蛋白質是糧食作物的另一重要組成部分，超高 壓蛋白質改性技術為蛋白資源的開發(fā)與應用提供了 一個新思路。超高壓會引起氫鍵、疏水鍵、鹽鍵等非 共價鍵的變化，而蛋白質三、四級結構的穩(wěn)定主要靠 非共價鍵來維持，因此
超高壓處理對蛋白質的影響 主要表現(xiàn)在三、四級結構的變化。Ｌｕｄｉｋｈｕｉｚｅ等研 究發(fā)現(xiàn) １５０～２００ＭＰａ的壓力即可使蛋白質的三級 空間結構發(fā)生改變，非極性氨基酸暴露，而二級結構 的改變則需要大于 ７００ＭＰａ的壓力。
有學者詳細地研究了壓力和溫度對蛋白質變性 的影響，如圖 １（圖中 ΔＨ、ΔＶ、ΔＧ分別表示蛋白 質變性所需的焓變、體積變、吉布斯自由能變）所 示：不同溫度范圍內，蛋白改性對于壓力的要求變化 趨勢不同。當溫度低于 ３００Ｋ，隨著溫度的提高，蛋 白變性所需的壓力也提高；當溫度高于 ３００Ｋ，隨著 溫度的提高，蛋白變性所需的壓力則降低?？梢?，對 于蛋白質改性，壓力和溫度兩因素存在較強的交互 作用。還有學者研究了超高壓對谷朊粉結構的影 響，發(fā)現(xiàn)壓力大于 ２００ＭＰａ時，谷朊粉的巰基含量下 降，壓力達到 ８００ＭＰａ時谷朊粉蛋白的雙硫鍵交聯(lián) 增多。超高壓會對蛋白質結構產生一定的影 響，從而使蛋白質的一些理化性質 （起泡性、溶解 性、凝膠特性和乳化性）發(fā)生相應的變化。
蛋白質的起泡性作為食品原料的一個重要功能 性質，其在糕點、烘焙類行業(yè)應用相當廣泛。有學者 研究發(fā)現(xiàn)利用 ３００ＭＰａ壓力處理麥醇溶蛋白、麥谷 蛋白時，２種蛋白質的起泡性都最好。劉國琴等 采用 ３００ＭＰａ的壓力處理大豆分離蛋白，發(fā)現(xiàn)超高 壓處理可以增加蛋白的起泡性。
蛋白質的溶解性是水化作用的重要體現(xiàn)，是蛋 白質品質的重要指標。鐘昔陽等研究了超高壓對麥 醇 溶 蛋 白、麥 谷 蛋 白 溶 解 度 的 影 響，在 ０１～ １００ＭＰａ壓力范圍內，壓力對 ２種蛋白的溶解度影 響較大，在 １００～３００ＭＰａ壓力范圍內，壓力對麥醇 溶蛋白的溶解度影響不大，但麥谷蛋白的溶解度隨 壓力增大而增大，３００～５００ＭＰａ２種蛋白的溶解度 都隨壓力增大而減少。李汴生等采用 ４００ＭＰａ 高壓處理低濃度大豆分離蛋白溶液，發(fā)現(xiàn)蛋白質溶 解性顯著提高。Ｔｏｒｒｅｚａｎ等研究發(fā)現(xiàn)在 ｐＨ值為 ２６６條件下用 ４５０ＭＰａ壓力處理 ２％ 大豆蛋白溶 液，此時大豆分離蛋白溶解性最大。從現(xiàn)有的研 究結果可以看出，同一壓力對不同蛋白的溶解度或 是不同壓力對同一蛋白溶解度的影響是有差異的。 相關機理尚未明確，因此超高壓處理對蛋白質溶解 度的影響還有待于系統(tǒng)地分類研究。
蛋白質的凝膠性使得蛋白質在食品加工中具有 很大的應用前景。蛋白凝膠的網狀結構可吸附水 分、糖、脂肪、風味物質及食品中其他成分，因此蛋白 原料廣泛用于香腸、午餐肉等碎肉制品中，以增加其 第 １０期 于勇 等：超高壓技術在糧食產品加工中的應用 ２４９ 嫩度和改善風味。超高壓使蛋白質凝膠化的機理大 致是壓力使水分子距離縮短，自由水與氨基酸側鏈 結合，使蛋白質水溶液體積減小，導致離子鍵和疏水 作用被破壞，使蛋白分子之間形成更多氫鍵，最后使 蛋白質內部的氨基酸側鏈外露形成凝膠。經超 高壓處理的大豆分離蛋白凝膠結構較熱處理更致 密、均勻。何軒輝在研究超高壓對花生分離蛋白凝 膠特性的影響時，發(fā)現(xiàn)質量分數(shù)為 ３１１％的花生分 離蛋白在 １１５ＭＰａ壓力下處理 ５ｍｉｎ，凝膠硬度、彈 性達到最佳。Ｐｕｐｐｏ等研究超高壓對大豆蛋白 ７Ｓ球蛋白和 １１Ｓ球蛋白的影響時，發(fā)現(xiàn) ４００ＭＰａ、 ６０℃可促進 ７Ｓ球蛋白的凝膠化。從現(xiàn)有的研究 結果可見適當?shù)膲毫μ幚碛欣诘鞍踪|凝膠的形成 和一定程度的改善凝膠特性，這給蛋白質凝膠生產 提供了一個新方法。
超高壓處理對蛋白質的乳化性、疏水性也會產 生影響。Ｍｏｌｉｎａ等在研究超高壓處理對大豆分離蛋 白乳化性的影響時，發(fā)現(xiàn) ７Ｓ球蛋白在 ４００ＭＰａ時乳 化性和疏水性最好，１１Ｓ球蛋白在 ２００ＭＰａ時乳化 性和疏水性最好，而大豆分離蛋白經過 ４００ＭＰａ壓 力處理后，此時乳化性最好，但疏水性較差，可能是 ４００ＭＰａ使 ７Ｓ球蛋白解離成單體，增強了表面活 性，從而改善了大豆分離蛋白的乳化性，而 ４００ＭＰａ 使 １１Ｓ球 蛋 白 聚 合，降 低 了 大 豆 分 離 蛋 白 的 疏 水 性。王歲樓等研究發(fā)現(xiàn)適當?shù)某邏禾幚砜擅?顯地提高小麥蛋白的乳化性，但同時乳化穩(wěn)定性卻 有一定的降低。
超高壓改性后的蛋白質消化性也發(fā)生一定的變 化，主要體現(xiàn)為改性后蛋白質在酶解時的特性會發(fā) 生改變。Ｐｅａｓ等研究了超高壓處理對大豆乳清蛋 白水解作用的影響，發(fā)現(xiàn)在 １００ＭＰａ、３７℃條件下處 理 １５ｍｉｎ，大豆乳清蛋白被胰蛋白酶、糜蛋白酶和胃 蛋白酶水解的程度增加，而利用 ２００ＭＰａ處理可 增加大豆乳清蛋白被堿性蛋白酶水解的程度。 類似的研究發(fā)現(xiàn)采用 ２００～４００ＭＰａ的壓力處理大 豆蛋白后，其被蛋白酶酶解的水解度提高，同時加快 了酶解的速度。研究發(fā)現(xiàn)適當?shù)膲毫μ幚砜梢?改變蛋白質的結構使其緊密的結構伸展或松散、暴 露出分子內部的酶作用位點，利于酶解的進行。 另外，有研究表明適當?shù)膲毫μ幚砜商岣叩鞍踪|的 溶解性，溶解性的增加使蛋白質更易被腸道消化吸 收?；谶@兩點研究基礎，筆者推測超高壓技術將 是一種改善糧食蛋白質消化吸收率的有效方法。但 是從目前的研究現(xiàn)狀來看
超高壓技術對蛋白質在人 體內消化吸收的影響相關的研究仍然不全面，因此 有待于進一步研究。
表 ２ 超高壓在糧食蛋白質改性中的研究應用
