低場(chǎng)核磁共振弛豫法研究酶對(duì)肌原纖維蛋白凝膠的影響

肌原纖維蛋白在肉類加工過程中起著重要的作用，在肉制品在加熱過程中肌原纖維蛋白熱變形聚合，形成重要的結(jié)構(gòu)，對(duì)肉的品質(zhì)起到重要的作用，直接影響蛋白的感官性質(zhì)（肉制品的彈性、多汁性、口感等）。熱凝膠化有助于形成精細(xì)的紋理，產(chǎn)品成型，并在產(chǎn)品中保持水分。肌原纖維蛋白對(duì)肉和肉制品的功能特性，特別是保水性（WHC）具有重要意義。為了提高肉蛋白的功能特性，可以利用酶催化反應(yīng)來改善蛋白質(zhì)的特性。

低場(chǎng)核磁共振弛豫測(cè)定法是一種非破壞性的測(cè)試方法，能夠表征水質(zhì)子的遷移率和水分分布，已有不少研究使用低場(chǎng)核磁共振弛豫法測(cè)定肉中的WHC。質(zhì)子弛豫的一般包括自旋-晶格弛豫時(shí)間（T1）和自旋-自旋弛豫時(shí)間（T2）。T1和T2分別是自旋與其周圍環(huán)境相互作用和自旋遷移率的量度。

T2值常用于測(cè)量肉和肉制品的WHC，T2可以區(qū)分不與固體顆粒或大分子相互作用的自由水和不易流動(dòng)水，例如結(jié)晶水或其他化學(xué)或物理結(jié)合/固定水。大量的研究證明低場(chǎng)核磁共振弛豫測(cè)定法是研究肌原纖維蛋白作為pH值、離子強(qiáng)度和熱處理函數(shù)的有用工具，本文介紹使用低場(chǎng)核磁共振弛豫法研究酶對(duì)肌原纖維蛋白凝膠的影響。

肌原纖維蛋白凝膠WHC

凝膠化過程與酶的交聯(lián)共同導(dǎo)致肌原纖維蛋白鏈的結(jié)合，從而產(chǎn)生一個(gè)連續(xù)的三維網(wǎng)絡(luò)，水被困在其中。WHC可以指示蛋白質(zhì)結(jié)合水的能力，通常用于客觀評(píng)估肉類和肉制品的質(zhì)量和產(chǎn)量。如下圖所示，隨著MTG從0到2U/g蛋白的增加，PMP凝膠的WHC從81.4%顯著增加到95.6%，但隨著MTG濃度從2到8U/g蛋白的增加，WHC沒有進(jìn)一步增加。

不同酶濃度下肌原纖維蛋白凝膠的持水性能

低場(chǎng)核磁共振質(zhì)子弛豫

T2信號(hào)可以擬合成由一定范圍的T2分布。下圖顯示了不同酶濃度樣品的T2弛豫時(shí)間分布。隨著MTG濃度的增加，主峰的位置明顯向較低的弛豫時(shí)間轉(zhuǎn)移。加入2u/g蛋白后，T2峰變寬，但在50度孵育溫度下，隨著MTG用量的增加，T2峰無明顯變化。

不同酶濃度下肌原纖維蛋白凝膠T2弛豫分布

添加酶后，觀察到峰值（T2弛豫時(shí)間）的顯著變化，加酶后T2弛豫時(shí)間從對(duì)照組的226ms減少到2u/g蛋白質(zhì)的188ms。但隨著酶濃度從2μg/g增加到8u/g蛋白，T2沒有進(jìn)一步降低。

不同酶濃度對(duì)T2弛豫時(shí)間的影

低場(chǎng)核磁共振數(shù)據(jù)顯示，加酶的樣品T2弛豫時(shí)間變短，表明由于網(wǎng)絡(luò)的形成，蛋白質(zhì)質(zhì)子的流動(dòng)性較小。

通過SEM觀察，酶的加入使肌原纖維蛋白凝膠形成了更為多孔的微觀結(jié)構(gòu)，這與T2的減少有關(guān)，并導(dǎo)致較高的WHC。

推薦儀器：核磁共振成像分析儀NMI20-040V-I

【參考資料：[1]Effect of microbial transglutaminase on NMR relaxometry and microstructure of pork myofibrillar protein gel[J]. European Food Research & Technology, 2009, 228(4):665-670.】