低场核磁共振弛豫法研究酶对肌原纤维蛋白凝胶的影响

肌原纤维蛋白在肉类加工过程中起着重要的作用，在肉制品在加热过程中肌原纤维蛋白热变形聚合，形成重要的结构，对肉的品质起到重要的作用，直接影响蛋白的感官性质（肉制品的弹性、多汁性、口感等）。热凝胶化有助于形成精细的纹理，产品成型，并在产品中保持水分。肌原纤维蛋白对肉和肉制品的功能特性，特别是保水性（WHC）具有重要意义。为了提高肉蛋白的功能特性，可以利用酶催化反应来改善蛋白质的特性。

低场核磁共振弛豫测定法是一种非破坏性的测试方法，能够表征水质子的迁移率和水分分布，已有不少研究使用低场核磁共振弛豫法测定肉中的WHC。质子弛豫的一般包括自旋-晶格弛豫时间（T1）和自旋-自旋弛豫时间（T2）。T1和T2分别是自旋与其周围环境相互作用和自旋迁移率的量度。

T2值最常用于测量肉和肉制品的WHC，T2可以区分不与固体颗粒或大分子相互作用的自由水和不易流动水，例如结晶水或其他化学或物理结合/固定水。大量的研究证明低场核磁共振弛豫测定法是研究肌原纤维蛋白作为pH值、离子强度和热处理函数的有用工具，本文介绍使用低场核磁共振弛豫法研究酶对肌原纤维蛋白凝胶的影响。

肌原纤维蛋白凝胶WHC

凝胶化过程与酶的交联共同导致肌原纤维蛋白链的结合，从而产生一个连续的三维网络，水被困在其中。WHC可以指示蛋白质结合水的能力，通常用于客观评估肉类和肉制品的质量和产量。如下图所示，随着MTG从0到2U/g蛋白的增加，PMP凝胶的WHC从81.4%显著增加到95.6%，但随着MTG浓度从2到8U/g蛋白的增加，WHC没有进一步增加。

不同酶浓度下肌原纤维蛋白凝胶的持水性能

低场核磁共振质子弛豫

T2信号可以拟合成由一定范围的T2分布。下图显示了不同酶浓度样品的T2弛豫时间分布。随着MTG浓度的增加，主峰的位置明显向较低的弛豫时间转移。加入2u/g蛋白后，T2峰变宽，但在50度孵育温度下，随着MTG用量的增加，T2峰无明显变化。

不同酶浓度下肌原纤维蛋白凝胶T2弛豫分布

添加酶后，观察到峰值（T2弛豫时间）的显著变化，加酶后T2弛豫时间从对照组的226ms减少到2u/g蛋白质的188ms。但随着酶浓度从2μg/g增加到8u/g蛋白，T2没有进一步降低。

不同酶浓度对T2弛豫时间的影

低场核磁共振数据显示，加酶的样品T2弛豫时间变短，表明由于网络的形成，蛋白质质子的流动性较小。

通过SEM观察，酶的加入使肌原纤维蛋白凝胶形成了更为多孔的微观结构，这与T2的减少有关，并导致较高的WHC。

推荐仪器：核磁共振成像分析仪NMI20-040V-I

【参考资料：[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.】