白凝胶保水性的重要因素。
图6加热温度的影响
Fig.6Theeffectofheatingtemperature
A为标准中分子量蛋白；B为标准低分子量蛋白；1～4为不同的pH：
7.0、6.5、6.0、5.5。
图5不同pH值处理的肌原纤维蛋白电泳图
Fig.5SDS-PAGEpatternofduckmyofibrillarproteinswith
differentpH
图5的电泳图谱也证实了这个结果，pH5.5~6.5，蛋6.5~7.0，白条带由浅入深，蛋白溶解度增大；继续升高，从实蛋白条带变化不明显，说明蛋白溶解度达到平缓。际生产考虑，并不能为了追求保水性而无限提高肉的pH，这是因为肉制品在碱性条件下不易防腐。因此，可以选择pH的范围为6.5~7.0。2.22.2.1
加热方法对蛋白保水性的影响加热温度的影响
热变温度对蛋白凝胶保水性的影响如图6所示。
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李亚楠，等：影响鸭肉肌原纤维蛋白凝胶保水性的因素研究
基础研究
加热到温度50℃时的凝胶保水性最低，随后，在50℃～60℃的温度范围内，保水性显著升高（P<0.05）；温度60℃～70℃的范围内，保水性虽然继续升高，但趋）；70℃～100℃温度范围内，保水性逐步于平缓（P>0.1下降。这是因为加热温度直接影响肌原纤维蛋白热诱导凝胶的形成。2.2.2
加热时间的影响
加热时间也会影响蛋白的变性和其他一些因素，见图7。
图9加热速率的影响
Fig.9Theeffectofheatingrate
性升温，保水性为76.74%，效果最不好的是恒温加热40.45，保水性很低。原因可能是线性升温跟非线性升当线性升温和恒温相比，给了蛋白质变性足够的时间。温加热速率为0.2℃/min时，保水性最高，但与0.5℃/min相比，差异不显著（P>0.1）；随着加热速率的加快，保水性随之降低，且差异显著（P<0.05）。
同样是因为加热速率较低时，给了肌原纤维蛋白变性充足的时间，保水性较高；而速率加快，蛋白变性
图7加热时间的影响
Fig.7Theeffectofwarming-uptime
可能不充分，因此保水性降低。3结论
1）溶液环境对鸭肉肌原纤维蛋白的溶解度和凝蛋白浓度越大，蛋白的溶解胶的保水性有很大的影响。度越大，凝胶的保水性越好。
2）蛋白的溶解度随着NaCl的离子浓度的升高而变大；保水性则在NaCl的离子浓度0.6mol/L~0.8mol/L的范围内得到较好的结果，根据实际生产的成本和人们的身体健康考虑，采用较低的盐浓度0.6mol/L。
3）pH偏离蛋白等电点越远，保水性越好，为了避选择pH的范围免由于pH碱性条件下增大防腐的难题，为6.5~7.0。
4）加热方法对鸭肉蛋白凝胶的保水性有着直接的影响。加热温度为70℃，加热时间为20min，加热速率0.2℃/min～0.5℃/min，凝胶保水性最好。参考文献：
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由图7实验结果可以看出，不同加热时间对凝胶的保水性不同。其中，0~10min，10min~20min，2个区间内，加热时间对保水性的影响都是差异显著的（P<0.05）；20min~40min，这段时间的加热时间对保水性）。其原因可能是因为，合的影响差异并不显著（P>0.1适的加热保温时间可以提供蛋白足够的变性机会，形成更为致密均匀的网络结构，导致蛋白凝胶的保水性当蛋白变性完成时，再提供更多的加热也较好。但是，
时间也没有了意义，保水性并没有太大的差异。因此，能够得到良好的凝本实验得出，加热保温凝胶20min，胶保水性，同时节省了时间。2.2.3
加热速率的影响
加热速率对肌原纤维蛋白凝胶保水性的影响如9所示。图8、
图8加热速率的影响
Fig.8Theeffectofheatingrate
线性升温、非线性升温、恒温3种温度加热方法，对保水性的影响是非常差异显著的（P<0.05）。其中，线性升温的凝胶保水性最好，达到87.16%，其次是非线
基础研究
食品研究与开发FoodResearchAndDevelopment2011年9月第32卷第9期
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大豆饼粕分离蛋白的制取工艺研究
黄来珍，谢伟彬，邵海艳*
（广东海洋大学食品科技学院，广东湛江524025）
摘
要:采用碱提酸沉法提取豆粕中的分离蛋白，以蛋白质得率为考察指标，在单因素试验基础上，通过正交试验研
乳化性、乳化稳定性和起泡性等功能特性究从大豆饼粕中提取分离蛋白工艺条件，并对所获得的分离蛋白的溶解性、提取分离蛋白的最佳工艺参数为：提取温度60℃、提取时间60min、料液比1∶20、pH8.5。在此条进行分析。结果显示，
件下获得蛋白质得率达84.2%，且该分离蛋白具有良好的溶解性、乳化性、乳化稳定性和起泡性。关键词:豆粕；分离蛋白；提取工艺；功能特性
StudyontheExtractionProcessofSoybeanMealProteinIsolate
HUANGLai－zhen，XIEWei－bin，SHAOHai－yan*
（SchoolofFoodScienceandTechnology，GuangdongOceanUniversity，Zhanjiang524025，Guangdong，China）Abstract:Alkali-ExtractionandAcid－Precipitationwereusedtoextractseparationproteinfromsoybeanmeal．Withproteinextractionrateasindicator，basedontheresultsofsinglefactortest，theorthogonaldesignwasemployedtooptimizetheextractiontechnologyanditsparameteraboutproteinisolatedfromsoybeanmeal，anditsfunctionalpropertieswereanalysised，suchassolubility，emulsifyingcapacity，stabilityoftheemulsionandfoamingstability．Theresultsshowedthattheoptimumextractionparameterswere：temperatureofextraction60℃，theextracingtime60min，theratioofsolidandliquid1∶20andpH8．5．Accordingtothis，proteinextractionratewas84．2％.Andtheproteinhadagoodsolubility，emulsifyingcapacity，foamingcapacityandstabilityoftheemulsion．
Keywords：soybeanmeal；proteinisolate；extractionprocess；functionalcharacteristics
大豆分离蛋白是从大豆脱脂后的低变性脱脂豆粕中提取的蛋白质质量90％以上（以干基计）的蛋白质类食品添加剂[1]，其中有人体必需的8种氨基酸，而且这些氮基酸的组合比较均衡，与动物蛋白近似，易于被人体
作者简介：黄来珍（1974—），女（汉），实验师，本科，主要从事药物研究与开发。
*通信作者：邵海艳（1976—），女（汉），讲师，硕士。
吸收利用，属于全价蛋白。作为一种理想优质的植物蛋白来源，大豆蛋白近年来以其应用范围广泛而越来越多受到人们关注。如在面制品[2]、肉制品[3]、乳制品[4]和饮料制品[5]等多个食品加工领域均受到研究者重视并显示出优越的理化特性。
本文采用碱提酸沉法进行豆粕中大豆分离蛋白的提取，通过实验确定提取分离蛋白的最佳工艺参数并对提取蛋白的理化特性进行分析，以期为脱脂豆粕的
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!1989,54(5):1141-1146
[6]韩敏义,费英,徐幸莲,等.低场NMR研究pH对肌原纤维蛋白热诱
导凝胶的影响[J].中国农业科学,2009,42(6):2098-2104[7]
RAMIREZ-SUAREZJC，XIONGYL．Effectoftransglutaminase-inducedcross-linkingongelationofmyofibrillar/soyproteinmixtures[J].Meatscience,2003,65(2):899-907
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收稿日期：2011-04-15
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