魚肉蛋白質(zhì)

魚肉蛋白質(zhì)是魚類等各種水產(chǎn)動(dòng)物肌肉蛋白質(zhì)的總稱。是營養(yǎng)上重要的食物蛋白質(zhì)，而且在貯藏加工過程中與肌肉其他各種物質(zhì)的質(zhì)量變化有直接關(guān)系。因此，了解它的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)和一些重要理化性質(zhì)，對(duì)水產(chǎn)食品的營養(yǎng)和貯藏加工具有重要意義。

蛋白質(zhì)是組成魚、蝦、蟹、貝等肌肉的主要成分，約占干物重的60%～90%。按其在肌肉組織中的分布大致分為三類。構(gòu)成肌原纖維的蛋白質(zhì)，稱為肌原纖維蛋白；存在于肌漿中的各種分子量較小的蛋白質(zhì)，稱肌漿蛋白：以及構(gòu)成結(jié)締組織的肉基質(zhì)蛋白。這幾種蛋白質(zhì)在魚類等水產(chǎn)動(dòng)物和禽畜等陸產(chǎn)動(dòng)物中的種類組成基本相同，但數(shù)量組成上存在差別。一般魚類等水產(chǎn)動(dòng)物肌肉的結(jié)締組織較少，因此肉基質(zhì)蛋白的含量也少，約占肌肉蛋白質(zhì)總量的2%～5%（鯊、鰩等軟骨魚類稍多，見表1）。某些貝類、螺類等的肉基質(zhì)蛋白含量高于魚類，有的組織含量多達(dá)10%～40%。魚肉中肌原纖維蛋白的含量較高，達(dá)60%～75%；肌漿蛋白質(zhì)含量大多在20%～35%之間，有的貝類高到40%以上。

上述三類肌肉蛋白質(zhì)都是由各種不同的蛋白質(zhì)組成的，它的性質(zhì)很多直接或間接地與魚肉加工貯藏過程質(zhì)量變化有關(guān)。

表1 魚貝類肌肉的蛋白質(zhì)組成（%）

肌原纖維蛋白

由肌球蛋白、肌動(dòng)蛋白以及稱為調(diào)節(jié)蛋白的原肌球蛋白與肌鈣蛋白所組成。肌球蛋白和肌動(dòng)球蛋白是構(gòu)成肌原纖維粗絲與細(xì)絲的主要成分（見魚類組織）。兩者在ATP的存在下形成肌動(dòng)球蛋白，與肌肉的收縮和死后僵硬有關(guān)。肌球蛋白的分子量約為5.0×105，肌動(dòng)蛋白約為4.5×104，是肌原纖維蛋白的主要成分。其他屬于調(diào)節(jié)蛋白的原肌球蛋白等數(shù)量較少，與加工貯藏中魚肉質(zhì)量變化的關(guān)系不大。肌球蛋白分子由重鏈與輕鏈兩個(gè)部分所組成，每一肌球蛋白分子上有3根或2根（白色肉為3根，暗色肉為2根）分子量不同的輕鏈。將從肌肉制備的肌原纖維用SDS-PAG（十二烷基硫酸鈉—聚丙烯酰胺）凝膠電泳進(jìn)行分離測定，可以看到按分子量大小次序排列的肌原纖維蛋白組分的電泳譜（圖1）。不同魚類的3根輕鏈的分子量大小不盡相同，但對(duì)于同一魚種是一定的（圖2，表2）。利用這種輕鏈的種特異性可以進(jìn)行魚種分類的鑒別。作為肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白的重要生物活性之一，是它具有分解腺苷三磷酸（ATP）的酶活性，是一種鹽溶性蛋白。當(dāng)兩種蛋白質(zhì)在凍藏、加熱過程中產(chǎn)生變性時(shí)，會(huì)導(dǎo)致ATP酶活性的降低或消失。同時(shí)，肌球蛋白在鹽類溶液中的溶解度降低。這兩種性質(zhì)是用于判斷肌肉蛋白變性的重要指標(biāo)。在魚糜制品加工過程中加2.5%～3%的食鹽進(jìn)行擂潰的作用，主要是利用氯化鈉溶液從被擂潰破壞的肌原纖維細(xì)胞溶解出肌動(dòng)球蛋白使之形成彈性凝膠。此外，在貝類、烏賊等無脊椎動(dòng)物肌肉的肌原纖維蛋白中還存在一科副肌球蛋白，分子量約1.0×105，與肌球蛋白共同構(gòu)成肌原纖維的粗絲，其與貝類閉殼肌的收縮作用有關(guān)。

肌漿蛋白

存在于肌肉細(xì)胞肌漿中的水溶性（或稀鹽類溶液中可溶的）各種蛋白的總稱，種類復(fù)雜，其中很多是與代謝有關(guān)的酶蛋白?，F(xiàn)時(shí)常利用一些如乳酸脫氫酶、磷酸果糖激酶、醛縮酶等所謂同工酶的科類特異性，來進(jìn)行魚種或原料魚的種類鑒定。各種肌漿蛋白的分子量一般在1.0×104至3.0×104之間。在低溫貯藏和加熱處理中，較肌球蛋白穩(wěn)定，熱凝溫度較高。此外，色素蛋白的肌紅蛋白亦存在于肌漿中。運(yùn)動(dòng)性強(qiáng)的洄游性魚類和海獸等暗色肌或紅色肌中的肌紅蛋白含量高，是區(qū)分暗色肌與白色?。ㄆ胀。┑闹饕獦?biāo)志。

肉基質(zhì)蛋白

包括膠原和彈性蛋白，是構(gòu)成結(jié)締組織的主要成分。兩者均不溶于水和鹽類溶液，在一般魚肉結(jié)締組織中的含量，前者高于后者約4～5倍。膠原是由多數(shù)原膠原分子組成的纖維狀物質(zhì)，當(dāng)膠原纖維在水中加熱至70℃以上溫度時(shí)，構(gòu)成原膠原分子的3條多肽鏈之間的交鏈結(jié)構(gòu)被破壞而成為溶解于水的明膠。肉類的加熱或鱗皮等熬膠的過程中，膠原被溶出的同時(shí)，肌肉結(jié)締組織被破壞，使肌肉組織變成軟爛和易于咀嚼。此外，在魚肉細(xì)胞中還存在一種稱為結(jié)締蛋白的彈性蛋白，以及鯊魚翅中存在的類彈性蛋白，都同樣是與膠原近似的蛋白質(zhì)。

圖1 鯉的肌動(dòng)球蛋白SDS-PAG電泳譜

圖2 肌球蛋白輕鏈電泳譜

表2 幾種魚的肌球蛋白輕鏈L1、L2、L3分子量

魚肉蛋白質(zhì)的氨基酸組成，一般和畜禽等脊椎動(dòng)物橫紋肌的氨基酸組成基本相同。在主要的20種氨基酸中，8種必需氨基酸含量多，種類全，比較平衡，在營養(yǎng)上同屬于動(dòng)物性的蛋白質(zhì)，或完全蛋白質(zhì)。但嚴(yán)格地講，8種必需氨基酸含量齊全的主要是肌原纖維蛋白質(zhì)和肌漿蛋白質(zhì)。肉基質(zhì)蛋白質(zhì)中甘氨酸、丙氨酸、脯氨酸等非必需氨基酸含量多，8種必需氨基酸含量相對(duì)較少，并缺少色氨酸、胱氨酸等，是一種不完全蛋白質(zhì)。從表3中引用的一些分析資料可以看到魚肉、肌球蛋白、肌動(dòng)蛋白與肉基質(zhì)蛋白質(zhì)的平均氨基酸的組成情況。魚肉和肌球蛋白、肌動(dòng)蛋白的8種氨基酸含量，分別占蛋白質(zhì)的44%，42%和43%，彼此極為接近。這說明占全部魚肉蛋白質(zhì)60%～75%的肌原纖維蛋白質(zhì)基本上可以代表魚肉整體的氨基酸組成。肉基質(zhì)蛋白質(zhì)氨基酸中，8種必需氨基酸只占15%，比肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白少很多。但由于肉基質(zhì)蛋白在魚肉組織中僅占全部蛋白質(zhì)的2%～5%，因此對(duì)魚肉整體氨基酸組成的影響不大。但肉基質(zhì)含量多的某些貝類、螺類的肌肉中基質(zhì)蛋白含量較多，肌原纖維含量較少，因此它的氨基酸的營養(yǎng)價(jià)值會(huì)低于魚肉。

表3 幾種魚、蝦、蟹、貝肌肉蛋白質(zhì)的氨基酸組成（g/100g蛋白質(zhì)）

存在于生物體組織原有蛋白質(zhì)的高次分子結(jié)構(gòu)，在某些物理或化學(xué)因素的影響下容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上的變化，這種變化結(jié)果所導(dǎo)致蛋白質(zhì)原有理化性質(zhì)或生理活性等的改變，稱為蛋白質(zhì)的變性。其結(jié)果是導(dǎo)致魚肉蛋白質(zhì)分子和水分子的結(jié)合能力（親水性）、溶解度、粘度、凝膠形成能力、酶活性的降低或消失。魚肉在凍結(jié)貯藏、加熱處理、鹽漬干制等過程中，都會(huì)在不同程度上產(chǎn)生蛋白質(zhì)變性，并直接和間接地影響制品品質(zhì)。如凍品解凍后液滴的流出，肌肉軟嫩度降低，口感變粗變硬，魚糜原料凝膠形成能力下降，以及鹽漬品和干制品肉質(zhì)復(fù)水性差和粗硬不易咀嚼等。變性中蛋白質(zhì)分子原有親水性結(jié)構(gòu)的改變，保水性和復(fù)水性的喪失，是產(chǎn)生這些質(zhì)量變化的基本原因。

蛋白質(zhì)的加熱變性，是食品在各種熱處理中最常見的現(xiàn)象。不同種類蛋白質(zhì)產(chǎn)生熱變性的溫度不同。熱穩(wěn)定性低，而容易產(chǎn)生變性的蛋白質(zhì)，其變性溫度低于熱穩(wěn)定性高的蛋白質(zhì)。魚肉的各種蛋白質(zhì)中，最容易變性的是分子量大的肌原纖維蛋白中的肌球蛋白，其次是分子量小的肌動(dòng)蛋白和肌漿蛋白。肌球蛋白的加熱變性溫度大體在45～55℃，也就是魚糜制品加熱凝固和形成凝膠的溫度范圍，也是魚肉等加熱煮熟過程中開始放出液汁和肉質(zhì)失去彈性的溫度范圍。實(shí)際上肌球蛋白在低于45℃以下的室溫范圍也會(huì)產(chǎn)生緩慢的變性。可以用來在實(shí)驗(yàn)室測定不同魚類肌球蛋白或肌原纖維蛋白質(zhì)熱穩(wěn)定性的差異。肌動(dòng)蛋白加熱變性溫度在70～75℃范圍。肌漿蛋白中各種蛋白質(zhì)的變性溫度約在70～100℃之間。結(jié)締組織中的膠原加熱至50～60℃時(shí)會(huì)產(chǎn)生收縮，至70℃以上即變成水溶性明膠，其結(jié)果是結(jié)締組織的崩潰以及肌肉組織的軟爛和易于咀嚼。加熱煮熟肌肉中的變性蛋白，較生肉中未變性的蛋白質(zhì)更易被消化酶類分解，有助于消化率的提高。

一般蛋白質(zhì)在低溫下是不容易變性的。但肌原纖維蛋白質(zhì)的肌球蛋白在冷藏中容易產(chǎn)生冷凍變性。結(jié)果使肌原纖維蛋白質(zhì)的腺苷三磷酸酶活性和鹽溶性降低，并產(chǎn)生肌肉解凍后的液滴增加、纖維變硬等問題。這種變性的原因，主要是由于肌肉組織中水分的結(jié)冰，一方面使肌原纖維蛋白質(zhì)分子失水，同時(shí)造成水溶性鹽類等的濃度增加，致使蛋白質(zhì)分子的高次結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化和肌球蛋白質(zhì)分子的聚合。此外，凍藏中脂肪的水解、氧化產(chǎn)物對(duì)冷凍變性也有促進(jìn)作用。防止冷凍變性的主要方法是采取速凍和降低貯藏溫度：凍魚糜等可使用蔗糖、多磷酸鹽等保水劑（亦稱抗凍劑）防止變性。不同魚類肌原纖維蛋白質(zhì)的耐凍性，即冷藏中變性的難易程度不同。如中上層魚類死后肌肉的pH值低，較底層魚類容易變性。寒帶棲息的魚類較熱帶水域棲息魚類容易變性。這和魚類肌原纖維蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性大小是一致的。

干制加工中的蛋白變性主要是由于干燥的脫水以及干燥的溫度高產(chǎn)生熱變性的結(jié)果。這種在高溫下的脫水，不但使肌原纖維嚴(yán)重變性，其他肌漿蛋白質(zhì)等也容易產(chǎn)生變性。減輕或防止這種變性的辦法是采用降低干燥溫度，如冷凍干燥、冷風(fēng)干燥（見水產(chǎn)食品加工）利用肉漿等的噴霧干燥以縮短水分蒸發(fā)時(shí)間，都可以明顯防止變性和提高制品復(fù)水率。鹽漬中的蛋白質(zhì)變性，主要是高食鹽濃度下使蛋白質(zhì)分子失水和產(chǎn)生鹽析作用等的結(jié)果，減少用鹽量，降低鹽漬溫度和添加多磷酸鹽等均有改進(jìn)制品品質(zhì)的作用。此外，中上層魚類死后生成的乳酸多，pH值低，容易使蛋白質(zhì)變性，這種變性完全是肌肉的酸性所引起的，稱為酸變性。