褐藻寡糖结合低磁场冷冻对鲢...原纤维蛋白结构和性质的影响_丛海花.pdf

DOI:10.12131/20220245文章编号：2095 0780（2023）03 0110 09褐藻寡糖结合低磁场冷冻对鲢肌原纤维蛋白结构和性质的影响丛海花1，逯晓燕2,3，周 倩2，张紫薇2，郑志红2，刘 丽4，宋关梁2，雷惠雯2，陈继伟11.苏州农业职业技术学院 食品科技学院，江苏 苏州 2150082.大连海洋大学 食品科学与工程学院/辽宁省水产品加工及综合利用重点实验室，辽宁 大连 1160233.中科荣耀(苏州)生物科技有限公司，江苏 苏州 2151524.西北农林科技大学 机械与电子工程学院，陕西 杨凌 712100摘要：为使以鲢(Hypophthalmichthys molitrix)为原料的水产预制菜在加工过程中获得良好的保鲜品质，探索了一种新的冷冻方法。研究了0.6%(w)褐藻寡糖结合2 mT低磁场冷冻对鲢肌原纤维蛋白结构及功能的影响，以20 下无处理为空白组，在此基础上分别加入褐藻寡糖、褐藻寡糖+低磁场作为实验组，并在30 下添加褐藻寡糖作为常规冷冻组，同期冷冻鲢肌原纤维蛋白共28 d。通过测定溶解度、浊度、表面疏水性、巯基含量、热稳定性、傅里叶变换红外光谱以及内源性荧光光谱，综合比较冷冻后肌原纤维蛋白的结构和性质。结果表明：20 下的3种冷冻方式之间浊度无显著性差异；常规冷冻组蛋白质溶解度较高(94.11%)；经褐藻寡糖+低磁场处理后，减少了疏水基团的暴露，表现出较高的总巯基质量摩尔浓度(15 mmolkg1)，并能减少色氨酸残基的暴露，有效保护蛋白质的三级结构；傅里叶变换红外光谱显示褐藻寡糖修饰后肌原纤维蛋白变性程度最低，-螺旋含量较高，二级结构更加稳定。研究表明，0.6%(w)褐藻寡糖协同低磁场处理可更好地维持鲢肌原纤维蛋白的稳定性，这为褐藻寡糖在冷冻水产品中的应用奠定了基础，并可为进一步研究低磁场冷冻提供参考。关键词：鲢肌原纤维蛋白；褐藻寡糖；低磁场；冷冻中图分类号：TS 254.4文献标志码：A 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Effect of alginate oligosaccharides combined with low magnetic field freez-ing on structure and properties of myofibrillar protein of silver carpCONG Haihua1,LU Xiaoyan2,3,ZHOU Qian2,ZHANG Ziwei2,ZHENG Zhihong2,LIU Li4,SONG Guanliang2,LEI Huiwen2,CHEN Jiwei11.College of Food Science and Technology,Suzhou Polytechnic Institute of Agriculture,Suzhou 215008,China2.College of Food Science and Engineering,Dalian Ocean University/Key Laboratory of Aquatic Product Processing and Utilization ofLiaoning Province,Dalian 116023,China3.Zhongke Runyao(Suzhou)Biotechnology Co.,Ltd.,Suzhou 215152,China4.College of Mechanical and Electronic Engineering,Northwest A&F University,Yangling 712100,ChinaAbstract:In order to obtain good preservation quality in the processing of aquatic pre-made products with silver carp(Hypo-phthalmichthys molitrix)as raw material,we designed a new freezing method.We investigated the structural and functionalchanges of myofibrillar protein(MP)by freezing alginate oligosaccharides(AO)at a mass fraction of 0.6%with a low magnetic第 19 卷第 3 期南 方 水 产 科 学Vol.19，No.32023 年 6 月South China Fisheries ScienceJun.，2023收稿日期：2022-09-14；修回日期：2022-11-03基金项目：国家自然科学基金青年科学基金项目(31701630)；辽宁省教育厅 2021 年度高等学校基本科研项目(LJKZ0715)；2022 年青年教师科研能力提升计划(BS202218)作者简介：丛海花(1983)，女，副教授，博士，研究方向为水产品加工。E-mail:field(LMF)of 2 mT,and used no treatment at 20 as the blank group.On this basis,we added AO and AO+LMF as the ex-perimental group,added AO as the common freezing(CF)group at 30,and had frozen the MP for 28 d.By measuring thesolubility,turbidity,surface hydrophobicity,sulfhydryl content,thermal stability,Fourier transform infrared spectroscopy andendogenous fluorescence spectroscopy,we comprehensively compared the structure and properties of frozen MP.The resultsshow that there were no significant differences in the turbidity among the three freezing methods at 20.The protein solubili-ty of CF group was 94.11%.After AO+LMF treatment,the exposure of hydrophobic groups reduced,with a higher total sulfhy-dryl content of 15 mmolkg1,and the exposure of tryptophan residues reduced,which protected its protein tertiary structure ef-fectively.Fourier transform infrared spectroscopy shows that after AO modification and freezing,MP denaturation was the low-est,-helix content was higher,and secondary structure was more stable.It it showed that 0.6%fucoidan with low magnetic fieldfreezing treatment can better maintain the stability of MP in silver carp,which lays the foundation for the application of AO infrozen aquatic products and provides references for the further research on the low magnetic field freezing.Keywords:Silver carp myofibrillar protein;Alginate oligosaccharides;Low magnetic field;Freezing鲢(Hypophthalmichthys molitrix)是中国主要的养殖型淡水鱼类，其肉质鲜美、营养丰富，是鱼糜加工的主要原料之一。冷冻贮藏是鱼糜制品保存的主要方法，肌原纤维蛋白(Myofibrillar protein,MP)是鱼肉中重要的蛋白质，然而，由于长时间的冷冻贮藏，鱼糜制品中冰晶的生长会引起肌原纤维蛋白变性1，从而影响其品质。因此，探索新型的冷冻方式来减弱肌原纤维蛋白变性程度，保持良好的鱼糜品质显得尤为重要。磁场对食品材料具有高穿透性，且与食品无接触2，是一种新型的非热物理加工技术。磁场会使食品中水分子之间的键联更紧密，形成的网络更稳定，从而达到冰点冻结，并在冻结过程中形成大小均匀的冰晶，以保护产品的品质属性3。褐藻寡糖(Alginate oligosaccharide,AO)是经褐藻胶降解产生，由-D 甘露糖醛酸(ManA)和C-5 差向异构体-L 古洛糖醛(GulA)通过 1-4 糖苷键连接而成4。有研究报道，褐藻寡糖可以阻碍冰晶的生成，并且有良好的抗菌、抗氧化能力5，可作为天然绿色的抗冻剂。褐藻寡糖可以降低贮藏期间猕猴桃(Actinidia chinensis)灰霉病的发生率和病斑直径，并能使其保持更高的硬度和更低的可溶性固形物含量6；在凡纳滨对虾(Litopenaeus van-namei)的冷冻中，褐藻寡糖可以延缓蛋白质变性，显著提高虾的保水能力，并保持良好的品质7；也有研究发现，褐藻寡糖可以降低冷冻鱿鱼鱼糜肌肉组织的硬度，提升色泽和弹性8。但目前仍缺乏褐藻寡糖对磁场冷冻过程中产品保鲜的相关报道。低磁场(Low magnetic field,LMF)冷冻作为新型技术，已逐渐应用于食品冷冻保鲜领域。在鲤(Cyprinus carpio)冷冻中，低磁场缩短了相变阶段的时间，延长了冻结阶段的时间9；在牛肉保鲜上，低磁场可使牛肉的保质期延长 6 d 以上，同时可以防止结晶10；在樱桃(Cerasus pseudocerasus)冷冻中，低磁场可一定程度上减少其滴水损失11。使用低磁场冷冻技术和抗冻剂均能减弱冷冻贮藏过程中食品蛋白质的变化，并使其保持良好的品质。目前有关天然、绿色来源抗冻剂的协同增效作用研究报道仍较少。因此，本研究选择褐藻寡糖协同低磁场技术的冷冻方式，通过测定无处理冷冻、褐藻寡糖修饰冷冻、褐藻寡糖协同低磁场冷冻和常规冷冻下鲢肌原纤维蛋白的浊度、表面疏水性、巯基含量等指标，探讨了褐藻寡糖结合低磁场冷冻技术对鲢肌原纤维蛋白结构及功能的影响，以期为抗冻剂与低磁场技术在水产品冷冻和保鲜中的应用提供理论依据，并为获得良好的保鲜品质提供新思路。1 材料与方法 1.1 材料鲜活鲢体质量约 1.5 kg，购买于辽宁省大连市熟食品交易中心。褐藻寡糖由中国科学院过程工程研究所苏州产业基地中科荣耀(苏州)生物科技有限公司提供，相对分子质量为 4001 500 D，聚合度为 37。试剂：氯化钠(NaCl)(辽宁泉瑞试剂有限公司)；氢氧化钠(NaOH)(天津市东丽区天大化学试剂厂)；乙醇(天津市北联精细化学品开发有限公司)；溴化钾(KBr)(光谱纯)天津市大茂化学试剂厂；三羟甲基氨基甲烷(Tris)(青岛捷世康生物科技有限公司)；其余试剂均为国产分析纯。第 3 期丛海花等:褐藻寡糖结合低磁场冷冻对鲢肌原纤维蛋白结构和性质的影响111仪器与设备：MFl-F1 磁场冷冻冷藏箱 英都斯特(无锡)感应科技有限公司；TD