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[原创] 关于肉制品加工从肌肉中提取盐溶蛋白的探讨

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(轻舟)

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发表于 2010-1-6 14:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 轻舟 于 2013-6-11 11:29 编辑

关于肉制品加工从肌肉中提取盐溶蛋白的探讨

盐溶蛋白是肉制品加工的核心技术,可以说,盐溶蛋白的提取技术水平决定着肉制品的加工技术水平。
      蛋白质因分子量大小不同会影响到化学性质不同,分子量较小的蛋白质可以溶于水中,一般的就称为水溶性蛋白;分子量偏大一些的在盐的作用下也能有溶于盐水中一般就称为盐溶蛋白,分子量再大一些的就不能溶于水中了,这些蛋白质既不便于消化,也很难参与反应就是所谓的营养价值低的粗蛋白。
       盐溶蛋白由于其特殊的化学结构,遇热时分子间的剧烈运动会使水分包裹其中,在一些离子的络合作用下形成稳定的结构,使人们获得良好的口感和稳定的品质和贮存。
盐溶蛋白存在于肌动球蛋白中,把肌球蛋白从肌动球蛋白中解离并提取出来就是提取盐溶蛋白


   盐溶蛋白的提取需要蛋白、盐、溶(水)三要素,还需要通过控制温度(加工环境温度、肉的温度、混合肉馅的温度等)控制微生物和酶的作用对蛋白质的影响,通过加工机械的作用(绞肉、斩拌搅拌、滚揉、真空等)对肉蛋白的作用,通过合理配料(增稠剂、乳化剂、保水剂等)保证盐溶蛋白提取体系的合理有效的进行,通过严格的操作和监控对运行体系的控制来保证。
一、
盐溶蛋白的来源探析
盐溶蛋白的提取首先需要有充分的蛋白源,蛋白来源于肌肉组织,骨骼肌的基本组成成份肌纤维、肌膜、肌浆是肉制品加工中影响产品性能的主要因素。
一块肌肉就是一束称为纤维的细胞,而且细胞的数量很多。您可以把肌纤维看作是长的圆柱体。与体内的其他细胞相比,肌纤维相当大,长度约为140微米,直径约为10100微米。相比而言,一根头发的直径约为100微米,而体内一般细胞的直径约为10微米。
肌纤维包含许多肌原纤维,它们是肌肉蛋白质组成的圆柱体。这些蛋白质使得肌肉细胞能够收缩。肌原纤维包含两种类型的平行于纤维长轴方向的肌丝,这些肌丝以六边形模式排列,分为粗肌丝和细肌丝。每根粗肌丝周围有六根细肌丝。
粗肌丝和细肌丝都附着在称为Z盘或Z线的另一个结构上,该结构垂直于纤维的长轴(从一个Z线到另一个Z线的肌原纤维称为肌小节)。与Z线垂直的是称为横小管或T小管的结构,它实际上是延伸至纤维深部的细胞膜的一部分。在纤维内部,沿T小管间的长轴伸展的是称为肌质网的膜系统,用来存储和释放激发肌肉收缩的钙离子。
粗肌丝和细肌丝负责完成肌肉的实际工作,而且工作方式相当有趣。粗肌丝由称为肌球蛋白的蛋白质组成。在分子层次上,粗肌丝是由排列成圆柱体的肌球蛋白分子组成的轴状物。细肌丝由另外一种称为肌动蛋白的蛋白质组成,看起来像两串彼此缠绕的珍珠。
肌肉组织:由特殊分化的有收缩能力肌细胞构成的动物的基本组织。骨骼肌的基本组成成份是骨骼肌纤维。骨骼肌借肌腱附着在骨骼上。肌细胞间有少量结缔组织,并有毛细血管和神经纤维等。肌细胞外形细长因此又称肌纤维。肌细胞的细胞膜叫做肌膜,其细胞质叫肌浆。肌浆中含有肌丝,它是肌细胞收缩的物质基础。
肌肉细胞:肌细胞 muscle cell 亦称肌肉细胞。是动物体内能动的、收缩性的细胞的总称。肌细胞细而长,又称肌纤维,但不同于结缔组织中的纤维。
肌细胞由肌肉组织分化而来,类似于脂肪细胞,肌细胞终生几乎不分裂,仅仅依靠生长而使群体变大。所以,不同的动物的肌肉有着固有的特性,不同的饲养条件、生长年龄的动物肌肉有有着明显的不同之处。这些不同的特性对肉制品加工中盐溶蛋白的提取效果有着明显的区别,在加工中应区别对待。
肌纤维由粗肌丝和细肌丝组成。
粗肌丝的直径约为1015nm,长约1.5μm。组成粗肌丝的主要成分是肌凝蛋白(肌球蛋白),每条粗肌丝约由200个肌凝蛋白分子组成。每个肌凝蛋白分子长约150nm,有一条a-螺旋的尾和一个球状的头。每个分子的尾朝向M线方向集合成束,构成粗肌丝的主干;球状的头则由粗肌丝的主干向四周伸出,形成所谓横桥。
细肌丝的分子组成及其作用
细肌丝直径约为57nm,长约1μm,由肌纤蛋白、原肌凝蛋白和肌钙蛋白等三种蛋白分子组成。
肌纤蛋白(肌动蛋白)是长纤维状结构,由两列球形肌纤蛋白单体聚合而成,它们又互相扭缠为双螺旋形,形成细肌丝的主干。在每一球形肌纤蛋白单体上,都有一个能和肌凝蛋白结合的位点。肌纤蛋白和肌凝蛋白与肌丝滑行均有直接关系,所以二者称为收缩蛋白质。肌纤蛋白是一种保守蛋白,在大多数真核细胞的构成和功能中占重要地位,可称肌动蛋白。
原肌凝蛋白(原肌球蛋白)也是双螺旋状结构,在细肌丝中和肌纤蛋白双螺旋结构相并行。肌肉安静时,原肌凝蛋白疏松地附在肌纤蛋白丝上,恰好将肌纤蛋白上的各结合位点覆盖住。这样,原肌凝蛋白就阻碍了肌纤蛋白和肌凝蛋白之间的结合和相互作用。
肌钙蛋白(原宁蛋白)呈球形,由TCI三个亚单位组成。肌钙蛋白T亚单位(TnT)的作用是把整个肌钙蛋白分子结合于原肌凝蛋白;C亚单位(TnC)对肌浆中出现的Ca2-有很大的亲和力;I亚单位(TnI)的作用是在C亚单位与Ca2-结合时,将信息传递给原肌凝原白,并使后者在构型上发生改变,导致肌纤蛋白上结合位点暴露,以利于肌纤蛋白与肌凝蛋白的结合。原肌凝蛋白和肌钙蛋白虽不直接参与肌丝的滑行,但可影响并控制收缩蛋白之间的相互作用,故称为调节蛋白质。
二、盐溶蛋白的提取机理探析
肌肉中的肌动蛋白和肌球蛋白是通过一个结合点形成的结构相并行的两条双螺旋结构。肌球蛋白具有盐溶性和热敏凝胶性,凝胶性是肉制品质构重要因素,好的凝胶可以形成优良的口感和良好的货架期。肌肉中的肌动蛋白和肌球蛋白结合点的解离是让肌球蛋白获得自由的关键,肉制品加工中对肌球蛋白的解离可以通过磷酸盐和机械外力来实现,所以,在肉制品加工中,磷酸盐和加工机械是提高肉制品质量的关键因素。
三、磷酸盐在提取盐溶蛋白的作用
磷酸盐能够提供较高的PH值,使肉蛋白间的分子距离扩大,从而获得较为容易的肉蛋白解离,提供更多的盐溶性的肌球蛋白,磷酸盐能够提供磷酸根阴离子可以使肌肉蛋白与磷酸盐发生离子交换,进而结合水。磷酸盐可以与金属离子形成络合物,使肉蛋白分子重组成新的结构,这种新的结构在热变性中包裹水分,从而达到保水的效果。
四、肉制品加工因素对提取盐溶蛋白的影响
温度(加工环境温度、肉的温度、混合肉馅的温度等)为肉蛋白提供不同程度的能量,温度越高,提供的能量也越多,肉蛋白分子间的距离也越大,分子活动也越剧烈。当分子活动剧烈到一定程度时,就会造成肉蛋白粘度增加,蛋白的溶解度降低,从而影响盐溶蛋白的提取,甚至使蛋白彻底的不能溶出,严重影响肉制品的加工质量。
控制微生物和酶同样能对肉蛋白的结构产生影响,许多微生物对蛋白质有分解作用,这种分解作用可以使盐溶蛋白降解,继而成为水溶性蛋白继而失去盐溶蛋白热敏凝胶作用,从而影响肉制品的加工质量,降低肉制品的适口性、稳定性和感官价值。酶的作用多数是分解肉蛋白,是蛋白质降解从而影响肉制品的加工质量,降低肉制品的适口性、稳定性和感官价值。
加工机械的作用(绞肉、斩拌搅拌、滚揉、真空等)对肉蛋白的影响会使肉馅温度升高,造成肉蛋白粘度增加,蛋白的溶解度降低,从而影响盐溶蛋白的提取,甚至使蛋白彻底的不能溶出,严重影响肉制品的加工质量。或者影响肉蛋白分子间的距离,影响盐溶蛋白的提取。
配料(增稠剂、乳化剂、保水剂等)对肉蛋白所处的环境会有影响,增稠剂会吸收大量的水,从而使溶解盐溶蛋白体系中水分比例降低,造成肉蛋白分子间的距离减小,粘度上升,流动性丧失,影响盐溶蛋白的溶出。乳化剂,保水剂都会影响到肉蛋白所处体系的粘度和分子间距离,从而影响肉蛋白分子间的活动,影响蛋白的盐溶效果。
总之,盐溶蛋白的提取是有章可循的,我这里所说的的只是我自己亲身体会和查阅资料后的经验总结,欢迎更多的专家和学者参与讨论,让我们的应用有着更为明了的指导理论基础。

[ 本帖最后由 轻舟 于 2010-1-6 19:49 编辑 ]

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发表于 2010-1-6 18:42 | 显示全部楼层
拜读!很好的帖子!:)
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楼主,太强大了,我好崇拜你,你从事这方面多少年了?
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 楼主| 发表于 2010-1-7 08:27 | 显示全部楼层
占楼总结,盐溶蛋白对各种肉制品品质的影响
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 楼主| 发表于 2010-1-7 08:28 | 显示全部楼层
占楼总结,与盐溶蛋白有协同作用的辅料
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 楼主| 发表于 2010-1-7 08:28 | 显示全部楼层
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发表于 2010-1-14 21:12 | 显示全部楼层
理论指导实际应用,事实又会验证理论。老师说的很好,也很实际。
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发表于 2010-1-14 21:24 | 显示全部楼层
请问老师以你的实际经验,鸡肉产品盐溶蛋白提取时的温度,食盐浓度,磷酸盐用量,及加水量,真空度该怎样控制,诚请赐教。
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发表于 2010-1-23 15:51 | 显示全部楼层
学习了,是指导肉制品产品开发所需理论。谢谢!
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发表于 2010-1-31 09:54 | 显示全部楼层
收藏了,非常感谢轻舟老师
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很难得的学习好机会,谢谢楼主!
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发表于 2010-2-6 10:41 | 显示全部楼层
谢谢你的分享,支持了。还有粮票。
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