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文档简介
猪正常肉与p s e 肉生化特性的比较及猪肉保鲜技术的研究 摘要 猪死后肉的快速糖酵解和或胴体的慢速冷却导致肌肉较高的温度( 3 8 ) 和低的p h ( 6 o ) ,致使肌内膜崩裂,肌外膜组织脆弱而致密性下降,肌球蛋白 变性后持水性降低,进而产生p s e 肉。p s e 肉是猪肉生产中常见的质量缺陷, 其检验方法主要靠感官检验,因此利用肌肉的生化特性探索高灵敏度、高专一性 的分析手段对猪肉品质进行研究,可为我国生猪业提供更好的理论依据并为肉制 品加工业提供很好的技术指导。 生鲜猪肉营养丰富,是微生物生长的良好基质,如果不及时采取措施,则 会造成肉的腐败变质。因此加强肉类保鲜技术研究,延长鲜肉货架保质期显得 尤为必要。 本研究利用肌原纤维、肌动球蛋白的生化特性对猪正常肉和p s e 肉进行比 较研究,以揭示两者的差异性;同时利用生化特性分析手段探讨涂膜保鲜技术 对猪鲜肉品质的影响。研究结果如下: 1 猪p s e 肉与正常肉的肌原纤维形态学比较研究 通过肌原纤维的形态学、易碎度、肌节长度和持水力的测定,对猪p s e 肉 和正常肉肌原纤维的易碎性和持水性进行了比较研究,发现肌原纤维的肌节断 裂发生在肌节的明带( i 带) ,随着匀浆时间和5 贮存时间的延长,易碎度也随 之增加,p s e 肉在前2 天的碎化幅度较大,而正常肉在2 4 天的碎化幅度较明 显。p s e 肉与正常肉的肌原纤维易碎度变化规律一致,温度对肌原纤维碎化效应 大于时间效应,正常肉肌原纤维断裂对温度的敏感性大于p s e 肉;温度对肌原 纤维的断裂破坏相当严重,这可能是蛋白质变性和蛋白酶水解共同作用的结果。 p s e 肉由于部分肌球蛋白变性,其肌原纤维的舒展肌节总是小于正常肉的长度, 同时p s e 肉比正常猪肉的持水性小但两者的变化规律基本一致;随着0 * c 贮藏时 间的增加,p s e 肉和正常肉的肌原纤维蛋白质变性加大,两者的持水力持续下降。 2 猪p s e 肉和正常肉与冷血动物淡水鱼m f a t p a s e 热稳定性的比较研究 通过肌原纤维悬浊液3 5 保温不同时间和不同温度保温3 0 m i n 的c a z + - a t p a s e 活性测定,结果表明:肌原纤维c a 2 + - a t p a s e 比活性随盐浓度增加而酶 活性减少;盐浓度相同时,m 9 2 + - a t p a s e c a 2 + - a t p a s e 。鱼肉肌原纤维的c a 2 + 、 m 9 2 + - a t p a s c 比活性较猪肉高,正常肉的m f a t p a s e 活性比p s e 肉高m f c a 2 + - a t p a s e 活性随保温时间、保温温度的增加而减少但温度对肌原纤维 c a z + - a t p a s e 活性影响比时间对其的影响更显著,在4 5 c 时,冷血动物鱼类的 m f c a 2 + - a t p a s e 一级失活常数k d 比温血动物猪要大很多,鲢鱼的肌原纤维蛋白 质对热最敏感即最易变性,猪正常肉的热稳定性最好,由此可作为特征参数并 用于肌肉种类的鉴别。 通过a r r h e n i u s 方程计算出热力学参数( 反应活化能、熵、焓) ,从中可知, 冷血动物鱼类与温血动物猪之间存在非常明显的差异,鲫鱼和鲢鱼比猪正常肉和 p s e 肉对温度的敏感性要大:同一种属中的失活热力学参数值为猪正常肉 猪 p s e 肉,鲫鱼 鲢鱼;而且用a r r h e r t i u s 公式所计算的热力学参数来考察温度对 a t p a s e 失活反应速率的影响可能仅适用于同一种群间的比较。 3 猪p s e 肉与正常肉肌原纤维蛋白质溶解持性的比较研究 通过肌肉蛋白质不同离子强度溶液中的抽提、0 1 2 贮藏不同时间对肌原纤维 蛋白质溶解度、s h 基和持水性的变化测定,结果表明:p s e 肉肌原纤维蛋白质 的抽提率、一s h 基和持水力都比正常肉低。p s e 肉与正常肉阀的肌浆蛋白变性差 异不明显。由于肌肉的僵硬期影响。肌原纤维蛋白质持水力与肌原纤维蛋白质 的变性程度要在解硬后( 0 ,6 7 天) 才体现出较好的相关性。肌原纤维蛋白 质抽提率可作为鉴别p s e 肉与正常肉的重要指标。 4 猪p s e 肉与正常肉肌动球蛋白生化特性比较研究 利用p s e 肉和正常猪肉肌原纤维a t p 酶活性、肌动球蛋白超沉淀、总s h 数 和a t p 感度等生化特性进行比较研究。结果表明;p s e 肉比正常肉热变性敏感, 而且肌动球蛋白一s h 数、a t p 感度和超沉淀有很好的相关性,其中s h 数和a t p 感度有极好的变化一致性,可作为猪p s e 肉和正常肉鉴别的有用指标。 5 猪p s e 肉与正常肉肌肉蛋白质的s d s - p a g e 比较研究 利用猪正常肉和p s e 肉的肌动球蛋白和肌浆蛋白s d s - - p a g e 电泳图谱来鉴 评两种肉的差异性,结果表明:新鲜正常肉和p s e 肉的肌浆蛋白图谱无差异, 4 即肌浆蛋白质不存在明显降解现象;但肌动球蛋白图谱存在较大差异,这可能与 p s e 肉中肌钙蛋白一t 降解有关。在不同温度贮藏时,正常肉和p s e 肉肌浆蛋白 电泳图谱也无差异,但肌动球蛋白的电泳图谱存在着明显差异,特别是正常肉与 p s e 肉类型间、同一肌肉不同温度贮藏后某些电泳条带的消失,这一现象说明随 着肉鲜度的降低,肌动球蛋白中的某些蛋白组分会被降解,但具体何种蛋白链降 解有待进一步研究。 6 不同蛋白质变性保护剂对猪肉蛋白质的影响 选用食用甘油、山梨醇蛋白保护剂与单宁酸、十二烷基磺酸钠蛋白变性剂从 理论上探讨对肌原纤维蛋白质的影响。结果显示: ( 1 ) 加入蛋白变性保护剂比不加的效果要好,且山梨醇比甘油的蛋白质抗变性 效果好。 ( 2 ) 加入蛋白变性剂加速了肌原纤维蛋白质的变性,且十二烷基磺酸钠比单宁 酸对肌原纤维蛋白质的变性影响更大。 ( 3 ) 猪肌肉肌原纤维悬浊液于4 贮藏下,分别加入山梨醇和甘油的肌原纤维 残余a t p 酶活性比不加保护剂的残余酶活性高,但差异不大;加入单宁酸和十 二烷基磺酸钠的肌原纤维残余a t p 酶活性明显低于不加保护剂的残余酶活性。 7 肉类涂衣剂的研究 涂衣保鲜是在肉的表面形成一层保护性薄膜,以防止外界微生物的侵入、肉 汁流失和肉色的变暗。研究表明:选用0 0 5 魔芋甘露聚糖作为鲜肉涂膜剂,该 可食性薄膜性质较稳定,有较好的阻隔防腐、抗氧化作用,在5 下贮藏可保 存7 天,比未经其它处理的猪肉延长货架期4 天。 8 肌肉的涂衣保鲜研究 将多种食品添加剂复合后对猪肉进行涂膜处理,通过l 9 ( 3 3 ) 正交实验, 在5 下对保鲜效果进行检测分析。结果表明,各水平组合均有一定保鲜效果, 以0 0 5 魔芋甘露聚糖、o 4 氯化钠、0 4 5 葡萄糖、o 0 5 孚1 酸菌肽、0 0 6 溶 菌酶、o 0 4 1 乳酸组合效果最好,能有效控制t v b n 和细菌总数的增加,控 胄8 肌肉纤维易碎度并保持a t p 酶活性。对肉样感官指标无较大影响,保质期可 达9 天。 综上所述,通过对猪p s e 肉与正常肉的肌原纤维易碎度( m f i ) 、肌节长 度及持水性,肌原纤维c a 2 + _ 、m g z + 。a t p a s e 活性及失活效应,肌原纤维蛋白质 溶解度及一s h 基数,肌动球蛋白超沉淀及a t p 感度,肌动球蛋白s d s p a g e 等 生化特性的研究,发现二种肉之间存在着明显差异,试验结果将为p s e 肉的实 验室化验鉴评提供较好的科学理论依据,对猪肉品质研究提供较好的借鉴参考。 同时,借助以上猪肌肉生化特性的研究手段,通过考察蛋白保护剂和变性剂 对猪肌肉蛋白质的影响,利用菌落总数、肌原纤维a t p 酶活性、挥发性盐基氮 ( t v b - - n 值) 等指标的测定比较,优化了涂衣保鲜技术中的涂膜剂和抑菌剂配 方,使猪肉的货架期有了较明显的延长,这为猪肉的安全生产提供了较好的理论 和应用指导。 关键词:猪正常肉,p s e 肉,生化特性,比较研究,镀衣保鲜 6 c o m p a r a t i v e s t u d i e so nb i o c h e m i c a l c h a r a c t e r t i s t i c sb e t w e e n n o r m a l a n dp s ep o r km u s c l ea n d s t u d i e so nt h et e c h n o l o g y k e e p i n g p o r kf r e s h n e s s p o s t - m o r t e mr a p i dg l y c o l y s i so fp o r ka n ds l o wc o o l i n go ft h ec a r c a s sl e a dt o m u s c l eh i g h e rt e m p 骶砷l r e ( 3 8 ) a n dl o w e rp h ( 6 o ) ,c o n s e q u e n t l y , b r i n gt h e c i s t e r n ab u r s t - a p a r t , s a r e o l e m m at i s s u e 缸薛l i t ya n dd e c r e a s ei nd e n s i t y t h ew a t e r h o l d i n gc a p a c i t yd e c r e a s e sa 缸rt h ed e n a t u r a t i o no fm y o s i n ,。t h e np s em e a ti s e n g e n d e r e d p s ei st h eu s u a ld e f e c to n p o r kq u a l i t y i t i sm o s t l ye x a m i n e d b ys e n s o r ya c c e s s , a n di ti sn e c e s s a r yt ou t i l i z et h eb i o c h e m i c a lc h a r a c t e r i s t i c so fm u s c l et of i n dah i g h s e n s i t i v ea n ds p e c i a l i z e da n a l y s i sm e a n st or e s e a r c ht h eq u a f i t yo f p o r k i tc a l lo f f e r b e t t e rt h e o r yt od o m e s t i cp o r ki n d u s t r ya n dg o o dt e c h n o l o g yi n s t r u c t i o nt om e a t p r o d u c tp r o c e s si n d u s t r y f r e s hp o r ki sr i c hi nn u t r i d o na n da g o o d m e d i af o rm i c r o o r g a n i s m sg r o w t h i ti s e a s y t o d e c a y w i t h o u tr e l e v a n t m e a s u r e s t h e r e f o r e ,e n h a n c i n g s t u d i e so n t e c h n o l o g yt ok e e pp o r kf r e s h n e s sa n dp r o l o n g i n gt h es h e l f - l i f ea r ev e r yi m p o r t a n t t h ed i f f e r e n c e sb e t w e e np s ea n dn o r m a lp o r kw e r es h o w e di nt h i s s t u d yb y c o m p a r i n g t h eb i o c h e m i c a lc h a r a c t e r i s t i c so f m y o f i b r i l sa n dm y o s i n ;m e a n w h i l e ,t h e e f f e c to fc o a t i n gp r e s e r v a t i o nt e c h n o l o g yo nf r e s hp o r kq u m i ww e r ed i s c u s s e db y 7 n h 锄so ft h eb i o c h e m i c a lc h a r a c t e r i s t i c sa n a l y s i s t h e r e s u l t sa sf o l l o w : 1 c o m p a r a t i v e s t u d i e so n m y o f i b r i l sm o r p h o l o g y o fp s e a n dn o r m a lp o r km u s c l e t h e m y o f i b r i lf r a g m e n t a t i o n i n d e x ,m o r p h o l o g y , s a r c o m e r e l e n 【g t h a n d w a t e r - h o l d i n gc a p a c i t yw e i ec o m p a r e db e t w e e nn o r l n a la n dp s e p o r k t h er e s u l t s s h o w e d :t h ef r a g m e n t a t i o no fs a r c o m e r eo c c u r r e n c c di nib a n d ,t h ef r a g m e n t a t i o n i n d e xw o u l di n c r e a s ew i t ht h ei n c r e a s i n go fh o m o g e n i z i n gt i m ea n ds t o r i n gt i m ea t5 t h e f r a g m e n t a t i o n o fp s ew a sa c u t e di nt h ef i r s tt w od a y s ,w h e r e a st h e f r a g m e n t a t i o no f n o r m a lp o r kw a sa p p a r e n ti n2 4d a y s t h ec h a n g e so fm y o f i b r i l f r a g m e n t a t i o n w e r ec o n s i s t e n ti nn o r m a la n dp s ep o r k , w h i c hs h o w e dt h e t e m p e r a t u r ew a sm o r ei n f l u e n t i a lt h a nl l m ea n dt h ef r a g m e n t a t i o no fn o r m a lp o r k m y o f i b r i li sm o r es e n s i t i v et h a np s ep o r k m y o f i b r i lw a sd e s t r o y e db a d l yb yt h e t e m p e r a t u r e 。i tw a sp r o b a b l yt h er e s u l t so fc o m b i n e da c t i o no fp r o t e i nd e n a t u r a t i o n a n d p r o t e o l y s i s t h es a r c o m e r e o fp s ew a s a l w a y ss h o r t e rt h a nt h a to fn o r m a lp o r k b e c a u s eo ft h e p a r t i a l d e n a t u r a t i o no fp s e m y o s i n i n t h es a m et i m e ,t h e w a t e r - h o l d i n gc a p a c i t yo fp s ep o r kw a s l o w e rt h a nn o r m a lp o r k ,b u tt h et e n d e n c y w a sc o n s i s t e n t ;w i t ht h e i n c r e a s i n g o fs t o r i n gt i m ea t 0 c ,t h e d e n a t u r a t i o no f m y o f i b r i lp r o t e i n w e n ta c u t e ra n dt h e w a t e r - h o l d i n gc a p a c i t y w e n td o w n c o n t i n u o u s l y 2 c o m p a r i s o no ft h e r m o s t a b i l i t yo fm y o f i b f i l l a ra t p a s ef r o mp s e a n dn o r m a l p o r k w i t hf r e s h w a t e rf i s hm u s c l e t h e o b j e c t i v e o ft h i s s t u d y w a st h e c o m p a r i s o n o f t h e r m o s t a b i l i t y o f m y o f i b r i l l a ra t p a s ef r o mp s b a n dn o r m a l p o r kw i t hf r e s h w a t e rf i s hm u s c l e w h e n t h em y o f i b r i ls u s p e n d i n gs o l u t i o nw a ss t o r e da t3 5 ( 2f o rv a r i e st i m ea n da td i f f e r e n t t e m p e r a t u r ef o r3 0m i n u t e sw es t u d i e dt h ec a 2 + a t p a s ea c t i v i t y t h er e s u l t si n d i c a t e d : w i t ht h e i n c r e a s i n go fi o n i n t e n s i t y ,t h es p e c i a la c t i v i t i e so fm y o f i b r i l l a rc a 2 + a t p a s e d e c r e a s e d ;b u ti nt h es a m ei o n i n t e n s i t y , m 9 2 + _ a t p a s e c a 2 + a t p a s e t h ec a 2 + 、 m g z + _ a t p a s s er e l a t i v ea c t i v i t i e so ff i s hm u s c l ea r eh i g h e rt h a np o r km u s c l e ,t h em f a t p a s ea c t i v i t yo fn o r m a lp o r km u s c l ei s h i g h e rt h a np s ep o r km u s c l e w i t ht h e i n c r e a s i n go fi n c u b a t i o nt i m ea n dt e m p e r a t u r et h em y o f i b f i l l a rc a 2 + - a t p a s ea c t i v i t y 8 d e c r e a s e d ,h o w e v e r ,t h ee f l e e to ft e m p e r a t u r eo nm y o f i b r i l l a rc a 2 + - a t p a s ea c t i v i t y w a sm o r ea p p a r e n tt h a i li n c u b a t i o nt i m e a t4 5 c ,t h em y o f i b r i l l a r c a 2 + - a t p a s ef i r s t o r d e ri n a c t i v a t i t yr a t ec o n s t a n t s ( k d ) o fc o l db l o o d e da n i m a l ( f i s h ) w a sl a r g e rt h a n w a r mb l o o d e da n i t a , ( p o r k ) 。t h e r m o - d e n a t u r a t i o no fs i l v e rc a r pm y o f i b r i l l a rp r o t e i n w a st h ew o r s t , t h e r m o - s t a b i l i t yo f t h en o r m a lp o r kw a s t h eb e s t s oi tc a nb eu s e da sa c h a r a c t e r i s t i cp a r a m e t e r t od i s t i n g u i s ht h em u s c l es p e c i e s r e a c t i o na c t i v a t i o ne n e r g y 、e n t r o p y 、e n t h a l p yw e r of i g u r e do u tb y a r r h e n i u s e q u a t i o n f r o mt h e r e s u l t sw ec a nk n o wt h a tt h et h e r m o d y n a m i cp a r a m e t e r so f c o l d - b l o o d e da n i m a l s - - f i s hw e r es i g n i f i c a n t l yd i f f e r e n tf r o mt h o s eo fw a r m - b l o o d e d a n i m a l s - - p i g ,c r u c i a nc a r pa n ds i l v e rc a r pw e r em o t 6s e n s i t i v et o t h ev a r i e t yo f t e m p e r a t u r e st h a nn o r m a lp o r ka n dp s ep o r k , t h ei n a c t i v a t i o nt h e r m a o d y n a m i c p a r a m e t e r s i nt h es a m es p e c i e s ,c r et h a tn o r m a lp o r ke x c e e d e dp s ep o r ka n d c r u c i a nc a r ps u r p a s s e ds i l v e rc a r p f u r t h e r m o r e ,i tm a yo n l yb ea p p l i e dt ot h e c o m p a r a t i o no ft h es a m es p e c i e st h a tt h et h e r m o d y n a m i cp a r a m e t e r sc a l c u l a t e db y a r r h e n i u s e q u a t i o nd e t e r m i n e d t h ee f f e c t so f t e m p e r a t u r eo n a t p a s ei n a c t i v a t i o nr a t e 3 c o m p a r a t i v e s t u d i e so n m y o f i b r i l l a rp r o t e i n e x t r a c t a b i l i t y a n dw a t e r - h o l d i n g c a p a c i t yf r o m p s ea n dn o r m a lp o r k t h er e s u l t si n d i c a t e d t h e m y o f i b r i l l a rp r o t e i ne x t r a c t a b i l i t y , t o t a l s h a n d w a t e r - h o l d i n gc a p a c i t yf r o m p s ew e r el o w e rt h a nn o r m a lp o r k t h ed e n a t u r a t i o no f s a r c o p l a s m i cp r o t e i n f r o mp s ea n dn o r m a l p o r k w a sn o ta p p a r e n t t h ew a t e r - h o l d i n g c a p a c i t yw a sh i g h c o r r e l a t i o nw i t ht h ee x t r a c t a b i l i t yo f m y o f i b r i l l a rp r o t e i nd u r i n g6 - 7 d a y ss t o r a g e a to c t h em y o f i b r i u a rp r o t e i ne x t r a c t a b i l i t yc a l lb eu s e da st h e i m p o r t a n t i n d e xt od i s t i n g u i s hp s ea n dn o r m a l p o r k 4 c o m p a r a t i v e s t u d i e so nb i o c h e m i c a lc h a r a c t e r i s t i c so f a e t o m y o s i n b e t w e e n n o r m a la n dp s e p o r k m u s c l e t h eo b j e c t i v eo ft h i s s t u d yi s t o i n v e s t i g a t et h ec o m p a r i s o no fb i o c h e m i c a l c h a r a c t e r i s t i c sb e t w e e nn o r m a lp o r km u s c l ea n dp s e t h er e s u l t si n d i c a t e dt h a tt h e t h e r m a ld e n a t u r a t i o no fp s ew a sm o l es e n s i t i v i t yt h a nn o r m a lp o r k ,t h e _ s h ,a t p s e n s i t i v i t y a n d s u p e r p r e c i p i t a t i o n s h o w e dh i g hc o r r e l a t i o n t h e s ha n da t p s e n s i t i v i t yc a nb e u s e da sau s e f u li n d e xt od i s t i n g u i s hp s ea n dn o r m a l p o r k 9 5 c o m p a r a t i v e s t u d i e so np r o t e i n sb e t w e e np s ea n dn o r m a lp o r k m u s c l eb y s d s f a g e t h eo b j e c t i v eo ft h i ss t u d yi st od e t e r m i n et h ed i f f e r e n c e sb e t w e e np s ea n d n o r m a lp o r kb ys d s - 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c o a t i n gf r e s h n e s s - k e e p i n gt h a tf o r m e dap r o t e c t i v ef i l mo nt h es u r f a c eo f p o r kw a st op r e v e n tm i c r o o r g a n i s mf r o mi n v a d i n g ,a n dk e p tt h ep o r ke x t r a c tf r o m r u n n i n ga w a y ,a n ds t o p p e d t h em e a tc o l o rf r o md a r k t h er e s u l t si n d i c a t e dt h a tt a k i n g 1 0 0 0 5 g l u c o m a n n a n a sf r e s hm e a tc o a t i n gf i l ma g e n t , t h e e d i b l ef i l mw h i c h c h a r a c t e r i s t i c sa l es t a b l ew a sg o o da ta n t i s p t i c i z i n ga n da n t i o x i d a t i n g s u c hp o r k c a l lb es t o r e df o r7d a y sa t5 c ,w h i c hp r o l o n gn - d a ys h e l f - l i f et h a nt h a tw i t h o u t p r o c e s s i n g 8 s t u d i e so fo nt h ec o a t i n g - f i l mo nt h ep o r k p r e s e r v a t i o n a f t e rf r e s hp o r kw a sc o a t e dw i t hs e v e r a lf o o da d d i t i v e sf r e s h n e s s k e e p i n ge f f e c t c o u l db ea n a l y z e d a t5o c b yi o ( 3 3 ) o r t h o g o n a l t e s t 。t h er e s u ks h o w e dt h a ta l l t r e a t m e n t sh a ds o m ee f f e c to n k e e p i n gf r e s h ,w h e r e a st h ec o a t i n gc o m p o s e d o f0 0 5 g l u c o m a n n a n ,o 4 s o d i u mc h l o r i d e , 0 4 5 g l u c o s e ,0 0 5 n i s i n ,0 0 6 l y s o z y m e a n d0 0 4 1 f o r m i ca c i dw a st h eo p t i m u m c o a t i n g - 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