內(nèi)源熒光(Trp)的減弱及蛋白羰基的生成說(shuō)明肌原纖維蛋白與肌漿蛋白均發(fā)生了氧化。色氨酸熒光可以被鄰近的如谷氨酸、天冬氨酸和組氨酸等極性氨基酸側(cè)鏈以及二硫鍵減弱,因此,常被用來(lái)估計(jì)色氨酸微環(huán)境的性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)中由氧化導(dǎo)致光譜紅移的現(xiàn)象,可能因?yàn)樘幱谑杷h(huán)境中的色氨酸殘基暴露于水相環(huán)境中,即蛋白發(fā)生了變性。另外,暴露出來(lái)的如精氨酸、賴(lài)氨酸和脯氨酸等氨基酸側(cè)鏈基團(tuán),也會(huì)馬上被OH 氧化生成蛋白羰基。由于加熱會(huì)增加 OH 的生成,同時(shí)也使得更多敏感側(cè)鏈基團(tuán)暴露,從而加劇了蛋白氧化和變性。再者,肌紅蛋白熱變性會(huì)導(dǎo)致的血紅素鐵的釋放,這也會(huì)促進(jìn)蛋白的氧化。已知這些氧化導(dǎo)致的化學(xué)變化會(huì)改變蛋白表面電荷分布、氫鍵的形成和肌原纖維蛋白的水合力。另外,氧化導(dǎo)致變性的肌漿蛋白會(huì)沉積在肌原纖維上阻礙其水合過(guò)程從而降低肌原纖維的持水性。
在低鹽條件下(0.1 mol/L NaCl),蛋白氧化增加了肌絲間的疏水和(二硫鍵)共價(jià)作用,使得肌纖維收縮、細(xì)胞間隙擴(kuò)大,并有助于水分的滲入。在高鹽條件下(0.6 mol/LNaCl)也同樣如此,只是相比前者氧化肌肉組織的水合現(xiàn)象更加明顯。由于肌纖維氧化后增加的胞間隙毛細(xì)作用較弱,因此吸收的鹽水只能被松弛的束縛住,而且加熱時(shí)會(huì)被馬上排擠出肌肉組織。
這一現(xiàn)象也與在富氧包裝條件下儲(chǔ)藏的絞豬肉實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似。
盡管 PP 可以解離肌動(dòng)球蛋白進(jìn)而增加鹽水中(0.6 mol/L NaCl)肌原纖維的膨脹,但是這一功能在肌肉氧化后明顯減弱了。這可能由于氧化樣品的粗絲間二硫鍵交聯(lián)(第四章)和羰-氨交聯(lián)引起,不但阻礙了肌球蛋白的釋放也會(huì)抑制肌絲的運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)中經(jīng)過(guò)腌制/氧化(處理 B)和氧化→腌制(處理 A)的肌原纖維在加熱后,A 帶的軸向收縮受阻應(yīng)該是由于肌絲內(nèi)和肌絲間發(fā)生了交聯(lián),并且氧化阻礙了肌絲間的滑動(dòng)。這些抑制力的生成對(duì)氧化劑劑量具有明顯的依賴(lài)性。在 0.6 mol/LNaCl 條件下,由于靜電作用的緣故肌原纖維的結(jié)構(gòu)相對(duì)疏松,包括肌球蛋白在內(nèi)的蛋白分子應(yīng)該會(huì)更容易受到羥自由基的攻擊。相反在 0.1 mol/L NaCl 條件下,肌原纖維具有完整的結(jié)構(gòu),自然也就減弱了肌球蛋白的氧化程度,這也與蛋白羰基的結(jié)果相符合。這樣處理 A 樣品形成交聯(lián)應(yīng)該更少,理應(yīng)比處理 B 保留更多的外援水分,但是兩組樣品差異并不明顯。這也可能由于處理 B 中肌原纖維膨脹反而可能減少了肌絲間的限制因素如二硫鍵的形成。總之,氧化使得焦磷酸鹽和 NaCl 的作用機(jī)理更加復(fù)雜。
由于肌原纖維是及細(xì)胞中主要的水合組分,實(shí)驗(yàn)中使用肌原纖維為模型研究肌肉氧化后的水合、持水性的變化可以避免如肌內(nèi)膜等其他物質(zhì)的干擾。實(shí)際上,20 mmol/L H2O2氧化的樣品中(處理 B 和 C),從一些肌纖維的顯著收縮或者胞間距的顯著擴(kuò)大,到可以忽略的肌原纖維的一些變化如 A 帶寬度,這些變化說(shuō)明了肌肉組織在該條件下氧化后,除了肌原纖維聚集影響其水合作用之外,還應(yīng)有膠原蛋白網(wǎng)絡(luò)收縮的影響。而這些結(jié)構(gòu)差異也同樣體現(xiàn)了熱處理的加劇效應(yīng)。使用 Fenton 體系(H2O2、FeCl3、抗壞血酸,pH 6.2)模擬豬背肌肌肉組織在腌制過(guò)程(高鹽)中的氧化后發(fā)現(xiàn):
1) 在高鹽條件(0.6 mol/L NaCl)下無(wú)論焦磷酸鹽存在與否,氧化都可以增加肌肉的水合能力。未發(fā)現(xiàn)焦磷酸鹽能夠有效阻止肌肉蛋白發(fā)生氧化。另外,氧化會(huì)加劇熱處理對(duì)肌肉持水能力的破壞,削弱了焦磷酸鹽對(duì)保持肌肉水分的效果;
2) 肌肉可能通過(guò)以下兩種方式增加水合能力并且與氧化程度相關(guān):(1)適度氧化的肌肉細(xì)胞仍然可以牢牢結(jié)合住大量的外源水分;(2)但是肌肉過(guò)度氧化后肌細(xì)胞收縮,大部分水分只能貯存在擴(kuò)大的細(xì)胞間隙中,使細(xì)胞對(duì)水分的束縛力減弱;
3) 肌纖維和肌原纖維加熱后的形態(tài)學(xué)觀察證實(shí)了氧化增強(qiáng)了肌絲間的相互作用,加劇了肌原纖維和肌細(xì)胞在加熱后橫向收縮,這應(yīng)該是氧化后肉品蒸煮損失增加的主要原因。
