杏鑫注册线路_美国肯塔基大学农业学院熊幼翎资深教授团队:结构相关的酚类化合物对改善肌原纤维蛋白的交联和胶凝特性的研

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责任编辑:食品科学

Highlights:

· 酚的大小和侧链基团会影响其与肌原纤维蛋白的反应;

· 酚能改善蛋白凝胶特性并且效果与酚的结构和种类有关;

· 酚对蛋白结构和交联以及成胶性的改变受其浓度影响。



Introduction

在肉制品加工过程中,合成酚类物质常常作为抗氧化剂来实现抑制脂肪氧化,保持风味,防止变色,以及提升营养价值等功能。由于合成酚可能存在毒性风险,市场和消费者更倾向于使用从天然植物中萃取的酚来替代合成物。因为天然酚的数量庞大并且结构众多,所以它们在肉制品里的作用也不尽相同。最近的研究表明,酚作为抗氧化剂的同时还能够和肌原纤维蛋白以共价或非共价形式反应,并且改变蛋白的凝胶特性。蛋白成胶的性质是决定加工肉产品质构品质的重要因素,可是酚结构对这种性质的影响并不明确。美国肯塔基大学农业学院熊幼翎资深教授团队探讨了酚对于肌原纤维蛋白凝胶特性的影响并且研究了六种结构相关的酚类:没食子酸(GA)、绿原酸(CA)、没食子酸丙酯(PG)、槲皮素(QT)、儿茶素(CC)和表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)。其中包括三种单酚(GA、CA、PA),两种双酚(QT、CC)和一种三酚(EGCG)。在测定乳液复合凝胶性质时,双酚和三酚既按照与单酚等摩尔数量又依据等酚结构数量进行添加。


Results and Discussion

酚的加入引起了肌原纤维蛋白功能性氨基酸侧链减少(巯基和氨基),结构展开,交联,以及凝胶性质的变化。在三个单酚中,分子量最小的GA导致了最少的巯基和氨基以及最强的交联,但是它对蛋白结构几乎没有影响。与之相反,最大的单酚CA促成了最大程度的蛋白结构展开,但是它并没有修饰氨基酸侧链以及交联。以上不同的结果可能是由于酚侧链基团导致的,因为与GA相比,有较大侧链的CA会更容易与蛋白形成疏水相互作用,但是与蛋白的共价连接不易发生。由此可见,酚侧链大小对于研究酚与蛋白的反应有重要意义。加热成胶之后,三种单酚均显著的提升了蛋白的凝胶性能,其中PG处理的蛋白胶具有最大的弹性,因为PG的弱极性会促进其停留在水油交界处促进胶强度增加。在两种双酚中,CC中的黄酮醇侧链使其与蛋白作用更强,尤其是促进蛋白结构的展开。QT和CC都提升了蛋白胶的弹性, 但是由于CC和蛋白的作用过于剧烈,最终蛋白胶体强度比QT要弱。唯一的三酚EGCG和其他的酚类物质相比,虽然最大程度地减少了巯基和氨基数量,并且导致了弹性最好的蛋白胶的形成,但是此胶的强度最低并且显微镜观察下胶的结构出现了破损。这是因为EGCG比其他酚拥有更多的功能性基团,所以它与蛋白的过度反应使得凝胶过程被迫扰乱。当CC和EGCG的添加量变成同等酚结构数量时,过强的反应被削弱并且胶的强度有所恢复,甚至超过了没有加酚的对照蛋白。综上所述,酚对肌原纤维蛋白物化和凝胶性质的作用与其大小,侧链基团以及极性密不可分。其中,小分子的单酚更有利于增进蛋白共价交联,而大分子单酚或者多酚能够更有效地促进蛋白结构展开。由酚引起的蛋白相关变化将直接反映在它的凝胶性能上,并且具体效果会受酚添加量影响。该研究结果对酚类化合物和富含酚类物资的食品添加剂在肉品加工和质量控制应用领域具有指导意义。

通信作者简介

熊幼翎 资深教授

美国肯塔基大学农业学院动物与食品科学系科研部 主任

Food Bioscience副主编

熊幼翎,美国肯塔基大学动物与食品科学系资深教授,科研部主任,肯塔基大学营养科学研究中心和膜科学研究中心兼聘教授,IFT肉品科学分会前任主席。熊教授的研究主要集中在食品蛋白质化学与功能、肉制品加工技术和安全、多酚抗氧化物、抗氧化肽和蛋白氧化机理等领域,并将科研成果推广工业应用。合计发表了SCI文章280余篇,在国际学术会议作大会特邀发言130多次,并组织了40多个国际学术会议。

熊教授对食品科学技术的持久贡献得到学术界和工业界的广泛认可。先后获美国肉品科学协会“杰出成就奖”(1995年)、美国化学协会“年轻科学家奖”(1997年)、美国肉品科学协会“杰出研究奖”(1999年)、肯塔基大学“杰出研究奖”(2009年)、“杰出研究生导师奖”(2011年)和“卓越研究教授奖”(2011年),并于2010、2012和2016年分别当选美国食品科学协会(IFT)、美国化学学会农业食品化学部(ACS AGFD)和国际食品科学院(IAFoST)会士。

尤其值得一提的是,熊教授于2015年1月获得素有“农业诺贝尔奖”之称的瑞典皇家农林科学院最高奖“Bertebos奖”,也是迄今为止获此殊荣的唯一华人科学家。熊教授是SCI期刊Journal of Food Science的前任科学主编。目前担任SCI期刊Food Bioscience副主编,40多个国际食品科学和营养期刊的审稿人或编委,以及众多美国和其他国家包括中国科研基金评委。

第一作者简介

郭安琪 博士研究生

郭安琪,美国肯塔基大学食品科学专业博士在读(2016年至今),2013年-2015年就读于英国雷丁大学食品科学专业,2011年-2013年就读于江南大学食品科学与工程专业,并于2015年获得两所高校学士双学位。目前主要从事肌原纤维蛋白与多酚相互作用相关的研究,包括其反应机理以及影响蛋白质凝胶功能特性的因素。相关文章发表在Food ChemistryJournal of Agricultural and Food Chemistry等。

该文章《Myofibrillar Protein Cross-Linking and Gelling Behavior Modified by Structurally Relevant Phenolic Compounds》在线发表于Journal of Agricultural and Food Chemistry

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