超高壓對蛋白質(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)中非共價鍵，而對共價鍵影響很小，其影響方向和程度與壓力大小、施壓時間、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食品物料進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、風味和營養(yǎng)價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，許多國家先后對超高壓食品的原理方法技術(shù)細節(jié)以及應(yīng)用前景等方面進行了廣泛的研究早在1914年，美國物理學家P.W.B

3、riagmum提出了在靜水壓(500MPa)下蛋白質(zhì)凝固，而在700MPa下形成凝膠的報告但直到1986年才由日本京都大學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:首先，它能在常溫或較低溫度下達到殺菌滅酶的作用，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)相對耗能較少目前，超高壓技術(shù)被認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間的延長，花生蛋白溶解性也越高，李汴[5]生等對高壓處理后的大豆分離蛋白溶解性和流變特

6、性的變化及其機理進行了研究，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影響到蛋白質(zhì)的溶解性，甚至還會降低溶解性。[6]2.3超高壓處理對蛋白質(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動態(tài)的過程，受到溶液pH離子強度溫度等影響，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)生部分斷裂，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間，又可減少熱處理對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)合處理與單獨處理對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，超高壓處理對蛋白質(zhì)的影響是由壓力溫度和處理時間三個因素共同作用或者其中兩個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)凝膠強度，可見。超高壓結(jié)合熱處理更有利于改進蛋白凝膠性。2