高功率超声波对蛋白质功能特性的影响及其在肉品加工中的应用研究进展

食品中的蛋白质可为人体提供能量和各类氨基酸，具有重要营养特性，另一方面蛋白质自身的功能性质对食品的加工特性有重要意义，是优化食品加工工艺的重要理论基础。

超声波辅助加工技术因其可改善食品的化学、物理和功能特性，目前已广泛应用于食品生产、食品改性、食品分析等方面。 临沂大学生命科学学院的康大成*、刘云国等人 首先综述了高功率超声波对蛋白质功能特性的影响，同时，由于肉中的主要成分为蛋白质（约占干质量的75%～80%），其结构和功能的变化必然对产品质量产生影响，因此进一步介绍了超声波技术在肉品加工中的应用进展。

1、高功率超声波对蛋白质功能特性的影响

溶解性

蛋白质的功能特性受蛋白质溶解性的影响较大，溶解性也是蛋白质功能性产生的基础，在肉品加工中蛋白质的溶解性或提取性是肌肉蛋白质功能特性之一。影响蛋白质溶解性的主要机制在于蛋白质-蛋白质分子间的疏水相互作用或蛋白质-水间的离子相互作用，前者使蛋白质溶解性降低，而后者使蛋白质溶解性增加。因此采用技术手段降低蛋白间的疏水相互作用、提高蛋白质与水间的相互作用是提高蛋白质溶解度的方法之一。

界面性质

1）起泡性

蛋白质起泡能力受到自身性质和外界环境的影响，通常评价蛋白质起泡性的指标有起泡能力和泡沫稳定性。多数研究发现，高功率超声波的空化效应可使蛋白质部分变性、展开，通过暴露出更多疏水区域来提高泡沫稳定性，通过降低蛋白粒径使蛋白迅速分布到空气-水界面上来改善起泡能力和泡沫体积。

2）乳化性

乳化性是蛋白质的重要功能特性，多数食品如牛乳、冰淇淋、奶油等需要蛋白质在其中自发地展开和分散，在油-水或气-水界面形成蛋白吸附层，从而起到形成和稳定乳状液的作用。一些新低脂食品的开发也取决于能否在加工过程中运用乳化技术。对于西式乳化肠，肌原纤维蛋白的乳化能力和效果对产品的出品率、保水性和质构特性等具有重要影响，这也是提高产品凝胶性和品质的理论基础。因此，选择乳化能力强的蛋白质或采用新技术对蛋白质进行处理提高其乳化能力，对于食品工业具有重要实际意义。

黏度

蛋白质体系的黏度是流体食品的主要功能性质，在食品输送、混合、加热、冷却和喷雾干燥等过程中，涉及到质量和热的转移，因此是流体食品加工必须考虑的重要功能性质。对于蛋白质溶液，其黏度大小主要受蛋白质分子固有特性、蛋白质-溶剂间相互作用和蛋白质-蛋白质间相互作用影响。多数蛋白质溶解性或吸水性与黏度之间存在指数相关性。

凝胶性

凝胶化作用和形成凝胶结构是食品蛋白质的重要功能性质，在许多食品如豆腐、西式乳化肠和奶酪等制备中起到主要作用。蛋白质胶凝作用还可提高产品的吸水性、颗粒黏结和泡沫稳定性。高功率超声波作为一种可改善蛋白凝胶性的技术已经得到越来越多的关注。多数研究表明，超声波处理可通过改变蛋白分子结构增大蛋白质流动性和蛋白质-蛋白质/水间相互作用的几率，有利于加热时迅速形成蛋白交联，从而改善凝胶品质和保水性。

风味

蛋白质具有与风味物质相结合的功能特性。如前所述，超声波处理对蛋白质结构的改变和修饰已得到充分研究，但结构变化后的蛋白对风味物质结合能力的影响鲜见报道，这与加工后产品风味的保持和货架期密切相关。目前已有学者开展了蛋白质和多肽在超声波辅助处理条件下与糖类形成加合产物后的结构、溶解性、乳化性和抗氧化性等功能特性的研究，并发现上述加合产物都是通过美拉德反应获得的，超声波处理可加快反应进程，同时经修饰的产物其溶解性、抗氧化性等均显著提高。另一方面，美拉德反应是形成风味物质的基础。

2、高功率超声波技术在肉品加工中的应用

腌制

肉制品腌制是肉品加工的一个重要环节，传统腌制过程不仅耗时长，并且易产生腌制不均匀、微生物污染等现象，难以适应现代化工业生产的要求；同时大量盐的使用使肉中的盐分含量较高，不利于人体健康。近10 年研究表明，超声波可通过其空化效应改变物料质量传输效率，促进物料的渗透与扩散，缩短腌制时间，同时由于可在较低盐浓度条件下快速获得腌制平衡，因此采用超声波腌制技术开发低盐肉制品很有意义。

冷冻与解冻

肉品冷冻可延长肉品保质期和保持产品品质。在冷冻过程中提高肉品的冻结速率、减少大冰晶的形成是提高冷冻肉品质的关键。超声波辅助冷冻由于其可控制水的成核和结晶过程，并且空化气泡破碎时产生的微射流可提高质量和能量传输速率，故而超声波辅助产品冻结已引起人们的关注，目前在果蔬速冻方面已得到广泛研究。

发酵肉制品

发酵肉制品是指在自然或人工控制条件下，利用微生物或酶的发酵作用，使原料肉发生一系列生物化学及物理变化，从而形成具有特殊风味、色泽和质地以及较长保藏期的肉制品。在生产过程中通过有益微生物的发酵，可在较低pH值条件下使肌原纤维蛋白发生变性和降解，从而改善产品质地和风味特性，此外肉中益生菌可对致病菌和腐败菌形成竞争性抑制，提高产品安全性并延长产品货架期。

结 语

超声波技术是一种良好的辅助加工方法，与传统的加工方法相比，超声波可显著改善蛋白质尤其是肌原纤维蛋白的功能特性，提高产品质量，缩短加工时间。除此之外，超声波辅助加工对肉品质影响较小，可为新产品的开发提供条件。目前超声波在肉品加工中的应用还主要是在实验室阶段，技术上并未得以广泛应用，但是理论上已证实其具有很好的应用价值。

本文《高功率超声波对蛋白质功能特性的影响及其在肉品加工中的应用研究进展》来源于《食品科学》2019年40卷23期289-297页，作者：康大成，刘云国，张万刚。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20181105-053。

为进一步促进动物源食品科学的发展，带动产业的技术创新，更好的保障人类身体健康和提高生活品质，北京食品科学研究院和中国食品杂志社在成功召开“2019年动物源食品科学与人类健康国际研讨会（宁波）”的基础上，将与青海大学农牧学院于2020年6月20-21日在西宁共同举办“2020年动物源食品科学与人类健康国际研讨会”。研讨会将就肉、水产、禽蛋、乳制品等动物源食品科学基础研究、现代化加工技术，贮藏、保鲜及运输，质量安全与检测技术，营养及风味成分分析，副产物综合利用，法律、法规及发展政策等方面的重大理论研究展开深入探讨，交流和借鉴国外经验，为广大食品科研工作者和生产者提供新的思路，指明发展方向。

在此，我们诚挚的邀请您出席本次国际研讨会，共聚人脉、共享资源、共谋发展！

修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅