多浪羊肉肌原纤维蛋白乳化性的研究

陆健康，许 倩，孟亚娟，廖兵武，艾明艳

(塔里木大学生命科学学院，新疆阿拉尔843300)

新疆南部幅原辽阔，位于亚欧大陆中心，生态条件严酷。当地人民培育了一些对本地区生态条件有极强适应能力的优良地方品种。其中多浪羊(又称麦盖提大尾羊)以其肉质鲜嫩，脂肪沉积均匀，抗逆好，抗病性强，生长发育快等优良性状深受当地牧民的喜爱，是生产肥羔的理想品种，属于肉脂兼用半粗毛羊［1-2］。

肉制品加工是当前肉类研究一大热点，也是获得高品质肉制品的一条有效途径。为了满足消费者对高档肉制品的追求，许多学者考虑在肉制品加工中利用蛋白质来改善肉制品的出品率、持水力、质构等，特别是乳化型香肠(火腿)制品，以提高其质量和营养价值。肉中起乳化作用的蛋白质为存在于肌肉细胞中的盐溶性蛋白质，主要是肌原纤维蛋白质。国内外对肌原纤维蛋白质乳化特性进行了大量的研究，主要集中在水产品方面，对羊肉肌原纤维蛋白乳化特性的研究还未见报道。肌原纤维蛋白乳化特性的表征参数主要有乳化活力指数和乳化稳定指数［3-4］。影响蛋白质乳化性的因素有多种，例如蛋白质浓度、离子强度和pH［5］。本研究拟采用多浪羊肉为材料，以大豆油作为分散相，试图探明不同的温度，pH，NaCl浓度和肌原纤维蛋白浓度对肌原纤维蛋白质乳化特性的影响。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

多浪羊肉 由农一师十团牧民提供多浪羊，体重25kg，屠宰后去除多余的脂肪和结缔组织，肌肉绞碎，-18℃下贮藏;大豆油 金龙鱼股份有限公司;牛血清蛋白 Sigma公司;十二烷基硫酸钠 天津博迪化工股份有限公司。

高速冷冻离心机GL-22LM 湖南星科科学仪器有限公司;高剪切混合乳化机BME-100LX 上海威广机械制造有限公司。

1.2 实验设计

针对温度、pH、NaCl浓度、肌原纤维蛋白浓度4个因素，分别在保持其它因素相同的条件下进行单因素实验。基本研究条件为:温度50℃、pH6、NaCl浓度0.6mol/L、肌原纤维蛋白浓度3mg/mL。在其他条件不变的条件下，选取温度分别为20、30、40、50、60、70、80℃;pH 分别为 3、4、5、6、7、8;NaCl浓度分别为 0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mol/L;肌原纤维蛋白浓度分别为 1、2、3、4、5mg/mL。

1.3 实验方法

1.3.1 肌原纤维蛋白的提取 肌原纤维蛋白提取方法参考王宇的方法［8］并进行了适当改进，蛋白质提取过程在4℃下进行，取剔除脂肪和结缔组织绞碎的羊肉样品。加入4倍体积缓冲液(10mmol/L Na3PO4、0.1mol/L NaCl、2mmol/L MgCl2和 1mmol/L EGTA，pH7.0)，匀浆 60s后，进行 6000r/min冷冻离心15min，取沉淀重复上面步骤两次，得到粗提的肌原纤维蛋白。然后取此沉淀加入4倍体积的0.1mol/L NaCl溶液，匀浆 60s，6000r/min冷冻离心 15min，重复此操作一遍，取沉淀加4倍体积的0.1mol/L氯化钠溶液，匀浆 60s，4层纱布过滤，取上清液，用0.1mol/L盐酸调节 pH至 6，6000r/min冷冻离心15min，沉淀即为提纯的肌原纤维蛋白，4℃冷藏备用(以上操作均在4℃进行)。

1.3.2 肌原纤维蛋白的蛋白浓度的测定 本实验中采用双缩脲法测定肌原纤维蛋白含量。

1.3.3 乳化性的测定方法 分别量取10mL的大豆色拉油和40mL的肌原纤维蛋白样品溶液，分别倒入100mL的烧杯中，用高剪切混合乳化机进行匀浆，乳化机转速约15000r/min，匀浆后立即倒入高50mm的玻璃称量瓶中，从距离瓶底5mm处吸取0.1mL乳化液分散到10mL 0.1%SDS溶液中，在500nm处以0.1%SDS为空白测量其吸光值A0。静置10min，从距离瓶底0.5cm处吸取0.1mL的乳化液，以上述方法测量乳化液在10min后的吸光值A10。肌原纤维蛋白的乳化性以乳化活力指数(EAI)和乳化稳定指数(ESI)为指标［8］。

式中:A500为500nm处的吸光值;C为肌原纤维蛋白浓度(mg/mL);A0、A10为乳状液在乳化后0、10min的吸光值。φ为油相体积分数，即φ=ν油/ν总。

1.4 数据处理

所有数据均为三次重复的平均值。数据采用Microsoft Excel与SPSS 11.5软件进行处理和分析。其中，采用ANOVA进行方差分析，采用Duncan检验进行显著性分析，p＜0.05判定为影响显著。

2 结果与分析

2.1 不同温度对肌原纤维蛋白乳化性的影响

不同温度对多浪羊肉肌原纤维蛋白乳化性的影响如图1所示。从图1中可知，肌原纤维蛋白乳化活力指数随着温度的升高先增加后降低，乳化活力指数在20～40℃增加缓慢，50～60℃增加较快(p＜0.05)，60℃后缓慢降低。由图1可见，乳化稳定指数随着温度的升高，先增大后减小，在20～60℃时显著增加(p＜0.05)。当温度高于70℃时，肌原纤维蛋白溶液的乳化稳定指数变化不显著(p＞0.05)。这可能是因为随着温度的变化，肌原纤维蛋白的分子构象开始适当展开，从而加速了油体分子与蛋白分子的作用，提高蛋白质界面上的吸附能力，增加了蛋白质吸附表面的容易程度，从而提高了蛋白的乳化活力［9］。但是过高的温度可能使肌原纤维蛋白的结构发生变化，降低其乳化稳定性。综上所述，60℃时羊肉肌原纤维蛋白乳化性最好。

图1 不同温度对肌原纤维蛋白乳化性的影响Fig.1 Effect of myofibrilr proteins emulsification with different temperature

2.2 不同pH对肌原纤维蛋白乳化性的影响

不同pH对肌原纤维蛋白乳化性的影响如图2所示。从图中可知，乳化活力指数随着pH的增大，先增大后减小，在pH为5左右时，乳化活性达到最大值。pH由6上升至8时，乳化活性明显降低。随着pH的增大，乳化活性指数呈现显著性差异(p＜0.05)。可能是等电点附近蛋白质不带电或带很少电，蛋白质的疏水基团暴露在外面，增加了蛋白质分子的吸油能力，更有利于体系乳化［10］。

如图2所示，乳化稳定指数随着pH的增大逐渐增大，当肌原纤维蛋白pH由6上升至7，乳化稳定指数变化不显著(p＞0.05)。肌原纤维蛋白pH为5时，乳化稳定性最低，这主要是因为等电点附近，蛋白质分子的静电荷为零或很少，分子间相互聚集，溶解度大大降低，不能够在分散相表面形成稳定的界面膜，同时也因为在等电点附近蛋白质不带电或很少带电，形成的乳状液颗粒不能通过静电排斥作用而减缓油滴的聚集，使稳定性不能维持［11］;pH由6上升到7时，乳化稳定指数无明显变化(p＞0.05)。综上所述，pH为6时肌原纤维蛋白的乳化性最佳。

图2 不同pH对肌原纤维蛋白乳化性的影响Fig.2 Effect of myofibrillar proteins emulsification with different pH

2.3 不同NaCl浓度对肌原纤维蛋白乳化性的影响

不同NaCl浓度对肌原纤维蛋白乳化性的影响如图3所示。从图中可知，随着NaCl浓度的增大，乳化活力指数先增大后减小。当NaCl浓度在0.0～0.4mol/L时，肌原纤维蛋白的乳化活性显著增加(p＜0.05);当NaCl浓度大于0.4mol/L时，肌原纤维蛋白的乳化活性指数显著降低(p＜0.05);由图可知，低浓度的NaCl作用的肌原纤维蛋白的乳化活性高于高浓度NaCl作用的肌原纤维蛋白溶液，这可能是低浓度的NaCl使蛋白质的溶解度有所增加，即盐溶作用，因为电介质中的阴离子和蛋白质结合，使蛋白质所带负电荷增加，蛋白质结合水分子的能力增强，从而溶解度增大，使乳化性得到提高［12］。

如图3所示，NaCl浓度在0.0～0.4mol/L乳化稳定性指数趋于平稳。在NaCl浓度大于0.4mol/L时，乳化稳定指数显著降低(p＜0.05)，这是因为氯化钠浓度增大，蛋白质开始盐析，溶解度减小，盐析效应使乳化活性及乳化稳定性降低［13］。综上所述，NaCl浓度为0.4mol/L是最优浓度。

图3 不同NaCl浓度对肌原纤维蛋白乳化性的影响Fig.3 Effect of myofibrillar proteins emulsification with different NaCl concentration

2.4 不同肌原纤维蛋白浓度对肌原纤维蛋白乳化性的影响

不同肌原纤维蛋白浓度对其乳化性的影响如图4所示。从图4中可知，乳化活力指数随着肌原纤维蛋白质浓度的增大呈显著降低的趋势(p＜0.05)。这可能是由于肌原纤维蛋白浓度低时可以形成蛋白质分子分散的溶液，由于参与乳化的蛋白质较少，单体蛋白质更容易与油滴结合，从而较完全的参与乳化［11］。

图4 不同肌原纤维蛋白浓度对其乳化性的影响Fig.4 Effect of myofifibrillar proteins emulsification with different myofifibrillar proteins concentration

乳化稳定指数随着肌原纤维蛋白浓度的增加先增大后减小，在蛋白浓度为1～2mg/mL时显著增加(p＜0.05)，在浓度为2mg/mL时肌原纤维蛋白乳化稳定指数达到最大值49.55%;肌原纤维蛋白浓度大于3mg/mL趋于平稳(p＜0.05)，浓度为4～5mg/mL变化不显著(p＞0.05)。综上所述，当肌原纤维蛋白浓度为2mg/mL时，其乳化性最佳。

3 结论

本实验通过对多浪羊肉肌原纤维蛋白在不同的温度，pH，氯化钠浓度和肌原纤维蛋白浓度的条件下，通过单因素实验研究其乳化活性指数和乳化稳定指数的变化规律，得到相关结论。

3.1 肌原纤维蛋白的乳化性随着温度的增大而增加，但是较高的温度使蛋白质的结构发生变化，因此温度为60℃时，肌原纤维蛋白乳化性最佳。

3.2 肌原纤维蛋白的乳化性随着pH的增大逐渐增强，但接近蛋白质的等电点时，肌原纤维蛋白的乳化活性最大，而乳化稳定性最差，综合分析得pH为6时乳化性最好。

3.3 氯化钠的浓度在0.2～0.4mol/L范围内蛋白质的盐溶作用，促进其乳化;当氯化钠的浓度大于0.4mol/L时，蛋白质的盐析作用明显，乳化活性与乳化稳定性降低，因此氯化钠的浓度为0.4mol/L时是肌原纤维蛋白乳化性较好的最适浓度。

3.4 肌原纤维蛋白乳化活性指数随着其浓度的增大逐渐减小，乳化稳定指数先增大后减少。当肌原纤维蛋白的浓度为2.0mg/mL时，其乳化性最好。

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