草鱼冷藏过程中肌肉蛋白质的组成和理化特性变化的研究（可编辑）

草鱼冷藏过程中肌肉蛋白质的组成和理化特性变化的研究（可编辑） 草鱼冷藏过程中肌肉蛋白质的组成和理化特性变化的 研究 学校代号: 学 号: 级:公开 密 长沙理工大学硕士学位论文 草鱼冷藏过程中肌肉蛋白质的组成和理化 特性变化研究 奎强 学位申请人姓名一 割丞压熬握 导师姓名及职称 培养单位 量迦堡王太堂 专业名称 盒昌型堂 论文提交日期 生垒目 论文答辩日期 生旦旦 答辩委员会主席磊兰丝忍’ ..,长沙理工大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所 取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任 何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡 献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的 法律后果由本人承担。 日期:如,净‖月 日 作者签名:夕雩多冱 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意 学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权长沙理工大学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存 和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本论文收录到 《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。 本学位论文属于 、保密口,在 年解密后适用本授权书。 、不保密团。 请在以上相应方框内打“?” 日期.茛肼月夕日 作者签名:李享琶 导师签名:勺川盎。爷 日期:南,庠彳月夕日摘 要 我国淡水鱼资源丰富,产量居世界首位。草鱼为我国“四大家鱼”之一,其 养殖量、产量和消费量均居淡水鱼之首,因其味道鲜美,价格适中,深受消费 者 欢迎。草鱼肌肉组织细嫩、水分含量高约%、蛋白质含量约%,接近中性、 体表粘液多、组织蛋白酶作用旺盛,在贮藏、运输、加工处理及销售过程中 极易 腐败变质。淡水鱼腐败由内源性组织酶和微生物共同作用导致,在冷藏过程中, 微生物作用受到抑制,酶催化导致的肌肉内部的生理生化变化成为鱼肉腐败的主 要因素。蛋白质为肌肉组织的主要组成部分,其降解、聚合和变性都会导致蛋白 质功能的丧失,从而直接决定鱼类肌肉质量的好坏。因此,研究冷藏过程中草鱼 肌肉蛋白质的变化规律,对阐明草鱼肌肉的腐败形式和开展更为深入的研究以及 制定淡水鱼的有效保鲜对策均具有重要的现实意义。 本文通过最佳提取液的筛选,并采用.实验一最陡爬 坡实验一响应曲面实验的设计方法对草鱼肌肉蛋白质提取条件进行优化,获得了 草鱼肌肉全蛋白高效提取的最佳工艺条件;继而以草鱼肌肉全蛋白为研究对象, 分析了其在草鱼冷藏过程中组成特性和理化特性的变化规律。主要创新的研究内 容如下: 、分别用种提取液提取草鱼肌肉蛋白,以蛋白质提取率、?图 谱蛋白条带的条数和总光密度为指标,筛选到%溶液为其最佳提取液。 以此为基础,采用实验对提取条件中的个因素进行效应评价,确定影响 草鱼肌肉蛋白质提取率的显著因素为提取液、液固比、浓度;进一步用 最陡爬坡实验确定三个重要因素逼近最佳响应面区域的中心点,再通过 ? 实验及响应曲面分析,获得了草鱼肌肉蛋白质提 取的最优工艺条件,即提取液浓度为.%、.巯基乙醇浓度为%、 、超声波辅助时 .、液固/为:、提取温度为。、提取时间 间为 ,在此条件下草鱼肌肉蛋白质提取率可达.%。 、分析了冷藏过程中草鱼肌肉蛋白质组成特性的变化情况。前不同溶解 性组分变化不明显,后水溶性蛋白含量急剧增加,酸、碱溶性蛋白含量则缓又开始下降;三种不同结构 慢减少,盐溶性蛋白的含量先小幅度增加,至第 其中肌原纤维蛋白的下降蛋白质的含量在冷藏过程中均有不同程度的下降, 幅度 较其它两种蛋白质明显,且自第 开始显著降低,而肌基质蛋白和肌浆蛋白则 相对稳定; .分析表明,冷藏过程中草鱼肌肉蛋白质在不断降解,其 中肌球蛋白重链等高分子质量蛋白质最不稳定,第已基本消失,而肌动蛋白 相对较稳定;.分析表明,新鲜草鱼肌肉蛋白质中存在多个蛋白质亚基 的聚集体,随着冷藏时间的延长,蛋白质聚合体逐渐打开,越来越多以亚基形式 存在,最终又逐渐降解为更小片段分子。 、分析了冷藏过程中草鱼肌肉蛋白质的理化特性变化规律。热力学性质、 流变性质和持水力变化分析表明,随着冷藏时间延长,草鱼肌肉蛋白质变性温 度升高、吸热焓减少,溶液粘度和持水能力降低,说明冷藏的过程中蛋白质会 变性和降解,水合能力减弱;扫描电镜、傅里叶.红外光谱和荧光发射峰光谱分 析表明,冷藏过程中,蛋白质分子会不断解聚和降解,其二级结构中呈现一 螺旋向无规则卷曲的趋势,但溶液中蛋白质分子的构象变化不大;此外,冷藏 过程中,蛋白质游离巯基含量和表面疏水性均先增加后降低,肌动球蛋白盐 溶 性降低,肌球蛋白.酶活下降。总之,蛋白质各项理化指标的变化 说明草鱼冷藏过程中肌肉蛋白质发生不同程度的变性和降解,导致其功能的 降 低或丧失,是鱼肉腐败变质的直接原因。 本论文首次系统的分析了草鱼肌肉蛋白质在冷藏过程中的组成和理化特性 变化,从蛋白质变化的角度为阐明草鱼冷藏过程中的腐败形式提供了生物学 证 据。 关键词:草鱼;冷藏;肌肉蛋白;组成特性;理化特性;变化. , “”, . , %, %, , , .,,., , . , ,, .,’ , ?:. ?, ? , ’ ;’. : . ’ , , % ., ,’ ,; ’ , , :., :%,:., /::, :, :, :, , ’ .%. . ’. ,, ; ; ; , ,;?’ , , ;? , ’ . , .’ . , , ’ , ,, ,.,,,.,, ,. , ,. ,,’, . : ; ; ;; ; 目 录 摘 要........。..?..........................。.......... .............. .........?...................。第一章绪论 淡水鱼及草鱼概述??.. . ..我国淡水鱼资源概况 ..我国淡水鱼资源特点 ..草鱼概况.淡水鱼肌肉概述.. ..鱼类肌肉组织结构? ..鱼类肌肉化学组成? .鱼类肌肉蛋白组成..肌原纤维蛋白??:. ..肌浆蛋白?. ..肌基质蛋白。 .鱼类肌肉蛋白分析技术 ..蛋白质沉淀技术?一 ..蛋白质膜分离技术. ..蛋白质的色谱分离技术?.. ..蛋白质电泳技术?.. ..研究蛋白质构象的技术?. .淡水鱼腐败过程中肌肉蛋白变化研究进展? ..鱼类腐败的过程?. ..鱼类腐败过程中蛋白质的变化?. .本课题的研究意义、目的和内容..本课题研究的目的和意义. ..本课题研究内容?.第二章草鱼肌肉蛋白质提取方法优化 .引言??. .实验与设备 ..实验原料?.. 主要实验试剂??.. .. ..实验仪器?一 实验方法 . ..鱼肉样品制备和肌肉蛋白质的提取??. ..蛋白质提取率的测定??. ..最佳提取液筛选?. ..提取条件的优化?. .实验结果与分析 ..不同提取液的提取率及?电泳结果与分析? .. 设计实验结果及分析? ..最陡爬坡实验结果及分析. ..响应曲面实验结果及分析. ..最优提取条件的确定和验证实验. .讨论??. .本章小结 第三章草鱼肌肉蛋白的组成特性及其在冷藏过程中的变化规律 .引言??. .实验材料与仪器 ..实验材料与试剂?.. ..实验仪器?.. .实验方法 ..鱼肉糜样品制备?. ..不同溶解性蛋白质含量的测定?.. ..不同结构蛋白质含量的测定??....肌肉中总蛋白质的.分析??. 体积排阻色谱法一?,测定相对分子质量分布的变化? .. .实验结果与分析 不同溶解性蛋白质含量变化??.. .. ..不同结构蛋白质的变化?。 ..肌肉总蛋白的.分析?. ..体积排阻色谱法一?,测定相对分子质量分布的变化? .讨论??. .本章小结 第四章草鱼肌肉蛋白的理化特性及其在冷藏过程中的变化规律 .引言??. .实验材料与设备 ..实验材料与试剂?~ .实验仪器?一 .实验方法?.:?一 ..不同冷藏时间点蛋白质样品制备.. ..热力学性质变化分析??. ..流变性质变化分析.. ..持水性变化分析 ..游离巯基含量变化分析?.. ..表面疏水性变化分析??. ..显微结构变化分析.. ..二级结构的变化分析??.. ..高级结构的变化分析??. ..肌动球蛋白盐溶性变化分析.. 肌球蛋白酶活性变化分析 .实验结果与分析 ..热力学变化分析?. 流变性质变化分析...持水性能变化分析. .. ..游离巯基含量变化分析?. ..表面疏水性变化分析??.. ..显微结构变化分析. ..二级结构变化分析.. ..高级结构变化分析. ..肌动球蛋白盐溶性变化分析??. .. 酶活性变化分析?.. .讨论??. .本章小结 第五章主要结论与创新点 .本研究的主要结论.本研究的创新点和意义 .今后的研究设想 参考文献.......?...................?.......?...... 致谢.?.....?................。..?..........?... 攻读学位期间发表的学术论文和申请的专利...??第一章绪论 第一章绪论 .淡水鱼及草鱼概述 ..我国淡水鱼资源概况 我国是世界上水产品总产量最大的国家之一,也是世界上唯一年养殖总量超 过年捕捞总量的国家。全国水产品总产量从年以来已连续十几年居世界首 位,且呈现逐年增长的趋势,总产量从年的不到两千万吨平稳地增至 其中淡水产品产量近几年来更是迅速增长,从年的 年的五千三百多万吨, 年产量多万吨增至年的多万吨,占据了中国渔业总产量的.%; .万吨,占水产品总量的.%。年中国淡水养 年养殖总产量 殖总产量.万吨,占淡水产品总产量的.%,其中鱼类产量.万 吨,占总量的.%;淡水捕捞产量.万吨,而鱼类产量.万吨,占 总产量的.%。年中国水产品出口总量为多万吨,出口额为亿 多美元,继续位居大宗农产品出口之首位。目前,随着优良淡水鱼种的连续引 进 和培育,其总产量还将会进一步扩大。 年中国水产品加工企业多个,其中规模以上加工企业多个, 年水产品的加工能力多万吨;年水产品加工总量多万吨,其中 淡水加工产品多万吨,占加工总量约%,水产冷冻品余万吨,约占 加工总量的% 年用于加工的水产品总量多万吨,其中淡水产品 多万吨,占淡水总产量的%左右。虽然与上一年相比,我国水产品整体加工能 力有所增强,但与我国迅速增加水产品产量相比较,我国的水产品加工能力 明显 不足,从总体上来说,水产品加工工艺粗糙兼设备落后,造成加工率的严重不 足。 目前,世界上的发达国家,水产品加工率已达到了%以上,而中国的水产品加 工率却只有%,且水产品冷冻仍是其最主要的加工手段,约占加工品总量的 %。 淡水鱼肌肉质地细嫩,营养全面丰富,产量相对稳定,有一定的季节规律 性,较容易掌握控制,如作为“四大家鱼”之一的草鱼,因其肌肉中赖氨酸和硕士学位论文 蛋氨酸含量较高,称得上是高质量的完全蛋白质,所以营养丰富。但与其高产 悖的是,目前我国的淡水鱼及相关加工产品销售中仍以鲜、活的鱼体销量相 售 为主,究其原因,主要是因为淡水鱼类肌肉组织细嫩、近中性、水分含量高、 内源酶活性高、体表粘液多【】等,所以在贮藏、运输、加工及销售过程中很容 易腐败变质;另外也由于其固有的土腥味,这对于追求营养、健康、口味的现 代人来说,这种固有的土腥味就影响着这类淡水鱼的消费形式。淡水鱼类的肌 原纤维蛋白在冷冻时很容易发生冷冻变性【,如鲢鳙鲫等低值鱼的抗冻性较差, 且会因蛋白质变性而失味等问题也较明显。 淡水鱼类作为一种高蛋白、低脂肪且其含有等益智类成分的食品资 源【】,其商品价值还没有得到充分的利用与开发。当今社会,随着经济的飞速 增长、人们生活水平层次的提高,消费观念也逐步发生改变,人们早已不再满 足于仅对活鲜鱼的需要,而是更多地看重于营养化、快捷化以及具有保健益智 功效的鱼类加工制品,因此为低值淡水鱼的深加工提供了很好的发展机遇和空 间,具有潜在的发展前景。单就淡水鱼深加工产业来讲,目前还存在许许多多 急需解决的问题:如何寻求新的加工和流通手段,摆脱新鲜活鱼的流通限制, 延长淡水鱼类及其制品的货架期,实现淡水鱼类的便捷流通:如何开发出多种 适合国人口味的新型产品,并进一步改变单调的活鱼进入餐桌的传统饮食方式; 如何加强对深加工废弃物的有效综合利用,提升鱼类利用整体经济效益等【。 总体来讲,目前我国淡水鱼类深加工技术的落后很大程度上制约着淡水渔 无论是对于市场供业的发展速度。对生鲜淡水鱼类及时进行高效的深加工, 需 的平衡,满足消费者的实际需要,还是扩展就业范围、提高出口销售额等都具 有非常重要的意义。 ..我国淡水鱼资源特点 中国淡水产品种类较多,仅具有切实经济开发价值的鱼类就有多种, 鱼类对温度的习性有明显的差异,捕获后的生存能力各不相同。不同鱼种所含 红色肉和白色肉的比例不同。同一季节不同鱼种之间的化学组成或同一鱼种不 同季节化学组成都会有明显差异,这就要求相应的加工企业采用不同的保鲜保 活方式和条件,故而会增加具体实施的难度、装备的复杂性和投资成本【 鱼类肌肉组织水分含量很高,肌基质蛋白却相对较少,质地柔软细嫩,其 第一章绪论 体内的水解酶类含量较高,且这些酶类在室温范围下活性较强,死后的僵硬、 解僵和自溶过程速度快,自溶后大多数鱼肉蛋白质被分解为肽、氨基酸等小分 子物质,这些物质能为细菌所利用,故而会促进细菌生长繁殖【。此外,由于 鱼类的外皮薄、鳞片容易脱落,在用铁网等工具捕捞过程中,鱼体极易受到机 械损伤,从而会引进外界的微生物,这对其保鲜加工都是不利的【.。渔业生 产具有很强的季节性,特别是在鱼汛期,鱼货将高度集中,捕获后很少能即刻 去除鳃和内脏,鳃部、体表和肠道中所带微生物很容易从创伤和自溶组织侵入 鱼肌体,导致和加速水产品腐败变质。水产品的这种易腐败性要求保鲜作业必 须及时和有效。 鱼类等水产品的渔获量受气候、季节、人为捕获时间以及饲养条件等许多 因素的影响,所以难以保证一年中都能稳定供给,尤其是人为捕获因素会引起 鱼类种群数量的剧烈变化。渔业生产受自然因素的影响较大,特别是人工养殖 渔业,受一年的雨量、市场的需求和政府的投资政策影响较大。中国水产品产 量分布的地域性非常明显。年辽宁、广东、山东、浙江、福建、广西、湖 北、江苏、安徽和湖南等排名前十名的省份合计产量超过万吨,占全国淡 水产品总产量的.%。淡水鱼产品主要集中在广东、江苏、湖北、安徽、湖 南、江西、山东、四川、广西和浙江等十个省市,合计产量约万吨,占全 国淡水产品的.%。可见中国渔业发达地区主要集中在沿海和中部地区,西 部和北部水产品产量较少。水产品的地域性,一方面为水产品的销售提供了 更 大的空间,另一方面为发展水产品的保活与保鲜储运技术提供了机遇【。 ..草鱼概况 草鱼 , 幽,』凶,是中国重要的淡水养殖 鱼类,它和鲢、鳙、青鱼一起,构成了中国著名的“四大家鱼”。草鱼是草食性 鱼类,已经有多年的养殖历史,但以前都是取江河中的天然鱼苗在池塘 真正实现全人工养殖从年四大家鱼人工繁殖成功 内养大后食用或出售, 后才开始。经过几十年的养殖,目前草鱼的产量产值在世界淡水养殖鱼类中产 量排名第一。据统计,年草鱼养殖产量约为.万吨,占全部淡 水产品总量的.%,为发展中国家人民提供了大量优质动物蛋白。硕士学位论文 草鱼是我国的传统鱼类,它们生长快、适应性强,在湖泊中摄食生长,到 江河中生殖,属半洄游性鱼类。我国内陆江河纵横,湖泊、池塘星罗棋布,为 草鱼提供了良好的生长、生殖环境。它们常栖息于水体的中下层或靠近水草多 的地方,是比较典型的草食性鱼类。 草鱼肉厚刺少味鲜美,肉质白嫩、韧性好、出肉率高,是我国主要的一种 经济鱼类。它富含蛋白质、脂肪、糖类、维生素和多种矿物质元素,是一种高 左右,主 蛋白、低脂肪的优质蛋白质食物来源。草鱼肉中的蛋白质含量为% 要分布于肌浆和肌基质中,其中肌基质蛋白只占总蛋白的约%,远远少于家禽 肉。故与家禽肉相比,草鱼肌肉组织更加松软、鲜嫩,更容易消化吸收。其必 需氨基酸组成及含量和家禽肉相似,是营养价值很高的一种完全蛋白质。草鱼 含有脂质约.%,其中亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸以及二十碳五烯酸 和二十二碳六烯酸等多种不饱和脂肪酸含量高。这些不饱和脂肪酸通过 前列腺素的合成、胆固醇的代谢等途径参与到人体消化吸收及疾病调控中,发 挥着重要的生理功能。研究表明,草鱼等淡水鱼含有较多的。。不饱和脂肪酸, 它具有抑制肿瘤、调节脂质代谢、抑制脂肪沉积、促进生长发育等多种生理功 能,已经成为药物、食品、饲料等研究领域的热点。 淡水鱼肌肉概述 . ..鱼类肌肉组织结构 ...肌肉的种类与构成 水产类动物是人们重要的食物蛋白质来源之一。依据可食用程度,一般将 鱼类组织大致分为可食用部分和不可食用部分。肌肉属于可食用部分;内脏、 鱼皮、鱼鳞、骨等皆为不可食用部分。 一般来说肌肉在鱼类中占体重的%至 %,无脊椎动物中如头足类则占 %至 %,在双壳类中则占%到%。 脊椎类动物的肌肉一般分为平滑肌和横纹肌,而横纹肌则又可分为骨骼肌 和心肌。而鱼类肌肉则属于横纹肌中的骨骼肌,肌肉附着在脊椎骨的两侧,肌 心圆排列见图.。根据肌肉颜色深浅的不同,鱼类肌肉则可 肉横断面呈同 以分为暗色肉和普通肉。鱼类与哺乳动物的横纹肌结构基本相似,唯一不同的 第一章绪论 是鱼类的横纹肌是由许多肌节重叠而成,这些肌节则是被肌隔膜分开肌纤维构 成见图.。 图.鱼体的中部横断面 ..图.横纹肌的构造 .. 存在于体侧线的表面、背部以及腹部之间的暗色肉是鱼类区别于其他脊椎 动物的标志性肌肉组织。肌红蛋白是暗色肉的主要组成成分,其次是少量的血 红蛋白,暗色肉也因此而呈暗红色,因此暗色肉又被称为血合肉或红色肉。暗 色肉因其从在的部位不同又可划分为两种,其一分布在外侧,称为表层暗色肉; 其二分布在靠近脊骨的区域,称为深层暗色肉。硕士学位论文 不同的鱼种暗色肉的含量有所不同,暗色肉的含量还与鱼类的运动特性相 关。一般运动性强的中上层鱼类如金枪鱼、沙丁鱼等的暗色肉含量较多,暗色 肉约占其体重的%左右;如鳕、鲽、鲤等运动性较弱的底层鱼类的暗色肉含 量较少,且只局限于表层暗色肉。在运动性很强的洄游性鱼类,如金枪鱼、鲣 等的普通肌肉中因含有细胞色素等色素蛋白质和相当多的肌红蛋白,因此也带 有红色,这种红色较中上层运动性很强鱼类的暗色肉颜色较浅,一般称为红色 肉,这种鱼类有时也被称为红肉鱼类,相对而言,则把带有白色肉或浅色普通 肉的鱼类称之为白肉鱼类。除含有较多的色素蛋白质外,暗色肉还含有较多 的 糖原、脂质、维生素和活力很强的酶等,其值在.到.之间,比普通肉 的低些,肌纤维较细,相对暗色肉而普通肉则含有较多的盐溶性蛋白和水 分。 暗色肉的运动缩放虽然缓慢,但却有卓越的持续运动能力,暗色肉也因此 成为鱼类平常游泳时的主要运动组件,而当逃避强敌或追逐食物需要有极快运 动速度时主要依靠普通肉。在保鲜过程中,暗色肉因其含有较多酶类而比普通 的白色肉容易变质。在加工储藏性能和食用价值方面,暗色肉低于白色肉】。 肌肉的微细结构 ... 鱼类的肌肉是由肌纤维集合而成。每一条肌肉纤维就是一个肌细胞,外部 由肌膜包裹,与纵轴平行分布的是内部的肌原纤维,肌原纤维的问隙则充满了 肌浆,鱼类肌肉纤维的长度从几毫米至几十毫米,直径到微米,比陆生 动物的短而粗,鱼类主要靠这部分肌肉运动。 将鱼类肌肉沿肌纤维纵向平行切片,在电镜下可以观察到如图.所示的 肌纤维构造。肌原纤维是由细丝和粗丝有规律地交替排列而成的,其中细丝和 粗丝交错重叠的部分为暗带似带,位于暗带中央区域仅有粗丝部分且稍明亮 的一段为区,区的中央有一条线,线部分是能量代谢中重要酶如肌 酸激酶所在的位置,而只有细丝组成的部分较明亮,被称为明带带,明带 的中央有一条线,两侧的细丝都附属着于线上。两条线之间的部分为一 个肌节,即由/带带/带构成。在带及带分别存在直径为 到及到的蛋白质纤维,即粗丝和细丝,细丝从线伸出,经过 带全部,插入粗丝之间。如沿肌纤维纵向垂直方向切片,在电镜下则可观察到第一章绪论 细丝和粗丝在肌节内呈规律的六角形状的分布,粗丝间的距离约为,如图 .所示。细丝向粗丝间滑入会引起鱼类肌肉的收缩。 嚣糕 带 鍪 帮 图.肌纤维构造电镜图 .. 蠹 蒸 .肌节横切面电镜图 图 .. ..鱼类肌肉化学组成 鱼类肌肉的一般化学成分通常包括蛋白质、水分、脂肪、碳水化合物、维 生素和无机元素等,由于受种类、鱼龄、洄游、产卵、季节等因素的影响,其 含量变动范围较大。几种鱼类肌肉化学组成见表.。从表.中可知,鱼类肌 肉的水分含量通常在%到%之间,蛋白质约为%左右,灰分为%到% 之间,脂质含量因种类的不同而较前三种成分变动幅度大,有的种类在%以下, 有的却在%以上。在同一种类中也因个体部位、饵料、成长度、季节、生息 水域和性别等多种因素的不同,其化学成分的含量也会有明显的差异【】。硕士学位论文 表.鱼类肌肉的一般组成 . ...鱼类肌肉中的水分 水分是生物体所有生理活动所必须的成分。鱼类含水量较高,一般占鱼体 质量的%左右,且种类之间的差异较大,通常比畜禽动物的含水量%左 右要高。在水产品中,水分不仅影响蛋白质、核酸等高分子的结构,而且还 影响一些物质水溶性功能成分的性质和功能,也是影响食品保藏性和水产 食品加工保鲜方法选择的重要因素之一。 鱼类原料组织中水分含量的多少,以及水分在原料组织中的存在状态和分 布形式都会影响鱼类原料的工艺性质。肌肉中的水分,一般以结合水和自由水 两种形式存在。自由水约占总水分含量的%左右,其主要作用是溶解水溶性 物质,为组织的化学反应提供有利的水溶性环境,以游离状态存在于肌原纤维 和结缔组织的网络结构中的水分,还可输送营养和代谢产物,并参与调节渗透 压和维持电解质平衡。自由水在干燥时易蒸发脱出,能被微生物所利用,在冷 冻储藏时易冻结水产品的冰点通常在.?左右,冻结后产生的冰晶容易导致 肌肉细胞破损,进而造成细胞和组织汁液流失,细胞内源酶和细胞内一些微生 物的营养物质释放,导致肌肉组织变软和腐败。结合水约占总水分含量的% 到%,因与蛋白质及碳水化合物中的氨基、羟基、羧基等形成氢键,而难于 被蒸发和冻结,也不能被微生物所利用。 鱼类易腐败变质的原因之一是其水分含量高,但是水分含量不能作为腐败 性的可靠指标,因为即使水分含量相同,但对于不同类型的鱼类它们的腐败性 也存在明显的差异。出现这种情况的原因之一是水与非水成分缔合程度上的 差第一章绪论 别,水分与蛋白质、碳水化合物等非水成分缔合程度越强,则其越不能被微生 物所利用,支持水解化学反应的能力也越弱。 水分活度是反映水与各种非水成分缔合程度的指标。在预示鱼类的 稳定性、安全性等方面比水分含量更可靠。各种化学反应,特别是微生物 的生长发育、生物化学反应等都与水分活度有着比含水量更为密切的关系。因 此,在水产品加工保鲜过程中,我们不仅可以通过测定水产品的水分活度来预 料原料的保藏稳定性,而且还可以通过干燥、腌制和调味等措施来调节和控制 水产品的水分活度,从而抑制微生物的生长】。 ...鱼类肌肉中的蛋白质 大部分鱼类肌肉的蛋白质含量在%%.间,与脂质相比,种类问的 差异较小。但也有些鱼类的蛋白质含量在%左右的,这些鱼类通常为水分含 量在%以上且含糖量较多的软体鱼类。鱼类肌肉蛋白根据其在细胞中存在的 位置可以简单的划分为细胞外蛋白质和细胞内蛋白质,如表.所示。 表.肌肉蛋白质的组成 . 肌肉蛋白 细胞内蛋白质 细胞外蛋白质 肌原纤维蛋白、肌浆蛋白 肌基质蛋白、异质组织蛋白 细胞内蛋白质包括肌浆蛋兰 和肌原纤维蛋白 ,细胞外蛋白质主要为异质组织蛋白和基基质蛋白 。按蛋白质的溶解性又可分为盐溶性蛋白肌原纤维蛋白、水溶性蛋 白肌浆蛋白、水不溶性蛋白肌基质蛋白。肌浆蛋白可以被离子强度在. 以下的盐溶液抽提出来;肌原纤维蛋白可溶于离子强度在.以上的中性盐溶 液中,故可用其来抽提肌原纤维蛋白;来自于肌腱、肌隔膜、肌纤维鞘等结缔 组织的蛋白质大都不溶于盐溶液,也不溶于碱溶液,见表.。 硬骨鱼普通肌肉的全部肌肉蛋白质中,肌浆蛋白占%~%,肌原纤维 蛋白占%~%,肌基质蛋白占%左右,但软骨鱼类的肌基质蛋白约占% 左右【】。 硕士学位论文 .鱼肉肌肉蛋白质的分类 表 . 鱼类肌肉中的脂质 ... 鱼类肌肉中含量比较高的另一类化合物是脂质。脂质包括的范围很广,这 些物质在化学结构和化学组成上也有很大差异,但是它们有一个共同的特性, 就是它们都不溶于水而溶于苯、石油醚、氯仿、乙醚等有机溶剂。鱼类肌肉的 脂质含量因季节、生理状态、年龄、营养状态等不同,会发生明显变化。 脂质在生物体中具有许多重要的功能,它是生物膜的重要组成物质,几乎 细胞中的磷脂都集中在生物膜中。脂类物质,主要是油脂,即甘油三酯。脂类 是生物体代谢所需燃料的运输形式和储存形式。脂类物质在生物体中的另一作 用是为生物体提供溶解于其中的脂溶性维生素和必需脂肪酸。某些类固醇类物 质及萜类,如脂溶性维生素、、、、胆酸及固醇类激素具有营养代谢及 调节功能。在机体表面的脂类物质有防止热量散发与防止机械损伤等保护作 用。 鱼类的脂质根据分布方式和功能大致分为储藏脂质 和组织脂 质 。其中甘油三酸酯、蜡酯、固醇酯、固醇等均为非极性脂质, 一 卵磷脂和鞘磷脂等为极性脂肪。储藏脂质主要是甘油三酸酯组成。储藏脂质大 量地积蓄在皮下组织和内脏等各个器官,鱼类运动时成为主要的能量来源。组 织脂质主要由胆固醇和磷脂组成,主要存在于细胞的膜结构中,其含量较稳定, 不会因为鱼体的过度运动或营养状况较差而被消耗。 ...鱼类肌肉中的碳水化合物 鱼类体内最常见的糖类是糖原和粘多糖。鱼类的糖原储存在肝脏或肌肉中, 是鱼体贮藏的一种重要的能量来源。鱼类糖原含量的多少因饵料组成、营养状 态、鱼种生长阶段等不同。 鱼类糖原和脂肪共同作为能量来源储存,而贝类能量储存形式较单一,特第一章绪论 别是双壳贝类,其主要能源储藏形式是糖原,因此贝肉的糖原含量一般会比鱼 类高,而且贝类糖原的代谢途径和产物也与鱼类不同,其代谢终产物为琥珀酸。 但是贝类肌肉中糖原含量受季节性的影响较大。对运动活泼的洄游性金枪鱼、 鲣鱼等红肉鱼来说,一般含有较多的糖原。鱼类肌肉糖原的含量还与鱼的致死 方式有密切的关系,活杀鱼糖原的含量较挣扎而死鱼糖原的含量要高。 粘多糖是鱼类中含量较多的另一种多糖粘,其广泛地分布于鱼类的骨、皮 中。它在生物体内一般不会单独存在,而是与蛋白质结合形成糖蛋白质,因其 具有许多有价值的生物活性,如抗微生物活性可抑制细菌、霉菌的生长、免 疫增强作用能有效增强水解酶的活性和提高巨噬细胞的吞噬功能,刺激巨噬 细胞产生淋巴因子,从而启动免疫系统,达到增强免疫功能的作用、抗凝血活 性、促进组织修复及止血作用、较高的抗肿瘤活性等,已成为当前研究的热点。 鱼类肌肉中的浸出物成分 ... 鱼类组织切碎后,用热水进行抽提,可溶出鱼类组织中的各种水溶性成分, 通过进一步的分离沉淀,去除其中的多糖、色素、维生素、蛋白质等常规成分, 最后所得到的有机成分统称为浸出物。 浸出物中含有多种成分,如肽类、游离氨基酸、核苷酸及其关联化合物、 糖原、生物碱和有机酸等,一般将其分为含氮成分和非含氮成分两大类,且以 含氮成分为多。浸出物中的成分基本都是与鱼体新陈代谢有关的化合物,浸出 物中的牛磺酸、核苷酸、甜菜碱、游离氨基酸等物质是鱼类的生理活性物质、 营养物质、呈味物质等,因此浸出物的含量及其成分对水产品的色香味有着非 常重要的影响,一般浸出物含量越高其煮熟后的味道就越浓,反之则越淡。故 。 可根据浸出物的成分确定加工工艺,加工出适合不同人群口味的产品【 .鱼类肌肉蛋白组成 ..肌原纤维蛋白 肌原纤维蛋白存在于鱼类肌肉细胞中,属于盐溶性蛋白质,可用较高浓度 的中性盐溶液浓度大于.氯化钾或氯化钠的磷酸缓冲液从肌肉中提取。 肌原纤维蛋白约占肌肉中总蛋白质含量的%~%左右,与鱼糜制品凝胶形硕士 学位论文 成能力、鱼体肌肉收缩功能、死后僵硬、肌肉弹性等密切相关。 肌原纤维蛋白由肌球蛋白、肌动蛋白以及被称为调节蛋白的原肌球蛋白与 肌钙蛋白所组成,而其中肌球蛋白和肌动蛋白含量约占肌原纤维蛋白总量的 %左右。肌球蛋白和肌动蛋白在的存在下形成肌动球蛋白,肌动球蛋白 死后僵硬和肌肉的收缩有关,而且与加工、储藏过程中的蛋白质的变不仅与 性 和凝胶的形成及其稳定性有密切关系阍。 ...收缩蛋白质 肌动蛋白和肌球蛋白是与肌肉收缩一松弛循环直接相关的蛋白质,因此又 将其称为收缩蛋白,分别是构成肌原纤维中细丝和粗丝的主要蛋白质。 肌球蛋白 肌球蛋白在肌原纤维蛋白中占%左右,它构成了肌原纤维蛋白的粗丝, 每一根粗丝由多个肌球蛋白分子组成,肌球蛋白分子长约,宽约为 。肌球蛋白分子的头部位呈球状,杆部为螺旋状,其可被胰蛋白酶水解成 两部分,即轻酶解肌球蛋白,和重酶解肌球蛋白 ,。重酶解肌球蛋白属水溶性蛋白,其主要功能是保持 活性和与肌动蛋白结合的能力;轻酶解肌球蛋白则不溶于水,但可溶于.的 盐溶液中。肌球蛋白分子由六条肽链组成,其中两条相对分子质量各为万左 ,链,四条相对分子质量各为万左右的称为轻 右的称为重链 链出,链。链处于肌球蛋白三级结构的顶部位置,而链则分布 在杆部和头部。链的组成和分子量不仅与动物的种类有关,还与其存在的部 位有关,但组成和分子量不会因冻结或加热而变化,可利用其进行不同鱼种 的 鉴定。 肌球蛋白有三种生物活性,其一是在生理离子强度下汇聚成粗丝,与鱼类 的运动密切相关;其二是保持活性;其三是与肌动蛋白结合的性质。存 可分解三 在于肌动蛋白和的结合位点的肌球蛋白头部具有活性, 磷酸腺苷。而在生理离子强度下肌球蛋白的双螺旋状杆部,则可汇聚成 . 的、双极性的蛋白丝,这一特性和肌球蛋白分子杆部的氨 一定长度 基酸组成及其排列顺序有密切关系。肌球蛋白分子杆部由氨基酸侧链整齐而 有 规则地排列构成,且这些氨基酸均带有正、负电荷,并可观察到一组由个氨第 一章绪论 基酸构成的周期性重复排列,而每一组又是由个残基的重复单元构成,这 个残基的疏水性侧链对双螺旋的形成起着极其重要的作用。 肌球蛋白可被和所赋活。:存在下的活性称为 :存在下的活性,由于是通过添加乙二胺四乙酸络合 混合存在的和:之后进行测定,故称为.活性。在生理条 件的低离子强度下,肌球蛋白活性通常被所阻碍,但在和肌 动蛋白共同存在下则又被激活。鱼类普通肉肌球蛋白的在值 和之间有个活性高峰,.在碱性环境下则会有很高的活性。当 鱼肉蛋白质在加热、冷冻储藏过程中变性时,则会导致活性的降低或消 失,同时肌球蛋白在盐溶液中的溶解度也会降低,这两种性质可用于检测和 控 制肌肉蛋白的变性程度。在鱼糜制品加工过程中,添加一定量的食盐进行擂溃, 再添加适当量的水使氯化钠的浓度在%左右,则可从被擂溃的肌原纤维细胞中 溶出肌动球蛋白,进一步形成弹性凝胶。肌球蛋白重链在鱼糜凝胶形 成过程中可被转谷氨酰胺酶催化形成..谷氨酰一赖氨酸非二硫共价键, 强化鱼糜凝胶的网络结构,改善鱼糜凝胶特性。 肌动蛋白 肌动蛋白是构成肌原纤维细丝的主要蛋白,占整个肌原纤维蛋白的%左 和 的个氨基酸残基构成的 右。在分子内通常是由含有 分子量为.万左右的单链多肽链。该链进一步折叠形成外观程球状的三级结 构,称为一肌动蛋白。在及生理盐环境下.肌动蛋白聚合,构成右旋双 螺旋的四级结构,变成纤维状的一肌动蛋白。该反应为可逆反应,脱盐后的. 肌动蛋白可继续恢复为.肌动蛋白。肌球蛋白与.肌动蛋白结合形成肌动球蛋 白,从而显著激活肌球蛋白的活性。此外,肌动蛋白还可以与许多其他 生物体内蛋白质结合构成蛋白复合物的功能。在高等动物的骨骼肌中,肌球蛋 白和肌动蛋白的结合一解离就是肌肉松弛和收缩的基本反应【】。 肌动球蛋白 肌动球蛋白是.肌动蛋白和肌球蛋白在一定生理条件下存在下结 合而成的复合体,是纤维状的超巨大螺旋结构分子,用较高离子强度的盐溶液 ./ 一磷酸缓冲液,导.抽提一定时间后即可得到高粘度的天然硕士学位论文 肌动球蛋白,此蛋白以肌动蛋白.肌球蛋白复合体为主要成分。 肌动球蛋白属于盐溶性蛋白,若用冷水稀释成离子强度在.以下时,肌 动球蛋白便絮凝沉淀。因此,可用肌动球蛋白在不同浓度盐溶液中的溶解性对 其进行提取和精制。肌动球蛋白是鱼肉储藏和加工过程中的主要研究对象,在 肌动球蛋白的盐溶液中加入.焦磷酸或.时,复合体的大部分将被 分解为肌球蛋白和肌动蛋白,这一性质可用来分离和提取肌球蛋白。在存 机体中肌动球蛋白的收缩.松弛很大程度上受浓度大小的 在的生理环境下, 影响;在无存在的条件下,肌动蛋白和肌球蛋白之间也能产生结合,主要 是鱼体死后存在于僵硬的肌肉中的肌动球蛋白,其肌动蛋白.肌球蛋白的这种结 合形式与存在下二者的结合形式有所差异。一般而言,从白色肉鱼类提取 肌动球蛋白比红色肉鱼类容易,新鲜鱼比冷冻鱼容易,僵硬前的鱼比僵硬期的 鱼容易。 ...主要调节蛋白 天然肌动球蛋白复合体中,除有大量的肌球蛋白和肌动蛋白外,还存在能 够感应肌肉中浓度的差异,并引起肌动球蛋白的收缩和松弛反应,被称之 为调节蛋白。调节蛋白主要有肌钙蛋白、原肌球蛋白和副肌球蛋白三种。 原肌球蛋白 原肌球蛋白长约左右,呈双螺旋纤维状,在肌原纤维中当属最稳定 的蛋白质之一。由个亚基组成,相对分子质量约万左右,二级结构以螺 旋为主,原肌球蛋白也是细丝的主要组成成分,它与肌钙蛋白结合在一肌动蛋 白上形成细丝,并使肌动球蛋白的产生感受性。 组成原肌球蛋白的氨基酸中缺少色氨酸,且苯丙氨酸和酪氨酸含量少。因 此,在蛋白质特有的波长处原肌球蛋白的吸收较低。无脊椎动物原肌球 蛋白中的精氨酸和赖氨酸之比为:,比脊椎动物的:要小。原肌球蛋白 存在、两种亚基,在鱼类肌肉中绝大多数是、型,但在金枪鱼等鱼中, 分子原肌球蛋则白由等摩尔的、亚基组成。 肌钙蛋白 原肌球蛋白是纤维状的蛋白质,纵向分布在.肌动蛋白中心部位,而肌钙 蛋白则是球状蛋白质,它与原肌球蛋白强有力地结合,并局限分布在细丝上, 第一章绪论 左右。因此,在细丝上,原肌球蛋白、肌动 每两个肌钙蛋白之间间隔为 蛋白、肌钙蛋白的摩尔比为::。鱼类肌钙蛋白由肌钙蛋白相对分子质 量万到万之间、肌钙蛋白相对分子质量.万左右、肌钙蛋白相 对分子质量.万到.万之间等三个亚基组成,各亚基按::的摩尔比 分子间连接成分子的肌钙蛋白。各亚基担负着不同的功能,肌钙蛋白主要 抑制肌动蛋白和肌球蛋白的相互作用,肌钙蛋白主要与原肌球蛋白结合而产 生其作用,而肌钙蛋白则起着与结合的功能。 肌球蛋白与肌动蛋白之间的相互作用主要由肌钙蛋白调节完成,各个亚基 单独存在时则不起作用,必须要三者的协同作用。就是说机体在神经刺激下, 组织中的从肌浆网内被释放出,与肌钙蛋白相结合,引起肌钙蛋白四 级结构的改变,进而引起肌钙蛋白高级结构的改变。肌钙蛋白结构的改变 则解除了之前肌钙蛋白对肌球蛋白相互作用的抑制。肌钙蛋白最终将该指 令传递到整个肌动蛋白分子,使肌球蛋白与肌动蛋白发生反应,产生高的 活性,从而引起肌肉的收缩。另一方面,在十不存在下,肌钙蛋 白使肌动蛋白和肌球蛋白反应受到抑制,则肌肉即行松弛。 副肌球蛋白 副肌球蛋白主要存在于贝类肌肉,鱼类肌肉中很少见。 ..肌浆蛋白 此类蛋白质主要存在于肌细胞的细胞质中,属于水溶性蛋白。肌浆蛋自种 类繁多复杂,己分离出多种蛋白质,其中绝大多数的等电点在.到。之 间,分子质量比肌球蛋白的小,一般在到之间。肌浆蛋白含有大 量的糖类水解酶醛缩酶、葡萄糖一一磷酸异构酶、己糖激酶、乳酸脱氢酶、磷 酸甘油酸激酶等、蛋白酶钙激蛋白酶、组织蛋白酶、肌酸激酶以及清蛋白、 血红蛋白、和细胞色素、肌红蛋白等蛋白质。肌浆蛋白含有比较多的含氮小 ,腥味较重、颜色较深,因其含有较多的组织蛋白酶,容易导致 分子类化合物 鱼糜凝胶的劣化,而在低温储藏和加热过程中,肌浆蛋白却比肌原纤维蛋白相 对稳定,热凝温度较高。因此,在鱼类宰杀进行采肉时,常用大量的清水对鱼 肉进行漂洗、脱水来除去其中的肌浆蛋白,提高肌原纤维蛋白含量和鱼糜的白 度,增强鱼糜凝胶的强度【:引。硕士学位论文 ..肌基质蛋白 肌基质蛋白主要是指弹性蛋白和胶原蛋白,二者是 构成结缔组织的主要成分。两者均不溶于中性盐类溶液和水,故又称为不溶性 蛋白。在弹性蛋白和胶原蛋白组成的网络结构中,除寄存着一定量的水分外, 还沉积着部分脂肪,这部分脂肪与肌原纤维共同形成了肌肉组织的柔性和弹性。 鱼类肌肉中含有胶原蛋白的量很少,而弹性蛋白含量更少,几乎不存在。 在胶原纤维中,通常将构成胶原蛋白分子的单位称为原胶原蛋白,而每个 原胶原蛋白则是由条分子量约为万左右的.多肽链缠绕盘旋而成。根据 胶原蛋白分子的溶解性,大致可将其分为碱溶性、碱不溶性、中性盐溶性、酸 溶性的胶原蛋白等四种。其各部分中链的组成、相对含量、分子内和分子间 的一些化学键等都会随鱼的营养状态和年龄的变化而变化。因胶原蛋白是由许 多原胶原分子所组成的纤维状物质,所以当胶原纤维在水中加热至以上时, 而成为溶解于水 因构成原胶原分子的条多肽链之间形成的螺旋结构被破坏, 的明胶。 为构成弹性纤维的蛋 弹性蛋白主要存在于真皮及血管等各种结缔组织中, 白之一,是一种既不溶于酸也不溶于碱的非常稳定的蛋白质,但在鱼类肌肉中 含量甚微,或者几乎不存在。 .鱼类肌肉蛋白分析技术 ..蛋白质沉淀技术 生物体内含有许多种不同结构和功能性质的蛋白质,其中大多数的蛋白质 与其它大分子或小分子物质相结合共存于混合体系中。因此,要研究某一种蛋 白质的分子结构和功能,就必须要从复杂的混合体系中分离并纯化出目的蛋白 质。分离纯化的结果能否达到目的产物要求的纯度,需要进行分析和鉴定。目 的蛋白质纯化的纯度取决于研究目的。例如,确定蛋白质的氨基酸组成和氨基 酸的排列顺序及精确的化学分析等对样品纯度要求高的试验,就必须要高纯度 的蛋白质样品;很多物理参数如扩散常数和沉降常数的测定也需要纯度很 高的样品;但是若用生物学的分析法来测定此类物理参数时,则可不必使用纯 第一章绪论 度和浓度很高的样品。 利用沉淀技术进行纯化分离总的来讲主要是利用物质溶解度的差异,也就 是根据各种物质的结构差异如蛋白质分子表面亲水基团和疏水基团之间比例 的差异来选择改变溶液的某些性质如金属离子、极性、离子强度、等, 就能使抽提液中的各物质的溶解度发生变化。由于不同的物质在相同的溶液中, 呈现出不同的溶解度,相同的物质在不同的溶液中,溶解度也是不一样的,故 选择合适的溶液就能使欲分离成分呈现最大的溶解度,而使杂质呈现最小的溶 解度,或者相反,再经过适当处理,便可达到从抽提液中分离目的成分的要求。 常用的方法有盐析法和有机溶剂沉淀法以及等电点沉淀法等【。 ..蛋白质膜分离技术 膜分离是利用具有选择透过特性的薄膜进行物质分离的过程。膜分离是主 要利用的是膜的选择透过性,用膜两侧存在的能量差作为分离所用的推动力, 由于溶液中各组分通过膜的迁移速率不同,故可以实现各组分的分离。膜分离 属速率控制的传质过程,具有设施简单、操作温度宽、节能、无相变、处理 效 率高等优点,适用于一些生物物质如蛋白质等的分离过程。 根据物质透过膜的原理和推动力的不同,膜分离可分为类:第一类是以 静压力差为推动力的膜分离过程,如超滤、微滤和反渗透;第二类是以浓度差 为推动力的膜分离过程,如透析;第三类是以电位差为推动力的膜分离过程, 如离子交换电渗析和电渗析等。膜分离过程的分类及特性如表.所示。 表.膜分离过程的分类及特性 膜结构 名称 推动力 应用对象 压力 对称膜微孔 微滤 消毒、澄清、细胞收集 .. ... 不对称膜微孔 压力 细粒子胶体去除,可溶性中等分 超滤 . .. 子或大分子分离 带皮层的不对称 压力 反渗透 水分子溶质脱除与浓缩 膜、复合膜 一 对称的或不对 透析 浓度梯度 水分子有机物和无机离子的去除 称的膜 电位差 电渗析 离子交换膜 离子脱除、氨基酸分离硕士学位论文 ..蛋白质的色谱分离技术 色谱分离原理是:由于待分离的混合物在互不相容的两相固定相和流动 相之间分配行为存在差异,从而引起溶解在流动相里的溶质移动速度有所差 异,进而分离不同组分的溶质。对于所有色谱分离系统来说,主要包括固定相、 流动相待分离样品以及检测器。在流动相载着待分离混合物流经固定相的过程 中,由于各个组分的移动速率不同,所以不同的组分可以得到分离。 ,色谱分离可分为凝胶过滤色谱、吸附色谱、分配色谱、离 根据分离原理 子交换色谱等;根据固定相的形状不同,可分为薄层色谱、柱色谱、纸色谱等; 可分为气象色谱和液相色谱。蛋白质、核酸等生物根据流动相的物态不同, 物 质一般从在于水溶液中,所以主要采用液相色谱分离。 一个色谱分离过程一般包括:?加试样,将待分离的混合物样品置于填充 柱上面;?展开,使流动相以一定的速度通过固定相,则混合物中各组分逐渐 展开并形成色带,并且随流经时间的增长,色带逐渐展开、分离:?分段收集, 把柱底部流出的液体按照不同的时间间隔进行分段收集。通过测定与溶质相关 的物理性质如折射率、电导率、紫外吸收等分析这些色带的成分【列。 ..蛋白质电泳技术 凝胶电泳被广泛使用在蛋白质和核酸的分离分析上,特别是聚丙烯酰胺凝 胶电泳。电泳就是各种胶体粒子在电场作用下的迁移。具有不同电荷密度的生 物大分子在凝胶中的迁移速度不同,从而得以分离。 蛋白质分子带有两个能解离的基团,为两性电解质,其在不同的溶液中会 带有不同的电荷。从物理化学原理分析来看,带电大分子的周围是由带相反电 荷的离子组成的,这些离子形成的扩散双电层可看做是电荷密度不同的两部分, 即紧密层和扩散层两部。紧密层中带相反电荷的离子是被牢牢束缚在大分子周 围,它在电场中是和随大分子一起泳动的,而扩散层中带相反电荷的离子尽管 也受到大分子的静电吸引力,但吸引力很弱,在电场中是向另一极移动。溶液 本体与紧密层表面的电位差称之为电位,此电位决定了蛋白质颗粒在电场中的 泳动速度【。 凝胶电泳是常用的分析手段,较适合于蛋白质等生物物质的分离制备。其第一章绪论 利用的支持物为各种具有网状结构的多孔凝胶。由于凝胶电泳除具有电泳作用 外还具有分子筛的作用,故其分辨率较高。由于相对分子质量较大的溶质分子 受凝胶阻滞的作用大,故而泳动速度较慢;而小分子溶质泳动速度则较快。不 同分子质量的溶质分子会随着电泳时间的延长在凝胶中形成数条含不同的聚集 区带,从而实现了溶质之间的相互分离。凝胶电泳所采用的网状支持物通常为 琼脂糖凝胶或聚丙烯酰胺凝胶。 ..研究蛋白质构象的技术 目前研究蛋白质分子构象的方法有很多种,大致可以概括为两大类:一类 是用于测定晶体蛋白质的分子结构,如小角中子衍射法和射线衍射分析法; 另一类是测定不同溶液中的蛋白质分子构象,如激光拉曼光谱法、荧光光谱法、 圆二色柱法、核磁共振波普法等。 射线衍射技术与电子显微镜或光学显微镜技术的基本原理是相似的,主 要区别就在于射线衍射技术所用的光源发射的不是可见光,而是短波长的 射线;衍射波经物体散射后,没有一种透镜能把它完全收集并重组成物体的图 像,而只是得到一张衍射图案。而衍射图案需要用计算机来代替透镜进行重组 并绘出电子密度图,根据绘出的电子密度图,再构建出分子的三维图像。一个 分子中成键原子间的距离长度大约等于射线的波长,如.键长为., 而由阴极射线管中铜靶发射出的射线的波长为.。一束单色射线通 过一个分子时会发生衍射,而且衍射形式与该分子的结构相关