鲱鱼抗冻蛋白对海鲈鱼在冻融循环过程中品质特性的影响及抗冻机制研究
FoodChemistry
●成果介绍
研究背景：
我国冷链物流技术尚不完善，在水产品的长途运输、贮藏及消费过程中，因温度波动不可避免地出现反复冻融现象，造成产品的汁液流失，蛋白质、 酸等营养成分的分解，导致水产品品质及营养价值下降。因此，水产制品在冻融循环过程中的品质维持是亟需解决的关键问题。抗冻蛋白通过不可逆地依附在冰晶表面，具有抑制冰晶生长、修饰冰晶形态、抑制重结晶及提高生物抗冻能力的作用，有望解决冷冻制品因冰晶生长及重结晶现象而造成的品质劣变等问题。本文研究了鲱鱼抗冻蛋白与冰晶的结合机制，并阐明其抗冻机理，探究其对海鲈鱼在冻融循环过程中品质特性的影响。
研究方法：
采用Findit软件构建冰晶模型，Gromacs软件对鲱鱼抗冻蛋白（hAFP）和冰晶面复合物进行分子动力学模拟及吸附能的计算，以揭示hAFP的抗冻机理。并以海鲈鱼为研究对象，通过扫描电镜观察样品的肌纤维微观结构，拉曼光谱及内源荧光光谱表征蛋白质构象变化，进一步通过蛋白质总巯基/羰基/二聚酪氨酸含量及Ca2+-ATP酶活性，探讨真空浸渍hAFP预处理对海鲈鱼在3次冻融循环过程中的品质维持作用。
研究结果：
（1）hAFP与冰晶的分子动力学模拟结果表明：hAFP有逐渐贴近冰晶表面的趋势，混合平衡体系的相互作用能（ΔEinter）值为-.61kcal/mol，这种相互作用是抗冻蛋白能够阻止冰晶生长的重要基础。当hAFP与冰晶动力学模拟平衡后，hAFP与冰晶的混合体系的均方根位移在5ns后的均方根值的波动均小于0.05?。另外，在整个模拟过程中，hAFP的结构没有发生明显的膨胀或者收缩，说明hAFP可稳定存在于冰水混合体系中。
（2）海鲈鱼经真空浸渍hAFP预处理后，模拟3次冻融循环。结果表明该方法可以降低鱼肉样品的汁液流失率，减少冰晶对样品肌纤维的损伤，稳定肌原纤维蛋白的构象，并有效降低肌原纤维蛋白的氧化程度，提高样品冻融循环的品质。
研究结论
本研究从微观角度分析了hAFP的抗冻机理，并证明真空浸渍hAFP可提高水产品的储存质量和效率，以期为促进鱼源抗冻蛋白作为食品添加剂，提高水产品解冻品质提供理论基础和实验依据。
参考文献