来自中国农业科学院农产品加工研究所的程述震、王晓拓和张洁等人利用物理保鲜手段——辐照保鲜技术,对冷鲜肉的货架期和微生物问题进行了长期的研究与探索。而关于辐照剂量率对肉及肉制品的影响研究甚少, 因此,该实验室关于辐照剂量率对冷鲜肉品质及相关特性的影响进行了全面的研究探索。本研究探讨了不同电子束辐照剂量率对冷鲜牛肉蛋白结构和理化性质的影响,为电子束辐照在冷鲜牛肉保鲜贮藏过程的应用提供参考。
1.电子束剂量率对肌原纤维蛋白表面巯基质量摩尔浓度的影响
电子束处理显着降低了肌原纤维蛋白表面的活性巯基质量摩尔浓度(P<0.05)。在贮藏第0天,未经电子束处理的对照组活性巯基质量摩尔浓度为(239.22±8.32)nmoL/mg pro,而3 组处理组的活性巯基质量摩尔浓度分别下降了19.05%、22.00%和22.60%。不同电子束剂量率对活性巯基的质量摩尔浓度影响总体上并不显着(P>0.05),低剂量率处理组的蛋白氧化程度相对较低。随着贮藏时间的延长,活性巯基的质量摩尔浓度呈显着下降趋势(P<0.05)。
2.电子束剂量率对肌原纤维蛋白表面疏水性的影响
在贮藏的第0天,电子束处理组的肌原纤维蛋白表面疏水性显着高于对照组(P<0.05)。随着贮藏时间的延长,肌原纤维蛋白的表面疏水性均呈现先上升后下降的趋势,处理组样品的表面疏水性在贮藏第5天时达到最大,而对照组在贮藏第10天达到最大值,而后下降。贮藏后期,对照组肌原纤维蛋白的BPB结合量高于电子束处理组。对此进行分析认为,在贮藏前期,蛋白质的表面疏水性增加主要是由于蛋白质多肽链的展开,疏水性基团的暴露,而在贮藏后期蛋白质发生氧化降解,表面巯基形成二硫键使小分子蛋白质发生了重新折叠或聚合。
不同剂量率处理的肌原纤维蛋白,其表面疏水性也具有显着差异(P<0.05),在贮藏前期,300 kGy/min处理组的表面疏水性最大,而贮藏后期其表面疏水性最小。
3.电子束剂量率对肌原纤维蛋白溶解度的影响
对照组肌原纤维蛋白的溶解度为80.6%,3 组不同电子束剂量率处理组的蛋白质溶解度分别下降了5.8%、2.9%和9.6%,由此推测150 kGy/min处理组肌原纤维蛋白的氧化程度相对较小。随着贮藏时间的延长,冷鲜牛肉肌原纤维蛋白的溶解度呈显着下降的趋势,对照组的溶解度降低到48.5%,下降程度达39.8%,肌肉蛋白的品质受到很大影响。
4.电子束剂量率对肌原纤维蛋白二级结构的影响
电子束处理使维持α-螺旋和β-折叠结构的氢键作用减弱,蛋白质分子展开程度增加,肌原纤维蛋白中的α-螺旋和β-折叠含量下降,其中30 kGy/min和300 kGy/min处理组的α-螺旋含量相对于对照组显着下降。
5.电子束剂量率对肌原纤维蛋白SDS-PAGE的影响
电子束处理组的肌球蛋白重链出现降解,条带变窄,15~25 kDa之间出现一些新的谱带,可能为肌球蛋白的降解产物,肌动蛋白相对稳定,不同剂量率处理组之间的差异不是很明显。
6.电子束剂量率对肌肉稳定性的影响
电子束处理使肌球蛋白头部对应的峰Ⅰ氧化变性消失,同时30 kGy/min和300 kGy/min处理组的肌球蛋白尾部和肌浆蛋白对应的峰Ⅱ都已消失。150 kGy/min处理的冷鲜牛肉蛋白质结构相对更加稳定,对热也更加稳定。
结 论
辐照组和对照组相比,表面活性巯基质量摩尔浓度显着下降,在贮藏第0天,辐照组的活性巯基质量摩尔浓度分别下降了19.05%、22.00%和22.60%,差异显着(P<0.05);电子束处理使肌原纤维蛋白疏水性和溶解度下降,α-螺旋和β-折叠结构含量减少,无规卷曲和β-转角结构含量增加,蛋白质的无序程度增加;电子束处理组肌球蛋白氧化变性降解,对热稳定性下降。电子束处理改变了牛肉肌原纤维蛋白的结构,由此导致其某些理化性质发生变化,进而对其品质产生一定的影响,而150 kGy/min剂量率的处理对牛肉蛋白结构和品质的影响相对较小。