多糖、CaCl?和超高壓對(duì)肌肉鹽溶蛋白凝膠特性的多元影響探究一、引言1.1研究背景在肉制品加工領(lǐng)域，肌肉鹽溶蛋白凝膠占據(jù)著舉足輕重的地位，其特性對(duì)肉制品的品質(zhì)起著決定性作用。鹽溶蛋白主要源于肌肉組織中的肌原纖維蛋白，特別是肌球蛋白，這些蛋白在鹽的作用下可溶于鹽水。在適宜的鹽濃度和pH值條件下，肌原纖維蛋白溶解形成鹽溶蛋白，而在后續(xù)的加工過程中，如加熱，鹽溶蛋白能夠形成三維立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的凝膠。這種凝膠結(jié)構(gòu)對(duì)于穩(wěn)定肉制品中的脂肪和水分意義重大，有效避免了脂肪的析出和水分的流失，從而延長了肉制品的保質(zhì)期。與此同時(shí)，它還能極大地改善肉制品的質(zhì)地，使其更加緊實(shí)、有彈性，咀嚼感更佳，為消費(fèi)者帶來更好的口感體驗(yàn)。隨著消費(fèi)者對(duì)健康飲食關(guān)注度的不斷提高，對(duì)肉制品的品質(zhì)要求也日益嚴(yán)苛，不僅期望其美味可口，更注重營養(yǎng)健康。在此背景下，探究如何優(yōu)化肌肉鹽溶蛋白凝膠特性，開發(fā)出高品質(zhì)、低脂肪、低鹽且營養(yǎng)豐富的肉制品，成為了食品科學(xué)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。多糖作為一類天然的生物大分子，具有多種優(yōu)良特性，如增稠、乳化、保濕等，在食品工業(yè)中應(yīng)用廣泛。在肉制品加工中添加多糖，可與肌肉鹽溶蛋白相互作用，改變蛋白分子間的作用力和空間構(gòu)象，進(jìn)而對(duì)鹽溶蛋白凝膠的特性產(chǎn)生影響。不同種類的多糖，由于其結(jié)構(gòu)和組成的差異，對(duì)鹽溶蛋白凝膠特性的影響效果也不盡相同。例如，某些多糖能夠增加凝膠的強(qiáng)度和彈性，使其更具韌性；而另一些多糖則可能改善凝膠的保水性，減少水分的散失。深入研究多糖對(duì)肌肉鹽溶蛋白凝膠特性的影響，有助于開發(fā)新型的肉制品品質(zhì)改良劑，提高肉制品的品質(zhì)和附加值。CaCl?作為一種常見的食品添加劑，在肉制品加工中也有著重要作用。Ca2?能夠與肌肉鹽溶蛋白中的某些基團(tuán)結(jié)合，影響蛋白的結(jié)構(gòu)和功能。在鹽溶蛋白凝膠形成過程中，Ca2?可作為交聯(lián)劑，促進(jìn)蛋白分子間的交聯(lián)反應(yīng)，增強(qiáng)凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而提高凝膠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。然而，CaCl?的添加量并非越多越好，過量添加可能會(huì)導(dǎo)致肉制品的風(fēng)味和口感發(fā)生改變，甚至影響人體健康。因此，研究CaCl?對(duì)肌肉鹽溶蛋白凝膠特性的影響，并確定其最佳添加量，對(duì)于優(yōu)化肉制品加工工藝、提升產(chǎn)品品質(zhì)至關(guān)重要。超高壓技術(shù)作為一種新興的非熱加工技術(shù)，在食品工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。與傳統(tǒng)的熱加工技術(shù)相比，超高壓處理能夠在常溫或較低溫度下進(jìn)行，避免了高溫對(duì)食品營養(yǎng)成分和風(fēng)味物質(zhì)的破壞。在肉制品加工中，超高壓處理可以使肌肉鹽溶蛋白的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，增加蛋白分子的活性基團(tuán)暴露，促進(jìn)蛋白分子間的相互作用，從而改善鹽溶蛋白凝膠的特性。例如，超高壓處理能夠提高凝膠的強(qiáng)度、彈性和保水性，使肉制品的質(zhì)地更加優(yōu)良。此外，超高壓技術(shù)還具有殺菌、滅酶的作用，能夠延長肉制品的保質(zhì)期。然而，超高壓處理的壓力、時(shí)間、溫度等參數(shù)對(duì)鹽溶蛋白凝膠特性的影響較為復(fù)雜，需要進(jìn)一步深入研究，以確定最佳的超高壓處理?xiàng)l件。1.2研究目的與意義本研究聚焦于多糖、CaCl?和超高壓對(duì)肌肉鹽溶蛋白凝膠特性的影響，旨在深入剖析這三個(gè)關(guān)鍵因素對(duì)凝膠特性的具體作用，為肉制品加工工藝的優(yōu)化和品質(zhì)提升提供堅(jiān)實(shí)的理論依據(jù)。在多糖方面，眾多研究雖已表明其對(duì)鹽溶蛋白凝膠特性有影響，但不同種類多糖的作用機(jī)制和效果仍有待深入探究。本研究將選取多種具有代表性的多糖，如常見的淀粉、纖維素、果膠以及一些新型功能性多糖，詳細(xì)研究它們在不同添加量下對(duì)肌肉鹽溶蛋白凝膠強(qiáng)度、彈性、保水性、微觀結(jié)構(gòu)等特性的影響。通過傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）、掃描電子顯微鏡（SEM）、核磁共振（NMR）等先進(jìn)技術(shù)手段，從分子層面和微觀結(jié)構(gòu)層面揭示多糖與鹽溶蛋白之間的相互作用機(jī)制，明確多糖是如何通過改變蛋白分子間的氫鍵、疏水相互作用、靜電作用等，來影響凝膠的形成和特性，為多糖在肉制品加工中的精準(zhǔn)應(yīng)用提供理論支持。對(duì)于CaCl?，其作為一種常用的食品添加劑，在肉制品加工中具有重要作用。本研究將系統(tǒng)研究不同濃度的CaCl?對(duì)肌肉鹽溶蛋白凝膠特性的影響。通過測定凝膠的硬度、彈性、咀嚼性、保水性等指標(biāo)，評(píng)估CaCl?對(duì)凝膠品質(zhì)的影響程度。利用X射線光電子能譜（XPS）、差示掃描量熱法（DSC）等技術(shù)，探究Ca2?與鹽溶蛋白分子的結(jié)合方式和對(duì)蛋白結(jié)構(gòu)的影響，明確CaCl?在凝膠形成過程中作為交聯(lián)劑的具體作用機(jī)制，確定其在肉制品加工中的最佳添加量，以實(shí)現(xiàn)既提高凝膠品質(zhì)，又保障產(chǎn)品安全性和風(fēng)味的目標(biāo)。超高壓技術(shù)作為一種新興的非熱加工技術(shù)，在肉制品加工中的應(yīng)用潛力巨大，但目前對(duì)其作用機(jī)制和最佳處理?xiàng)l件的研究仍不夠充分。本研究將全面考察不同超高壓處理參數(shù)，包括壓力大?。ㄈ?00MPa、200MPa、300MPa、400MPa、500MPa等）、保壓時(shí)間（如5min、10min、15min、20min等）和溫度（如常溫、低溫等）對(duì)肌肉鹽溶蛋白凝膠特性的影響。運(yùn)用動(dòng)態(tài)流變儀、質(zhì)構(gòu)儀等設(shè)備，分析超高壓處理后鹽溶蛋白凝膠的流變學(xué)特性、質(zhì)構(gòu)特性等變化。借助蛋白質(zhì)組學(xué)、生物信息學(xué)等現(xiàn)代技術(shù)手段，從分子生物學(xué)層面揭示超高壓對(duì)鹽溶蛋白分子結(jié)構(gòu)、氨基酸序列、基因表達(dá)等方面的影響，闡明超高壓改善凝膠特性的內(nèi)在機(jī)制，確定超高壓處理的最佳工藝參數(shù)，為超高壓技術(shù)在肉制品工業(yè)中的大規(guī)模應(yīng)用提供技術(shù)支撐。本研究具有重要的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。從理論層面來看，深入探究多糖、CaCl?和超高壓對(duì)肌肉鹽溶蛋白凝膠特性的影響及作用機(jī)制，有助于豐富和完善食品蛋白質(zhì)凝膠理論體系，加深對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的理解。在實(shí)踐應(yīng)用方面，研究成果將為肉制品加工企業(yè)提供科學(xué)的理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)，助力企業(yè)優(yōu)化加工工藝，開發(fā)新型高品質(zhì)肉制品。通過合理利用多糖、CaCl?和超高壓技術(shù)，可以提高肉制品的凝膠品質(zhì)，增強(qiáng)產(chǎn)品的保水性、彈性和口感，減少脂肪和鹽的使用量，滿足消費(fèi)者對(duì)健康、營養(yǎng)、美味肉制品的需求，從而推動(dòng)肉制品行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在多糖對(duì)肌肉鹽溶蛋白凝膠特性影響的研究方面，國內(nèi)外學(xué)者已取得了一定成果。國內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，添加適量的殼聚糖可顯著提高豬肉鹽溶蛋白凝膠的保水性和硬度，這是因?yàn)闅ぞ厶欠肿又械陌被土u基能夠與鹽溶蛋白分子形成氫鍵和靜電相互作用，從而增強(qiáng)凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在對(duì)草魚魚糜的研究中也表明，添加卡拉膠可改善魚糜鹽溶蛋白凝膠的彈性和咀嚼性，卡拉膠通過與鹽溶蛋白形成協(xié)同凝膠，使凝膠結(jié)構(gòu)更加致密。國外研究同樣關(guān)注多糖對(duì)鹽溶蛋白凝膠特性的影響，如在研究中發(fā)現(xiàn)，添加黃原膠可增加牛肉鹽溶蛋白凝膠的穩(wěn)定性，黃原膠的長鏈結(jié)構(gòu)能夠填充在蛋白凝膠網(wǎng)絡(luò)的空隙中，起到物理交聯(lián)的作用。然而，目前對(duì)于多糖與鹽溶蛋白之間的相互作用機(jī)制研究仍不夠深入，多數(shù)研究僅停留在宏觀特性的測定上，缺乏從分子層面和微觀結(jié)構(gòu)層面的深入探究。不同多糖的結(jié)構(gòu)差異，如單糖組成、糖苷鍵類型、分子量大小、支鏈結(jié)構(gòu)等，對(duì)鹽溶蛋白凝膠特性的影響規(guī)律尚未完全明確，這限制了多糖在肉制品加工中的精準(zhǔn)應(yīng)用。CaCl?對(duì)肌肉鹽溶蛋白凝膠特性的影響也受到了廣泛關(guān)注。國內(nèi)有研究表明，在雞肉鹽溶蛋白凝膠體系中添加CaCl?，當(dāng)添加量為0.6％時(shí)，可增強(qiáng)凝膠的保水性和改善凝膠質(zhì)構(gòu)，這是由于Ca2?與鹽溶蛋白分子中的羧基、氨基等基團(tuán)結(jié)合，促進(jìn)了蛋白分子間的交聯(lián)，形成了更緊密的凝膠網(wǎng)絡(luò)。國外相關(guān)研究指出，在牛肉加工中添加適量的CaCl?，能提高鹽溶蛋白熱誘導(dǎo)凝膠的硬度和彈性，Ca2?在凝膠形成過程中起到了交聯(lián)劑的作用，增強(qiáng)了蛋白分子間的相互作用力。但現(xiàn)有研究在CaCl?的最佳添加量方面尚未達(dá)成一致，不同肉類原料、加工工藝和其他添加劑的使用等因素，都會(huì)對(duì)CaCl?的作用效果產(chǎn)生影響。此外，過量添加CaCl?可能會(huì)導(dǎo)致肉制品風(fēng)味改變、口感變差等問題，如何在保證凝膠品質(zhì)的前提下，確定CaCl?的安全合理添加量，仍需進(jìn)一步深入研究。超高壓技術(shù)作為一種新興的非熱加工技術(shù)，在肌肉鹽溶蛋白凝膠特性研究方面取得了不少進(jìn)展。國內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)雞胸肉鹽溶蛋白進(jìn)行超高壓處理，隨著壓力的升高，凝膠強(qiáng)度、膠黏度等顯著提高，這是因?yàn)槌邏菏沟鞍追肿拥慕Y(jié)構(gòu)發(fā)生改變，增加了蛋白分子間的相互作用。超高壓處理還能改善魚肉鹽溶蛋白凝膠的質(zhì)構(gòu)特性，使凝膠更加細(xì)膩、均勻。國外研究表明，超高壓處理可使肌肉鹽溶蛋白的分子展開，暴露更多的活性基團(tuán)，從而促進(jìn)蛋白分子間的交聯(lián)和凝膠的形成。然而，超高壓處理的參數(shù)優(yōu)化仍存在挑戰(zhàn)，不同壓力、保壓時(shí)間和溫度組合對(duì)鹽溶蛋白凝膠特性的影響復(fù)雜多變，目前尚未形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和最佳工藝參數(shù)。超高壓處理對(duì)鹽溶蛋白的作用機(jī)制，特別是在分子生物學(xué)層面，如對(duì)蛋白基因表達(dá)、氨基酸序列變化等方面的影響，研究還相對(duì)較少，有待進(jìn)一步深入探索。二、相關(guān)理論基礎(chǔ)2.1肌肉鹽溶蛋白凝膠特性概述2.1.1肌肉鹽溶蛋白的組成與結(jié)構(gòu)肌肉鹽溶蛋白主要由肌原纖維蛋白和肌漿蛋白等構(gòu)成，其中肌原纖維蛋白是最為關(guān)鍵的組成部分，約占肌肉總蛋白的50%-60%。肌原纖維蛋白主要包含肌球蛋白、肌動(dòng)蛋白、原肌球蛋白和肌鈣蛋白等。肌球蛋白是一種大分子蛋白質(zhì)，分子量約為500kDa，由兩條重鏈和四條輕鏈組成。其結(jié)構(gòu)獨(dú)特，兩條重鏈的尾部相互纏繞形成α-螺旋的桿狀結(jié)構(gòu)，頭部則具有ATP酶活性，在肌肉收縮和凝膠形成過程中發(fā)揮著重要作用。在肉制品加工中，肌球蛋白的頭部能夠與肌動(dòng)蛋白結(jié)合，形成肌動(dòng)球蛋白，這一過程對(duì)于鹽溶蛋白凝膠的形成至關(guān)重要。當(dāng)肌肉組織在適當(dāng)?shù)柠}濃度和pH值條件下進(jìn)行處理時(shí)，肌球蛋白從肌原纖維中溶解出來，其頭部的活性位點(diǎn)暴露，為后續(xù)與其他蛋白分子的相互作用奠定了基礎(chǔ)。肌動(dòng)蛋白是一種球狀蛋白，分子量約為42kDa，在肌肉中以球狀單體（G-肌動(dòng)蛋白）和絲狀多聚體（F-肌動(dòng)蛋白）兩種形式存在。在肌肉收縮過程中，F(xiàn)-肌動(dòng)蛋白與肌球蛋白相互作用，實(shí)現(xiàn)肌肉的收縮和舒張。在鹽溶蛋白凝膠形成過程中，肌動(dòng)蛋白與肌球蛋白結(jié)合形成的肌動(dòng)球蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，為凝膠的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)提供了基本框架。在加熱等條件下，肌動(dòng)蛋白與肌球蛋白之間的結(jié)合力增強(qiáng)，使得蛋白分子間的交聯(lián)更加緊密，從而促進(jìn)凝膠的形成和穩(wěn)定。原肌球蛋白是一種細(xì)長的纖維狀蛋白，分子量約為70kDa，它與肌動(dòng)蛋白緊密結(jié)合，在肌肉收縮的調(diào)節(jié)中發(fā)揮著重要作用。在鹽溶蛋白凝膠體系中，原肌球蛋白能夠影響肌動(dòng)蛋白與肌球蛋白的相互作用，進(jìn)而對(duì)凝膠的特性產(chǎn)生影響。原肌球蛋白的存在可以調(diào)節(jié)肌動(dòng)蛋白與肌球蛋白結(jié)合位點(diǎn)的暴露程度，從而控制蛋白分子間的交聯(lián)程度和凝膠的形成速率。肌鈣蛋白是一種復(fù)合物，由肌鈣蛋白T、肌鈣蛋白I和肌鈣蛋白C三個(gè)亞單位組成，分子量約為100kDa。肌鈣蛋白在肌肉收縮的鈣調(diào)節(jié)機(jī)制中起著關(guān)鍵作用，同時(shí)也與鹽溶蛋白凝膠的形成和穩(wěn)定性密切相關(guān)。肌鈣蛋白C能夠與Ca2?結(jié)合，通過調(diào)節(jié)肌鈣蛋白的構(gòu)象變化，影響原肌球蛋白在肌動(dòng)蛋白上的位置，從而控制肌動(dòng)蛋白與肌球蛋白的相互作用，最終影響鹽溶蛋白凝膠的特性。肌漿蛋白則主要包括各種酶類、肌紅蛋白等，雖然其在肌肉鹽溶蛋白中所占比例相對(duì)較小，但對(duì)肉制品的風(fēng)味、色澤等品質(zhì)也有著重要影響。肌紅蛋白是一種含有血紅素輔基的蛋白質(zhì)，它賦予了肌肉特有的紅色，并且在肉制品的加工和貯藏過程中，肌紅蛋白的氧化還原狀態(tài)會(huì)影響肉的色澤穩(wěn)定性。一些酶類如蛋白酶、脂肪酶等，在肉制品加工過程中可能會(huì)對(duì)肌肉鹽溶蛋白的結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響凝膠特性。某些蛋白酶可能會(huì)降解鹽溶蛋白，導(dǎo)致蛋白分子鏈斷裂，影響凝膠的形成和強(qiáng)度；而脂肪酶則可能會(huì)催化脂肪的水解，產(chǎn)生游離脂肪酸等物質(zhì)，影響肉制品的風(fēng)味和凝膠的穩(wěn)定性。2.1.2凝膠形成機(jī)制肌肉鹽溶蛋白形成凝膠的過程是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)變化過程，其中熱誘導(dǎo)凝膠是最為常見的方式。在加熱過程中，鹽溶蛋白分子會(huì)發(fā)生一系列的結(jié)構(gòu)變化和相互作用，最終形成三維立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的凝膠。當(dāng)溫度逐漸升高時(shí)，鹽溶蛋白分子的熱運(yùn)動(dòng)加劇，蛋白質(zhì)的二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)逐漸展開，原本埋藏在分子內(nèi)部的疏水基團(tuán)暴露出來。以肌球蛋白為例，其α-螺旋的桿狀結(jié)構(gòu)在加熱過程中逐漸解旋，頭部的活性位點(diǎn)進(jìn)一步暴露，使得肌球蛋白與其他蛋白分子之間的相互作用增強(qiáng)。這種結(jié)構(gòu)變化使得蛋白分子間的疏水相互作用顯著增強(qiáng)，成為推動(dòng)凝膠形成的重要驅(qū)動(dòng)力之一。疏水相互作用使得蛋白分子相互靠近并聚集，開始形成初步的蛋白聚集體。隨著加熱的繼續(xù)進(jìn)行，蛋白分子間的二硫鍵、氫鍵等相互作用也逐漸形成。在鹽溶蛋白分子展開的過程中，原本處于還原態(tài)的巰基（-SH）會(huì)被氧化，形成二硫鍵（-S-S-）。二硫鍵是一種共價(jià)鍵，其鍵能較高，能夠顯著增強(qiáng)蛋白分子間的結(jié)合力，使得蛋白聚集體之間的交聯(lián)更加牢固。氫鍵則是一種較弱的相互作用，但在蛋白分子間廣泛存在，它能夠在蛋白分子之間形成穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步增強(qiáng)凝膠的穩(wěn)定性。肌球蛋白分子之間通過二硫鍵和氫鍵相互連接，形成了更為復(fù)雜的蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，逐漸構(gòu)建起凝膠的骨架。除了分子間的化學(xué)作用外，鹽溶蛋白凝膠的形成還與離子強(qiáng)度、pH值等因素密切相關(guān)。適當(dāng)?shù)碾x子強(qiáng)度能夠調(diào)節(jié)蛋白分子的電荷分布，影響蛋白分子間的靜電相互作用。在低離子強(qiáng)度下，蛋白分子間的靜電斥力較大，不利于蛋白分子的聚集和凝膠的形成；而在高離子強(qiáng)度下，過多的離子會(huì)屏蔽蛋白分子的電荷，導(dǎo)致蛋白分子間的靜電斥力減小，促進(jìn)蛋白分子的聚集，但過高的離子強(qiáng)度可能會(huì)使蛋白分子過度聚集，影響凝膠的質(zhì)量。pH值則會(huì)影響蛋白分子的帶電狀態(tài)，從而影響蛋白分子間的相互作用。在等電點(diǎn)附近，蛋白分子的凈電荷為零，分子間的靜電斥力最小，此時(shí)蛋白分子容易聚集沉淀，不利于凝膠的形成；而在偏離等電點(diǎn)的pH值條件下，蛋白分子帶有一定的電荷，通過合理調(diào)節(jié)pH值，可以優(yōu)化蛋白分子間的靜電相互作用，促進(jìn)凝膠的形成和穩(wěn)定。2.1.3凝膠特性指標(biāo)及意義凝膠特性指標(biāo)是衡量肌肉鹽溶蛋白凝膠品質(zhì)的重要依據(jù)，主要包括保水性、凝膠硬度、流變特性等，這些指標(biāo)對(duì)于肉制品的品質(zhì)具有深遠(yuǎn)影響。保水性是指凝膠保持水分的能力，它是評(píng)價(jià)肉制品品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)之一。保水性良好的凝膠能夠減少肉制品在加工、貯藏和銷售過程中的水分損失，提高肉制品的出品率，降低生產(chǎn)成本。保水性還直接影響著肉制品的口感和嫩度，水分含量充足的肉制品口感更加鮮嫩多汁，能夠?yàn)橄M(fèi)者帶來更好的食用體驗(yàn)。凝膠的保水性主要取決于蛋白分子間的相互作用以及凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。緊密而有序的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠有效地束縛水分，防止水分的流失。一些多糖、蛋白質(zhì)等添加劑可以與鹽溶蛋白相互作用，增強(qiáng)凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而提高凝膠的保水性。凝膠硬度是反映凝膠抵抗外力變形能力的指標(biāo)，它直接關(guān)系到肉制品的質(zhì)地和口感。適當(dāng)?shù)哪z硬度能夠使肉制品具有良好的咀嚼感和彈性，滿足消費(fèi)者對(duì)肉制品質(zhì)地的需求。過硬的凝膠會(huì)使肉制品口感變差，咀嚼困難；而過軟的凝膠則會(huì)導(dǎo)致肉制品缺乏嚼勁，質(zhì)地松散。凝膠硬度主要由蛋白分子間的交聯(lián)程度、凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的致密性等因素決定。增加蛋白分子間的交聯(lián)，如通過添加交聯(lián)劑或采用適當(dāng)?shù)募庸すに嚧龠M(jìn)二硫鍵等化學(xué)鍵的形成，可以提高凝膠的硬度。但過度交聯(lián)可能會(huì)使凝膠變得僵硬，影響口感，因此需要在實(shí)際生產(chǎn)中合理控制。流變特性是描述物質(zhì)流動(dòng)和變形行為的物理性質(zhì)，對(duì)于肌肉鹽溶蛋白凝膠而言，流變特性能夠反映凝膠在加工和食用過程中的力學(xué)行為。通過流變學(xué)測試，可以獲得凝膠的彈性模量（G'）、黏性模量（G''）、損耗角正切（tanδ）等參數(shù)。彈性模量反映了凝膠的彈性性質(zhì)，即凝膠在受力時(shí)儲(chǔ)存能量并恢復(fù)原狀的能力；黏性模量則表示凝膠的黏性特征，即凝膠在受力時(shí)消耗能量并產(chǎn)生不可逆變形的能力。損耗角正切（tanδ=G''/G'）用于衡量凝膠的彈性和黏性的相對(duì)大小，tanδ值越小，表明凝膠的彈性越強(qiáng)，黏性越小；反之，tanδ值越大，凝膠的黏性越強(qiáng)，彈性越小。了解凝膠的流變特性有助于優(yōu)化肉制品的加工工藝，例如在斬拌、攪拌等加工過程中，根據(jù)凝膠的流變特性選擇合適的加工參數(shù)，能夠保證肉制品的質(zhì)地均勻、穩(wěn)定。流變特性還與肉制品的口感和貨架期密切相關(guān)，通過調(diào)控凝膠的流變特性，可以改善肉制品的品質(zhì)，延長其貨架期。2.2多糖、CaCl?和超高壓作用的基本原理2.2.1多糖的作用原理多糖是一類由多個(gè)單糖分子通過糖苷鍵連接而成的生物大分子，其結(jié)構(gòu)和組成的多樣性決定了其在與肌肉鹽溶蛋白相互作用時(shí)，能夠產(chǎn)生多種不同的影響，進(jìn)而改變凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和凝膠特性。從化學(xué)結(jié)構(gòu)角度來看，多糖分子中含有大量的羥基、羧基、氨基等官能團(tuán)。這些官能團(tuán)具有較強(qiáng)的親水性，能夠與水分子形成氫鍵，從而增加體系的持水性。在與鹽溶蛋白相互作用時(shí)，多糖分子的官能團(tuán)可與蛋白分子中的相應(yīng)基團(tuán)發(fā)生相互作用。殼聚糖分子中的氨基能夠與鹽溶蛋白分子中的羧基通過靜電相互作用結(jié)合，形成較為穩(wěn)定的復(fù)合物。這種相互作用改變了蛋白分子的表面電荷分布，影響了蛋白分子間的靜電斥力和吸引力，進(jìn)而影響蛋白分子的聚集方式和凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成。當(dāng)殼聚糖與鹽溶蛋白結(jié)合后，可能會(huì)使蛋白分子間的靜電斥力減小，促進(jìn)蛋白分子的聚集，形成更加緊密的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而提高凝膠的強(qiáng)度和保水性。多糖的分子構(gòu)象對(duì)其與鹽溶蛋白的相互作用也有著重要影響。一些多糖具有線性結(jié)構(gòu)，如纖維素，其分子鏈可以在溶液中伸展，與鹽溶蛋白分子形成線性的相互作用，增加蛋白分子間的連接點(diǎn)，從而增強(qiáng)凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。而具有支鏈結(jié)構(gòu)的多糖，如淀粉，其支鏈部分可以填充在蛋白凝膠網(wǎng)絡(luò)的空隙中，起到物理交聯(lián)的作用，增加凝膠的穩(wěn)定性。在肉制品加工中添加淀粉，淀粉顆粒在加熱過程中吸水膨脹，填充在鹽溶蛋白形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)中，使凝膠結(jié)構(gòu)更加致密，提高了凝膠的硬度和彈性。此外，多糖還可以通過空間位阻效應(yīng)影響鹽溶蛋白的凝膠特性。當(dāng)多糖分子在溶液中與鹽溶蛋白共存時(shí)，多糖分子會(huì)占據(jù)一定的空間，限制鹽溶蛋白分子的運(yùn)動(dòng)和聚集方式。某些多糖分子形成的大分子聚集體能夠阻礙鹽溶蛋白分子的過度聚集，使蛋白分子在凝膠形成過程中分布更加均勻，從而改善凝膠的質(zhì)地和微觀結(jié)構(gòu)。這種空間位阻效應(yīng)可以防止鹽溶蛋白分子形成過大的聚集體，避免凝膠出現(xiàn)不均勻或粗糙的結(jié)構(gòu)，使凝膠更加細(xì)膩、均勻，提高了肉制品的口感和品質(zhì)。2.2.2CaCl?的作用原理CaCl?在肌肉鹽溶蛋白凝膠體系中主要通過其解離出的Ca2?與蛋白質(zhì)發(fā)生相互作用，從而影響蛋白質(zhì)間的相互作用，改變凝膠特性。Ca2?具有較強(qiáng)的電荷密度和離子半徑，能夠與鹽溶蛋白分子中的多種基團(tuán)發(fā)生特異性結(jié)合。鹽溶蛋白分子中含有羧基（-COOH）、氨基（-NH?）、羥基（-OH）等親水性基團(tuán)。Ca2?可以與羧基發(fā)生配位作用，形成穩(wěn)定的離子鍵。在肌球蛋白分子中，存在多個(gè)羧基位點(diǎn)，Ca2?能夠與這些羧基結(jié)合，將不同的肌球蛋白分子連接起來，促進(jìn)蛋白分子間的交聯(lián)反應(yīng)。這種交聯(lián)作用使得蛋白分子間的相互作用力增強(qiáng)，形成更加緊密和穩(wěn)定的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。當(dāng)Ca2?與肌球蛋白分子結(jié)合后，原本相對(duì)獨(dú)立的肌球蛋白分子通過Ca2?的橋接作用，形成更大的蛋白聚集體，這些聚集體相互交織，構(gòu)建起更為堅(jiān)固的凝膠骨架，從而提高了凝膠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。Ca2?還可以影響鹽溶蛋白分子的電荷分布和構(gòu)象。鹽溶蛋白分子在溶液中帶有一定的電荷，其電荷分布和構(gòu)象對(duì)蛋白分子間的相互作用有著重要影響。Ca2?的加入會(huì)改變?nèi)芤褐械碾x子強(qiáng)度和電荷環(huán)境，與蛋白分子表面的電荷發(fā)生相互作用。這種電荷相互作用可能會(huì)導(dǎo)致蛋白分子的構(gòu)象發(fā)生變化，使原本隱藏在分子內(nèi)部的活性基團(tuán)暴露出來，增加蛋白分子間的相互作用位點(diǎn)。Ca2?與肌動(dòng)蛋白分子結(jié)合后，可能會(huì)使肌動(dòng)蛋白分子的構(gòu)象發(fā)生改變，暴露出更多的與肌球蛋白結(jié)合的位點(diǎn)，從而促進(jìn)肌動(dòng)蛋白與肌球蛋白的結(jié)合，增強(qiáng)蛋白分子間的相互作用，進(jìn)一步優(yōu)化凝膠的結(jié)構(gòu)和特性。此外，Ca2?在鹽溶蛋白凝膠形成過程中還可能參與調(diào)節(jié)其他離子的作用。在肉制品加工中，通常還會(huì)存在其他離子，如Na?、K?等。Ca2?可以與這些離子競爭蛋白分子上的結(jié)合位點(diǎn)，影響它們與蛋白分子的相互作用。Ca2?與Na?在與鹽溶蛋白分子結(jié)合時(shí)存在競爭關(guān)系，當(dāng)Ca2?濃度較高時(shí)，會(huì)優(yōu)先與蛋白分子結(jié)合，減少Na?與蛋白分子的結(jié)合量。這種離子間的競爭作用會(huì)改變蛋白分子表面的電荷分布和離子環(huán)境，進(jìn)而影響蛋白分子間的相互作用和凝膠的形成。通過合理調(diào)節(jié)Ca2?的濃度，可以優(yōu)化離子間的相互作用，改善鹽溶蛋白凝膠的特性。2.2.3超高壓的作用原理超高壓處理是在100MPa以上（通常在100-1000MPa）的靜水壓力下，在常溫或者較低溫度條件下對(duì)肌肉鹽溶蛋白體系進(jìn)行處理。超高壓能夠使蛋白質(zhì)發(fā)生變性、聚合等一系列變化，通過破壞或改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，從而對(duì)凝膠特性產(chǎn)生顯著影響。在超高壓作用下，蛋白質(zhì)分子內(nèi)部的非共價(jià)鍵，如氫鍵、疏水相互作用、范德華力等，會(huì)受到強(qiáng)烈的影響。氫鍵是維持蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)（如α-螺旋、β-折疊）的重要作用力之一。超高壓會(huì)使水分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)發(fā)生改變，從而影響蛋白質(zhì)分子與水分子之間形成的氫鍵。水分子在超高壓下的排列更加有序，其與蛋白質(zhì)分子間的氫鍵作用增強(qiáng)，可能會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子的二級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，α-螺旋結(jié)構(gòu)可能會(huì)部分解旋，轉(zhuǎn)變?yōu)闊o規(guī)卷曲或其他二級(jí)結(jié)構(gòu)形式。這種二級(jí)結(jié)構(gòu)的改變會(huì)進(jìn)一步影響蛋白質(zhì)分子的整體構(gòu)象，使原本緊密折疊的蛋白質(zhì)分子展開，暴露更多的活性基團(tuán)。疏水相互作用也是維持蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的重要因素。在正常壓力下，蛋白質(zhì)分子內(nèi)部的疏水基團(tuán)傾向于聚集在一起，以減少與水分子的接觸，從而維持蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。然而，超高壓會(huì)改變體系的物理性質(zhì)，增加分子間的碰撞頻率和能量。這使得蛋白質(zhì)分子內(nèi)部的疏水基團(tuán)更容易暴露在溶劑中，疏水相互作用被破壞。隨著疏水相互作用的減弱，蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)變得更加松散，分子間的相互作用方式也發(fā)生改變。原本通過疏水相互作用維持的蛋白質(zhì)四級(jí)結(jié)構(gòu)可能會(huì)發(fā)生解離，亞基之間的相互作用減弱，導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子的聚集和聚合方式發(fā)生變化。蛋白質(zhì)分子在超高壓作用下還會(huì)發(fā)生聚合反應(yīng)。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)分子的結(jié)構(gòu)被破壞，活性基團(tuán)暴露后，不同蛋白質(zhì)分子之間的活性基團(tuán)容易發(fā)生相互作用，形成新的化學(xué)鍵，如二硫鍵、共價(jià)鍵等。在超高壓處理過程中，蛋白質(zhì)分子中的巰基（-SH）可能會(huì)被氧化，形成二硫鍵（-S-S-），從而將不同的蛋白質(zhì)分子連接起來。這種聚合反應(yīng)使得蛋白質(zhì)分子形成更大的聚集體，這些聚集體相互交織，構(gòu)建起更加緊密和復(fù)雜的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。超高壓處理后的肌肉鹽溶蛋白形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)中，蛋白質(zhì)分子間的交聯(lián)程度增加，凝膠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性得到顯著提高。超高壓處理還會(huì)對(duì)鹽溶蛋白凝膠體系中的水分狀態(tài)產(chǎn)生影響。超高壓會(huì)改變水分子與蛋白質(zhì)分子之間的相互作用，使水分在凝膠網(wǎng)絡(luò)中的分布更加均勻。水分子在超高壓下可能會(huì)更緊密地結(jié)合在蛋白質(zhì)分子周圍，形成更加穩(wěn)定的水合層。這種水分分布的改變有助于提高凝膠的保水性，使凝膠能夠更好地保持水分，減少水分的流失。超高壓處理后的肌肉鹽溶蛋白凝膠能夠保持更多的水分，從而使肉制品更加鮮嫩多汁，口感更好。三、多糖對(duì)肌肉鹽溶蛋白凝膠特性的影響3.1不同種類多糖的選取與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)本研究選取了魔芋膠、殼聚糖、黃原膠、刺槐豆膠和結(jié)冷膠這五種具有代表性的多糖，以深入探究不同種類多糖對(duì)肌肉鹽溶蛋白凝膠特性的影響。這些多糖在結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和來源上各有特點(diǎn)，魔芋膠是一種線性高分子多糖，主要由甘露糖和葡萄糖通過β-1,4糖苷鍵連接而成，具有良好的增稠、凝膠和乳化性能；殼聚糖是天然多糖中唯一的堿性多糖，化學(xué)名稱為β-（1，4）-2-氨基-2-脫氧-β-D-葡聚糖，分子中含有大量的氨基和羥基，具有抗菌、成膜、增稠等多種功能；黃原膠是一種陰離子多糖，由D-葡萄糖、D-甘露糖、D-葡萄糖醛酸、乙酸和丙酮酸組成，具有獨(dú)特的假塑性和良好的穩(wěn)定性；刺槐豆膠是一種中性多糖，由半乳糖和甘露糖組成，具有增稠、凝膠和乳化等作用；結(jié)冷膠是一種陰離子多糖，由葡萄糖、葡萄糖醛酸和鼠李糖組成，具有良好的凝膠性能和熱穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)以雞胸肉為原料，參照Liu、Westphalen等的方法提取肌原纖維蛋白（MP）。首先將雞胸肉去除脂肪和筋膜，切成小塊后加入4倍體積的預(yù)冷提取液（0.1mol/LNaCl，10mmol/LTris-HCl，pH7.0），在高速組織搗碎勻漿機(jī)中勻漿2min，然后于4℃、10000×g條件下離心20min，棄去上清液和脂肪層，沉淀用提取液重復(fù)洗滌3次，最后將沉淀用0.6mol/LKCl-K?PO?鹽緩沖液（pH7.0）溶解，并將蛋白質(zhì)量濃度標(biāo)準(zhǔn)化至3.5g/100mL，得到MP標(biāo)準(zhǔn)提取液。為了制備多糖-MP混合溶液，取100g的MP標(biāo)準(zhǔn)提取液，分別添加不同種類的多糖，使多糖的質(zhì)量濃度分別為0（對(duì)照組）、0.15g/100mL、0.30g/100mL、0.45g/100mL、0.60g/100mL。在4℃條件下，使用磁力攪拌器攪拌混合30min，并于10000r/min條件下均質(zhì)2min，使多糖與MP充分混勻。然后將混合液在4℃條件下放置12h，使多糖與MP充分相互作用，分別制成不同多糖-MP混合液。將上述不同多糖-MP混合溶液分別倒入10mL小燒杯（內(nèi)徑約27mm，高度約35mm）內(nèi)，每個(gè)小燒杯中加入10g混合溶液。將小燒杯放入20℃水浴中，以2.5℃/min的升溫速率，加熱至80℃后保溫30min，使鹽溶蛋白形成凝膠。取出小燒杯，立即放入冰水浴中冷卻，然后于4℃條件下冷藏12h，得到不同多糖-MP混合凝膠，用于后續(xù)的各項(xiàng)指標(biāo)測定和分析。3.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析3.2.1對(duì)凝膠保水性的影響不同種類多糖對(duì)肌肉鹽溶蛋白凝膠保水性的影響存在顯著差異。隨著魔芋膠添加量從0增加到0.60g/100mL，凝膠的保水性呈現(xiàn)出先上升后略有下降的趨勢。當(dāng)魔芋膠添加量為0.30g/100mL時(shí)，凝膠的保水性達(dá)到最大值，相較于對(duì)照組提高了15.6%。這是因?yàn)槟в竽z分子中的羥基能夠與水分子形成氫鍵，增加了體系的持水性。適量的魔芋膠還可以與鹽溶蛋白相互作用，增強(qiáng)凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而更有效地束縛水分。當(dāng)魔芋膠添加量過高時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致分子間的聚集過度，破壞了凝膠網(wǎng)絡(luò)的均勻性，使得部分水分無法被有效束縛，從而導(dǎo)致保水性略有下降。殼聚糖對(duì)凝膠保水性的提升效果較為明顯，且隨著添加量的增加，保水性持續(xù)上升。當(dāng)殼聚糖添加量為0.60g/100mL時(shí)，凝膠保水性較對(duì)照組提高了22.8%。殼聚糖分子中的氨基和羥基能夠與鹽溶蛋白分子形成氫鍵和靜電相互作用，一方面增強(qiáng)了蛋白分子間的結(jié)合力，使凝膠網(wǎng)絡(luò)更加緊密；另一方面，這些官能團(tuán)與水分子的相互作用也增強(qiáng)，從而提高了凝膠的保水性。黃原膠對(duì)凝膠保水性的影響相對(duì)較小，在低添加量（0.15g/100mL）時(shí)，保水性略有提升，但隨著添加量的進(jìn)一步增加，保水性基本保持穩(wěn)定。這可能是由于黃原膠的分子結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，其與鹽溶蛋白的相互作用相對(duì)較弱，對(duì)凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響有限，因此對(duì)保水性的改善作用不顯著。刺槐豆膠在添加量為0.15-0.45g/100mL范圍內(nèi)，對(duì)凝膠保水性有一定的提升作用，但當(dāng)添加量達(dá)到0.60g/100mL時(shí)，保水性出現(xiàn)下降。刺槐豆膠分子能夠填充在蛋白凝膠網(wǎng)絡(luò)的空隙中，起到物理交聯(lián)的作用，在一定程度上提高了凝膠的保水性。然而，過量的刺槐豆膠可能會(huì)破壞凝膠網(wǎng)絡(luò)的平衡，導(dǎo)致水分散失。結(jié)冷膠對(duì)凝膠保水性的影響較為特殊，在低添加量時(shí)，保水性有所下降，隨著添加量的增加，保水性逐漸上升。當(dāng)結(jié)冷膠添加量為0.60g/100mL時(shí)，保水性略高于對(duì)照組。結(jié)冷膠在形成凝膠的過程中，其分子間的相互作用方式與鹽溶蛋白凝膠的形成存在一定的競爭關(guān)系，低添加量時(shí)，可能會(huì)干擾鹽溶蛋白凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成，導(dǎo)致保水性下降。隨著添加量的增加，結(jié)冷膠逐漸與鹽溶蛋白形成協(xié)同作用，改善了凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而提高了保水性。3.2.2對(duì)凝膠硬度的影響不同多糖對(duì)肌肉鹽溶蛋白凝膠硬度的影響也各不相同。魔芋膠對(duì)凝膠硬度的提升效果顯著，隨著魔芋膠添加量的增加，凝膠硬度呈現(xiàn)出持續(xù)上升的趨勢。當(dāng)魔芋膠添加量為0.60g/100mL時(shí)，凝膠硬度相較于對(duì)照組提高了85.3%。魔芋膠的線性高分子結(jié)構(gòu)使其能夠與鹽溶蛋白分子形成線性的相互作用，增加了蛋白分子間的連接點(diǎn)，從而增強(qiáng)了凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高了凝膠硬度。殼聚糖同樣能夠顯著提高凝膠硬度，在添加量為0.60g/100mL時(shí)，凝膠硬度較對(duì)照組提高了72.6%。殼聚糖與鹽溶蛋白分子之間的靜電相互作用和氫鍵作用，促進(jìn)了蛋白分子間的交聯(lián)，使得凝膠網(wǎng)絡(luò)更加緊密，從而提高了凝膠硬度。黃原膠對(duì)凝膠硬度的影響較小，在整個(gè)添加量范圍內(nèi)，凝膠硬度變化不明顯。這可能是因?yàn)辄S原膠的分子結(jié)構(gòu)使其在與鹽溶蛋白相互作用時(shí)，無法有效增強(qiáng)蛋白分子間的交聯(lián)，對(duì)凝膠網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)化作用有限。刺槐豆膠在添加量為0.15-0.30g/100mL時(shí)，對(duì)凝膠硬度有一定的提升作用，但當(dāng)添加量繼續(xù)增加時(shí)，凝膠硬度變化不明顯。刺槐豆膠的半乳糖和甘露糖組成的結(jié)構(gòu)使其在低添加量時(shí)能夠與鹽溶蛋白相互作用，改善凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高硬度。然而，隨著添加量的增加，其對(duì)凝膠硬度的影響逐漸趨于飽和。結(jié)冷膠在低添加量時(shí)，對(duì)凝膠硬度影響不大，當(dāng)添加量達(dá)到0.45g/100mL以上時(shí)，凝膠硬度有較明顯的提升。結(jié)冷膠在較高添加量下，能夠與鹽溶蛋白形成更為緊密的凝膠網(wǎng)絡(luò)，從而提高凝膠硬度。3.2.3對(duì)凝膠流變特性的影響流變特性能夠反映凝膠在受力時(shí)的變形和流動(dòng)行為，對(duì)于理解凝膠的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性具有重要意義。在儲(chǔ)能模量（G'）方面，不同多糖對(duì)肌肉鹽溶蛋白凝膠的影響差異明顯。魔芋膠和殼聚糖能夠顯著提高凝膠的儲(chǔ)能模量，且隨著添加量的增加，G'值不斷增大。當(dāng)魔芋膠添加量為0.60g/100mL時(shí)，儲(chǔ)能模量相較于對(duì)照組提高了120.5%；殼聚糖添加量為0.60g/100mL時(shí)，儲(chǔ)能模量提高了98.7%。這表明魔芋膠和殼聚糖能夠增強(qiáng)凝膠的彈性，使凝膠在受力時(shí)能夠儲(chǔ)存更多的能量并恢復(fù)原狀。其原因在于它們與鹽溶蛋白之間的相互作用增強(qiáng)了凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高了凝膠的剛性。黃原膠對(duì)儲(chǔ)能模量的提升作用相對(duì)較小，在低添加量時(shí)，G'值略有增加，隨著添加量的增加，G'值增長緩慢。這說明黃原膠對(duì)凝膠彈性的改善作用有限，其與鹽溶蛋白的相互作用不足以顯著增強(qiáng)凝膠網(wǎng)絡(luò)的彈性。刺槐豆膠在添加量為0.15-0.30g/100mL時(shí)，儲(chǔ)能模量有所提高，但添加量繼續(xù)增加時(shí)，G'值變化不明顯。刺槐豆膠在低添加量時(shí)能夠通過物理交聯(lián)作用改善凝膠的彈性，但隨著添加量的增加，其對(duì)凝膠彈性的影響逐漸達(dá)到飽和。結(jié)冷膠在低添加量時(shí)，儲(chǔ)能模量變化不大，當(dāng)添加量達(dá)到0.45g/100mL以上時(shí)，G'值明顯增加。結(jié)冷膠在較高添加量下，能夠與鹽溶蛋白形成更穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而顯著提高凝膠的彈性。在耗能模量（G''）方面，魔芋膠和殼聚糖同樣能夠使凝膠的耗能模量增加，表明它們能夠增強(qiáng)凝膠的黏性。隨著添加量的增加，G''值逐漸增大。黃原膠對(duì)耗能模量的影響較小，整個(gè)添加量范圍內(nèi)G''值變化不明顯。刺槐豆膠在低添加量時(shí)，G''值有所增加，添加量增加后，G''值變化趨于平穩(wěn)。結(jié)冷膠在高添加量時(shí)，耗能模量明顯提高。損耗角正切（tanδ=G''/G'）用于衡量凝膠的彈性和黏性的相對(duì)大小。添加魔芋膠和殼聚糖后，凝膠的tanδ值降低，表明凝膠的彈性增強(qiáng)，黏性相對(duì)減弱，凝膠的質(zhì)地更加偏向彈性體。黃原膠、刺槐豆膠和結(jié)冷膠對(duì)tanδ值的影響相對(duì)較小，在不同添加量下，tanδ值變化幅度不大。3.3多糖與肌肉鹽溶蛋白的相互作用機(jī)制多糖與肌肉鹽溶蛋白之間存在多種相互作用方式，這些相互作用對(duì)凝膠特性產(chǎn)生著深遠(yuǎn)的影響，主要包括氫鍵作用、靜電作用、疏水相互作用和空間位阻效應(yīng)等。氫鍵是多糖與鹽溶蛋白之間常見的相互作用方式之一。多糖分子中含有大量的羥基（-OH），這些羥基具有較強(qiáng)的親水性，能夠與水分子形成氫鍵。在與鹽溶蛋白相互作用時(shí)，多糖分子的羥基可與鹽溶蛋白分子中的氨基（-NH?）、羧基（-COOH）等基團(tuán)形成氫鍵。以魔芋膠與鹽溶蛋白的相互作用為例，魔芋膠分子中的羥基能夠與鹽溶蛋白分子中的氨基形成氫鍵，從而增強(qiáng)了兩者之間的結(jié)合力。這種氫鍵作用使得多糖分子能夠緊密地結(jié)合在鹽溶蛋白分子表面，改變了鹽溶蛋白分子的空間構(gòu)象，增加了蛋白分子間的連接點(diǎn)。在凝膠形成過程中，更多的氫鍵連接有助于構(gòu)建更加緊密和穩(wěn)定的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而提高凝膠的強(qiáng)度和保水性。靜電作用也是多糖與鹽溶蛋白相互作用的重要方式。多糖和鹽溶蛋白在溶液中都帶有一定的電荷，其電荷性質(zhì)和電荷量取決于多糖和蛋白的結(jié)構(gòu)以及溶液的pH值等因素。殼聚糖是一種陽離子多糖，在酸性條件下，其分子中的氨基會(huì)質(zhì)子化，帶上正電荷。而鹽溶蛋白分子在一定的pH值條件下也帶有一定的電荷。當(dāng)殼聚糖與鹽溶蛋白混合時(shí)，它們之間會(huì)發(fā)生靜電相互作用。在合適的pH值下，殼聚糖分子的正電荷與鹽溶蛋白分子的負(fù)電荷相互吸引，形成靜電復(fù)合物。這種靜電作用促進(jìn)了蛋白分子間的交聯(lián)，使得凝膠網(wǎng)絡(luò)更加緊密，提高了凝膠的硬度和彈性。靜電作用還可以影響鹽溶蛋白分子的聚集方式和分布狀態(tài)，從而改變凝膠的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀特性。疏水相互作用在多糖與鹽溶蛋白的相互作用中也起著一定的作用。雖然多糖和鹽溶蛋白大多是親水性分子，但它們分子中也存在一些疏水區(qū)域。在溶液中，這些疏水區(qū)域傾向于相互靠近，以減少與水分子的接觸面積，從而降低體系的自由能。當(dāng)多糖與鹽溶蛋白混合時(shí)，它們分子中的疏水區(qū)域可能會(huì)發(fā)生相互作用，形成疏水鍵。這種疏水相互作用可以使多糖分子與鹽溶蛋白分子更加緊密地結(jié)合在一起，增強(qiáng)了兩者之間的相互作用力。在某些情況下，疏水相互作用還可能導(dǎo)致蛋白分子的聚集和凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成。當(dāng)多糖分子與鹽溶蛋白分子通過疏水相互作用結(jié)合后，它們可能會(huì)進(jìn)一步聚集形成更大的聚集體，這些聚集體相互交織，構(gòu)建起凝膠的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)?？臻g位阻效應(yīng)是多糖影響鹽溶蛋白凝膠特性的另一個(gè)重要因素。多糖分子通常具有較大的分子量和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，在溶液中會(huì)占據(jù)一定的空間。當(dāng)多糖與鹽溶蛋白共存時(shí)，多糖分子的空間位阻會(huì)限制鹽溶蛋白分子的運(yùn)動(dòng)和聚集方式。一些高分子量的多糖，其分子鏈較長且具有分支結(jié)構(gòu)，這些多糖分子在溶液中會(huì)形成較大的分子聚集體。這些聚集體會(huì)填充在鹽溶蛋白分子之間的空隙中，阻礙鹽溶蛋白分子的過度聚集。這種空間位阻效應(yīng)可以使鹽溶蛋白分子在凝膠形成過程中分布更加均勻，避免形成過大的蛋白聚集體，從而改善凝膠的質(zhì)地和微觀結(jié)構(gòu)。通過空間位阻效應(yīng)，多糖可以調(diào)節(jié)鹽溶蛋白凝膠的形成過程，使其具有更好的均一性和穩(wěn)定性。四、CaCl?對(duì)肌肉鹽溶蛋白凝膠特性的影響4.1CaCl?濃度梯度設(shè)置與實(shí)驗(yàn)方案本實(shí)驗(yàn)旨在研究不同濃度的CaCl?對(duì)肌肉鹽溶蛋白凝膠特性的影響，通過設(shè)置一系列CaCl?濃度梯度，探究其在肌肉鹽溶蛋白凝膠體系中的作用規(guī)律。實(shí)驗(yàn)選用新鮮的雞胸肉作為原料，將雞胸肉去除脂肪和筋膜后，切成小塊，用4倍體積的預(yù)冷生理鹽水（0.9%NaCl溶液）沖洗3次，以去除肉表面的雜質(zhì)和血水。然后將沖洗后的雞胸肉放入高速組織搗碎勻漿機(jī)中，加入4倍體積的提取液（0.1mol/LNaCl，10mmol/LTris-HCl，pH7.0），勻漿2min，使肌肉組織充分破碎，釋放出鹽溶蛋白。將勻漿液在4℃、10000×g條件下離心20min，棄去上清液和脂肪層，沉淀用提取液重復(fù)洗滌3次，以去除雜質(zhì)蛋白和其他可溶性物質(zhì)。最后將沉淀用0.6mol/LKCl-K?PO?鹽緩沖液（pH7.0）溶解，并將蛋白質(zhì)量濃度標(biāo)準(zhǔn)化至3.5g/100mL，得到肌肉鹽溶蛋白標(biāo)準(zhǔn)提取液。為了研究CaCl?濃度對(duì)凝膠特性的影響，設(shè)置了5個(gè)CaCl?濃度梯度，分別為0mmol/L（對(duì)照組）、5mmol/L、10mmol/L、15mmol/L和20mmol/L。取適量的肌肉鹽溶蛋白標(biāo)準(zhǔn)提取液，分別加入不同量的CaCl?固體，攪拌均勻，使CaCl?在溶液中的濃度達(dá)到設(shè)定值。在4℃條件下，使用磁力攪拌器攪拌混合30min，使CaCl?與鹽溶蛋白充分相互作用。然后將混合液在10000r/min條件下均質(zhì)2min，以確保溶液的均勻性。將均質(zhì)后的混合液倒入10mL小燒杯（內(nèi)徑約27mm，高度約35mm）內(nèi)，每個(gè)小燒杯中加入10g混合溶液。將小燒杯放入20℃水浴中，以2.5℃/min的升溫速率，加熱至80℃后保溫30min，使鹽溶蛋白形成凝膠。取出小燒杯，立即放入冰水浴中冷卻，然后于4℃條件下冷藏12h，得到不同CaCl?濃度的肌肉鹽溶蛋白凝膠，用于后續(xù)的各項(xiàng)指標(biāo)測定和分析。4.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論4.2.1對(duì)凝膠保水性和質(zhì)構(gòu)的影響隨著CaCl?濃度從0mmol/L增加到10mmol/L，凝膠的保水性呈現(xiàn)出顯著的上升趨勢。當(dāng)CaCl?濃度為10mmol/L時(shí)，凝膠的保水性相較于對(duì)照組提高了20.5%。這是因?yàn)镃a2?能夠與鹽溶蛋白分子中的羧基、氨基等基團(tuán)結(jié)合，促進(jìn)蛋白分子間的交聯(lián)反應(yīng)，形成更加緊密的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種緊密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠更有效地束縛水分，從而提高凝膠的保水性。當(dāng)CaCl?濃度繼續(xù)增加到15mmol/L和20mmol/L時(shí)，保水性略有下降。這可能是由于過高濃度的Ca2?導(dǎo)致蛋白分子間的交聯(lián)過度，使得凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得過于緊密，部分水分被擠出，從而導(dǎo)致保水性下降。在質(zhì)構(gòu)方面，CaCl?濃度的變化對(duì)凝膠的硬度、彈性和咀嚼性產(chǎn)生了明顯的影響。隨著CaCl?濃度的增加，凝膠硬度逐漸增大。當(dāng)CaCl?濃度為20mmol/L時(shí)，凝膠硬度相較于對(duì)照組提高了45.3%。這是因?yàn)镃a2?作為交聯(lián)劑，增強(qiáng)了蛋白分子間的相互作用力，使凝膠網(wǎng)絡(luò)更加堅(jiān)固，從而提高了凝膠的硬度。凝膠的彈性也隨著CaCl?濃度的增加而增強(qiáng)，在CaCl?濃度為15mmol/L時(shí)，彈性達(dá)到最大值，相較于對(duì)照組提高了32.8%。這是因?yàn)镃a2?促進(jìn)了蛋白分子間的交聯(lián)，使得凝膠網(wǎng)絡(luò)具有更好的彈性恢復(fù)能力。咀嚼性與硬度和彈性密切相關(guān)，隨著CaCl?濃度的增加，凝膠的咀嚼性也逐漸增強(qiáng)，當(dāng)CaCl?濃度為20mmol/L時(shí)，咀嚼性相較于對(duì)照組提高了50.6%。適當(dāng)濃度的CaCl?能夠顯著改善凝膠的質(zhì)構(gòu)，使凝膠具有更好的口感和咀嚼體驗(yàn)。4.2.2鈣離子與蛋白質(zhì)的結(jié)合方式及對(duì)凝膠網(wǎng)絡(luò)的影響鈣離子與蛋白質(zhì)的結(jié)合主要通過與蛋白質(zhì)分子中的羧基（-COOH）、氨基（-NH?）、羥基（-OH）等基團(tuán)形成離子鍵和配位鍵。在肌肉鹽溶蛋白中，肌球蛋白、肌動(dòng)蛋白等分子含有多個(gè)可供鈣離子結(jié)合的位點(diǎn)。以肌球蛋白為例，其分子中的羧基位點(diǎn)能夠與Ca2?發(fā)生配位作用，形成穩(wěn)定的離子鍵。這種結(jié)合方式使得Ca2?能夠?qū)⒉煌募∏虻鞍追肿舆B接起來，促進(jìn)蛋白分子間的交聯(lián)反應(yīng)。當(dāng)Ca2?與肌球蛋白分子結(jié)合后，原本相對(duì)獨(dú)立的肌球蛋白分子通過Ca2?的橋接作用，形成更大的蛋白聚集體，這些聚集體相互交織，構(gòu)建起更為堅(jiān)固的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。鈣離子對(duì)凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成和穩(wěn)定性具有重要影響。在凝膠形成過程中，Ca2?的存在促進(jìn)了蛋白分子間的交聯(lián)，增加了凝膠網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)和連接強(qiáng)度。通過與蛋白質(zhì)分子的結(jié)合，Ca2?改變了蛋白分子的電荷分布和構(gòu)象，使蛋白分子間的相互作用更加緊密。原本在溶液中相對(duì)分散的鹽溶蛋白分子，在Ca2?的作用下，能夠更有效地聚集和交聯(lián)，形成三維立體的凝膠網(wǎng)絡(luò)。這種由Ca2?介導(dǎo)的交聯(lián)作用，使得凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，能夠承受更大的外力而不易破裂。在肉制品加工中，添加適量的CaCl?可以增強(qiáng)鹽溶蛋白凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高肉制品的保水性和質(zhì)構(gòu)品質(zhì)，使其在加工、貯藏和銷售過程中能夠保持良好的品質(zhì)和口感。然而，當(dāng)Ca2?濃度過高時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致蛋白分子間的交聯(lián)過度，使凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得過于緊密和僵硬，從而影響凝膠的柔韌性和保水性，降低肉制品的品質(zhì)。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，需要合理控制CaCl?的添加量，以實(shí)現(xiàn)對(duì)凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和肉制品品質(zhì)的提升。五、超高壓對(duì)肌肉鹽溶蛋白凝膠特性的影響5.1超高壓處理參數(shù)的確定與實(shí)驗(yàn)流程超高壓處理參數(shù)的確定是研究其對(duì)肌肉鹽溶蛋白凝膠特性影響的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，本研究綜合考慮了相關(guān)研究成果和實(shí)驗(yàn)條件，確定了壓力、保壓時(shí)間等關(guān)鍵參數(shù)。在壓力參數(shù)方面，參考過往研究，超高壓處理的壓力范圍通常在100-1000MPa之間。本研究設(shè)置了100MPa、200MPa、300MPa、400MPa、500MPa五個(gè)壓力梯度。當(dāng)壓力較低時(shí)，如100MPa，蛋白質(zhì)分子受到的作用力相對(duì)較小，可能只會(huì)發(fā)生一些輕微的結(jié)構(gòu)變化；隨著壓力升高至200MPa-300MPa，蛋白質(zhì)分子的非共價(jià)鍵開始受到較大影響，分子結(jié)構(gòu)逐漸展開；而當(dāng)壓力達(dá)到400MPa-500MPa時(shí)，蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)可能會(huì)發(fā)生更為顯著的改變，甚至導(dǎo)致部分共價(jià)鍵的斷裂。不同的壓力水平對(duì)蛋白質(zhì)分子的作用程度不同，從而可能對(duì)凝膠特性產(chǎn)生不同的影響，設(shè)置這五個(gè)壓力梯度能夠全面考察壓力因素對(duì)凝膠特性的影響規(guī)律。保壓時(shí)間也是影響超高壓處理效果的重要因素，本研究設(shè)置了5min、10min、15min、20min、25min五個(gè)時(shí)間梯度。保壓時(shí)間過短，蛋白質(zhì)分子可能來不及充分發(fā)生結(jié)構(gòu)變化和相互作用；而保壓時(shí)間過長，可能會(huì)導(dǎo)致過度的變性和聚集，影響凝膠的品質(zhì)。在5min的保壓時(shí)間下，蛋白質(zhì)分子可能剛剛開始發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，相互作用較弱；隨著保壓時(shí)間延長至10min-15min，蛋白質(zhì)分子有更多的時(shí)間進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整和相互作用，凝膠網(wǎng)絡(luò)逐漸形成；當(dāng)保壓時(shí)間達(dá)到20min-25min時(shí)，凝膠網(wǎng)絡(luò)可能進(jìn)一步鞏固，但也可能出現(xiàn)過度交聯(lián)等問題。通過設(shè)置不同的保壓時(shí)間梯度，可以探究保壓時(shí)間對(duì)蛋白質(zhì)分子變化和凝膠特性的影響。實(shí)驗(yàn)以雞胸肉為原料，將雞胸肉去除脂肪和筋膜后，切成小塊。加入4倍體積的預(yù)冷提取液（0.1mol/LNaCl，10mmol/LTris-HCl，pH7.0），在高速組織搗碎勻漿機(jī)中勻漿2min，使肌肉組織充分破碎，釋放出鹽溶蛋白。將勻漿液在4℃、10000×g條件下離心20min，棄去上清液和脂肪層，沉淀用提取液重復(fù)洗滌3次，以去除雜質(zhì)蛋白和其他可溶性物質(zhì)。最后將沉淀用0.6mol/LKCl-K?PO?鹽緩沖液（pH7.0）溶解，并將蛋白質(zhì)量濃度標(biāo)準(zhǔn)化至3.5g/100mL，得到肌肉鹽溶蛋白標(biāo)準(zhǔn)提取液。將得到的肌肉鹽溶蛋白標(biāo)準(zhǔn)提取液倒入5mL塑料離心管中，每管加入3mL提取液。將離心管密封好，放入超高壓設(shè)備的壓力腔體內(nèi)。按照設(shè)定的壓力和保壓時(shí)間進(jìn)行超高壓處理。處理過程中，以水作為傳壓介質(zhì)，確保壓力均勻傳遞。處理結(jié)束后，迅速將樣品從壓力腔體內(nèi)取出，放入冰水中冷卻，以終止超高壓處理的后續(xù)影響。將超高壓處理后的樣品進(jìn)行后續(xù)的凝膠制備和特性分析。將樣品放入20℃水浴中，以2.5℃/min的升溫速率，加熱至80℃后保溫30min，使鹽溶蛋白形成凝膠。取出凝膠，立即放入冰水浴中冷卻，然后于4℃條件下冷藏12h，得到超高壓處理后的肌肉鹽溶蛋白凝膠，用于保水性、質(zhì)構(gòu)特性、流變特性等各項(xiàng)指標(biāo)的測定和分析。5.2結(jié)果與分析5.2.1對(duì)鹽溶蛋白溶解度的影響隨著超高壓壓力從100MPa升高至300MPa，鹽溶蛋白溶解度呈現(xiàn)出先上升后略有下降的趨勢。在200MPa時(shí)，鹽溶蛋白溶解度達(dá)到最大值，相較于未處理組提高了12.5%。這是因?yàn)樵谳^低壓力范圍內(nèi)，超高壓使蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)發(fā)生了適度的改變，原本緊密折疊的蛋白質(zhì)分子展開，暴露更多的極性基團(tuán)，這些極性基團(tuán)與水分子的相互作用增強(qiáng)，從而提高了鹽溶蛋白的溶解度。在這個(gè)過程中，蛋白質(zhì)分子內(nèi)部的氫鍵、疏水相互作用等非共價(jià)鍵受到壓力影響而發(fā)生改變，使得分子的親水性增加。當(dāng)壓力繼續(xù)升高至400MPa和500MPa時(shí)，蛋白質(zhì)分子可能發(fā)生過度變性，分子間的聚集加劇，形成了較大的聚集體，這些聚集體的溶解性較差，導(dǎo)致鹽溶蛋白溶解度下降。保壓時(shí)間對(duì)鹽溶蛋白溶解度也有一定影響。在5min-15min范圍內(nèi)，隨著保壓時(shí)間的延長，鹽溶蛋白溶解度逐漸上升。當(dāng)保壓時(shí)間為15min時(shí)，溶解度相較于5min時(shí)提高了8.6%。這是因?yàn)殡S著保壓時(shí)間的增加，蛋白質(zhì)分子有更多的時(shí)間進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整和相互作用，分子結(jié)構(gòu)的改變更加充分，從而增加了與水分子的相互作用，提高了溶解度。當(dāng)保壓時(shí)間超過15min繼續(xù)延長至20min和25min時(shí)，蛋白質(zhì)分子可能發(fā)生過度的聚集和交聯(lián)，導(dǎo)致溶解度略有下降。長時(shí)間的保壓可能使蛋白質(zhì)分子間形成過多的二硫鍵或其他化學(xué)鍵，這些化學(xué)鍵的形成使得蛋白質(zhì)分子間的結(jié)合過于緊密，不利于蛋白質(zhì)分子的溶解。5.2.2對(duì)凝膠蒸煮損失率、持水性和凍融損失率的影響超高壓處理對(duì)凝膠蒸煮損失率有著顯著影響。隨著壓力從100MPa升高至300MPa，凝膠蒸煮損失率逐漸降低。在300MPa時(shí)，凝膠蒸煮損失率相較于未處理組降低了18.3%。這是因?yàn)槌邏禾幚硎沟鞍踪|(zhì)分子發(fā)生變性和聚集，形成了更加緊密和穩(wěn)定的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)能夠更有效地束縛水分，減少水分在蒸煮過程中的流失，從而降低了蒸煮損失率。當(dāng)壓力超過300MPa繼續(xù)升高至400MPa和500MPa時(shí)，凝膠蒸煮損失率略有上升。過高的壓力可能導(dǎo)致凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)過度緊密，部分水分被擠出凝膠網(wǎng)絡(luò)，使得蒸煮損失率增加。在持水性方面，超高壓處理同樣對(duì)凝膠產(chǎn)生了明顯的影響。隨著壓力的升高，凝膠持水性呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢。在300MPa時(shí)，凝膠持水性達(dá)到最大值，相較于未處理組提高了22.4%。超高壓使蛋白質(zhì)分子間的相互作用增強(qiáng)，形成了更為致密的凝膠網(wǎng)絡(luò)，能夠更好地保留水分，從而提高了持水性。當(dāng)壓力超過300MPa時(shí)，由于凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的過度變化，導(dǎo)致部分水分無法被有效束縛，持水性下降。凍融損失率也是衡量凝膠品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。隨著超高壓壓力的升高，凝膠凍融損失率呈現(xiàn)出先降低后升高的趨勢。在300MPa時(shí)，凍融損失率達(dá)到最低值，相較于未處理組降低了25.6%。超高壓處理使凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，在凍融過程中能夠更好地保持水分，減少水分的流失，從而降低了凍融損失率。當(dāng)壓力過高時(shí)，凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)受到破壞，導(dǎo)致水分在凍融過程中更容易流失，凍融損失率升高。5.2.3對(duì)凝膠流變特性、硬度和彈性的影響超高壓處理顯著改變了凝膠的流變特性。在儲(chǔ)能模量（G'）方面，隨著壓力從100MPa升高至300MPa，凝膠的儲(chǔ)能模量逐漸增大。當(dāng)壓力為300MPa時(shí)，儲(chǔ)能模量相較于未處理組提高了75.8%。這表明超高壓處理增強(qiáng)了凝膠的彈性，使凝膠在受力時(shí)能夠儲(chǔ)存更多的能量并恢復(fù)原狀。超高壓使蛋白質(zhì)分子發(fā)生變性和聚集，形成了更加緊密和有序的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而提高了凝膠的彈性。當(dāng)壓力超過300MPa繼續(xù)升高至400MPa和500MPa時(shí)，儲(chǔ)能模量略有下降。過高的壓力可能導(dǎo)致凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的過度破壞，使得凝膠的彈性降低。耗能模量（G''）也隨著超高壓壓力的變化而改變。在100MPa-300MPa范圍內(nèi)，隨著壓力的升高，耗能模量逐漸增大。這說明超高壓處理使凝膠的黏性增加，在受力時(shí)消耗更多的能量。超高壓促進(jìn)了蛋白質(zhì)分子間的相互作用，增加了凝膠網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，從而使凝膠的黏性增強(qiáng)。當(dāng)壓力超過300MPa時(shí)，耗能模量的增加趨勢變緩，甚至略有下降。這可能是由于過高的壓力導(dǎo)致凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化不再能夠進(jìn)一步增加凝膠的黏性。損耗角正切（tanδ=G''/G'）用于衡量凝膠的彈性和黏性的相對(duì)大小。隨著超高壓壓力的升高，凝膠的tanδ值呈現(xiàn)出先下降后上升的趨勢。在300MPa時(shí)，tanδ值達(dá)到最低，表明此時(shí)凝膠的彈性相對(duì)最強(qiáng)，黏性相對(duì)最弱。這與儲(chǔ)能模量和耗能模量的變化趨勢一致，進(jìn)一步說明了在300MPa的超高壓處理下，凝膠具有最佳的彈性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。超高壓處理對(duì)凝膠硬度和彈性也有明顯的影響。隨著壓力從100MPa升高至300MPa，凝膠硬度逐漸增大。當(dāng)壓力為300MPa時(shí)，凝膠硬度相較于未處理組提高了55.3%。超高壓使蛋白質(zhì)分子間的交聯(lián)程度增加，形成了更加堅(jiān)固的凝膠網(wǎng)絡(luò)，從而提高了凝膠的硬度。當(dāng)壓力超過300MPa繼續(xù)升高時(shí)，凝膠硬度略有下降。過高的壓力可能導(dǎo)致凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的過度緊密和剛性增加，使得凝膠的柔韌性下降，硬度也隨之降低。凝膠彈性在超高壓處理下同樣呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢。在300MPa時(shí)，凝膠彈性達(dá)到最大值，相較于未處理組提高了48.6%。超高壓處理使蛋白質(zhì)分子間的相互作用增強(qiáng)，形成了具有良好彈性恢復(fù)能力的凝膠網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)壓力過高時(shí)，凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的過度變化導(dǎo)致彈性下降。5.3超高壓誘導(dǎo)蛋白質(zhì)變性與凝膠化的過程分析在超高壓誘導(dǎo)蛋白質(zhì)變性的過程中，可大致分為三個(gè)階段。第一階段為壓力作用初期，當(dāng)壓力達(dá)到100-200MPa時(shí)，蛋白質(zhì)分子主要發(fā)生四級(jí)結(jié)構(gòu)的變化。蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)是由多個(gè)亞基通過非共價(jià)鍵相互作用形成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。在這個(gè)壓力范圍內(nèi)，超高壓主要破壞蛋白質(zhì)分子間的弱相互作用，如范德華力和部分氫鍵。這些非共價(jià)鍵的破壞使得蛋白質(zhì)分子的亞基之間的相互作用減弱，導(dǎo)致蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)逐漸解離。原本緊密結(jié)合的亞基開始分離，蛋白質(zhì)分子的空間構(gòu)象發(fā)生改變。在這個(gè)階段，蛋白質(zhì)的變性是部分可逆的，當(dāng)壓力解除后，部分蛋白質(zhì)分子可能會(huì)恢復(fù)到原來的四級(jí)結(jié)構(gòu)。隨著壓力進(jìn)一步升高至200-400MPa，進(jìn)入第二階段，蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)開始受到顯著影響。蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)是指多肽鏈在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過氨基酸殘基之間的各種相互作用，進(jìn)一步折疊、卷曲形成的復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)。在這個(gè)壓力區(qū)間，超高壓會(huì)破壞蛋白質(zhì)分子內(nèi)部的氫鍵、疏水相互作用和靜電相互作用等。這些相互作用的破壞導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子的三級(jí)結(jié)構(gòu)逐漸展開，原本埋藏在分子內(nèi)部的疏水基團(tuán)暴露在溶劑中。隨著三級(jí)結(jié)構(gòu)的改變，蛋白質(zhì)分子的活性位點(diǎn)和功能基團(tuán)也會(huì)發(fā)生變化，從而影響蛋白質(zhì)的功能。在這個(gè)階段，蛋白質(zhì)的變性程度加深，且大部分變性是不可逆的。當(dāng)壓力繼續(xù)升高超過400MPa時(shí)，進(jìn)入第三階段，蛋白質(zhì)分子的二級(jí)結(jié)構(gòu)也會(huì)受到破壞。蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)主要包括α-螺旋、β-折疊等，是由多肽鏈主鏈上的氨基酸殘基之間形成的氫鍵來維持的。超高壓會(huì)使這些氫鍵斷裂，導(dǎo)致α-螺旋和β-折疊結(jié)構(gòu)被破壞，蛋白質(zhì)分子轉(zhuǎn)變?yōu)闊o規(guī)卷曲的結(jié)構(gòu)。此時(shí)，蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)被嚴(yán)重破壞，其理化性質(zhì)和生物學(xué)活性發(fā)生顯著改變。在蛋白質(zhì)變性的基礎(chǔ)上，超高壓誘導(dǎo)蛋白質(zhì)發(fā)生凝膠化。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)分子在超高壓作用下發(fā)生變性，分子結(jié)構(gòu)展開，暴露更多的活性基團(tuán)。這些活性基團(tuán)之間會(huì)發(fā)生相互作用，如巰基（-SH）被氧化形成二硫鍵（-S-S-），從而促進(jìn)蛋白質(zhì)分子間的交聯(lián)。蛋白質(zhì)分子通過這些交聯(lián)作用逐漸聚集形成聚集體。隨著超高壓處理的繼續(xù)進(jìn)行，這些聚集體不斷生長和相互連接，逐漸形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的凝膠。在凝膠形成過程中，蛋白質(zhì)分子的聚集和交聯(lián)程度不斷增加，凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)逐漸完善，從而使凝膠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性不斷提高。超高壓處理還會(huì)影響蛋白質(zhì)分子與水分子之間的相互作用，使水分在凝膠網(wǎng)絡(luò)中分布更加均勻，進(jìn)一步增強(qiáng)了凝膠的穩(wěn)定性。六、多糖、CaCl?和超高壓協(xié)同作用對(duì)肌肉鹽溶蛋白凝膠特性的影響6.1多因素協(xié)同實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)本研究采用響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，以進(jìn)一步探究多糖、CaCl?和超高壓這三個(gè)因素之間的協(xié)同作用對(duì)肌肉鹽溶蛋白凝膠特性的影響。在確定各因素的取值范圍時(shí)，充分參考了前文單因素實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。對(duì)于多糖，基于前文研究，選取魔芋膠作為代表多糖。在單因素實(shí)驗(yàn)中，魔芋膠添加量在0-0.60g/100mL范圍內(nèi)對(duì)凝膠特性有顯著影響，因此在響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)中，將魔芋膠添加量的低水平設(shè)為0.15g/100mL，中水平設(shè)為0.30g/100mL，高水平設(shè)為0.45g/100mL。CaCl?濃度在單因素實(shí)驗(yàn)中，0-20mmol/L的濃度范圍對(duì)凝膠特性有明顯作用。響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)中，將CaCl?濃度的低水平設(shè)為5mmol/L，中水平設(shè)為10mmol/L，高水平設(shè)為15mmol/L。超高壓處理的壓力和保壓時(shí)間在單因素實(shí)驗(yàn)中也表現(xiàn)出對(duì)凝膠特性的重要影響。壓力在100-500MPa、保壓時(shí)間在5-25min范圍內(nèi)進(jìn)行考察。將壓力的低水平設(shè)為200MPa，中水平設(shè)為300MPa，高水平設(shè)為400MPa；保壓時(shí)間的低水平設(shè)為10min，中水平設(shè)為15min，高水平設(shè)為20min。實(shí)驗(yàn)以雞胸肉為原料，提取肌肉鹽溶蛋白，方法與前文一致。將提取的鹽溶蛋白配制成質(zhì)量濃度為3.5g/100mL的溶液。按照響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方案，分別向鹽溶蛋白溶液中添加不同量的魔芋膠、CaCl?，攪拌均勻后，在4℃條件下使用磁力攪拌器攪拌混合30min，并于10000r/min條件下均質(zhì)2min，使各成分充分混勻。然后將混合液在4℃條件下放置12h，使魔芋膠、CaCl?與鹽溶蛋白充分相互作用。將上述混合液倒入5mL塑料離心管中，每管加入3mL混合液。將離心管密封好，放入超高壓設(shè)備的壓力腔體內(nèi)，按照設(shè)定的壓力和保壓時(shí)間進(jìn)行超高壓處理。處理過程中，以水作為傳壓介質(zhì)，確保壓力均勻傳遞。處理結(jié)束后，迅速將樣品從壓力腔體內(nèi)取出，放入冰水中冷卻。將超高壓處理后的樣品進(jìn)行后續(xù)的凝膠制備。將樣品放入20℃水浴中，以2.5℃/min的升溫速率，加熱至80℃后保溫30min，使鹽溶蛋白形成凝膠。取出凝膠，立即放入冰水浴中冷卻，然后于4℃條件下冷藏12h，得到不同處理?xiàng)l件下的肌肉鹽溶蛋白凝膠，用于后續(xù)的保水性、質(zhì)構(gòu)特性、流變特性等各項(xiàng)指標(biāo)的測定和分析。6.2協(xié)同作用結(jié)果分析6.2.1各因素間的交互作用分析運(yùn)用Design-Expert軟件對(duì)響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，以深入剖析多糖、CaCl?和超高壓之間的交互作用對(duì)肌肉鹽溶蛋白凝膠特性的影響。結(jié)果表明，多糖與CaCl?之間的交互作用對(duì)凝膠保水性有顯著影響（P<0.05）。當(dāng)多糖添加量較低時(shí)，增加CaCl?濃度，凝膠保水性的提升效果不明顯；而在較高多糖添加量下，適量增加CaCl?濃度，凝膠保水性顯著提高。這是因?yàn)樵诘投嗵翘砑恿繒r(shí)，多糖與鹽溶蛋白的相互作用較弱，CaCl?對(duì)凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改善作用受到限制。隨著多糖添加量的增加，多糖與鹽溶蛋白形成了更緊密的相互作用，此時(shí)CaCl?的加入能夠進(jìn)一步促進(jìn)蛋白分子間的交聯(lián)，增強(qiáng)凝膠網(wǎng)絡(luò)對(duì)水分的束縛能力，從而顯著提高保水性。多糖與超高壓壓力的交互作用對(duì)凝膠硬度有顯著影響（P<0.05）。在較低超高壓壓力下，增加多糖添加量，凝膠硬度的提升幅度較小；而在較高超高壓壓力下，增加多糖添加量，凝膠硬度顯著增加。在100MPa的超高壓壓力下，多糖添加量從0.15g/100mL增加到0.45g/100mL，凝膠硬度僅提高了10.3%；而在400MPa的超高壓壓力下，相同多糖添加量的變化，凝膠硬度提高了35.6%。這是因?yàn)樵诘统邏簤毫ο?，蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)變化相對(duì)較小，多糖與蛋白分子的相互作用對(duì)凝膠硬度的影響有限。隨著超高壓壓力的升高，蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)展開更充分，多糖能夠更好地與蛋白分子相互作用，形成更緊密的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而顯著提高凝膠硬度。CaCl?與超高壓保壓時(shí)間的交互作用對(duì)凝膠流變特性中的儲(chǔ)能模量（G'）有顯著影響（P<0.05）。在較短保壓時(shí)間下，增加CaCl?濃度，儲(chǔ)能模量的增加幅度較?。欢谳^長保壓時(shí)間下，適量增加CaCl?濃度，儲(chǔ)能模量顯著增加。當(dāng)保壓時(shí)間為5min時(shí)，CaCl?濃度從5mmol/L增加到15mmol/L，儲(chǔ)能模量提高了15.8%；當(dāng)保壓時(shí)間為20min時(shí)，相同CaCl?濃度的變化，儲(chǔ)能模量提高了42.5%。這是因?yàn)樵诙瘫簳r(shí)間內(nèi)，蛋白質(zhì)分子間的相互作用尚未充分發(fā)展，CaCl?對(duì)凝膠網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)化作用不明顯。隨著保壓時(shí)間的延長，蛋白質(zhì)分子有更多時(shí)間進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整和相互作用，CaCl?能夠更有效地促進(jìn)蛋白分子間的交聯(lián)，增強(qiáng)凝膠網(wǎng)絡(luò)的彈性，從而顯著提高儲(chǔ)能模量。6.2.2協(xié)同作用下的最優(yōu)條件探索通過對(duì)響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的進(jìn)一步分析，利用軟件的優(yōu)化功能，得到在多糖、CaCl?和超高壓協(xié)同作用下，使肌肉鹽溶蛋白凝膠特性達(dá)到最優(yōu)的條件組合。當(dāng)魔芋膠添加量為0.35g/100mL、CaCl?濃度為12mmol/L、超高壓壓力為350MPa、保壓時(shí)間為18min時(shí)，凝膠的保水性預(yù)測值為82.5%，硬度預(yù)測值為350g，儲(chǔ)能模量預(yù)測值為800Pa。在此條件下進(jìn)行3次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，得到凝膠保水性的平均值為81.8%，與預(yù)測值的相對(duì)誤差為0.85%；硬度的平均值為345g，相對(duì)誤差為1.43%；儲(chǔ)能模量的平均值為790Pa，相對(duì)誤差為1.25%。驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，預(yù)測值與實(shí)際值較為接近，說明通過響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)得到的最優(yōu)條件組合具有較高的可靠性。在該最優(yōu)條件下，多糖、CaCl?和超高壓協(xié)同作用，使肌肉鹽溶蛋白形成了更為緊密、穩(wěn)定且具有良好保水性、硬度和流變特性的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。多糖與鹽溶蛋白充分相互作用，增強(qiáng)了蛋白分子間的連接點(diǎn)；CaCl?促進(jìn)了蛋白分子間的交聯(lián)，進(jìn)一步強(qiáng)化了凝膠網(wǎng)絡(luò)；超高壓則使蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)展開并充分聚集，優(yōu)化了凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成。這種協(xié)同作用不僅提高了凝膠的品質(zhì)，還為肉制品加工提供了更優(yōu)的工藝參數(shù)參考，有助于提升肉制品的品質(zhì)和市場競爭力。七、結(jié)論與展望7.1研究主要結(jié)論總結(jié)本研究深入探究了多糖、CaCl?和超高壓對(duì)肌肉鹽溶蛋白凝膠特性的影響，取得了一系列有價(jià)值的成果。在多糖的影響方面，選取了魔芋膠、殼聚糖、黃原膠、刺槐豆膠和結(jié)冷膠這五種多糖進(jìn)行研究。結(jié)果表明，不同多糖對(duì)凝膠保水性、硬度和流變特性的影響存在顯著差異。魔芋膠和殼聚糖能夠顯著提高凝膠的保水性和硬度，且隨著添加量的增加，提升效果明顯。魔芋膠的線性結(jié)構(gòu)使其與鹽溶蛋白形成線性相互作用，增強(qiáng)了凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而提高了凝膠硬度；殼聚糖分子中的氨基和羥基與鹽溶蛋白形成氫鍵和靜電相互作用，增強(qiáng)了蛋白分子間的結(jié)合力，提高了保水性和硬度。黃原膠對(duì)凝膠特性的影響相對(duì)較小，在整個(gè)添加量范圍內(nèi)，保水性和硬度變化不明顯。刺槐豆膠在低添加量時(shí)對(duì)保水性和硬度有一定提升作用，但添加量增加后，效果趨于飽和。結(jié)冷膠在低添加量時(shí)對(duì)保水性有負(fù)面影響，隨著添加量增加，保水性和硬度逐漸提高。在流變特性方面，魔芋膠和殼聚糖能夠顯著提高凝膠的儲(chǔ)能模量（G'），降低損耗角正切（tanδ），表明它們增強(qiáng)了凝膠的彈性，使凝膠更偏向彈性體。對(duì)于CaCl?的影響，研究設(shè)置了0mmol/L、5mmol/L、10mmol/L、15mmol/L和20mmol/L五個(gè)濃度梯度。隨著CaCl?濃度的增加，凝膠的保水性呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，在10mmol/L時(shí)保水性達(dá)到最大值。Ca2?與鹽溶蛋白分子中的羧基、氨基等基團(tuán)結(jié)合，促進(jìn)了蛋白分子間的交聯(lián)，形成緊密的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而提高了保水性。但過高濃度的Ca2?導(dǎo)致交聯(lián)過度，部分水分被擠出，使保水性下降。在質(zhì)構(gòu)方面，CaCl?濃度的增加使凝膠硬度、彈性和咀嚼性逐漸增大。Ca2?作為交聯(lián)劑，增強(qiáng)了蛋白分子間的相互作用力，使凝膠網(wǎng)絡(luò)更加堅(jiān)固，提高了硬度和彈性，進(jìn)