《食品科学》：蛋白质氧化对肉食用品质影响的研究进展

肉及肉制品在生产、加工、运输、贮藏、销售过程中不可避免地受到光线、温度、氧气、水分等外界环境因素的影响，从而导致肉食用品质劣变。长期以来，微生物作用和脂质氧化被认为是导致食品食用品质劣变的主要原因，而蛋白质氧化对肉品食用品质的影响近年来被广泛关注。

上海海洋大学食品学院，上海水产品加工及贮藏工程技术研究中心的胡春林、谢 晶*首先分析了肉蛋白质氧化机理（蛋白质的共价修饰）和蛋白质氧化表征（羰基化、巯基化以及交联等氧化修饰类型）；其次从可能的微观机理到宏观外在表现来说明蛋白质氧化对肉食用品质的影响；最后提出了在蛋白质氧化领域一些目前还未研究透彻的问题及可采用的解决方法，以期对肉蛋白质氧化机理及其对肉食用品质影响的研究提供思路。

1、肉蛋白质氧化机理

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概念

蛋白质的共价修饰是通过化学基团的引入或除去从而使蛋白质共价结构发生改变的现象。蛋白质氧化是蛋白质共价修饰的一种模式，由反应物直接诱导产生或由氧化应激的次级副产物间接诱导产生。这些共价修饰不仅对肉品的感官、营养特性至关重要，而且对肉品的生产、加工以及对人体健康和安全产生影响。

02

过程

根据Shacter的研究，蛋白质氧化为在活性氧（ROS）诱导下的蛋白质共价修饰反应，通过自由基的连锁反应发生，如同肉中脂质的氧化过程一样。根据Lund、Baron和Da Silva等的研究，蛋白质氧化始于ROS从蛋白质提取氢原子形成蛋白质碳中心自由基的引发过程，如式（1）所示，然后在氧气存在的情况下形成过氧烷基自由基，如式（2）所示，其后通过从另一个蛋白质易感分子中夺取氢原子（式（3）），在氧存在的情况下转化为氧化烷基，随后转化为烷氧基自由基（式（4）），最后再与ROS反应生成烷氧基及其羟基衍生物。

03

氧化方式

蛋白质氧化的另一种方式是通过蛋白质与脂质之间的相互作用而发生，脂质氧化形成的自由基反应链被蛋白质分子中的氢原子吸收，形成蛋白质自由基，这些自由基被转化为烷基过氧化物，进而产生烷氧基和羟基衍生物，例如脂质氢过氧化物中氨基酸残基的氮或硫中心与蛋白质进行的氧化反应生成烷氧基及其衍生物。

2、肉蛋白质氧化表征

01

蛋白质羰基化

羰基化是一种非酶促不可逆的蛋白质氧化修饰，由氧化应激或其他机制诱导的蛋白质羰基形成过程，是蛋白质氧化最重要的表征模式。羰基在蛋白质中形成目前有4 种不同的方式：1）非酶糖化反应，其在还原糖存在的情况下进行；2）苏氨酸、脯氨酸、精氨酸、赖氨酸等氨基酸的侧链直接氧化；3）与非蛋白质羰基化合物共价结合；4）通过谷氨酰胺侧链氧化，或者通过α-酰胺化途径来氧化肽主链使其断裂。羰基化的主要方式为敏感氨基酸侧链直接氧化，羰基化合物的形成主要源于苏氨酸、脯氨酸、精氨酸、赖氨酸残基的氧化，在强烈的氧化条件下，如在有金属催化的蛋白质氧化中，生成大量的蛋白质羰基，在肌原纤维蛋白体外氧化过程中，肽链断裂对羰基生成的影响可忽略不计。

02

巯基基团的损失

半胱氨酸的巯基在有过氧化氢存在下极易被氧化，过氧化氢在细胞中形成并在宰后肉中积累，巯基的氧化是一个复杂的反应，形成各种各样的氧化产物，如二硫键、亚磺酸、亚硫酸等，各种氧化产物的存在改变了原有蛋白质结构，导致蛋白质原有性质变化，如作用于蛋白水解的μ-钙蛋白酶由于蛋白质氧化时形成二硫键，造成空间位阴，从而降低了μ-钙蛋白酶自身酶活性。

03

蛋白质交联的形成

肉蛋白质分子内和分子间交联涉及多种交联氧化产物的形成以及蛋白质聚合，如酪氨酸通过酪氨酰苯氧基形成酪氨酸基团进行氧化，交联通常由两个半胱氨酸和两个酪氨酸残基形成的胱氨酸（二硫键）和二酪氨酸。某些蛋白质中具有稳定性的酪氨酸基团，如血清白蛋白和肌球蛋白，可能是由于酪氨酸具有类似芳香族基团的特性从而发生共振，进而趋于稳定。

3、肉蛋白质氧化与食用品质变化关系

肉组织中含有大量蛋白质，蛋白质作为肉组织的主要成分，在肉类和肉制品的感官、营养、理化特性方面起着至关重要的作用。肉蛋白质氧化修饰表现为蛋白变性和蛋白水解，蛋白变性或水解会导致肉蛋白质天然结构完整性的改变，这些改变会影响肉的品质，如质地特征、颜色、香气、风味、持水量和生物功能等。蛋白质氧化会导致肉类蛋白质产生多种物理化学变化和营养价值变化，包括氨基酸蛋白质的生物利用度下降、氨基酸组成变化、蛋白质溶解度下降、蛋白水解酶活性降低、蛋白质消化率降低等。

结 语

肉蛋白质氧化是近些年来肉品质影响研究的热点，但是蛋白质氧化机理及其如何影响肉食用品质还是有很多问题不清楚，比如蛋白质氧化的确切引发机制，蛋白质氧化对肉食用品质的确切影响途径，特定的氧化产物如何影响感官特性的化学机制，影响口感、pH值、颜色的靶蛋白是哪些等，这些都需要更深入的研究，并且很多时候需要借助一些现代化实验技术，比如基因组学、代谢组学、蛋白质组学等进行更系统的研究，以揭示其中的变化机理。

本文《蛋白质氧化对肉食用品质影响的研究进展》来源于《食品科学》2021年42卷17期275-281页，作者：胡春林，谢晶。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200913-159。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

图片来源于文章原文及摄图网

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