低場核磁共振弛豫法研究酶對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，形成重要的結構，對肉的品質起到重要的作用，直接影響蛋白的感官性質（肉制品的彈性、多汁性、口感等）。熱凝膠化有助于形成精細的紋理，產品成型，并在產品中保持水分。肌原纖維蛋白對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來改善蛋白質的特性。

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

T2值常用于測量肉和肉制品的WHC，T2可以區分不與固體顆粒或大分子相互作用的自由水和不易流動水，例如結晶水或其他化學或物理結合/固定水。大量的研究證明低場核磁共振弛豫測定法是研究肌原纖維蛋白作為pH值、離子強度和熱處理函數的有用工具，本文介紹使用低場核磁共振弛豫法研究酶對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共同導致肌原纖維蛋白鏈的結合，從而產生一個連續的三維網絡，水被困在其中。WHC可以指示蛋白質結合水的能力，通常用于客觀評估肉類和肉制品的質量和產量。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

低場核磁共振質子弛豫

T2信號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間轉移。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弛豫時間）的顯著變化，加酶后T2弛豫時間從對照組的226ms減少到2u/g蛋白質的188ms。但隨著酶濃度從2μg/g增加到8u/g蛋白，T2沒有進一步降低。

不同酶濃度對T2弛豫時間的影

低場核磁共振數據顯示，加酶的樣品T2弛豫時間變短，表明由于網絡的形成，蛋白質質子的流動性較小。

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構，這與T2的減少有關，并導致較高的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.】