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肉蛋白是人类膳食的优质蛋白来源。肌原纤维蛋白(MP)作为肉蛋白的主要组成部分,在肉及肉制品的生产、加工及贮藏过程中容易受到氧化损伤,从而影响肉品的加工性能、风味特性以及营养价值。本论文通过建立多种模拟氧化体系并作用于MP,系统探究氧化修饰后蛋白结构的变化及其对功能特性的影响。进一步以全组分肌肉体系为研究模型,监测了Fe2+诱导的氧化过程中自由基的形成及类别,并建立氧化动力学方程,重点分析了肌红蛋白(Mb)、油脂及MP三大肌肉组分的氧化路径及组分间相互作用,旨在为肉及肉制品加工过程中的氧化控制及抗氧化剂的合理选择提供理论指导和技术支撑。本论文的主要研究内容及结果如下：1.以AAPH热降解产生的ROO·作为油脂氧化产物的代表性自由基中间体,建立氧化模型并作用于MP,研究了氧化修饰对MP结构及其热凝胶特性的影响,并对两者间的构效关系进行了探讨。结果显示,随着AAPH浓度的升高,MP的羰基含量逐渐增加,巯基损失增加且很大一部分转为二硫键。适度氧化(约1 mM AAPH)诱导肌球蛋白经二硫键及其他共价键聚集,增强蛋白-蛋白及蛋白-水之间的相互作用,从而改善MP热诱导凝胶的形成能力和质构特性。但高度氧化(5-10 mM AAPH)则导致肌球蛋白重链(MHC)、肌钙蛋白及原肌球蛋白组分发生部分降解,明显减弱了MP的凝胶能力及凝胶流变学特性。2.以丙二醛(MDA)作为代表性次级油脂氧化产物作用于MP,首次发现MDA结合NaCl能诱导MP形成冷制型凝胶,并进一步分析氧化前后MP的羰基含量、各组分电泳图谱以及二级结构的变化。结果表明,一定盐离子强度下,MP发生纤维膨胀,同时MDA可诱导肌球蛋白分子间产生非二硫共价键交联,两者共同作用促使了凝胶网络结构的形成。凝胶的强度、持水力及多孔网络结构均随着MDA/NaCl浓度的增加而有所提高。其中,当MDA低于10 mM时,热处理可进一步增强凝胶特性,但在高浓度MDA(25-50 mM)下,热处理过程则弱化了凝胶特性,主要是因为加热诱导形成了过量共价键而导致网络结构坍塌。3.进一步将MDA作用于MP-油脂体系,发现MDA结合NaCl能诱导MP基乳液形成新型的乳液凝胶。首先研究了不同离子强度下MP乳液的性质,发现在0.6M NaCl下,蛋白充分膨胀,并在油滴表面形成较厚的蛋白吸附层,提高了乳液的稳定性。同时,纤维膨胀的蛋白结构有利于MDA诱导界面蛋白与界面／非界面蛋白之间形成共价键,从而促使凝胶网络结构的形成。在适度MDA浓度下(2.5-10mM),油滴作为活性填充物被较好地固定在网络间隙,加固了凝胶的网络结构,同时也提高了油脂的氧化稳定性。但MDA的进一步增加(25-50 mM)则导致过量共价键的产生,破坏蛋白-蛋白相互作用并触发蛋白在界面的分离,导致“油析”现象的产生及凝胶结构的坍塌,降低乳液凝胶的氧化稳定性。4.建立氧化亚油酸(OLA)体系作用于MP,研究OLA诱导的蛋白氧化对其体外消化特性的影响。结果显示,当OLA浓度低于3mM时,MP的表面疏水性及分子柔性增强,提高了其胃肠道消化速率及消化率；尤其在低浓度的OLA (<1mM)下,μ-钙蛋白酶可能被激活,促使肌球蛋白MHC及肌钙蛋白-T发生部分降解,这加速了消化过程中Cys及Tyr的释放,从而使胃肠道消化产物(GID)的抗氧化能力增强。但当OLA浓度升高至5-10mM时,肌球蛋白MHC通过二硫键形成蛋白聚集体而使蛋白结构变得更为紧密,降低了MP的体外消化性。从整体上来看,氧化降低了GID的氨基酸含量。5.采用羟自由基(·OH)氧化体系诱导MP氧化,并通过固相微萃取(SPME)结合气相-质谱联用(GC/MS)技术测定了氧化对MP结合特征风味物质(2-戊酮、2-庚酮、正壬醛、二甲基丁醛、3-甲硫基丙醛)能力的影响。研究发现,低浓度H2O2 (0.5-1 mM)导致蛋白发生重折叠,表面颗粒聚集体增多,表面疏水性下降,降低其结合特征风味物质的能力。进一步增加H2O2浓度(2.5-25 mM)则会增强蛋白-蛋白相互作用,导致由重聚集引发的高分子共聚物的形成；同时,蛋白的部分降解及表面特性的修饰导致多褶皱表面的形成,增加蛋白表面疏水性,并提高了蛋白结合特征风味物质的能力。进一步通过荧光猝灭法确定经较高浓度H2O2处理后,蛋白与风味物质之间的疏水作用增强,并形成蛋白-风味物质复合物。6.以全组分肌肉体系为研究模型,采用电子自璇共振(ESR)结合自由基捕获技术系统分析了Fe2+诱导的氧化过程中自由基的形成,并确认其是以C为中心的自由基。同时利用电化学法跟踪检测体系的氧气消耗,最终建立氧化动力学方程。重点分析了Mb、油脂及MP三大肌肉组分的氧化路径及组分间的相互作用,发现Mb先于油脂及MP发生氧化,其氧化产物如高铁肌红蛋白及O2·-/H2O2是引发油脂链式反应的前体,同时又受油脂氧化产物的影响。MP的氧化表现为：1)巯基含量随Fe2+浓度增加而减少；2)形成起始于氧化Mb的MP自由基,并在体系分子氧耗尽时受油脂氧化产物的影响。