低频高强度超声波对鸡胸肉肌原纤维蛋白性质的影响

超声波技术是一种绿色的食品物理加工技术。基于低频率高强度超声波（频率20～100 kHz、强度＞1 W/cm2）处理下改善各种食品蛋白质功能特性（溶解性、保水性、凝胶特性、乳化特性、起泡性等）的研究成为食品物理加工技术领域的热点。高强度超声波通过“空化效应”产生机械、化学、热作用等，引起植物蛋白、畜禽蛋白和水产品蛋白结构性质的改变。

因此，郑州轻工业大学食品与生物工程学院，河南省冷链食品质量安全控制重点实验室的李 可、李三影、白艳红*等人提取鸡胸肉肌原纤维蛋白（MP），在低频高强度超声波不同时间处理下，研究MP的Turbiscan稳定性指数（TSI）、静态流变学性质、溶解性、电位以及结构变化，分析肌原纤维组成变化，探讨超声波对鸡肉MP性质的影响，以期为超声波在乳化型制品中的应用提供理论参考与指导。

1、MP的TSI分析结果

如图1所示。对照组TSI在1 800 s内从0增加到1.24，而经过超声波处理（3 min和6 min）的MP制备乳液TSI分别增加到0.49和0.28，明显低于对照组，表明超声处理可以增加MP乳液的稳定性。超声波处理6 min的TSI最低，这说明超声波处理MP 6 min制备的乳液最稳定。这表明超声波处理能够改善MP的乳化稳定性。这也是因为利用超声“空化效应”产生的机械力作用于MP溶液，使制备乳液油滴分布更加均一，乳液不容易发生相分离和絮凝。

2、MP的界面张力分析结果

如图2所示，所有MP样品的界面张力随着时间延长而下降，表明MP具有较好的乳化活性，能够吸附油滴，使油-水界面趋于稳定。但是，与对照组相比，经过超声波处理的MP与大豆油之间的界面张力明显降低。尤其是超声波处理MP 6 min组与大豆油之间的界面张力达到最低。O’Sullivan等发现类似结果，超声波处理植物蛋白可以显著降低蛋白溶液与植物油的界面张力。Xiong Wenfei等研究发现高强度超声波处理能够降低卵清蛋白与大豆油之间的界面张力。不同处理组之间界面张力变化的差异，可能与使用的分散相性质和乳化剂类型有关。为降低界面张力，乳化剂必须能够迅速吸附在油-水界面，并进行构象重排，使油滴分散在水相。

3、MP的溶解度、浊度和ζ电位分析结果

由表1可知，随着超声波处理时间的不断延长（0～6 min），MP的溶解度显著增加（P＜0.05），由52.22%增加到74.17%。这与Hasnain等的结果相似，超声处理的肌动球蛋白的溶解度随着时间的延长而增加。MP溶解度的增加可能是由于MP溶液暴露在高强度超声波中，超声波产生的“空化效应”以及湍流可能使MP展开，更多的亲水基团暴露到蛋白质的表面，不溶性的蛋白质聚集体破碎，形成更多的可溶性蛋白质聚集物。超声处理MP，提高其溶解度，对乳液的稳定性起重要作用。MP作为乳化剂，具有更好的可溶性，有助于在水相使可溶聚集体分散，形成稳定包埋油滴的保护膜。

4、MP的黏度分析结果

如图3所示，在剪切速率范围内，随着剪切速率的增加，所有样品的黏度先迅速下降后缓慢下降，表现为假塑性流体。Chen Xing等也报道了MP具有假塑性。与对照组相比，处理组的黏度发生明显降低，表明随着超声处理时间的延长，黏度逐渐下降，MP的流动性增加。谢亚如等的研究表明高强度超声波处理会降低肌球蛋白的低温自组装程度，使样品的零剪切黏度降低。这是由于超声波处理能够破坏MP结构的完整性，导致MP的粒径减小，流动性增加，表现出比较低的黏度。因此，超声波处理后MP黏度降低，增强其流动性，促进MP吸附油滴。

5、MP的SDS-PAGE分析结果

如图4所示，比较未处理的MP，超声波处理没有引起蛋白质电泳图谱的主要蛋白分子条带变化，这表明超声波处理没有改变蛋白分布。此外，在SDS-PAGE中没有观察到聚合，这说明超声波处理后没有形成新的团聚体。电泳结果与Wang Jingyu等研究报道类似。

6、MP二级结构分析结果

如图5所示，不同超声波时间处理的MP的CD光谱在208 nm和222 nm附近出现两个负的吸收峰。这两个峰是α-螺旋结构的吸收峰，而且α-螺旋含量与峰强度成正比。随着超声波处理时间的延长，这两个峰的强度开始衰减，说明MP的α-螺旋结构被破坏。利用CDNN软件计算MP的α-螺旋相对含量，如表2所示，与未超声波处理相比，超声波处理6 min的MP中α-螺旋相对含量显著降低（P＜0.05），由22.10%下降到17.70%。除此之外，β-折叠、β-转角和无规卷曲相对含量显著增加（P＜0.05），这可能是α-螺旋结构的破坏转化为其他二级结构。

结 论

低频高强度超声波（20 kHz、450 W、0 W/cm2）处理MP，会改变蛋白质结构性质。与未经超声处理的样品相比，超声处理可以增加蛋白聚集体的可溶性，增强流动性，提高静电相互作用，降低蛋白聚集程度。随着超声波处理时间的延长（0～6 min），α-螺旋的相对含量显著降低（P＜0.05），β-折叠、β-转角和无规卷曲相对含量显著增加（P＜0.05），MP有序结构遭到破坏，向无序结构转变。同时，AFM结果显示超声波处理破坏了MP的结构，降低其粒度并提高了均一性，因而超声波处理后MP的乳化稳定性指数增加，使蛋白在油-水界面张力迅速降低，有助于MP乳化特性的改善。因此，超声波可以提高MP的乳化特性，这与超声波引起MP结构的改变密切相关。

本文《低频高强度超声波对鸡胸肉肌原纤维蛋白性质的影响》来源于《食品科学》2020年41卷23期 122-129页，作者：李可，李三影，扶磊，赵颖颖，张艳艳，赵电波，白艳红。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20191205-067。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

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修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

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