钙蛋白酶及钙离子在猪肉宰后成熟过程中的作用研究

论文摘要

猪肉嫩度是评定猪肉品质的重要指标，也是影响消费者消费的决定性因素，宰后成熟是改善猪肉嫩度的基本途径。本文主要研究了钙蛋白酶（Calpain）和钙离子在猪肉宰后成熟过程中的作用，进一步探明了猪肉的成熟机制，也为调控猪肉后熟过程提供更充分的理论支持，并建立猪肉嫩度特征指标体系，为建立猪肉嫩度预测模型提供依据。1建立指示猪肉嫩度的特征指标体系本试验以杜长大三元杂交猪的背最长肌（LD）、腰大肌（PM）、半膜肌（SM）为实验材料，通过对成熟过程中钙蛋白酶粗酶液活性、肌原纤维小片化指数、剪切力等指标的测定，结合SDS-PAGE全肌肉蛋白电泳结果，来综合评价猪肉嫩度在宰后成熟过程中的变化情况。结果表明：（1）成熟时间对猪肉嫩度的影响极显著（P<0．01），随成熟时间的延长，嫩度水平极显著提高（P<0．01）。不同部位间猪肉初始嫩度差异显著（P<0．05），腰大肌初始嫩度最大，半膜肌次之，背最长肌最差；不同部位猪肉的成熟速度也不相同，腰大肌在成熟初期的成熟速度最快。经过成熟，三种部位猪肉168h的嫩度水平差异极显著（P<0．01），腰大肌嫩度水平仍然最高，背最长肌最低。（2）钙蛋白酶在宰后成熟初期，活性极显著的降低（P<0．01），而肌肉嫩度显著提高（P<0．05）。成熟72h后，钙蛋白酶活性下降速度逐渐减慢，而肌肉嫩度增加速度也随之减慢，说明钙蛋白酶是宰后成熟过程中主要作用酶，并且其主要在宰后成熟初期发挥作用。（3）肌原纤维小片化指数与剪切力呈极显著负相关（P<0．01），钙蛋白酶活性与剪切力呈显著正相关（P<0．05），说明MFI和CAF均可作为衡量猪肉嫩度的特征指标。（4）在猪肉宰后成熟的过程中，全肌肉蛋白SDS-PAGE电泳图谱中出现了30kDa左右大小的Troponin-T水解片段，，随成熟时间的延长，条带颜色逐渐加深，说明此水解片段也可作为指示猪肉嫩度的特征指标。2不同处理对猪肉成熟过程的影响本试验以杜长大三元杂交猪的背最长肌为研究对象，对样品进行了6种不同的处理，每个处理组分别按样品重10％注射蒸馏水（对照组）、0．2mg／ml亮肽素、200mmol／L ZnCl2、200mmol／L CaCl2、0．2U钙蛋白酶粗酶液、0．2U钙蛋白酶粗酶液+200mmol／L CaCl2，在样品成熟0、1、3、5、7d后，测相关嫩度指标的变化情况，对猪肉的成熟机理进行了探讨。试验结果如下：（1）亮肽素和ZnCl2处理组由于钙蛋白酶活性被抑制，显著降低了猪肉的成熟速度，在成熟过程中嫩度水平无显著变化（P>0．05），注射CaCl2溶液和钙蛋白酶粗酶液处理组，其嫩度水平相对于对照组极显著提高（P<0．01），成熟时间明显缩短。随着成熟时间的延长，钙蛋白酶粗酶液活性极显著降低（P<0．01），嫩度增加的速度逐渐减慢，说明提高肌肉中Ca2+浓度或钙蛋白酶的含量均有利于提高猪肉嫩度，进一步说明钙蛋白酶才是肌原纤维降解的主要作用酶，其需要一定浓度的钙离子才能被激活，并且钙蛋白酶主要在宰后成熟嫩化初期发挥作用。3钙溶液处理对猪肉嫩化作用的研究本试验分为两部分，第一部分以杜长大三元杂交猪的背最长肌为研究对象，对样品进行了6种不同的处理，每个处理组分别按样品重10％注射蒸馏水（对照组）、1 mmol／L、10mmol／L、100mmol／L、200mmol／L、300mmol／L CaCl2溶液，在样品成熟0、1、3、5、7d后，测相关嫩度指标的变化情况，对钙离子在猪肉嫩化过程中发挥的作用进行了探讨。第二部分以杜长大三元杂交猪的背最长肌为研究对象，对样品进行了4种不同处理，每个处理组分别按样品重10％注射超纯水（对照组）、100mmol／L乳酸钙、100mmol／L葡萄糖酸钙、100mmol／L CaCl2溶液，对有机钙应用于猪肉嫩化技术的可能性进行了探讨，试验结果如下：（1）向猪背最长肌注射浓度大于10％100mmol／L的CaCl2溶液即能显著提高其嫩度，且在一定范围内随Ca2+浓度的升高，嫩度提高的幅度越大，但当CaCl2溶液浓度大于200mmol／L后，嫩度提高的幅度有限，说明100mmol／L CaCl2溶液就足以改善猪肉嫩度，但是为了得到更佳的嫩化效果，可将CaCl2溶液浓度提高到200mmol／L。（2）本试验还尝试选择合适的有机钙源来代替氯化钙，试验结果表明，葡萄糖酸钙对猪肉的嫩化作用不明显，100mmol／L的乳酸钙可以起到与100mmol／LCaCl2类似的作用。因此，可将有机钙乳酸钙代替氯化钙应用于猪肉嫩化技术。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1 钙蛋白酶理论
• 1.1 钙蛋白酶（Calpain）系统的概述
• 1.2 钙蛋白酶系统的分类及结构
• 1.3 影响钙蛋白酶活性的理化因素
• 1.4 钙蛋白酶与肌肉的嫩化成熟的关系
• 1.5 钙蛋白酶的在宰后肌肉嫩化过程中的作用
• 2 钙离子理论
• 3 溶酶体组织蛋白酶理论
• 3.1 组织蛋白酶B、组织蛋白酶L和组织蛋白酶H
• 3.2 组织蛋白酶D
• 3.3 溶酶体组织蛋白酶在宰后猪肉成熟过程中的作用
• 2+嫩化技术的研究'>4 加入外源性Ca²⁺嫩化技术的研究
• 第二章 建立指示猪肉嫩度的特征指标体系
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 实验方法
• 1.3 数据分析处理
• 2 结果与分析
• 2.1 成熟时间对猪肉钙蛋白酶粗酶液活性的影响
• 2.2 不同部位猪肉在成熟过程中钙蛋白酶粗酶液的活性变化
• 2.3 成熟时间对猪肉肌原纤维小片化指数的影响
• 2.4 不同部位猪肉在成熟过程中肌原纤维小片化指数的变化
• 2.5 成熟时间对猪肉剪切力的影响
• 2.6 不同部位的猪肉在成熟过程中剪切力的变化
• 2.7 不同部位的猪肉在成熟过程中全肌肉蛋白SDS-PAGE电泳结果
• 2.8 嫩度指标间的相关性分析
• 3 结论与讨论
• 3.1 结论
• 3.2 讨论
• 第三章 不同处理对猪肉成熟过程的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 实验方法
• 1.3 数据分析处理
• 2 结果与分析
• 2.1 不同处理和成熟时间对钙蛋白酶粗酶液活性的影响
• 2.2 不同处理和成熟时间对肌原纤维小片化指数的影响
• 2.3 不同处理和成熟时间对猪肉剪切力的影响
• 2.4 全肌肉蛋白SDS-PAGE电泳结果
• 3 结论与讨论
• 3.1 结论
• 3.2 讨论
• 第四章 钙溶液处理对猪肉嫩化作用的研究
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 实验方法
• 1.3 数据分析处理
• 2 结果与分析
• 2溶液在成熟过程中对钙蛋白酶粗酶液活性的影响.'>2.1 不同浓度CaCl₂溶液在成熟过程中对钙蛋白酶粗酶液活性的影响.
• 2.2 不同种类钙溶液在成熟过程中对钙蛋白酶粗酶液活性的影响
• 2溶液在成熟过程中对肌原纤维小片化指数的影响.'>2.3 不同浓度CaCl₂溶液在成熟过程中对肌原纤维小片化指数的影响.
• 2.4 不同种类钙溶液在成熟过程中对肌原纤维小片化指数的影响
• 2溶液在成熟过程中对剪切力的影响'>2.5 不同浓度CaCl₂溶液在成熟过程中对剪切力的影响
• 2.6 不同种类钙溶液在成熟过程中对剪切力的影响
• 2溶液在成熟过程中对蒸煮损失的影响'>2.7 不同浓度CaCl₂溶液在成熟过程中对蒸煮损失的影响
• 2.8 不同种类钙溶液在成熟过程中对蒸煮损失的影响
• 2.9 全肌肉蛋白SDS-PAGE电泳结果
• 3 结论与讨论
• 3.1 结论
• 3.2 讨论
• 第五章 全文总结
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录