辐射加工方式对食品中氨基酸、多肽、蛋白质的影响.ppt

辐 射 加 工 方 式 对 食 品 中 氨 基 酸 、 多 肽 、蛋 白 质 的 影 响 食 品 辐 射食 品 辐 射 保 藏 就 是 利 用 电 离 辐 射 与 物 质 相 互 作 用的 物 理 效 应 、 化 学 效 应 和 生 物 效 应 ， 对 食 品 原 料进 行 加 工 处 理 的 过 程 。 该 方 法 是 延 长 食 品 保 藏 时间 ， 保 障 食 品 质 量 的 一 项 物 理 保 藏 技 术 。经 辐 射 照 射 的 食 品 称 为 辐 照 食 品 。 食 品 辐 射 保 藏 的 应 用 目 的 食 品 辐 射 保 藏 可 应 用 于 新 鲜 肉 类 及 其 制 品 ， 水 产 品 蛋 及蛋 制 品 、 粮 食 、 水 果 、 蔬 菜 、 调 味 品 、 饲 料 以 及 其 他 加工 产 品 进 行 杀 菌 、 杀 虫 、 抑 制 发 芽 、 延 迟 后 熟 等 处 理 。 最 大 限 度 地 减 少 食 品 的 损 失 ， 使 它 在 一 定 限 期 内 不 发 芽 、不 腐 败 变 质 、 不 发 生 食 品 的 品 质 和 风 味 的 变 化 ， 由 此 可以 增 加 食 品 的 供 应 量 ， 延 长 食 品 的 保 藏 期 。 食 品 辐 射 的 优 缺 点优 点食品中总的化学变化也很微小杀死微生物效果显著，剂量可根据需要进行调节食品不会留下任何残留物可保持食品原有的新鲜感官特性 辐照过程可以进行准确控制可以在包装以后不再拆包的情况下进行辐照处理，节约了材料操作适应范围广，自动化可连续生产 缺 点酶不能完全被钝化。游离基使敏感性食品产生不愉快的感觉不适用于所有的食品，有选择性地应用能够致死微生物的剂量对人体来说是相当高的，要对辐射源进行充分遮蔽 v我 国 辐 照 食 品 研 究 工 作 在 下 列 方 面 有 商 业 化 、 实 用 化 的 广 阔前 景 。进 出 口 水 果 及 农 畜 产 品 的 辐 照 检 疫 处 理低 质 酒 类 辐 照 改 性干 果 、 脱 水 蔬 菜 和 肉 类 辐 照 杀 虫调 味 品 的 辐 照 灭 菌辐 照 处 理 和 其 他 保 藏 处 理 方 法 综 合 应 用 的 研 究 。 食 品 辐 照 各 种 应 用 所 需 剂 量 范 围 辐 射 对 氨 基 酸 含 量 的 影 响动物性原料 植物性原料河虾：1-9kGy,18中氨基酸含量增加，总量增加， 5种鲜味氨基酸增加0.65一1.39鲤鱼：0.5-5kGy,18种氨基酸含量增加， 5种鲜味氨基酸总量亦均高于对照虾仁：10kGy,17种氨基酸含量不变牛肉蛋白：200kGy,氨基酸没有明显破坏 鱿鱼：氨基酸总量比对照下降4.5%,10kGy辐照处理比对照增加1.5%猪肉:9.5kGy，测定辐照中16种氨基酸损失率，除蛋氨酸、精氨酸高于10外，其它都低于10 辐 射 对 蛋 白 质 含 量 的 影 响 在 辐 照 剂 量 低于 10kGy时 ，辐 照 对 食 品 中蛋 白 质 的 量 影响 不 大 。不 同 种 类 、 不 同 状 态 的 蛋 白 质 的 辐 射 敏 感 性 各 不 相 同 ,食 品 蛋 白 质 受 辐 照会 发 生 诸 如 脱 氨 、 脱 羟 、 交 联 、 降 解 、 硫 氢 键 氧 化 等 一 系 列 复 杂 的 化 学 反应 。蛋 白 质 受 到 高 剂 量辐 射 后 主 要 是 导 致聚 合 作 用 。液 体 状 态 下 ， 蛋 白质 对 辐 照 的 敏 感 性较 高 。经 辐 照 后 ， 蛋 白 质的 部 分 结 构 被 破 坏 ， 使 起 泡 性 降 低 （ 物理 性 状 的 作 用 ， 营养 价 值 没 有 影 响 ） 。溶 液 状 态 下 蛋 白 质 干 燥 状 态 下受 辐 射 则 倾 向 于 断裂 作 用 ， 但 这 种 情况 下 ， 由 于 没 有 水分 子 电 离 出 的 自 由基 的 参 与 ， 因 此 作用 较 小 。干 燥 状 态 下 辐 射 对 蛋 白 酶 活 性 的 影 响王 传 耀 等 发现 经0.53.0kGy的 剂量 辐 照 后 ，鲤 鱼 肉 中 蛋白 酶 活 性 随着 辐 照 剂 量的 增 高 而 增高 当 剂 量 高于 3.0kGy时 ， 酶 的活 性 随 着辐 照 剂 量的 增 高 而降 低 随 存 放 时间 的 延 长 ，蛋 白 酶 的活 性 相 应地 增 加 。 氨 基 酸 总量 随 辐 照剂 量 变 化的 趋 势 与蛋 白 水 解酶 随 辐 射剂 量 变 化的 趋 势 相一 致 。 胰 蛋 白 酶 抑 制 剂 是 豆 类 中 的 主 要 抗 营 养 因子 ， 能 抑 制 动 物 肠 内 胰 蛋 白 酶 活 性 。电 离 辐 射 可 以 使 胰 蛋 白 酶 抑 制 剂 失 活 ， 但不 影 响 食 品 的 营 养 价 值 和 加 工 性 能 ， 10kGy照 射 大 豆 种 子 能 使 胰 蛋 白 酶 抑 制 剂 的 活 力降 低 75 。蛋 白 酶 抑 制 剂 3 辐 射 带 给 氨 基 酸 、 多 肽 、 蛋 白 质 的 化 学 变 化v 在 水 溶 液 中 ， 水 分 子 经 辐 射 后 ， 会 产 生 eaq-、 H+、 OH-、 自 由 基 等 ， 蛋白 质 经 辐 照 后 ， 可 以 通 过 间 接 作 用 和 直 接 作 用 而 发 生 变 化 。 自 由 基 催 化蛋 白 质 的 作 用脱 氧 作 用 脱 羧 作 用 二 硫 键的 减 少 巯 基 的氧 化 肽 键 的破 坏 羰 基 、 氨 、 游 离 氨 基 酸 、 有 机 过 氧 化 物 等 。 酶 中 的 等价 金 属 离子 价 态 的 变 化 3 辐 射 带 给 氨 基 酸 、 多 肽 、 蛋 白 质 的 化 学 变 化v当 采 用 高 剂 量 时 ：v 游 离 氨 基 酸 与 蛋 白 质 的 键 合 以 及 蛋白 质 与 蛋 白 质 的 聚 合 而 产 生 交 联 作用 ， 交 联 可 致 使 新 蛋 白 质 的 形 成 ；v 蛋 白 质 的 与 脂 类 之 间 的 交 联 作 用 。v 以 上 的 化 学 变 化 均 受 蛋 白 质 结 构 和形 态 、 辐 射 条 件 (如 剂 量 、 剂 量 速度 、 温 度 、 氧 是 否 存 在 )的 影 响 。 2氧 的 含 量 辐 照 时 射 线 可 以 使 空 气 中 的 氧 电 离 ， 形 成 氧 化 性 很 强 的臭 氧 。 对 于 蛋 白 质 和 脂 肪 含 量 较 高 的 鱼 类 和 肉 类 食 品 ， 空 气 中 氧 的 存 在将 会 造 成 一 定 的 氧 化 作 用 ； 对 于 水 果 、 蔬 菜 之 类 需 低 剂 量 辐 照 处 理 的 食 品 来 说 ， 虽 然 辐 射 氧化 并 不 是 主 要 作 用 ， 但 也 可 以 采 用 小 包 装 或 密 封 包 装 ， 防 止 二 次 污染 ， 同 时 形 成 低 氧 环 境 ， 使 后 熟 变 慢 。 另 外 为 防 止 Vc损 失 可 在 充 氮环 境 进 行 辐 照 处 理 。 氨 基 酸 的氧 化芳 香 族氨 基 酸 脂 肪 族氨 基 酸 含 硫 氨 基酸在 有 氧 存 在 的 条 件 下 进行 辐 射 可 形 成 氨 和 酮 酸 ，或 形 成 氨 、 CO2和 醛 或羧 酸 ；缺 氧 条 件 下 ， 可 抑 制 过氧 自 由 基 的 产 生 ， 从 而促 成 脱 氨 作 用 或 化 合 反应 而 形 成 一 些 氨 基 二 羧 酸 衍 生 物 。 其 吲 哚 环 是 氧 自 由 基 攻 击的 主 要 目 标 。其 中 苯 丙 氨 酸 氧 化 后 可 生成 酪 氨 酸 和 羟 基 衍 生 物 ，酪 氨 酸 氧 化 后 生 成 3， 4-二 羟 基 苯 丙 氨 酸 色 氨 酸 氧 化 后 可 生 成 甲 酰尿 氨 酸 。 二 羟 基 苯 丙 氨 酸进 一 步 氧 化 可 发 生 交 联 反应 引 发 黑 素 型 色 素 的 形 成 。v其 形 成 的 产 物 包 括 甲 基 硫 醇 、 乙 基硫 醇 、 二 甲 基 二 硫 化 物 、 羟 基 硫 化 物 或 硫 化 氢 。v当 含 硫 化 合 物 在 缺 氧 条 件 下 进 行 辐射 时 会 形 成 大 量 的 s和 硫 化 物 。v有 氧 存 在 时 产 生 的 氨 和 硫 酸 的 数 量增 加 。v肉 经 辐 射 后 产 生 的 典 型 气 味 与 含 硫化 合 物 的 形 成 有 关 。 大 多 数 对 辐 射 敏感 氨 基 酸 实 际 上 是 含 硫 的 胱 氨 酸 、 甲硫 氨 酸 和 色 氨 酸 。 脱 硫 作 用 是 电 离 辐射 对 氨 基 酸 和 蛋 白 质 的 主 要 作 用 之 一 。 氧的存在 辐 射 后 对 蛋 白 质 产 生 破 坏 作 用 的 主 要 是 OH有氧存在时暴露于OH通常产生分散型的低分子量蛋白质裂解产物。裂解主要发生在碳位置而不是在肽键。多肽的氧媒介裂解被认为是通过酰胺化机制发生的。该反应可被分解的过氧化中间产物所催化。蛋白质的N-末端氨基酸可去氨基而释放氨。当氧缺乏时，几乎没有蛋白质的裂解但形成了大量的更高分子量化合物。无氧存在时暴露于OH可诱导蛋白聚合形成更高分子量形式，如二聚物、三聚物、甚至四聚物。分析表明，OH诱导的蛋白质聚合物的90被认为是新的分子闯共价键(不是二硫键)的作用形成的。10以下的聚合物被认为是通过非共价反应或二硫键形成的。vOH诱 导 一 级 结 构 的 改 变 可 导 致 二 级 结 构 和 三 级 结 构 的 改 变 。在 自 由 构 象 中 折 叠 的 蛋 白 质 更 易 受 OH自 由 基 的 二 次 攻 击 ， 从 而导 致 裂 解 或 聚 合 。 v辐 射 时 是 否 需 要 氧 ， 要 根 据 辐 射 处 理 对 象 、 性 状 、 处 理 的 目的 和 贮 存 环 境 条 件 等 加 以 综 合 考 虑 来 选 择 。 Page 16 辐 射 使 氨 基 酸 反 应 从 而 带 给 肉 类 食 品 变 化风味色泽组织状态滋味“辐照味”：蛋白质和氨基酸等含氮物质经照射后发生脱氨脱羧、硫氢基的氧化、交联降解等作用会产生NH3、CO2、H 2S、酰胺等有异味的分解物。脂类物质在辐照条件下也会发生氧化产生羰基化合物和过氧化物等,从而导致肉品酸败、产生异味。肉品中肌红蛋白和脂肪被氧化,从而导致肉品褪色。辐射真空包装的鲜猪肉能保持稳定的微红色,但若在剂量过大或有氧存在时脂肪的微红色消失而显示出浅黄色,且从表示不断深入到脂肪内部,使肉品颜色变为暗红色。辐 射 对 这 些 品 质 的 影 响 主 要 决 定 于 辐 照 剂 量 、 温 度 、 氧 的 含 度 以 及 包 装 等 因 素 ,如 果 采 用 透 氧 率 低 的 包 装 膜 ,在 适 宜 的 低 剂 量 、 低 温 下 对 肉 品 进 行 处 理 ,风 味 和颜 色 在 一 定 的 贮 藏 期 内 不 会 有 太 大 的 变 化 。 如 采 用 2.5kGy剂 量 辐 照 预 冷 猪 肉 ,可 在 冷 冻 条 件 下 储 存 4.5个 月 以 上 ,生 肉 无 异 味 ,炒 熟 后 味 道 仍 然 鲜 美 。总 之 ， 辐 射 对 于 肉 品 色 泽 、 风 味 、 组 织 状 态 等 的 影 响 不 光 是 对 蛋 白 质 的 影 响 ，还 包 括 脂 肪 、 糖 类 等 物 质 的 变 化 共 同 引 起 。 蛋 白 质 脱 敏 的 研 究食 物 过 敏 是 一 种 顽 固 性 和高 复 发 性 的 疾 病 ,当 前 医学 上 对 此 疾 病 仍 无 良 策 ,过 敏 患 者 只 有 避 免 食 用 致敏 性 的 食 物 。 一 般 的 食 物过 敏 原 对 蛋 白 酶 、 酸 和 热的 降 解 作 用 有 一 定 的 耐 受性 。 韩 国 等 国 家 的 科 学 家 发 现 辐 照 可 降 低致 敏 蛋 白 的 含 量 ；顾 可 飞 和 高 美 须 等 研 究 发 现 虾 致 敏 蛋白 的 浊 度 、 疏 水 性 随 着 辐 照 剂 量 的 增加 而 增 加 ,与 IgE的 免 疫 亲 和 性 下 降 。Leszczynska等 则 发 现 2.2 12.7 kGy剂 量 的 辐 照 处 理 可 导 致 醇 溶 蛋 白 和 小麦 粉 过 敏 性 的 增 强 。 分 析 产 生 这 些 不 同 结 果 的 原 因 可 能 与辐 照 的 剂 量 及 辐 照 的 介 质 等 因 素 有 关系 。 结 语v辐 照 后 蛋 白 质 的 变 化 取 决 于 辐 照 剂 量 、 温 度 、 pH值 、 氧 气 、 水 的 含 量 和 食 品 的 复 杂 体 系 。 蛋 白 质由 于 它 的 多 级 结 构 而 具 有 独 特 的 性 质 ， 对 低 剂 量辐 照 表 现 不 敏 感 。 v目 前 对 于 辐 射 食 品 的 安 全 性 食 品 还 存 在 很 多 的 争议 ， 尤 其 是 继 日 本 地 震 之 后 这 方 面 的 研 究 还 在 继续 ， 希 望 随 着 研 究 的 不 断 深 入 ， 科 学 能 够 给 我 们一 个 定 论 ！