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加工工藝對(duì)醬牛肉中蛋白質(zhì)降解及風(fēng)味物質(zhì)的影響

 朱主任4188 2021-08-18

醬牛肉是我國(guó)傳統(tǒng)醬鹵肉制品之一,已有上千年的歷史,,產(chǎn)品肉質(zhì)鮮嫩,,香味濃郁,營(yíng)養(yǎng)豐富,,高蛋白低脂肪,,同時(shí)富含維生素和礦物質(zhì),深受消費(fèi)者喜愛(ài),。醬牛肉風(fēng)味是影響消費(fèi)者選擇的重要因素之一,,醬牛肉加工過(guò)程中,蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的降解,、氨基酸的Strecker降解,、氨基酸與還原糖之間的Maillard反應(yīng)、香辛料及輔料等的復(fù)雜反應(yīng),,共同形成和影響醬牛肉的風(fēng)味,,蛋白質(zhì)降解對(duì)揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的形成具有很重要的作用。

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中國(guó)肉類(lèi)食品綜合研究中心,,北京食品科學(xué)研究院,,肉類(lèi)加工技術(shù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的吳倩蓉、朱 寧*等人對(duì)加工過(guò)程及不同殺菌溫度醬牛肉(原料肉,,滾揉,、煮制、90 ℃,、105 ℃,、110 ℃、120 ℃殺菌樣品)中蛋白質(zhì)量濃度,、氮含量,、蛋白粒徑、蛋白表面疏水性進(jìn)行測(cè)定分析,,并進(jìn)行SDS-PAGE分析,,同時(shí)采用HS-SPME結(jié)合GC-MS技術(shù)對(duì)揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)分析,以期確定對(duì)風(fēng)味物質(zhì)影響最小的殺菌溫度及樣品蛋白降解,、揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)變化規(guī)律,,為傳統(tǒng)醬牛肉的工業(yè)化以及風(fēng)味調(diào)控以及進(jìn)一步研究蛋白降解與風(fēng)味形成機(jī)制的關(guān)系提供一定理論依據(jù)。


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全肌肉蛋白,、水溶性蛋白和鹽溶性蛋白含量測(cè)定

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如圖1所示,,原料肉中3 種蛋白質(zhì)量濃度均為最高,隨加工過(guò)程而顯著下降(P<0.05),,這可能是由于加熱使蛋白質(zhì)發(fā)生降解,,生成氨基酸,;同時(shí)蛋白質(zhì)的不可逆變性,使其發(fā)生沉淀,,溶解度下降,。后期隨著殺菌溫度的升高,全肌肉蛋白質(zhì)量濃度有所增加,,而水溶性蛋白和鹽溶性蛋白的質(zhì)量濃度均有所下降,,但變化不顯著,這可能是由于加熱過(guò)程中蛋白受熱變性,,生成不溶于水和鹽的蛋白凝膠所致,。

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總氮、水溶性氮,、非蛋白氮含量變化

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圖2a,、b表明,醬牛肉加工過(guò)程中總氮含量高于水溶性氮和非蛋白氮含量,。隨著加工過(guò)程的進(jìn)行,,總氮含量明顯下降(P<0.05),這可能是由于熱反應(yīng)使樣品中的蛋白質(zhì)受熱分解生成小肽,、游離氨基酸及其他含氮的物質(zhì)造成的,;殺菌溫度越高,總氮含量越低,,說(shuō)明高溫加劇了蛋白質(zhì)的降解,。水溶性氮和非蛋白氮的變化趨勢(shì)基本一致,滾揉后樣品中水溶性氮和非蛋白氮含量均略有降低,,這可能是由于滾揉液的加入有一定的稀釋作用,,引起水溶性蛋白的流失,使氮含量有所下降,;隨著加工過(guò)程的進(jìn)行,,樣品中蛋白質(zhì)發(fā)生降解等一系列的變化,使水溶性氮和非蛋白氮含量有所增加,。如圖2c所示,隨著加工過(guò)程的進(jìn)行,,蛋白質(zhì)降解程度逐漸增加,,殺菌溫度的升高加速蛋白質(zhì)的降解。隨著殺菌溫度的升高,,蛋白降解指數(shù)的增加速度減慢,,這可能是由于殺菌使醬牛肉的質(zhì)構(gòu)發(fā)生顯著變化,水分活度下降,、pH值發(fā)生改變等,,抑制了蛋白質(zhì)的降解,。

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SDS-PAGE結(jié)果

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如圖3a、b所示,,經(jīng)過(guò)蒸煮以及不同溫度殺菌后的醬牛肉中水溶性蛋白和鹽溶性蛋白的SDS-PAGE圖譜具有明顯的變化,,但2 種蛋白的譜圖變化規(guī)律相似。未經(jīng)加熱處理樣品(A和B)中蛋白的SDS-PAGE圖譜蛋白質(zhì)量濃度高,,基本呈連續(xù)分布且條帶顏色深,,說(shuō)明未經(jīng)加熱處理的樣品中存在多種分子質(zhì)量的蛋白質(zhì),且未發(fā)生熱變性,,蛋白質(zhì)分子中的不耐熱化學(xué)鍵未發(fā)生斷裂,。經(jīng)過(guò)殺菌的樣品中蛋白質(zhì)發(fā)生熱變性,大多數(shù)不耐熱的化學(xué)鍵發(fā)生斷裂,,電泳條帶明顯變少,。如圖3a所示,水溶性蛋白經(jīng)過(guò)熱加工后已完全變性,,基本沒(méi)有明顯條帶,,但G組條帶變深,這可能是由于過(guò)高的殺菌溫度使蛋白發(fā)生過(guò)度聚合,,形成了新的聚集體,;鹽溶性蛋白SDS-PAGE圖表明,熱處理后樣品中大部分蛋白質(zhì)已完全降解,,只有分子質(zhì)量約為35 kDa的肌聯(lián)蛋白和45 kDa的肌動(dòng)蛋白(熱穩(wěn)定蛋白)依然存在,,但隨著溫度的升高,條帶顏色逐漸減弱,。

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水溶性蛋白,、鹽溶性蛋白粒徑分析

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如圖4所示,醬牛肉樣品中水溶性蛋白與鹽溶性蛋白粒徑變化規(guī)律基本一致,,滾揉后牛肉(B)中水溶性蛋白和鹽溶性蛋白粒徑顯著增加(P<0.05),,這可能是由于滾揉過(guò)程使鹽溶蛋白大量析出,與滾揉液中卡拉膠等其他成分結(jié)合形成凝膠體系,,蛋白分子間的黏結(jié)性增大,,交聯(lián)作用增加,從而導(dǎo)致蛋白粒徑增加,;熟制過(guò)程使蛋白質(zhì)變性,,蛋白分子間不耐熱的化學(xué)鍵斷裂,交聯(lián)作用減弱,,蛋白粒徑隨之顯著降低,;加熱后蛋白粒徑大小有所波動(dòng),但整體變化不大。

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水溶性蛋白和鹽溶性蛋白表面疏水性分析

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如圖5所示,,滾揉過(guò)程使蛋白質(zhì)表面疏水性明顯上升,,這可能是由于滾揉過(guò)程破壞了維持α-螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的氫鍵,而促使其向其他結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化,,表面疏水性增強(qiáng),;同時(shí),滾揉液中所含的食鹽,,也會(huì)使蛋白質(zhì)表面疏水性增大,,這與Melander等的研究結(jié)果一致。熟制過(guò)程中蛋白質(zhì)發(fā)生變性,,暴露的疏水面互相作用而發(fā)生聚集,,使蛋白分子比表面積減小,表面疏水性顯著降低(P<0.05),。C~G,,隨著殺菌溫度的升高,用于維持蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的作用力逐漸減弱,,氫鍵,、范德華力、二硫鍵等遭到破壞,,蛋白質(zhì)的二級(jí),、三級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,原先位于分子內(nèi)部的一些疏水性基團(tuán)暴露在蛋白質(zhì)分子的表面,,從而使蛋白質(zhì)表面疏水性增加,。

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醬牛肉加工過(guò)程中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量變化

結(jié)果可知,原料肉中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種類(lèi)最少,,為42 種,,且物質(zhì)總量最低(79.21 μg/kg);滾揉后樣品中揮發(fā)性物質(zhì)種類(lèi)增加至50 種,,總量增加至107.82 μg/kg,,這是由于滾揉液的加入,增加了揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的種類(lèi)和含量,,但變化并不顯著(P>0.05),。熱加工過(guò)程中,由于蛋白質(zhì)受熱降解,,生成的氨基酸發(fā)生脫氨,、脫羧反應(yīng)生成揮發(fā)性的醇、醛,、硫化物等,糖和氨基酸的混合物在加熱時(shí)發(fā)生Maillard反應(yīng)以及Strecker降解,生成一系列揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì),,以及煮制料的加入,,使熱處理后的醬牛肉樣品(C)中酯類(lèi)、醇類(lèi),、醛類(lèi),、醚酮類(lèi)、烷烴類(lèi)和雜環(huán)類(lèi)物質(zhì)含量顯著增加(P<0.05),,酸類(lèi)物質(zhì)含量顯著下降,。未殺菌樣品(C)中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量最高,達(dá)613.49 μg/kg,,不同溫度殺菌后樣品中總揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量均有所降低,,這可能是由于殺菌過(guò)程使樣品中酯類(lèi)、醇類(lèi),、醛類(lèi)物質(zhì)進(jìn)一步發(fā)生降解,、氧化等反應(yīng),使含量發(fā)生變化,。
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結(jié) 論

對(duì)加工過(guò)程及不同殺菌溫度醬牛肉樣品(原料肉,、滾揉、煮制,、90 ℃,、105 ℃、110 ℃,、120 ℃殺菌)水溶性蛋白和鹽溶性蛋白濃度,、蛋白降解指數(shù)、SDS-PAGE,、蛋白粒徑,、表面疏水性以及樣品揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)分析。結(jié)果表明,,7 組樣品中分別檢測(cè)出揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)42,、50、79,、70,、75、79,、74 種,,包括酯類(lèi)、醇類(lèi),、醛類(lèi),、醚類(lèi)等物質(zhì),總量分別為79.21、107.82,、613.49,、458.81、577.68,、483.58,、385.85 μg/kg。滾揉過(guò)程以及滾揉液的加入,,使蛋白質(zhì)量濃度下降,,粒徑和表面疏水性增加,蛋白降解程度不明顯,,風(fēng)味物質(zhì)的增加主要來(lái)源于香辛料的作用,。熱加工過(guò)程使蛋白質(zhì)構(gòu)象發(fā)生改變,蛋白質(zhì)量濃度及蛋白粒徑,、表面疏水性顯著下降,,蛋白質(zhì)降解生成風(fēng)味物質(zhì)或風(fēng)味前體物質(zhì),使煮制樣品中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量顯著增加,。經(jīng)過(guò)殺菌后,,各組樣品揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)總量均有所降低,蛋白降解指數(shù)顯著增加但增加速率逐漸減慢,,結(jié)合SDS-PAGE結(jié)果,,過(guò)高的殺菌溫度可能造成蛋白的過(guò)度變性,形成新的聚合體,,揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)總量有所降低,。綜上,醬牛肉加工過(guò)程中,,加工過(guò)程能夠促進(jìn)蛋白質(zhì)降解及揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的形成,,但過(guò)高的殺菌溫度會(huì)影響醬牛肉中蛋白質(zhì)的過(guò)度變性及氧化,105 ℃殺菌的醬牛肉風(fēng)味與未殺菌樣品最為接近,,顯著高于(P<0.05)其他殺菌溫度的樣品,,為傳統(tǒng)醬牛肉產(chǎn)品的工業(yè)化及風(fēng)味調(diào)控提供理論依據(jù),為進(jìn)一步研究蛋白降解與風(fēng)味形成機(jī)制的關(guān)系提供一定理論基礎(chǔ),。



本文《加工工藝對(duì)醬牛肉中蛋白質(zhì)降解及風(fēng)味物質(zhì)的影響》來(lái)源于《食品科學(xué)》2021年42卷12期76-84頁(yè),,作者:吳倩蓉,朱寧,,陳松,,周慧敏,李素,,趙冰,,劉夢(mèng),,潘曉倩,張順亮,,喬曉玲,。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200518-206。點(diǎn)擊下方閱讀原文即可查看文章相關(guān)信息,。

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