Food Hydrocolloids│猪油源甘油二酯对受大豆分离蛋白影响的肌原纤维蛋白热凝胶特性和流变学特性的影响

政务 2024-09-06 12:02 江苏

扬州大学食品科学与工程学院Xinxin Zhao等在Food Hydrocolloids 期刊发表了《Insighting the effect of lard-based diacylglycerol on the thermal gelation and rheological properties of myofibrillar protein influenced by soy protein isolate》文章（通讯作者：Hai Yu）

背景

传统的乳化肉制品通常含有高达30%的脂肪，其在赋予产品特殊风味、质地特性及良好适口性的同时，也增加了消费者患慢性疾病的风险。因此，减少乳化肉制品中的脂肪量和/或寻找动物脂肪替代物成为当下的研究热点。植物油、蛋白质、淀粉及膳食纤维等均可作为脂肪替代物，但其造成的肉制品中动物脂肪含量的减少会在一定程度上影响产品风味，降低消费者对产品的整体接受程度。

甘油二酯（DG）作为常见的脂肪替代物，因其独特的健康与功能特性受到人们广泛的关注，其可以通过脂肪酶催化甘油三酯（TG）合成。DG与TG具有类似的感官特性，且几乎具有相同的脂肪酸组成，因此不会对产品的品质造成损害；但其独特的消化与吸收特性使其可以作为TG的替代品，降低消费者患与饮食有关的慢性疾病的风险。同时，DG具有高于TG的乳化及界面特性，可能有助于固定脂肪球，并增强其与MP的相互作用。

在肉制品的实际生产中，非肉类蛋白常用作胶凝剂以提供肉制品所需的质地、风味、品质与营养价值。大豆分离蛋白（SPI）作为消费量最大的非肉类植物蛋白之一，因其营养与功能特性在肉制品加工中得到了广泛应用。β-甘氨酸(7S蛋白)和甘氨酸(11S蛋白)作为SPI的主要球蛋白，占SPI总蛋白含量的80%；并在SPI的热诱导凝胶特性中发挥重要的作用。

而目前SPI的添加对于MP与脂肪间相互作用的影响尚不清楚，因此对其产生的外在影响及其潜在的分子相互作用的揭示尤为重要。

摘要

本研究对猪油来源的甘油二酯（DG）替代肉类凝胶体系中动物脂肪的效果进行了探究。研究了掺入大豆分离蛋白（SPI，0-0.75%）及DG对MP热凝胶化及流变学特性的影响，并对其相互作用机制进行了探讨。随着DG或纯DG（PDG）的掺入及SPI含量的降低，凝胶结构逐渐变得连续紧凑，二级结构发生变化，从而更有利于限制结合水的迁移；凝胶强度、储能模量、损耗模量随之增加。分子对接结果进一步揭示了DG与SPI间的相互作用力为范德华力和氢键，与MP间的相互作用力为范德华力、氢键和疏水相互作用。且DG-蛋白复合物的负结合能低于TG-蛋白复合物的负结合能，这表明DG比TG更易与蛋白质发生相互作用。本研究在分子水平上为开发具有健康益处的高品质DG肉制品提供了重要的理论基础。

研究成果

凝胶特性。图1. 不同添加量大豆分离蛋白（0%、0.25%、0.5%和0.75%）对肌原纤维蛋白及肌原纤维蛋白分别与猪肉源甘油二酯（DG）或纯化甘油二酯（PDG）复配制备凝胶的凝胶强度（A）和持水性（B）的影响。

流变学特性。图2. 不同添加量大豆分离蛋白（0%、0.25%、0.5%和0.75%）对肌原纤维蛋白及肌原纤维蛋白分别与猪肉源甘油二酯（DG）或纯化甘油二酯（PDG）复配制备凝胶的储能模量（G’）（A、B、C、D）和损耗模量（G’’）（E、F、G、H）的影响。

图3. 水分分布。不同添加量大豆分离蛋白（0%、0.25%、0.5%和0.75%）对肌原纤维蛋白及肌原纤维蛋白分别与猪肉源甘油二酯（DG）或纯化甘油二酯（PDG）复配制备凝胶T2弛豫时间分布的影响。

图4.不同添加量大豆分离蛋白（0%、0.25%、0.5%和0.75%）对肌原纤维蛋白及肌原纤维蛋白分别与猪肉源甘油二酯（DG）或纯化甘油二酯（PDG）复配制备凝胶扫描电镜(1000×)的影响。

傅里叶红外光谱。图5.在不同大豆分离蛋白添加量（0%、0.25%、0.5%和0.75%）及相应二级结构组分（(E、F、G、H）的相对含量下，肌原纤维蛋白及肌原纤维蛋白分别与猪油源甘油二酯（DG）或纯化甘油二酯（PDG）复配制备凝胶傅里叶变换红外光谱(A、B、C、D)。

图6 .TG-7S、TG-11S、TG-myosin、DG-7S、DG-11S、DG-myosin的结合能。7S：β-伴大豆球蛋白；11S：大豆球蛋白；TG：甘油三酯；DG：甘油二酯。

图7. TG与7S （A）、11S （B）肌球蛋白（C）非共价结合分子对接的三维表面图像（a1、a2、a3）、对接模型（b1、b2、b3）、三维图像（c1、c2、c3）和二维图像（d1、d2、d3）；DG与7S （D）、11S （E）、肌球蛋白（F）非共价结合分子对接的三维表面图像（a4、a5、a6）、对接模型（b4、b5、b6）、三维图像（c4、c5、c6）和二维图像（d4、d5、d6）。绿棒表示c1-c6中的小分子（脂肪），蓝棒表示脂肪（TG、DG）和蛋白质（7S、11S、肌球蛋白）之间的氨基酸残基。7S：β-伴大豆球蛋白；11S：大豆球蛋白；TG：甘油三酯；DG：甘油二酯。

结论

纯化甘油二酯（PDG）对肌原纤维蛋白（MP）凝胶特性的改善效果优于甘油二酯（DG）。DG的加入有效改善了肌原纤维蛋白热诱导凝胶的凝胶特性及流变学性能，而大豆分离蛋白（SPI）的加入则对其理化特性产生负面影响。随着SPI添加量的增加，MP中α-螺旋逐渐转变为β-折叠、β-转角及无规则卷曲，凝胶强度、储能模量（G’）及损耗模量（G’’）均显著下降（p＜0.05），凝胶结构变得更加松散无序，从而使其保水性下降。分子互作结果表明，大豆分离蛋白（7S和11S）于DG互作的主要作用力为范德华力及氢键，而DG与MP结合主要是范德华力、氢键及疏水相互作用的结果。此外，结合能的结果也表明脂肪与蛋白质之间的相互作用是自发发生的，与TG相比，DG更容易与蛋白质(SPI和MP)相互作用。DG与蛋白质之间的这些相互作用可以改善凝胶性能，从而形成更稳定连续、有序和紧凑的三维网络结构，网络中充满了蛋白质膜包裹的小脂肪球，从而限制了水和脂肪活动。总的来说，以猪油为来源的DG可能是动物脂肪的潜在替代品，其可以在不影响乳化肉制品质地及感官特性的前提下改善乳化肉制品的品质，并更有利于健康。

原文链接

Zhao, Xinxin, et al. "Insighting the effect of lard-based diacylglycerol on the thermal gelation and rheological properties of myofibrillar protein influenced by soy protein isolate." Food Hydrocolloids 154 (2024): 110082.

https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2024.110082

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