蛋白质一直是食品化学领域的研究热点。不同分子量的蛋白质对其化学性质会产生不同的影响。分子量较小的蛋白质易溶于水,一般称为水溶性蛋白质;分子量较大的蛋白质在盐的作用下可以溶解在盐水中。一般称为盐溶性蛋白质。分子量较大的不溶于水。这些蛋白质既不容易消化,也不参与反应。它们是所谓的粗蛋白,营养价值低。
在猪肉中,典型的盐溶性蛋白质是肌原纤维蛋白,典型的水溶性蛋白质是肌浆蛋白。蛋白质降解包括蛋白质水解和氧化,但在过去的几十年里,更多的研究集中在脂质上,而忽略了蛋白质氧化在食品系统中可能产生的影响。蛋白质氧化会导致蛋白质主链和氨基酸残基侧链发生变化,例如肽主链的裂解和氨基酸残基侧链的羰基化。研究表明,蛋白质氧化会显着影响干腌火腿的品质,导致硬度增加、多汁性降低,这可能是由于蛋白质溶解度降低和蛋白质之间交联所致。
1.猪肉蛋白质的分类、性质和结构
猪肉的主要成分除水外,还有蛋白质和脂质。肌肉中蛋白质含量高达20%。肌肉中的蛋白质按其在肌肉组织中的位置不同可分为4类,即:肌原纤维蛋白、肌浆蛋白、肉基质蛋白、颗粒蛋白。前三类研究较多。
1.肌原纤维蛋白
肌原纤维蛋白又称盐溶性蛋白,是一种收缩蛋白,是肌肉中最重要的蛋白质,约占总蛋白质含量的50%。通常可用离子强度大于0.5mol/kg的高浓度盐溶液提取。但蛋白质被提取后,它会溶于低离子强度的盐溶液中。属于这一类的蛋白质包括:肌球蛋白、肌动蛋白、原肌球蛋白、肌细胞生成蛋白、-肌动蛋白、M蛋白等。
肌球蛋白是肌肉中最丰富、最重要的蛋白质,约占肌原纤维蛋白质的50%。它是粗肌丝的主要成分之一,形成肌节的A带。肌球蛋白含有2条相同的长肽链和4条短肽链。长肽链的分子量为220kD,也称为重链。短链也称为轻链。肌球蛋白包含两个球状头部和一个杆状尾部。肌球蛋白一般不溶于水或微溶于水。能溶于中性盐溶液。在53左右可固化形成粘稠凝胶。在饱和氯化钠或(NH4)2SO4溶液中能盐析并沉淀。肌球蛋白可与肌动蛋白结合形成肌动球蛋白,与肌肉收缩直接相关。
2.肌浆蛋白
肌浆蛋白是代谢蛋白,主要包括肌球蛋白、肌红蛋白、肌浆酶、肌球蛋白、肌浆网蛋白等。这些蛋白质易溶于水,是最容易从肌肉中提取的蛋白质。其中,肌球蛋白是白蛋白类的简单蛋白质,存在于肌原纤维之间。肌球蛋白易溶于水,将肉浸泡在水中即可溶解;它非常不稳定,容易变性和沉淀。肌红蛋白是一种复杂的色素蛋白,是影响肉色的关键蛋白质。它由球蛋白分子和血红蛋白分子组成,是肌肉红色的主要成分。肌红蛋白中铁离子的价态及其与氧结合的位置是其颜色变化的根本原因。
3、肉基质蛋白
肉基质蛋白是一种结缔组织蛋白,是肌内膜、肌束膜、肌外膜和肌腱的主要成分。包括胶原蛋白、弹性蛋白、网状蛋白和粘附蛋白等,主要存在于结缔组织的纤维和基质中。
胶原蛋白主要存在于白色结缔组织中,是胶原纤维的主要成分,约占胶原纤维固体的85%。胶原蛋白含有大量的甘氨酸、脯氨酸和羟脯氨酸。脯氨酸和羟脯氨酸是胶原蛋白所特有的,其他蛋白质中几乎不存在。
2.蛋白质的降解
猪肉加工制品(如培根、火腿等腌制品)中蛋白质会发生降解,使蛋白质的化学结构发生一定的变化,产生一些低分子物质,如肽、氨基酸、醛、有机酸等。和胺类。这些物质或者是直接的风味物质,或者是重要的风味前体物质。其中,小分子肽和游离氨基酸可通过降解或美拉德反应生成一些挥发性风味物质,对猪肉制品风味形成发挥重要作用。因此,研究蛋白质的降解规律对于科学认识猪肉产品的品质和风味形成具有重要意义。
1.蛋白质降解引起的结构变化
蛋白质降解引起的结构变化较为复杂,如羰基化、肽主链断裂、分子间二硫键形成等,是蛋白质结构变化的基本机制。其中,氨基酸残基侧链的羰基化和羟基化是蛋白质氧化引起的主要变化。
蛋白质降解将导致蛋白质聚合物或片段的产生。有学者研究发现:
1)分子间二硫键的形成会导致蛋白质聚集;
2)羰基化以及蛋白质与丙二醛等非蛋白质羰基化合物之间的共价相互作用也可导致蛋白质分子聚集;
3)香肠加工过程中,蛋白质相互作用力发生显着变化,二硫键含量显着增加,表明二硫键稳定蛋白质结构的作用显着增强;
2、蛋白质降解引起的成分变化
大量研究数据表明,各种猪肉制品在加工过程中,由于加工时间不同,蛋白质会发生不同程度的降解,其他相关含氮化合物的含量也会发生变化。同时,猪肉制品在加工过程中,蛋白质中的肌原纤维蛋白和肌浆蛋白被降解,表现为大分子物质的种类和含量减少以及多种小分子物质的产生。这种降解主要是由组织蛋白酶引起的。蛋白质中发生的主要生化反应大致如图1所示。
3、蛋白质降解对猪肉产品品质的影响
1)蛋白质降解对猪肉产品品质的不利影响
肌肉蛋白除了参与肌肉收缩、与肌肉嫩度有关外,还与肉制品的流变特性密切相关。肌肉蛋白的降解会引起蛋白质分子结构的变化,从而对肉制品的流变特性产生很大的影响。由于分子结构的变化改变了原有的稳定性,会对肉制品的品质产生不利影响。
猪肉产品中蛋白质降解的影响是双重的,主要取决于具体的降解条件。有研究发现,在弱氧化环境下可以改善肌原纤维蛋白的凝胶化和乳化作用,但过度氧化后蛋白质过度聚集会导致凝胶结构和刚性恶化。pH值的变化对蛋白质的凝胶结构也有类似的影响。猪肉制品的持水性除了受pH值变化、烹调、腌制等因素影响外,还与肌肉中蛋白质氧化密切相关。
一些研究人员发现,在高氧改良包装中储存会增加肉的滴水损失并降低其多汁性[30]。但肉制品失水会造成经济损失,同时对猪肉及其制品的色、香、组织状态也产生很大影响。潘俊辉等.[31]还发现蛋白质氧化会增加肌肉组织解冻液的损失率,降低持水能力。因此,在实际生产中,应采取措施控制蛋白质氧化的发生,减少不必要的损失。
2)蛋白质降解对猪肉产品品质的有益影响
当然,蛋白质降解也可以对一些肉制品的质量产生许多有益的影响。在猪肉制品中,蛋白质降解产物主要对肉制品风味的形成起着重要作用。
三、结论
蛋白质一直是食品化学中经久不衰的研究对象。它不仅在人体中具有重要的生理功能,而且对肉及肉制品的品质具有不可替代的重要影响。
蛋白质的降解对肉和肉制品有双重影响。一方面,蛋白质降解的缺点是使鲜肉变色、破坏蛋白质微观结构、降低肉及肉制品的持水能力、降低蛋白质的凝胶结构和刚性。这些缺点严重影响了肉及肉制品的加工性能和营养品质。因此,从这个角度来说,应该采取措施控制食品中蛋白质降解的发生,防止不必要的损失;另一方面,蛋白质降解产生的肽、氨基酸等小分子物质不仅是重要的呈味物质,而且是主要的风味前体。因此,蛋白质降解可以在猪肉制品中产生特殊的风味。蛋白质降解的弊端不容忽视,而其好处则值得有效利用。但如何在两者之间找到平衡点是未来研究应关注的问题;另外,肌肉蛋白的种类很多,不同种类蛋白的降解规律及其对肉品质影响的大小和差异有哪些?蛋白质降解与脂质降解有何关系?这些问题也值得研究。因此,深入、系统地研究肉及肉制品中蛋白质的降解途径和降解产物,对于分析和了解肉及肉制品中蛋白质的性质,优化肉及肉制品的加工和贮藏技术具有重要意义。肉制品。