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超冷草鱼鱼片中肌原纤维结构蛋白降解与质地变化的关系

期刊:Food ChemistryDOI:10.1016/j.foodchem.2019.125278

本文由Fang Yang、Shengnan Jia、Jixuan Liu、Pei Gao、Dawei Yu、Qixing Jiang、Yanshun Xu、Peipei Yu、Wenshui Xia和Xiaobei Zhan共同撰写,分别来自江南大学食品科学与技术国家重点实验室和江南大学生物技术学院碳水化合物化学与生物技术教育部重点实验室。该研究于2019年7月29日发表在《Food Chemistry》期刊上,题为《The relationship between degradation of myofibrillar structural proteins and texture of superchilled grass carp (Ctenopharyngodon idella) fillet》。

研究背景

鱼类质地的软化是鱼类保鲜过程中常见的问题,尤其是在淡水鱼中。由于鱼类肌肉中含有大量水分、内源性蛋白酶活性高以及生化反应和微生物活动频繁,鱼类在保存过程中不可避免地会发生质地软化。以往的研究主要集中在胶原蛋白和肌原纤维蛋白的变化上,尤其是肌球蛋白和肌动蛋白的降解。然而,鱼类肌肉的结构复杂,仅将软化现象归因于肌动球蛋白的降解显然是不全面的。因此,研究肌原纤维结构蛋白(如肌联蛋白、伴肌动蛋白、结蛋白和肌钙蛋白-T)在鱼类质地软化中的作用具有重要意义。

研究目的

本研究旨在探讨肌原纤维结构蛋白的降解与草鱼(Ctenopharyngodon idella)在超低温保存过程中质地软化之间的关系。通过分析肌原纤维结构蛋白、肌肉超微结构、肌原纤维断裂和剪切力的变化,揭示这些蛋白在鱼类质地软化中的具体作用。

研究方法

研究分为以下几个步骤: 1. 样品制备:从当地超市购买50条新鲜草鱼,平均重量为2.5±0.25 kg。鱼被宰杀后,去除头部、内脏和鳍,并在30分钟内将鱼体运至实验室。鱼背肌肉被切成2 cm×2 cm×2 cm的块状,密封在聚乙烯袋中,置于-1.5±0.5°C的超低温环境中保存。在保存的第0、1、3、7、10、14和21天分别取样进行分析。 2. 肌原纤维蛋白提取:采用Yang等人(2016)的方法提取肌原纤维蛋白,并进行SDS-PAGE和Western blotting分析。通过SDS-PAGE分析肌联蛋白和伴肌动蛋白的降解情况,Western blotting用于检测结蛋白的变化。 3. 理化参数分析:使用质构分析仪测定草鱼鱼片的剪切力,并通过肌原纤维断裂指数(MFI)评估肌原纤维蛋白的降解情况。 4. 肌肉超微结构分析:通过透射电子显微镜观察草鱼鱼片在不同保存时间下的肌肉超微结构变化。

研究结果

  1. 肌原纤维结构蛋白的降解:研究发现,肌联蛋白和结蛋白在超低温保存过程中降解显著。肌联蛋白在保存的第10天开始明显降解,而结蛋白在保存的第14天几乎完全降解。伴肌动蛋白和肌钙蛋白-T的降解相对较慢。
  2. 剪切力和肌原纤维断裂指数的变化:剪切力在保存的第7天至第10天急剧下降,而肌原纤维断裂指数则在整个保存过程中逐渐增加,表明肌原纤维蛋白的降解与质地软化密切相关。
  3. 肌肉超微结构的变化:保存初期,肌肉纤维结构保持良好,但随着保存时间的延长,Z盘和M线逐渐断裂,肌节间的间隙扩大,最终导致肌肉纤维结构的完全破坏。

结论

研究表明,鱼类质地软化与肌原纤维结构蛋白的降解密切相关。小分子量的肌原纤维结构蛋白(如结蛋白和肌钙蛋白-T)在保存初期引发质地恶化,而大分子量的肌原纤维结构蛋白(如肌联蛋白和伴肌动蛋白)在保存后期进一步加剧了质地软化。肌联蛋白和结蛋白的降解导致Z盘和M线的破坏,进而引起肌肉纤维结构的解体。

研究意义

该研究为理解鱼类质地软化的机制提供了新的视角,揭示了肌原纤维结构蛋白在鱼类保鲜过程中的重要作用。研究结果不仅具有重要的科学价值,还为鱼类保鲜技术的改进提供了理论依据,有助于提高淡水鱼的质地品质和市场竞争力。

研究亮点

  1. 重要发现:肌联蛋白和结蛋白在鱼类质地软化中起关键作用,尤其是结蛋白的快速降解是质地软化的早期标志。
  2. 方法创新:通过结合SDS-PAGE、Western blotting和透射电子显微镜等多种技术手段,全面分析了肌原纤维结构蛋白的降解及其对肌肉超微结构的影响。
  3. 研究对象的特殊性:草鱼是中国最常见的淡水鱼之一,研究结果对淡水鱼的保鲜具有重要的实际应用价值。
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