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超声波、超高压对白鲢鱼肌肉脂肪氧合酶构象及酶活力的影响

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-05-04
核心提示:白鲢因其肉质鲜嫩,含有丰富的蛋白质、氨基酸以及多不饱和脂肪酸等人体必需营养成分。白鲢鱼肌肉LOX氧化会造成不饱和脂肪酸含量下降,鱼腥味加重,同时传统的化学和热处理脱腥方法也会严重破坏鱼肉品质和营养价值。而非热物理加工方法近年来在食品加工过程中逐渐占居主导地位,其中超声波(UW)和超高压(UHP)逐渐受到广大研究者的关注。
  白鲢因其肉质鲜嫩,含有丰富的蛋白质、氨基酸以及多不饱和脂肪酸等人体必需营养成分。白鲢鱼肌肉LOX氧化会造成不饱和脂肪酸含量下降,鱼腥味加重,同时传统的化学和热处理脱腥方法也会严重破坏鱼肉品质和营养价值。而非热物理加工方法近年来在食品加工过程中逐渐占居主导地位,其中超声波(UW)和超高压(UHP)逐渐受到广大研究者的关注。
 
  为研发新型脱腥工艺,保持白鲢鱼贮藏、加工过程中的品质和营养价值,来自合肥工业大学食品科学与工程学院的王帮国、余振宇和林琳等人以白鲢鱼肉为原料,从中提取LOX,初步探究超声波、超高压新型非热物理加工方法对白鲢鱼肌肉LOX构象、活力的影响,为白鲢的土腥味控制和精深加工提供新型技术和实验数据支持。
 
  1.超声波处理对白鲢鱼肌肉LOX的影响
 
  1.1超声波功率对肌肉LOX的影响
 
  随着超声波功率增加,LOX活力逐渐下降,功率大于210 W时,酶活力下降较为显着;当LOX经180、210、240、270、300 W超声波处理3 h后,酶活力分别下降5.36%、16.07%、26.79%、50.00%、62.50%。
 
  超声波功率小于210 W时,LOX在344 nm波长处荧光强度变化较小,LOX三级结构相对稳定;当超声波功率大于210 W时,说明随着超声波功率增加,LOX在344 nm波长处荧光强度明显增强,说明LOX分子中Trp不断由分子内非极性环境中暴露在外部极性环境中,LOX三级结构发生改变,且超声波功率越大,三级结构变化越显着。因此,白鲢鱼肌肉LOX活性与LOX分子结构有着极为密切的联系,增加超声波功率、延长超声时间能够使白鲢鱼肌肉LOX分子内的二级结构、三级结构发生变化,进而使LOX活性降低。
 
  1.2超声处理时间对肌肉LOX的影响
 
  随着超声时间延长,LOX活力呈下降趋势,说明LOX逐渐失活;时间短于3 h时,随着超声时间酶活力下降较为明显,大于3 h后趋于平缓。用300 W超声波分别处理白鲢鱼肌肉LOX 1、2、3、4、5 h后,酶活力分别下降26.79%、51.79%、66.07%、69.64%、76.79%。
 
  随着超声时间延长,LOX在208、214 nm和222 nm波长处特征吸收峰强度逐渐下降,说明LOX内α-螺旋、β-折叠含量降低,二级结构发生变化,且随着时间延长,二级结构变化越明显。
 
  随着超声时间延长,LOX在344 nm波长处荧光强度逐渐增强,超声时间短于3 h时,LOX在344 nm波长处荧光强度变化趋势相对平缓,大于3 h时,LOX在344 nm波长处荧光强度明显增强,说明LOX分子中Trp不断由分子内非极性环境中暴露在外部极性环境中,LOX三级结构发生改变,且超声时间越长,三级结构变化越明显。因此随着超声时间延长,白鲢鱼LOX的二级、三级结构不断改变,进而使LOX活力不断降低。
 
  2.超高压处理对白鲢鱼肌肉LOX的影响
 
  2.1超高压压力对肌肉LOX的影响
 
  随着超高压压力增加,LOX活力整体呈下降趋势,在0~300 MPa之间,随着压力增加,酶活力下降显着,压力大于300 MPa时,酶活力趋于稳定,此时LOX已基本失活;用150、200、250、300、350、400 MPa超高压处理白鲢鱼肌肉LOX 15 min后,LOX活力分别下降46.55%、65.52%、75.86%、93.10%、96.55%、93.10%。
 
  白鲢鱼肌肉LOX经不同压力超高压处理15 min后CD图。随着超高压压力增大,LOX在208、214 nm和222 nm波长处特征吸收峰强度明显下降,说明LOX内α-螺旋、β-折叠含量明显下降,且随着超高压压力增大,二级结构变化越显着。
 
  随着超高压压力增大,LOX在344 nm波长处荧光强度显着减弱,这与大多数文献中报道的结果并不相同。经查阅文献并结合超高压作用原理分析,主要原因可能是LOX分子内部的Trp残基在超高压作用下被进一步包埋在蛋白质侧链中,肽链没有展开,荧光基团没有暴露。随着超高压压力的增加,LOX三级结构也在不断变化,且压力越大,变化越明显。
 
  2.2超高压时间对肌肉LOX的影响
 
  随着超高压时间延长,LOX活力整体呈下降趋势,在0~20 min之间,酶活力下降显着,压力大于20 min时,酶活力趋于稳定,此时LOX已基本失活;用300 MPa超高压分别处理白鲢鱼肌肉LOX 5、10、15、20、25、30 min后,LOX活力分别下降60.34%、77.59%、87.93%、93.10%、93.10%、94.83%。
 
  随着超高压时间延长,LOX在208、214 nm和222 nm波长处特征吸收峰强度显着下降,说明LOX内α-螺旋、β-折叠含量明显下降,蛋白质二级结构出现较大变化。而且随着时间的延长,LOX在208、214 nm和222 nm波长处特征吸收峰强度在5 min时极为显着显的变化,5~30 min时,LOX的特征吸收峰强度呈逐渐降低的趋势
 
  随着超高压时间延长,LOX分子内部暴露出来的Trp在超高压作用下又被包埋在蛋白质侧链中,不会产生内源荧光,使LOX在344 nm波长处荧光强度显着减弱,说明LOX三级结构出现明显变化。随着时间延长,包埋作用越明显,LOX三级结构变化越显着。因此,结合白鲢鱼肌肉LOX活力与分子结构的变化趋势可以明显得出,LOX活性与其分子结构有着极为密切的联系,增加超高压压力、延长超声时间能够使白鲢鱼肌肉LOX分子内的二级结构、三级结构发生极为显着的变化,进而使LOX活力大大降低。
 
  结 论
 
  随着超声波功率的增加、超声时间的延长,LOX分子内α-螺旋和β-折叠含量降低,荧光强度不断增强,说明其二级结构和三级结构明显发生变化,使LOX活力不断降低,最适超声条件为300 W、3 h,此时酶活力降低66.07%;随着超高压压力的增加、超高压时间的延长,LOX分子内α-螺旋和β-折叠含量降低,荧光强度不断减弱,说明LOX分子二级结构和三级结构发生显着变化,LOX活力迅速降低,最适超高压条件为300 MPa、20 min,此时酶活力降低93.10%。
 
 
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