嫩度、多汁性和风味是牛肉食用品质的重要指标。嫩度主要由肌原纤维和肌内结缔组织的结构和性质共同作用决定的。目前市场上常用的嫩化剂主要破坏肌原纤维的结构,同时存在过度嫩化、影响牛肉风味和口感的问题,这一问题多少年来一直未有解决。本研究以狭鳕和牛肌肉组织中提取的组织提取物为嫩化手段,利用蛋白质凝胶电泳、圆二色谱、拉曼光谱、扫描电镜等方法研究了该两种肌肉组织提取物对牛肉肌原纤维蛋白和牛肉肌束膜的水解作用及蛋白质二级结构的变化,同时观察了水解过程中蛋白质显微结构的变化,从而探讨了狭鳕和牛肌肉组织提取物嫩化牛肉的潜在可能性,为牛肉嫩化提供新途径,并为实际生产提供理论依据。具体研究内容和结果如下：狭鳕和牛肌肉组织提取物具有组织蛋白酶B和L的活性。对狭鳕和牛肌肉组织提取物的成分进行鉴定,并测定其中组织蛋白酶B和L的活性。SDS-PAGE电泳结果显示,狭鳕和牛肌肉组织提取物为55kDa以下的蛋白质混合物,与前人关于组织蛋白酶B和L分子量的研究结果一致。同时狭鳕和牛肌肉组织提取物能够特异性水解肽底物苄氧羰基-精氨酰-精氨酰-酰胺-甲基香豆素(Z-Arg-Arg-MCA),显示出明显的组织蛋白酶B的活性,狭鳕和牛肌肉组织提取物中组织蛋白酶B的活性分别为21.86U和19.10U；同时狭鳕和牛肌肉组织提取物能够水解特异性荧光合成肽底物苄氧羰基-苯丙胺酰-精氨酰-酰胺-甲基香豆素(Z-Phe-Arg-MCA),因而具有组织蛋白酶L的活性,分别为22.36U和20.72U。因此,肌肉组织提取物即为组织蛋白酶B和L的混合物。狭鳕和牛肌肉组织提取物能够特异性水解组织蛋白酶B底物Z-Arg-Arg-MCA的最适温度分别为50℃和40℃,最适pH分别为5.0和5.5；狭鳕和牛肌肉组织提取物能够特异性水解组织蛋白酶L底物Z-Phe-Arg-MCA的最适温度分别为50℃和40℃,最适pH分别为5.0和5.5。DTT和L-Cys分别是肌肉组织提取物中蛋白酶B和组织蛋白酶L的激活剂；E-64能显著抑制狭鳕和牛肌肉组织提取物中蛋白酶B和L的活性。肌肉组织提取物影响牛肉肌原纤维蛋白质的二级结构,并表现出明显的水解活性。狭鳕和牛肌肉组织提取物添加量及作用时间处理牛肉肌原纤维蛋白,通过SDS-PAGE电泳和CD圆二色谱观察肌原纤维蛋白的水解变化及其过程中二级结构的变化。结果表明,狭鳕肌肉组织提取物作用12h后,肌球蛋白完全水解；肌钙蛋白T和原肌球蛋白在24h后被完全水解；肌球蛋白经过牛肌肉组织提取物作用24h后才完全水解；两种肌肉组织提取物均部分水解肌动蛋白。狭鳕和牛肌肉组织提取物的水解作用降低了肌原纤维蛋白中α-螺旋的含量,最低含量分别为7.51%和17.53%,同时形成了稳定的p-折叠结构,含量最高达到了42.82%和33.53%。肌原纤维蛋白发生了水解,从而对牛肉具有嫩化作用。结合透射电镜观察和SDS-PAGE的结果显示,肌肉组织提取物中的组织蛋白酶B和L首先从明带处水解肌球蛋白,而后降解肌动蛋白。而肌肉组织提取物中的组织蛋白酶B和L对Z盘的结构基本没有影响,可能对骨架蛋白没有裂解作用。肌肉组织提取物影响牛肉胶原蛋白的二级结构,并表现出明显的水解活性。利用不同添加量的狭鳕和牛肌肉组织提取物作用牛肉肌束膜不同时间,测定酶解胶原蛋白的含量,利用拉曼光谱观察水解过程中胶原蛋白二级结构和脯氨酸、羟脯氨酸强度的变化,同时通过扫描电镜观察肌束膜超微结构的变化。结果表明,随着狭鳕和牛肌肉组织提取物添加量的增加和作用时间的延长,从肌束膜中溶出的酶解胶原蛋白含量逐渐增加,其最大溶出量分别达到了34.81%和15.93%。在此水解过程中,α-螺旋含量逐渐降低,β-折叠的含量升高,在作用6h时分别达到相应的极值,狭鳕肌肉组织提取物处理后的肌束膜中胶原蛋白的α-螺旋含量和p-折叠含量分别为8.26%和55.44%；牛肌肉组织提取物处理后的肌束膜中胶原蛋白的a-螺旋含量和p-折叠含量分别为18.58%和47.53%。扫描电镜观察结果显示,肌肉组织提取物中组织蛋白酶B和L破坏了肌束膜中的胶原纤维结构,并使其分散成胶原纤维粗丝(collagen macrofibers),而后逐步分散形成均匀的胶原纤维细丝(collagen microfibers),从而对牛肉产生嫩化作用。肌肉组织提取物嫩化牛肉的机制是：肌肉组织提取物中的组织蛋白酶B和L水解肌原纤维,肌球蛋白和肌动蛋白发生降解,而不影响Z盘的结构；同时破坏胶原纤维结构,使之分裂分散形成胶原纤维粗丝(collagen macrofibers)和胶原纤维细丝(collagen microfibers),酶解胶原蛋白溶出,从而对牛肉产生嫩化作用。肌肉组织提取物能够嫩化牛肉且不影响牛肉风味及口感。利用从狭鳕和牛肌肉中提取组织提取物作用于牛肉背最长肌,观察其对牛肉的潜在嫩化效果。结果数据显示狭鳕的牛肌肉提取物对牛肉均具有良好的嫩化效果,狭鳕和牛肌肉组织提取物作用后的牛肉剪切力值分别下降了30%和48%,显著提高了牛肉嫩度,同时对牛肉的风味、色泽及多汁性均无显著影响。结果表明,狭鳕和牛肌肉组织提取物是较好的潜在牛肉嫩化剂,具有广泛的应用前景。