高压处理对木瓜蛋白酶活性的影响及分子动力学模拟

为研究超高压处理对木瓜蛋白酶活性的影响及分子机制,将木瓜蛋白酶溶液经0.1、200和600 MPa处理,测定其活性变化,并对木瓜蛋白酶在这3种压力下进行150 ns的分子模拟,分析RMSD(均方根误差)、RMSF(均方根涨落)、回旋半径、氢键、溶剂可及表面积、体积、二级结构和分子表面结构等的变化。结果显示,200 MPa对木瓜蛋白酶起到激活作用,而600 MPa条件下酶活性降低26.2%。分子模拟表明高压处理能减小酶蛋白结构的波动;减少蛋白体积,使蛋白结构更加致密;蛋白溶剂可及表面积降低,特别是疏水表面积;高压能破坏酶蛋白间的氢键,使蛋白中β-折叠增加,而α-螺旋则是在600 MPa明显减少。200 MPa下酶的激活可能与该压力下酶活性中心的结合口袋变大因而更易与目标蛋白质结合有关;而600 MPa下酶活性的部分抑制则与该压力下酶结构遭受较大破坏有关,如α-螺旋和氢键的破坏、疏水表面积和蛋白体积的减小。从分子机制上明确了高压下木瓜蛋白酶活性变化的机理。

分子动力学模拟抗坏血酸对木瓜蛋白酶活性的影响

为探究抗坏血酸对木瓜蛋白酶活性的影响,以实验结果为基础,利用分子对接和分子模拟技术对二者的结合机制进行分析。结果表明:3种浓度(0.1、0.2、0.3 mmol/L)的抗坏血酸均能促进木瓜蛋白酶酶活性,平均激活率分别为10%、21%、28%,抗坏血酸浓度越高,激活作用越明显;分子模拟结果表明,木瓜蛋白酶与抗坏血酸结合后均方根误差呈略微上升的趋势,木瓜蛋白酶内部的氢键数量降低,结合前氢键数量平均值为146,而加入抗坏血酸后为143,总可及表面积增加2.38 nm2,且3个活性位点(Asp158、His159、Cys25)的均方根波动程度均增大,发挥主要催化作用的25号位半胱氨酸与2个辅助氨基酸的间距缩小。因此,木瓜蛋白酶的激活可能是由于抗坏血酸的加入引起了蛋白活性中心结构的变化,从而使木瓜蛋白酶更有利于发挥催化作用。

香料对腊肉品质的影响

为提高腊肉品质,在腌制过程中分别添加0.6%、1.2%和2.4%的香料提取物(包括花椒、八角、香叶、茴香、肉桂和丁香)。熏制时,将提取后的香辛料残渣按相应的比例加入到熏烟材料中。成品真空包装后,分别在冷藏1 d和120 d后测定样品的理化指标、脂肪和蛋白质氧化、亚硝酸盐残留量、色泽、质构、微生物含量和感官品质等。结果表明,添加0.6%的香料对腊肉品质影响不大。当香料添加量增加到1.2%和2.4%时,能显著抑制脂肪氧化和微生物生长,更好地保持腊肉在冷藏过程中的质地和弹性。然而,2.4%的香料添加量对腊肉颜色、感官质量和蛋白质氧化有轻微的负面影响。因此,在腊肉加工过程中,加入适当香辛料能改善腊肉品质,而加入1.2%的香料对提高腊肉品质的效果最好。

高压结合热处理条件下猪肉磷脂脂解动力学研究

为探究高压结合热处理对猪肉中磷脂脂解的影响规律,促进高压技术在肉制品工业中的应用,在300~700 MPa和20~60℃压力-温度区域内,研究猪肉中磷脂的脂解动力学。结果表明:磷脂脂解遵循一级动力学,多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids,PUFA)脂解速率常数(k)最高,其次是总磷脂(total phospholipids,PL),单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acids,MUFA)和饱和脂肪酸(saturated fatty acid,SFA)相对较低。SFA与MUFA的平均活化能最高,平均活化体积绝对值也处于较高水平,因此,SFA和MUFA的脂解速率常数对温度和压力的敏感性较高。基于Arrhenius方程和Eyring方程建立两个磷脂脂解动力学模型,两者具有良好的拟合度和相似的温度-压力等值线图。因此,磷脂中不同成分的脂解动力学不同,PL的脂解与PUFA的脂解更相似。基于本研究建立的动力学模型,通过预设的压力、温度和时间条件可以预测磷脂的脂解程度,从而设计或优化猪肉高压处理的加工工艺参数,提高肉制品品质。