超高壓對(duì)蛋白質(zhì)的影響

1、摘要：超高壓技術(shù)是目前國際上最熱門的食品加工技術(shù)之一，超高壓處理在食品蛋白加工中可通過改變蛋白的結(jié)構(gòu)，從而改變?nèi)芙庑阅z性乳化性起泡性等諸多加工特性還可以改變蛋白質(zhì)的酶解特性從而產(chǎn)生多種活性肽。超高壓處理主要影響蛋白質(zhì)中非共價(jià)鍵，而對(duì)共價(jià)鍵影響很小，其影響方向和程度與壓力大小、施壓時(shí)間、蛋白種類、溶液濃度、溫度、溶劑有關(guān)。關(guān)鍵詞：超高壓蛋白影響結(jié)構(gòu)超高壓技術(shù)是食品加工近年來備受關(guān)注的高新技術(shù)之一，超高壓處理就是將食品密封于彈性容器或置于

2、無菌壓力系統(tǒng)中(常以水或其它流體介質(zhì)作為傳遞壓力媒介)使用100MPa以上壓力(一般是靜水壓)，在常溫或較低溫度下對(duì)食品物料進(jìn)行處理的方法使食品中酶、蛋白質(zhì)、核酸和淀粉等生物大分子改變活性、變性或糊化而食品天然味道、風(fēng)味和營養(yǎng)價(jià)值不受或很少受影響具有低能耗、高效率、無毒素產(chǎn)生等特點(diǎn)是近年來發(fā)展較快食品加工方法。在美國及歐洲，許多國家先后對(duì)超高壓食品的原理方法技術(shù)細(xì)節(jié)以及應(yīng)用前景等方面進(jìn)行了廣泛的研究早在1914年，美國物理學(xué)家P.W.B

3、riagmum提出了在靜水壓(500MPa)下蛋白質(zhì)凝固，而在700MPa下形成凝膠的報(bào)告但直到1986年才由日本京都大學(xué)林立丸教授提出了超高壓可以在食品工業(yè)上應(yīng)用到2007年底，全世界建立了約120家食品高壓處理廠，處理容積為35～420L，年生產(chǎn)能力總計(jì)超過15萬t可見，超高壓技術(shù)已成為食品產(chǎn)業(yè)重要的加工手段，在商業(yè)應(yīng)用中受到廣泛關(guān)注。[1]1超高壓處理技術(shù)的概念和特點(diǎn)超高壓處理是將食品密封于彈性容器或無菌壓力系統(tǒng)中，以水或其它流體

4、介質(zhì)為傳壓介質(zhì)，采用100MPa以上(100～1000MPa)壓力，在常溫或較低溫度下處理食品，使食品中酶蛋白質(zhì)核酸和淀粉等，生物大分子活性改變變性或者糊化。與傳統(tǒng)的熱處理相比，超高壓處理具有優(yōu)良的特點(diǎn):首先，它能在常溫或較低溫度下達(dá)到殺菌滅酶的作用，從而減少了熱處理引起食品的營養(yǎng)成分及色香味的損失其次，它傳壓速度快，均勻，不存在壓力梯度因此，超高壓處理食品效率比較高另外，超高壓技術(shù)相對(duì)耗能較少目前，超高壓技術(shù)被認(rèn)為是近年來在食品加工和

5、保存技術(shù)中最有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)，超高壓技術(shù)在食品加工方面的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，但就目前研究現(xiàn)狀分析來看，主要集中于兩方面的研究:一是以達(dá)到食品保藏為目的，研究超高壓的殺菌滅酶作用二是以改變食品大分子的有關(guān)特性為宗旨，研究超高壓對(duì)食品的蛋白質(zhì)脂類多糖等理化特性的影響本文主要綜述超高壓處理在蛋白質(zhì)改性方面的影響作用。[2]溶解性改善。另外，隨著處理壓力升高和時(shí)間的延長(zhǎng)，花生蛋白溶解性也越高，李汴[5]生等對(duì)高壓處理后的大豆分離蛋白溶解性和流變特

6、性的變化及其機(jī)理進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)經(jīng)400MPa15min高壓處理可使低濃度大豆分離蛋白的溶解性明顯提高，Rodiles－Lpez等報(bào)道，－乳白蛋白在600MPa55℃條件下處理10min，控制溶液pH為7，能顯著提高蛋白質(zhì)的溶解性考慮到蛋白質(zhì)由于來源不同，蛋白質(zhì)濃度處理壓力和溶液pH的差異，一些高壓處理并不會(huì)影響到蛋白質(zhì)的溶解性，甚至還會(huì)降低溶解性。[6]2.3超高壓處理對(duì)蛋白質(zhì)凝膠性的影響凝膠性是蛋白質(zhì)最重要的功能特性之一，其中最典型

7、的應(yīng)用為中國的豆腐和西方的奶酪，蛋白質(zhì)凝膠類型主要決定于凝膠的分子形狀，而凝膠的形成是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程，受到溶液pH離子強(qiáng)度溫度等影響，研究發(fā)現(xiàn)，超高壓處理能破壞蛋白質(zhì)膠體溶液，使蛋白質(zhì)凝集形成凝膠，從而改變蛋白質(zhì)的凝膠特性超高壓處理可使蛋白質(zhì)分子二硫鍵發(fā)生部分?jǐn)嗔?，巰基含量增加，蛋白質(zhì)凝膠性能得到改善。王苑等研究表明，將雞肉肌原纖維蛋白混和大豆蛋白經(jīng)100MPa高壓，55℃加熱處理20min后，制備得到的凝膠明顯優(yōu)于傳統(tǒng)加熱方法制備得到

8、的凝膠，在硬度彈性和保水性方面均有顯著提高，高壓處理既可縮短蛋白成膠時(shí)間，又可減少熱處理對(duì)蛋白的破壞作用這為大豆蛋白在肉糜類制品中的應(yīng)用提[7]供了新方法。李汴生等研究還表明，高壓處理(300MPa)可改善豆?jié){和大豆分離蛋白的凝膠性能，獲得持水性良好的凝膠豆腐。與通過加熱蛋白質(zhì)形成凝膠不同，經(jīng)高壓處理的蛋白質(zhì)形成的凝膠更透明，光滑，柔軟且富有彈性。Penna等分別比較了加熱處理和高靜壓復(fù)合處理與單獨(dú)處理對(duì)牛奶中益生菌的奶酪凝膠的影響，結(jié)

9、果表明加熱結(jié)合高靜壓處理可使乳酪凝膠結(jié)構(gòu)更緊密，交聯(lián)度更高例如，由高靜壓處理牛奶中制得的乳酪凝膠的干[8]酪素微粒是圓形的且大小均一，平均直徑在200nm而加熱制備得到的乳酪凝膠產(chǎn)生的干酪素微粒平均直徑在750～850nm。另外，超高壓處理對(duì)蛋白質(zhì)的影響是由壓力溫度和處理時(shí)間三個(gè)因素共同作用或者其中兩個(gè)因素的相互作用所引起。例如，隨著處理壓力增大，溫度也隨之上升，從而提高了蛋白質(zhì)凝膠強(qiáng)度，可見。超高壓結(jié)合熱處理更有利于改進(jìn)蛋白凝膠性。2