金鲳鱼肌原纤维蛋白乳液凝胶的制备及表征 裴志胜.pdf

该【金鲳鱼肌原纤维蛋白乳液凝胶的制备及表征 裴志胜 】是由【抱琴】上传分享，文档一共【17】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【金鲳鱼肌原纤维蛋白乳液凝胶的制备及表征 裴志胜 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。:.
食品工业科技
ScienceandTechnologyofFoodIndustry
ISSN1002-0306,CN11-1759/TS
《食品工业科技》网络首发论文
题目:金鲳鱼肌原纤维蛋白乳液凝胶的制备及表征
作者:裴志胜,冯紫蓝,王会博,薛长风
DOI:-
网络首发日期:2022-10-11
引用格式:裴志胜,冯紫蓝,王会博,
表征[J/OL].:///-
网络首发:在编辑部工作流程中,稿件从录用到出版要经历录用定稿、排版定稿、整期汇编定稿等阶
段。录用定稿指内容已经确定,且通过同行评议、主编终审同意刊用的稿件。排版定稿指录用定稿按照期
刊特定版式(包括网络呈现版式)排版后的稿件,可暂不确定出版年、卷、期和页码。整期汇编定稿指出
版年、卷、期、页码均已确定的印刷或数字出版的整期汇编稿件。录用定稿网络首发稿件内容必须符合《出
版管理条例》和《期刊出版管理规定》的有关规定;学术研究成果具有创新性、科学性和先进性,符合编
辑部对刊文的录用要求,不存在学术不端行为及其他侵权行为;稿件内容应基本符合国家有关书刊编辑、
出版的技术标准,正确使用和统一规范语言文字、符号、数字、外文字母、法定计量单位及地图标注等。
为确保录用定稿网络首发的严肃性,录用定稿一经发布,不得修改论文题目、作者、机构名称和学术内容,
只可基于编辑规范进行少量文字的修改。
出版确认:纸质期刊编辑部通过与《中国学术期刊(光盘版)》电子杂志社有限公司签约,在《中国
学术期刊(网络版)》出版传播平台上创办与纸质期刊内容一致的网络版,以单篇或整期出版形式,在印刷
出版之前刊发论文的录用定稿、排版定稿、整期汇编定稿。因为《中国学术期刊(网络版)》是国家新闻出
版广电总局批准的网络连续型出版物(ISSN2096-4188,CN11-6037/Z),所以签约期刊的网络版上网络首
发论文视为正式出版。
:.
췸싧쫗랢쪱볤ꎺ2022-10-1112:31:39
췸싧쫗랢뗘횷ꎺ.
基金项目:海南省自然基金面上项目(320MS056);海南省自然科学基金高层次人才(321RC747);海南省
院士创新平台科研专项(YSPTZX202131)。
第一作者简介:裴志胜(1985—),男,博士研究生,研究方向为水产品加工。E-mail:******@
通信作者简介:薛长风(1975—),男,博士,副教授,研究方向为水产品加工。E-mail:******@
金鲳鱼肌原纤维蛋白乳液凝胶的制备及
表征
裴志胜1,2,3,4,冯紫蓝4,王会博4,薛长风1,2,3
(,海南三亚572022;,
海南三亚572022;,海南三亚
572022;,海南海口570228)
摘要:本文以金鲳鱼肌原纤维蛋白作为乳化剂,以玉米油为油相制备乳液凝胶。利用SDS-PAGE、傅
里叶红外光谱、电镜对金鲳鱼肌原纤维蛋白的结构进行表征;筛选优化制备金鲳鱼肌原纤维蛋白乳液凝胶
的最佳蛋白浓度(C)、最佳油相比(φ),采用激光共聚焦对乳液凝胶结构进行了表征;探究了pH和NaCl
浓度对乳液凝胶稳定性影响。结果表明:金鲳鱼肌原纤蛋白具有典型的蛋白结构峰,β-折叠的含量最高,
由椭圆颗粒聚集形成的纤维状结构。其蛋白浓度(C)%,油相比(φ)
模量G′最佳,平均粒径分布小,激光共聚焦结构显示,乳液凝胶的结构为W/O/W的多重乳液结构。乳液
凝胶在pH酸性条件下不稳定,碱性环境下相对稳定,pH值对乳液凝胶流变和粒径分布影响较大,NaCl
的浓度改变对乳液凝胶的影响较小。综上,本研究探究了金鲳鱼肌原纤维蛋白乳液凝胶的制备及表征,这
为金鲳鱼肌原纤维蛋白的开发利用提供了一定的技术参考。
关键词:肌原纤维蛋白;乳液凝胶;粒径;流变性质;稳定性
PreparationandcharacterizationofTrachinotusovatusmyofibrillarproteinemulsiongel
PEIZhisheng1,2,3,4,FENGZilan4,WANGHuibo4,XUEChangfeng1,2,3
(,HainanTropicOceanUniversity,Sanya572022,China;
FoodEngineeringTechnologyResearchCenterofHainanProvince,Sanya572022,China;
InnovationCenterofMarineFoodDeepProcessing,HainanTropicalOceanUniversity,Sanya572022,China;
,HainanUniversity,Haikou570228,China)
Abstract:AnemulsiongelwaspreparedwithTrachinotusovatusmyofibrillarproteinasemulsifierandcornoilas
-PAGE,

proteinemulsiongelwasdonebyscreeningfortheoptimalproteinconcentration(C)andoilratio(φ).The
structureoftheemulsiongelwascharacterizedbyconfocallaser,andtheeffectsofpHandNaClconcentrationon

typicalproteinstructurewithβ-sheetasthedominantsecondarystructure,andthefibrillarstructurewasformedby
'whentheprotein
%,:.
examinationshowedthattheemulsiongelhadaW/O/
,theoptimizedpreparation
andcharacterizationgoldenpomfretmyofibrillarproteinemulsiongelinthisstudywouldprovideinvaluable
technicalreferenceforthecommercialdevelopmentofgoldenpomfretmyofibrillarprotein.
Keywords:myofibrillarprotein;emulsiongel;particlesize;rheologicalproperties;stability
中图分类号::A
doi:-
金鲳鱼(Trachinotusovatus),学名卵形鲳鲹,是我国海南、广东等主要的海水养殖品种
[1]。截止2019年,金鲳鱼产业总产值已达200亿元[1],但金鲳鱼的产品目前主要以活鲜、
冰鲜、全条冻为主,形式单一,不利于金鲳鱼产品的精深发展。金鲳鱼肉质细嫩光滑,氨基
酸比例均衡,是优良的肌原纤维蛋白的来源。肌原纤维蛋白具有的乳化性能,使其成为乳化
物制备的食品材料之选。何青等[2]利用猪肉肌原纤维蛋白颗粒制备了稳定的高内相Pickering
乳液,具有冷热稳定等优点,可以延缓脂质水解及提高葛根素的生物可及性。王莉莎等[3]
将植物油与金枪鱼肌原纤维蛋白进行复合凝胶的制备,为鱼糜中不饱和脂肪酸的添加提升提
供了技术参考和理论依据。
乳液凝胶是一种被油滴填充的具有凝胶网络结构的半固体食品体系[4]。乳液凝胶的生成
主要根据基质的特性进行加工,主要依据是填充物与基质之间的相互作用力,而没有相互作
用力的则需要外力加工或者乳化剂的参与。乳液凝胶在物料包埋上表现出一定的应用前景,
不仅能有效抑制成分释放,提高生物活性物质的有效率,还能通过乳液凝胶组分的调整控制
包埋物的释放速度,做到控释、缓释的目的,其在功能性食品的开发上极具潜力[5]。
而对于鱼类蛋白作为乳液凝胶的凝胶基质的研究尚少,鱼类肌原纤维蛋白的乳化性能因
其鱼类来源不同也会有所区别,不同来源的肌原纤维蛋白在结构及功能上是存在一定差异性
的。Chan等[6]学者认为白肉鱼和红肉鱼的凝胶特性是有差异的,可能与这些肌原纤维蛋白
的展开速率不同有关,红肉鱼的肌原纤维蛋白在加热时展开速率的较慢。肌原纤维蛋白的凝
胶特性不仅会影响对水产蛋白的感官和质构品质,而且会对乳化性和保水性等产生影响。主
要原因是蛋白质的性能和特定蛋白质含量的不同及本身pH值的差异[7]。
综上,本项目拟探讨金鲳鱼肌原纤维蛋白(TrachinotusovatusMyofibrillarprotein,TMP)
的结构特性,并利用肌原纤维蛋白与玉米油构建乳液凝胶体系,研究其流变特性及平均粒径
分布和结构特性;探讨不同pH值和NaCl浓度条件下乳化凝胶的稳定性,为金鲳鱼精深加
工利用提供技术参考和理论依据。:.
1材料与方法

金鲳鱼片(冷冻)海南翔泰渔业有限公司;玉米油金龙鱼有限公司;***化钠、十二水合
磷酸氢二钠为分析纯国药集团化学试剂有限公司;二水合磷酸二氢钠、四水合酒石酸钾钠、
氢氧化钠均为分析纯西陇科学股份有限公司;硫酸铜分析纯天津市福晨化学试剂厂。
XHF-DY高速分散器宁波新芝生物科技股份有限公司;MCR92流变仪AntonPaar;T6
新世纪紫外分光光度计北京普析通用仪器有限责任公司;LS13320激光粒度仪贝克曼库尔
特商贸(中国)有限公司;ALPHAII德国布鲁克红外光谱仪布鲁克光谱仪仪器公司;B302
系列生物显微镜重庆奥特光学仪器有限责任公司;Sartorius普及型pH计Sartorius科学仪
器股份有限公司。


将冷冻的金鲳鱼鱼片(400~500g)置于4℃冰箱解冻12h,备用。
(TMP)的提取制备及蛋白浓度测定
参考Bakry等人(2019)的方法[8],并进行了一些修改。将解冻后的鱼片收集白色肌肉
并在冰浴条件下搅碎,然后将切碎的肉在低磷酸盐缓冲溶液(,
NaH2PO4•2H2O,•12H2O,)中以8000r/min在4℃离心10min,
并去除上清液,离心步骤重复操作三次。沉淀在高磷酸盐缓冲溶液(,
mmol/LNaH2PO4•2H2O,•12H2O,)中以4000r/min离心3次
10min后,将混合物在4℃冰箱中保存24h,然后在4℃下以10000r/min离心10min,获得
上清液在冷蒸馏水中收集并在4℃下沉淀30min。在4℃下分别在10000r/min下再离心两次
15分钟和10000r/min下离心20分钟以去除混合物中的上清液后,收集沉淀(TMP)并在4℃
冰箱中下储存,24h内使用完毕。
参考周茹等[9]的方法,利用双缩脲法测定蛋白质的浓度,标准曲线为:y=+,
R2=。
肌原纤维蛋白含量的计算公式:
m
C(%)=×100%
V
式中:C肌原纤维蛋白含量,%;m表示水相中肌原纤维蛋白含量,g;V表示水相溶
液体积,mL。
(TMP)的表征
(TMP)SDS-PAGE的测定
参考Xiong等[10]的方法并做适当的修改,即利用预制胶(Tris-Gly,12%),电压为120V,
时间为1h,考马斯亮蓝(G-250)对凝胶进行染色,采用脱色液脱色至背景清晰,采用凝胶
成像系统进行拍照分析。:.
(TMP)红外光谱测定及二级结构分析
真空冷冻干燥后的样品粉末与溴化钾混合研磨并压片,在恒温箱里平衡5min,红外光
谱仪扫描,范围为4000~400cm-1,分辨率为4cm-1,每个样品图谱扫描重复3次,采集红
外光谱图[11]。
(TMP)电镜结构表征
将TMP于-60℃条件下预冷冻处理,于真空冷冻干燥机内进行脱水整个过程持续24
h[12]。将冻干得到蛋白质颗粒粉末固定在金属导电胶上,对样品进行喷金处理,调整参数进
行观察、拍照。
(TMP)乳液凝胶的制备及表征
(TMP)乳液凝胶的肌原纤维蛋白含量(C)的初步确定
参考许彦腾[13]的方法并做适当的修改,即分别称取C=%、%、%、%、%、
%的肌原纤维蛋白溶液,漩涡振荡2min中水化处理,再分别添加体积分数φ=
的玉米油(pH=),利用高速均质剪切机控温条件下(10℃以下)7000r/min均质2min,
通过流变学性质测定,确定合适的金鲳鱼肌原纤维蛋白浓度。
(TMP)乳液凝胶最佳体积油相比(φ)的确定
称取C=%的TMP溶液,分别添加体积比为φ=、、、、、、、
,利用高速均质剪切机控温条件下(10℃以下)7000r/min均质2min,通过对
表观结构、显微结构及流变学性质和平均粒径的测定,得较好的乳液凝胶油相体积比(φ)
[14]。
(TMP)乳液凝胶的流变学性质测定
参考Xu等[16]的方法并做适当的修改,使用流变仪测定乳液凝胶流变性特性,频率范
围为1-10Hz,平行板(,1mm间隙)温度为25℃,在所有样品的储能模量G’
和弹性模量G”均在线性粘弹性区域(%的应变)内。
(TMP)乳液凝胶表观结构观察
利用照相机对制备的TMP乳液凝胶进行拍照观察。
(TMP)乳液凝胶显微结构观察
采用光学显微镜观察TMP乳液凝胶的显微结构,取适量的乳液凝胶置于凹载玻片上,
于10倍镜头下观察,所得图像采用自带软件进行处理分析。
(TMP)乳液凝胶的粒径测定
采用激光粒度仪对有乳液凝胶进行粒径测定。参数如下:样品折射率为:,介质为
水,[17]。
(TMP)乳液凝胶激光共聚焦显微结构观察
采用激光共聚焦显微镜(CLSM)观察最佳比例的TMP乳液凝胶显微结构:参照张会
等[15]的方法并稍作修改。用50uL尼罗蓝(1mg/mL溶解于去离子水)对乳液凝胶中蛋白质:.
进行染色,用50uL尼罗红(1mg/mL溶解于***)对乳液凝胶中油脂染色。染色在避光条
件下进行,染料溶液与乳液凝胶按质量比1:25进行染色,然后将染色的乳液凝胶置于载
玻片上,盖上盖玻片后,利用CLSM在40×物镜下观察乳液凝胶并采集图片。扫描条件设
置如下:用633nm处的CY5通道来激发绿染色的蛋白质,用488nm处的FITC通道来激
发尼罗红染色的脂肪。
(TMP)乳液凝胶的稳定性测试
(TMP)乳液凝胶的稳定性的测定
配置不同pH条件下(、、、、)()C=%的肌
原纤维蛋白溶液,分别添加体积比为φ=,利用高速均质剪切机控温条件
下(10℃以下)7000r/min均质2min,通过对表观、显微结构、流变学性质和平均粒径的
测定,判断其对乳液凝胶的影响[18]。
(TMP)乳液凝胶的稳定性的测定
配置不同NaCl浓度条件下(、、、、、)(pH=)的C=%
肌原纤维蛋白溶液,添加体积比为φ=,利用高速均质剪切机控温条件下
(10℃以下)7000r/min均质2min,通过对表观、显微结构、流变学性质和平均粒径的测
定,判断对乳液凝胶的影响[15]。

、方差分析以及回归模型参数;采用Excel
2010将数据表示为平均值±标准偏差;、
ANOVA单因素方差分析后采用Duncan分析法对各处理组进行显著性分析;采用Excel2010
软件和Origin软件绘图。
2结论与分析

-PAGE分析
图1TMPSDS-PAGE图谱
Fig1TMPSDS-PAGEmap
由图1所示,可以清楚的观察到TMP中的肌球蛋白重链(MHC)、肌动蛋白(Actin)、
肌钙蛋白-T(Tropornin-T)、原肌球蛋白,图谱中MHC和肌动蛋白的条带颜色最深、最宽,:.
说明金鲳鱼肌原纤维蛋白主要是由肌球蛋白和肌动蛋白所构成的,也可见提取的TMP较纯,
适合用于下一步乳液凝胶的制备[19]。

图2TMP红外光谱分析
Fig2InfraredspectralanalysisofTMP
表1pH=

二级结构含量(%)
±
±
±
±
由图2可知,TMP存在典型的蛋白特性峰,即1600~700cm-1的酰***Ⅰ区和1230~1320
cm-1的酰***Ⅲ区。3500~3250cm-1范围内的吸收峰反映O-H、N-H伸缩振动;2800~3000
cm-1范围内的吸收峰反映脂肪族C-H伸缩振动峰;1700-1600cm-1范围内的吸收峰反映C=O
和C-N伸缩振动的酰***I带;1600~1500cm-1范围内的吸收峰反映C-N伸缩振动的酰***Ⅱ
带,1300~1000cm-1左右的吸收峰主要反映C-O键、C-N-C键的伸缩振动[20]。酰***I带的
蛋白二级结构拟合结果表1可知,TMP的β-折叠的含量最高,β-折叠的含量与蛋白分子聚
集程度有关[21],其次为β-转角,β-转角的含量与蛋白柔性结构稳定相关,次之无规则卷曲,
无规则卷曲的柔性构象结构利于连接结构相对刚性的α-螺旋和β-折叠,使肌原纤维蛋白的
结构稳定性增强,稳定的结构对于理化性质尤为重要。α﹣螺旋与蛋白质分子展开程度有关,
其含量低说明蛋白分子展开程度高,结构稳定性不强[22]。,靠近等电点,蛋
白负电荷减少,静电斥力减小,导致蛋白分子内的氢键减少,氢键与水的结合减弱,分子间:.
的氢键增多,对应的是α-螺旋含量减少,β-折叠含量增多。



由图3可知,,,TMP在放大倍数为4000倍时,
形态为纤维状,随着放大倍数增大到25000倍时,肌原纤维蛋白为聚集状态的椭圆化颗粒状
态,肌原纤维蛋白的椭圆化颗粒状与静电相互作用影响有关[21]。

(C)的初步确定
图4不同蛋白浓度对TMP乳液/乳液凝胶流变特性影响
Fig4EffectsofdifferentproteinconcentrationsonrheologicalpropertiesofTMPemulsions/emulsiongels
由图4可知,蛋白浓度对TMP乳液流变特性的影响。在1-10Hz的测定频率范围内,
当油相比为φ=,在蛋白含量(C)%时乳液凝胶的弹性模量G′达到最大。当蛋
%~%时,蛋白不足以完成乳化油相,造成乳液中的油相过多,乳液弹性模
量G′偏低;%时,油相乳化程度增强,初步形成均匀乳液,乳液的弹性
模量G′明显提升;%,油相的乳化完全,弹性模量G′达到最大;但当蛋白
含量为3%时,油相被完成乳化的同时,产生了剩余的蛋白,降低了乳液凝胶的弹性模量G′。
可知,%时,乳液凝胶即可达到较好的流变特性。
:.
(φ)的确定
图5不同油相比条件下制备的TMP乳液凝胶形态及光学显微镜图像
Fig5TheformandopticalmicroscopeimageofTMPgelpreparedunderdifferentoilconditions
由图5可知,%的条件下,添加不同油相比(φ=、、、
、、、、、)对乳液凝胶的影响,在油相比(φ)、
时,乳液出现明晰的乳析,当油相比(φ),形成了均匀的乳液状态,并随着油相
比(φ)(~)的提升,逐步形成了状态良好的乳液凝胶;油相比(φ),
乳液凝胶出现破油的现象,从而无法形成乳液凝胶。%,油相比(φ)
~,形成了结构相对稳定的乳液凝胶状态。何青等人[2]的研究表明,在油相体
~,猪肉肌原纤维蛋白颗粒在油滴的周围形成了致密的界面3-D网路状结构,
得到了稳定的乳液胶体。而本研究的最佳油相比例要低于何青等人[2]的结果,可能是由于本
研究的肌原纤蛋白为鱼类蛋白,何青等人使用的是猪肉肌原纤维蛋白,由于蛋白来源的差异
性,使蛋白乳化能力上存在差异,因此研究的最佳油相比也不同。
图6不同油相比对TMP乳液/乳液凝胶流变特性的影响
Fig6EffectsofdifferentoilsontherheologicalpropertiesofTMPemulsions/emulsiongels
由图6流变测定动态粘弹性测定结果可知,当油相比(φ)、、
时,乳液的流变弹性模量G′均偏低。在油相比(φ),乳液凝胶的弹性模量G′最
佳,在1~10Hz的测定频率范围内,弹性模量G′>>>>。
乳液凝胶的弹性模量G′并不完全随着油相体积分数的提高而上升,在φ=,油相与蛋
白已经达到较好的弹性模量G′,,粘弹性大大减弱。乳液:.
凝胶动态粘弹性升高且主要表现为弹性特征,可能是由于高油含量往往伴随着高的弹性特征
[25,26]。
图7不同油相比对TMP乳液/乳液凝胶粒径分布的影响
Fig7EffectofdifferentoilsonparticlesizedistributionofTMPemulsion/emulsiongel
由图7可知,随着油相比(φ)的增加,乳液的平均粒径呈现增加趋势,当φ=,
达到一个峰值;但当φ=,平均粒径开始减少;当φ=,平均粒径突变增大,可
能在较低的φ(-)时,肌原纤维蛋白在界面逐步进行吸附,随着φ的增加,体系颗
粒增多,平均粒径变大;当φ=(~)时,体系形成的乳液凝胶状态,对油滴产生较
大的束缚作用,平均粒径变小;当φ=,体系发生破乳,肌原纤维蛋白发生无序聚集,
使平均粒径突变增大。所以,结合上述流变测定动态粘弹性测定结果和粒径分布结果可知,
乳液凝胶的体积油相比(φ),所制备出来的乳液凝胶最佳。

%(绿色部分代表油相,红
色部分代表蛋白)
%(Thegreen
partrepresentstheoilphase,andtheredpartrepresentstheprotein)
由图8可知,%、油相比=,TMP乳液凝胶的CLSM的图像。
从绿