超高壓對(duì)肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)及其凝膠特性影響的研究進(jìn)展

李釗，李寧寧，劉玉，趙圣明*，康壯麗， 朱明明，計(jì)紅芳，何鴻舉，馬漢軍

1(河南科技學(xué)院 食品學(xué)院，河南 新鄉(xiāng)，453003)2(國(guó)家豬肉加工技術(shù)研發(fā)專業(yè)中心，河南 新鄉(xiāng)，453003) 3(河南省畜禽產(chǎn)品精深加工與質(zhì)量安全控制工程技術(shù)研究中心，河南 新鄉(xiāng)，453003)

超高壓技術(shù)(ultra-high pressure，UHP)在食品領(lǐng)域的應(yīng)用研究始于20世紀(jì)80年代，1986年日本京都大學(xué)林立九教授將其應(yīng)用于食品工業(yè)[1]。超高壓技術(shù)是指將食品置于室溫或較低溫度下，施加100～1 000 MPa壓力，致使食品內(nèi)部的生物大分子發(fā)生不同程度的變化，比如蛋白變性、淀粉糊化等，最終改善食品品質(zhì)、風(fēng)味和延長(zhǎng)貨架期[2]。由于超高壓處理食品時(shí)只作用于食品組織中的非共價(jià)鍵，而對(duì)食品中的共價(jià)鍵沒有影響，因此，可以有效保持食品本身的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。AMADOR等[3]研究表明,經(jīng)300 MPa壓力處理，可以使5 CFU/mL的孢子失活，說明超高壓技術(shù)對(duì)孢子活性具有一定的影響。劉旺[4]等利用超高壓處理亞麻籽膠和豬肉纖維蛋白的混合物,在200 MPa時(shí)，肌原纖維蛋白凝膠特性改善，其凝膠持水性和強(qiáng)度都有不同程度的提高。崔燕等[5]探究超高壓結(jié)合冷凍技術(shù)對(duì)南美白對(duì)蝦肌原纖維蛋白的影響，發(fā)現(xiàn)在300 MPa/min的冷凍處理?xiàng)l件下，可以有效地保持蝦仁的優(yōu)良品質(zhì)。

蛋白質(zhì)的凝膠特性對(duì)于食品品質(zhì)具有極其重要的影響，與食品本身的持水性、食品狀態(tài)和產(chǎn)品得率直接相關(guān)。超高壓處理可導(dǎo)致食品中的肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)、化學(xué)作用力等發(fā)生改變，從而使蛋白質(zhì)變性及凝膠化[6]。在肌肉蛋白中，肌原纖維蛋白是最重要的肌肉蛋白群之一，其包括肌動(dòng)蛋白、肌球蛋白、肌動(dòng)球蛋白等，這些蛋白是形成凝膠的主要成分，也與食品凝膠強(qiáng)度、質(zhì)構(gòu)、流變等密切相關(guān)[7]。本文主要從超高壓對(duì)肌肉蛋白結(jié)構(gòu)和凝膠特性的影響著手，詳細(xì)分析了超高壓處理后肌肉蛋白的生化特性、化學(xué)作用力的變化，以及超高壓處理對(duì)持水性、質(zhì)構(gòu)、流變性和熱變性等凝膠特性的影響，為超高壓技術(shù)在凝膠類肉制品加工中的進(jìn)一步應(yīng)用提供理論參考。

1 超高壓對(duì)肌原纖維蛋白生化特性的影響

1.1 超高壓對(duì)肌原纖維蛋白巰基含量的影響

巰基作為肌原纖維蛋白中活性最強(qiáng)的功能性基團(tuán)，可以形成弱次級(jí)鍵，用來維持蛋白的三級(jí)結(jié)構(gòu)，對(duì)蛋白穩(wěn)定具有極其重要的作用?？値€基包括蛋白表面的活性巰基基團(tuán)和內(nèi)部隱藏的巰基基團(tuán)。肌原纖維蛋白在超高壓的作用下發(fā)生變性，其蛋白構(gòu)象發(fā)生改變，內(nèi)部巰基集團(tuán)暴露，表面活性巰基基團(tuán)易發(fā)生氧化形成二硫鍵，使肌原纖維蛋白中的總巰基含量減少。因此，通過測(cè)定總巰基和活性巰基含量變化的程度可以判斷肌原纖維蛋白氧化變性的程度[8-9]。郭麗萍等[10]探究超高壓結(jié)合熱處理技術(shù)對(duì)豬肉肌原纖維蛋白的影響，發(fā)現(xiàn)在同一溫度下，隨著壓力不斷的上升(0～600 MPa)，肌原纖維蛋白中總巰基含量顯著降低，說明超高壓導(dǎo)致肌原纖維蛋白內(nèi)部巰基暴露發(fā)生氧化最終導(dǎo)致總巰基含量降低。劉旺[4]等探究超高壓結(jié)合亞麻籽膠對(duì)豬肉肌原纖維蛋白的影響，發(fā)現(xiàn)壓力低于100 MPa時(shí)，隨著壓力升高，活性巰基含量無顯著變化，與LIU等[11]在100 MPa結(jié)合海藻酸鈉處理肌動(dòng)球蛋白結(jié)果一致，可能是因?yàn)閴毫^低未能使肌原纖維蛋白中隱藏的巰基暴露；當(dāng)壓力在100～300 MPa時(shí)，隨著壓力上升，活性巰基含量顯著增加，高壓使肌原纖維蛋白發(fā)生變性，蛋白結(jié)構(gòu)展開使內(nèi)部巰基暴露；在400 MPa時(shí)，活性巰基含量與300 MPa時(shí)含量無顯著性差異，可能在300 MPa時(shí)，蛋白內(nèi)部巰基已充分暴露。閆春子[12]等探究超高壓對(duì)草魚肌原纖維蛋白的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，在0～300 MPa，隨著壓力上升，活性巰基含量呈上升趨勢(shì)，在300 MPa時(shí)活性巰基含量達(dá)到最高。CHAPLEAU等[13]研究超高壓處理對(duì)肌原纖維蛋白的影響，顯示在300 MPa時(shí)，活性巰基含量達(dá)到最高，與閆春子等[12]研究結(jié)果一致。WANG等[14]研究CaCl2和高壓處理雞胸肉肌原纖維蛋白溶解度的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，高壓處理促使未添加CaCl2的肌原纖維蛋白中的總巰基含量顯著降低。主要因?yàn)楦邏禾幚砗螅嚯[藏的巰基暴露，從而使巰基基團(tuán)之間的距離減小，當(dāng)氧存在時(shí)更有利于形成二硫鍵。XUE等[15]研究高強(qiáng)度超聲、超高壓處理和高壓均質(zhì)對(duì)肌原纖維蛋白理化和功能特性影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，3種處理方式均會(huì)導(dǎo)致巰基含量的降低，但超高壓對(duì)肌原纖維蛋白的影響較小。ZHANG等[16]探究高壓改性對(duì)肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)和膠凝性能影響，結(jié)果表明，活性巰基含量與壓力呈正相關(guān)，但總巰基含量顯著降低。綜上所述，在一定壓力條件下，肌原纖維蛋白活性巰基含量隨著壓力的升高而上升，而總巰基含量隨壓力升高而降低。

1.2 超高壓對(duì)肌原纖維蛋白表面疏水性的影響

肌原纖維蛋白表面疏水性影響蛋白質(zhì)分子間及蛋白質(zhì)分子與溶劑水分子之間的相互作用。其疏水性變化主要由蛋白質(zhì)構(gòu)象改變引起，當(dāng)?shù)鞍自趬毫ψ饔孟掳l(fā)生變性，其構(gòu)象改變，內(nèi)部隱藏的氨基酸殘基暴露在蛋白質(zhì)表面，致使表面疏水性上升[10,17]。郭麗萍等[10]研究發(fā)現(xiàn),隨著壓力的增加，豬肉肌原纖維蛋白表面的疏水性呈上升趨勢(shì)，當(dāng)壓力>200 MPa時(shí)，其表面疏水性顯著增大。ZHANG等[16]發(fā)現(xiàn)表面疏水性與壓力呈正相關(guān)，隨著壓力的增大，蛋白去折疊增加，疏水基團(tuán)暴露，從而致使表面疏水性增加。HE等[18]探究高壓加工提高低鹽真胡麻雞胸肉品質(zhì)的分子機(jī)理發(fā)現(xiàn)，當(dāng)壓力<100 MPa時(shí)，肌原纖維蛋白表面疏水性無明顯變化，可能由于壓力不足，疏水基團(tuán)不能充分暴露；隨著壓力的增加(200～500 MPa)，其表面疏水性顯著增加。 ILLAMONTE等[19]探究黃原膠對(duì)高壓處理肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)特性的影響發(fā)現(xiàn)，經(jīng)高壓處理后，蛋白表面疏水性隨著蛋白三級(jí)結(jié)構(gòu)的改變而增加；黃原膠的存在降低了高壓對(duì)肌原纖維蛋白表面疏水性的影響。其他相關(guān)研究也表明高壓可以使魚糜肌原纖維蛋白表面疏水性顯著增加[20]。

1.3 超高壓對(duì)肌原纖維蛋白Ca2+-ATPase的影響

Ca2+-ATPase活性與肌球蛋白活性密切相關(guān)，作為蛋白品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)，可以反映蛋白的變性程度，同時(shí)與凝膠的形成也有一定的聯(lián)系。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)分子間相互作用加強(qiáng)，肌球蛋白構(gòu)象被破壞，肌球蛋白內(nèi)部巰基暴露被氧化而最終導(dǎo)致Ca2+-ATPase活性發(fā)生下降[21-22]。廖彩虎等[23]研究超高壓解凍對(duì)不同方式凍結(jié)的雞肉品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)壓力<150 MPa時(shí)，Ca2+-ATPase活性顯著下降，當(dāng)壓力>150 MPa后，由于肌球蛋白在高壓下被破壞，Ca2+-ATPase活性變化不明顯。崔燕等[5]研究超高壓協(xié)同冷凍輔助脫殼對(duì)南美對(duì)蝦肌原纖維蛋白理化性質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)在壓力為200 MPa，加壓1 min，Ca2+-ATPase活性與對(duì)照組無明顯差異，但其他處理組Ca2+-ATPase活性均顯著下降。CHENG等[24]在研究中發(fā)現(xiàn)，隨著壓力的上升，Ca2+-ATPase活性顯著下降，當(dāng)壓力為100 MPa時(shí)，Ca2+-ATPase活性僅保留42%。其他研究結(jié)果也表明高壓條件下Ca2+-ATPase甚至?xí)氐资Щ頪25]。綜上所述，在超高壓作用下，肌原纖維蛋白Ca2+-ATPase活性均會(huì)受到不同程度的影響。

2 超高壓對(duì)肌原纖維蛋白化學(xué)作用力的影響

肌原纖維蛋白構(gòu)象主要由各種化學(xué)作用力來維持，如二硫鍵、氫鍵、范德華力、疏水相互作用、離子鍵等化學(xué)作用力。肌原纖維蛋白凝膠形成的過程也就是原肌原纖維蛋白變性重聚集的過程，各化學(xué)作用力發(fā)揮不同的作用促進(jìn)凝膠的形成。在凝膠形成過程中，由于蛋白質(zhì)變性，蛋白質(zhì)分子活躍，肌球蛋白因變性折疊，其內(nèi)部隱藏的疏水性氨基酸殘基和巰基暴露出來，疏水基團(tuán)在蛋白質(zhì)分子間和分子間相互作用，活性巰基被氧化為分子間或分子內(nèi)新的二硫鍵，另外離子鍵和氫健也產(chǎn)生作用，使局部的蛋白質(zhì)發(fā)生聚集，最終在各種化學(xué)作用力下形成凝膠致密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[26-27]。在蛋白質(zhì)熱凝膠的相關(guān)研究中，普遍認(rèn)為主要由氫鍵、疏水相互作用、靜電相互作用等作用力形成及維持蛋白質(zhì)凝膠，但蛋白質(zhì)變性后內(nèi)部巰基暴露，氧化產(chǎn)生的二硫鍵也有助于蛋白質(zhì)凝膠的形成。

目前關(guān)于超高壓對(duì)肌原纖維蛋白凝膠形成過程中化學(xué)作用力的研究已有較多相關(guān)報(bào)道。一些研究認(rèn)為高壓可使肌球蛋白和肌動(dòng)球蛋白的解聚，還可使肌原纖維蛋白的溶解度提高，因此高壓處理可導(dǎo)致蛋白質(zhì)凝膠特性發(fā)生改變[28]。HWANG等[29]研究高壓對(duì)羅非魚肌肉蛋白凝膠質(zhì)構(gòu)和流變特性的影響，研究結(jié)果表明在200 MPa時(shí)，在疏水性作用和氫鍵作用下可以形成柔軟的凝膠。高壓處理后，誘導(dǎo)肌動(dòng)球蛋白變性，結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，增加了表面疏水性，其形成凝膠主要依靠疏水性作用和氫鍵，這種作用相對(duì)于熱誘導(dǎo)形成的蛋白質(zhì)凝膠更有利于肌原纖維蛋白形成致密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。楊慧娟等[30]研究超高壓處理對(duì)低脂低鹽豬肉糜制品乳化凝膠特性的影響中發(fā)現(xiàn)，未經(jīng)高壓處理時(shí)，其凝膠結(jié)構(gòu)主要由二硫鍵和氫鍵來維持，隨著壓力逐漸增加至200 MPa，氫鍵的比例逐漸增加，離子鍵比例逐漸下降，凝膠的形成主要因?yàn)闅滏I的作用，其次是二硫鍵和疏水相互作用，當(dāng)壓力增加至200 MPa時(shí)，疏水相互作用比例也顯著性增加。HSU等[26]通過研究發(fā)現(xiàn)，隨著壓力的上升，總巰基含量顯著性下降，表面活性巰基含量變化不明顯，表明肌原纖維蛋白在高壓下，內(nèi)部巰基暴露，活性巰基氧化生成二硫鍵。郭麗萍等[10]的研究也證明了這一點(diǎn)，隨著壓力的上升，總巰基含量顯著下降，二硫鍵含量顯著上升。二硫鍵對(duì)于蛋白質(zhì)穩(wěn)定具有重要作用，可使蛋白質(zhì)凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更為致密，凝膠強(qiáng)度增加。綜上所述，肌肉蛋白經(jīng)超高壓處理后，肌球蛋白和肌動(dòng)球蛋白表面疏水性增加，內(nèi)部巰基暴露氧化為二硫鍵，從而疏水性作用、二硫鍵含量和氫鍵含量增加，在相互作用下可改善肌原纖維蛋白的凝膠特性。

3 超高壓對(duì)肌原纖維蛋白凝膠性能的影響

3.1 超高壓對(duì)肌原纖維蛋白凝膠持水性的影響

持水性作為評(píng)價(jià)蛋白凝膠品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，對(duì)其嫩度、風(fēng)味具有極其重要的作用。其中低場(chǎng)核磁共振(low field-nuclear magnetic resonance,LF-NMR)可用于監(jiān)測(cè)水的物理化學(xué)狀態(tài)與蛋白質(zhì)系統(tǒng)的流動(dòng)性和分布，利用低場(chǎng)核磁共振可以確定蛋白凝膠中水分分布和流動(dòng)性的變化。核磁共振橫向弛豫的水可以分為3個(gè)指數(shù)群體的再弛豫衰變，代表蛋白凝膠中3種不同類型的水分狀態(tài)：結(jié)合水、不易流動(dòng)水、和自由水[31]。劉旺等[4]研究發(fā)現(xiàn)，肌原纖維蛋白持水性隨著壓力升高呈先上升后下降的趨勢(shì)。儀淑敏等[32]的研究也證明了這一點(diǎn)，持水性隨著壓力的升高呈先上升后下降的趨勢(shì)，在400 MPa時(shí)持水性達(dá)到最大值。任云霞等[33]研究超高壓對(duì)添加變性淀粉的鴨肉肌原纖維蛋白的影響，發(fā)現(xiàn)隨著壓力的增加，肌原纖維蛋白凝膠持水性呈上升趨勢(shì)，在400 MPa時(shí)達(dá)到最大值，隨后繼續(xù)升高壓力，持水性呈下降趨勢(shì)。分析肌原纖維蛋白凝膠在超高壓作用下持水性上升的原因，可能是因?yàn)楦邏菏沟鞍鬃冃?，蛋白發(fā)生解聚，導(dǎo)致溶解性進(jìn)一步升高，從而可以與更多的自由水結(jié)合形成結(jié)合水，持水性上升。隨著壓力繼續(xù)升高，持水性下降，可能因?yàn)檫^高壓力使蛋白完全解開，致密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)徹底被破壞，無法保留更多水分，致使持水性下降。GROSSI A等[34]探究高壓對(duì)豬肉肌纖維蛋白功能特性的影響中應(yīng)用低場(chǎng)核磁共振技術(shù)發(fā)現(xiàn)加壓會(huì)導(dǎo)致肌原纖維蛋白水結(jié)合發(fā)生變化，從而影響蛋白和水分子之間的相互作用。低壓促進(jìn)了蛋白質(zhì)的水合作用，隨后在高壓下水的流動(dòng)性增加，從而使其重新分配。YE等[31]探究κ-卡拉膠和高壓協(xié)同處理對(duì)低鹽魚糜凝膠品質(zhì)影響中利用低場(chǎng)核磁技術(shù)發(fā)現(xiàn)超高壓可誘導(dǎo)凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)致密有序，降低凝膠水遷移率，捕獲更多水分子，最終導(dǎo)致橫向弛豫時(shí)間的減少。在CHEN[35]研究中也得到相似結(jié)果，經(jīng)超高壓處理后蛋白凝膠T22值明顯下降，表明超高壓處理削弱了水的遷移率，增加了保水性。相關(guān)研究[36-37]報(bào)道，蛋白凝膠形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)越致密，其持水性也越高，凝膠強(qiáng)度也越大。可能是因?yàn)楦邏菏沟鞍讟?gòu)象發(fā)生改變，內(nèi)部隱藏巰基暴露，氧化生成更多的二硫鍵，促使網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更加致密，可以保留更多水分，從而持水性上升，凝膠強(qiáng)度增大。

3.2 超高壓對(duì)肌原纖維蛋白凝膠質(zhì)構(gòu)特征的影響

質(zhì)構(gòu)特征的主要參數(shù)包括咀嚼性、硬度、彈性、內(nèi)聚性、黏聚性、回復(fù)性等。LUO等[22]研究發(fā)現(xiàn)，隨著壓力的升高，馬鮫魚魚糜凝膠硬度呈上升趨勢(shì)。陳燕婷等[38]研究帶魚魚糜蛋白凝膠質(zhì)構(gòu)特征時(shí)發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，經(jīng)超高壓處理的蛋白凝膠，其硬度、咀嚼性顯著上升，彈性和黏聚性略優(yōu)于對(duì)照組，隨著壓力繼續(xù)增加，彈性、咀嚼性、硬度呈先上升后下降的趨勢(shì)，粘聚性呈下降趨勢(shì)。王苑等[39]研究結(jié)果表明將雞肉肌原纖維蛋白與大豆分離大白按照1∶1混合形成的凝膠在100 MPa高壓下，經(jīng)合適的加熱時(shí)間和溫度，其形成的凝膠硬度、彈性比未經(jīng)高壓處理的對(duì)照組顯著提高。任云霞等[33]研究發(fā)現(xiàn)，提高壓力可顯著增加凝膠蛋白的硬度、彈性和咀嚼性。MA等[40]探究高壓和氯化鈣對(duì)含有刺槐豆膠的肉蛋白凝膠性能影響中發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，不同壓力處理的蛋白質(zhì)構(gòu)參數(shù)在100、200 MPa差異顯著，但是較高的壓力(300、400 MPa)明顯降低了蛋白凝膠的硬度和咀嚼度，反而對(duì)蛋白凝膠的粘聚性和彈性影響不大。ZHANG[41]等探究高壓加工對(duì)豬肉僵化過程影響，發(fā)現(xiàn)高壓處理對(duì)肉質(zhì)構(gòu)的影響顯著(P<0.05)。與對(duì)照組相比，當(dāng)高壓處理在0～400 MPa，硬度、黏聚性、咀嚼均顯著增加。綜上所述，對(duì)于不同種類的肌原纖維蛋白形成的凝膠，經(jīng)超高壓處理后質(zhì)構(gòu)特征變化存在一定的差異。對(duì)于不同種類的肌原纖維蛋白凝膠，可以選取合適的壓力參數(shù)和工藝條件，以此獲得更好的質(zhì)構(gòu)特征。

3.3 超高壓對(duì)肌原纖維蛋白凝膠流變特性的影響

流變特性是用來描述蛋白凝膠性能的一個(gè)重要指標(biāo)，其中存儲(chǔ)模量(G′)測(cè)量值代表彈性部分的存儲(chǔ)能量，反映了蛋白凝膠變形后恢復(fù)原形狀的能力，存儲(chǔ)模量越大，凝膠變形后恢復(fù)原形狀的能力越強(qiáng)；損耗模量(G″)測(cè)量值代表粘性部分，損耗模量反映了蛋白凝膠抵抗流動(dòng)的能力，損耗模量越大，越不易流動(dòng)；tanδ值代表在蛋白形成凝膠過程中黏性肌球蛋白溶液向彈性肌球蛋白凝膠的轉(zhuǎn)變[42]。存儲(chǔ)模量、損耗模量和tanδ值在20～80 ℃范圍內(nèi)可以作為肌肉蛋白凝膠形成能力的主要指標(biāo)[43]。ZHAGN等[16]研究發(fā)現(xiàn)，與未加壓的肌原纖維蛋白相比，加壓后樣品的G′和G″變化趨勢(shì)相似，均隨壓力的增大而減小。這與CANDO等[44]研究結(jié)果相似，高壓處理魚糜在凝膠化過程中G′也隨著壓力的增大而減少。與對(duì)照相比，在100 MPa時(shí)，肌原纖維蛋白G′和G″無明顯變化；在200 MPa時(shí)，肌原纖維蛋白的G′和G″顯著性降低，可能由于肌球蛋白嚴(yán)重變性所致；在300 MPa時(shí)，G′和G″進(jìn)一步下降(P<0.05)，可能由于肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白不斷變性所致。當(dāng)壓力在400～500 MPa時(shí)，G′和G″無明顯變化(P>0.05)，說明蛋白分子的變性基本完成。WEI等[45]研究高壓高溫對(duì)豬肉糜凝膠特性和蛋白質(zhì)構(gòu)象的影響中發(fā)現(xiàn)，蛋白凝膠過程中肌球蛋白的變性對(duì)于凝膠的形成起著至關(guān)重要的作用，當(dāng)達(dá)到一定溫度后，蛋白變性全部結(jié)束，主要靠蛋白的疏水性互作用和二硫鍵來維持蛋白凝膠的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。黃群等[46]在探究超高壓對(duì)低鹽海藻雞肉糜品質(zhì)的影響的過程中發(fā)現(xiàn)，在加熱過程中，低鹽海藻雞胸肉糜體系的G′隨著壓力的上升呈先上升后下降的趨勢(shì)，可能因?yàn)檫^高的壓力抑制了三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的形成；同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，經(jīng)高壓處理后，tanδ值變化顯著，在100～200 MPa時(shí)，tanδ值降低；在300～500 MPa時(shí)tanδ值上升。因此，適當(dāng)?shù)某邏嚎梢愿纳迫獾鞍啄z的G′、G″和tanδ值，提高蛋白凝膠質(zhì)量。

3.4 超高壓對(duì)肌原纖維蛋白凝膠熱變性的影響

差示掃描量熱技術(shù)(differential scanning calorimetry,DSC)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于蛋白變性的相關(guān)研究中。是一種在程序設(shè)置的溫度條件下，測(cè)量試樣和參照物之間的熱量差和溫度的關(guān)系的研究方法。DSC技術(shù)可以測(cè)量熱試樣力學(xué)的穩(wěn)定性參數(shù)，且可以進(jìn)一步核實(shí)生物大分子的結(jié)構(gòu)模型。蛋白質(zhì)凝膠性能與致密的空間構(gòu)象密切相關(guān)，當(dāng)?shù)鞍鬃冃?，空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致熱和力等物理參數(shù)也會(huì)發(fā)生不同程度的變化。在蛋白凝膠相關(guān)研究中，沒有任何外界因素的影響下，DSC可連續(xù)測(cè)量復(fù)雜體系下的總熱焓值和熱熵值的變化，因此在凝膠特性研究中被廣泛應(yīng)用[47]。ZHANG等[16]采用DSC測(cè)量高壓改性對(duì)肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)和膠凝性能的影響中發(fā)現(xiàn)，在100 MPa時(shí)，與對(duì)照組相比，峰1的ΔH降低了14.60%，峰2降低了44.37%，表明肌球蛋白變性和肌動(dòng)蛋白均已變性，但肌動(dòng)蛋白變性程度較大。在200 MPa時(shí)，峰1的ΔH急劇下降(60.40%)，峰2的ΔH下降了50.70%，超過一半的肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白發(fā)生了嚴(yán)重變性，說明高壓處理可以引起肌肉蛋白的降解和肌動(dòng)蛋白解聚。300 MPa時(shí)，峰1的ΔH降低(61.82%)，峰2消失，1個(gè)新的峰出現(xiàn)(峰0)。ΔH的減少被認(rèn)為是結(jié)構(gòu)破壞導(dǎo)致變性的標(biāo)志，峰2的消失表明肌動(dòng)蛋白已完全變性。峰0的出現(xiàn)可能是由于高壓誘導(dǎo)的聚合物形成。在400 MPa時(shí)，峰0的ΔH急劇增加，峰1消失，說明高壓誘導(dǎo)的聚合物進(jìn)一步形成，肌球蛋白完全變性。在500 MPa時(shí)，僅存在峰值0，ΔH進(jìn)一步增加，說明高壓誘導(dǎo)的聚合物進(jìn)一步增加。結(jié)果表明肌球蛋白具有更高的耐壓能力，肌動(dòng)蛋白對(duì)高壓處理的敏感性更強(qiáng)。張小燕等[48]探究差示掃描量熱法及其在豬肉凝膠機(jī)理中的變化發(fā)現(xiàn)經(jīng)DSC升溫后，沒有出現(xiàn)肌球蛋白的變性，表明之前的高壓處理已使蛋白變性完全，在600 MPa時(shí)，凝膠結(jié)構(gòu)已基本形成。葉韜等[49]探究不同處理?xiàng)l件下鰱魚糜凝膠水分狀態(tài)和微觀結(jié)構(gòu)的特征，運(yùn)用DSC分析魚糜凝膠中的水分狀態(tài)分布發(fā)現(xiàn)，高壓處理降低了凝膠的冰點(diǎn)溫度，顯著提高了結(jié)合水含量，減少了自由水的含量，減弱水分的流動(dòng)性，從而增強(qiáng)凝膠的持水性。

4 展望

超高壓加工技術(shù)作為一種新興技術(shù)，具有其他加工技術(shù)無法取代的優(yōu)點(diǎn)，如衛(wèi)生、無污染、能源消耗少，可最大程度保存食品的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等，備受青睞。目前超高壓對(duì)肌肉蛋白以及凝膠的影響已有研究，并取得一定的成果。但是，關(guān)于超高壓對(duì)肌肉蛋白生化特性、化學(xué)作用力變化與凝膠的形成的研究尚不深入。超高壓誘導(dǎo)肌肉蛋白形成凝膠是一個(gè)極其復(fù)雜的過程，通過調(diào)控超高壓的強(qiáng)度以及作用時(shí)間，或搭配其他相關(guān)技術(shù)或者添加劑，可以對(duì)肌肉蛋白及凝膠性能產(chǎn)生不同的影響。尋找合適的加工工藝條件來提高肌原纖維蛋白凝膠特征，對(duì)于改善肉制品以及相關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。目前，超高壓技術(shù)還存在一些不足，超高壓技術(shù)應(yīng)用的條件和一些限制因素還需要進(jìn)一步研究。此外食品經(jīng)超高壓處理后組分變化及組分之間的相互作用尚不明確，而且超高壓設(shè)備昂貴、投資成本高、設(shè)備耗材使用壽命短也是一大問題。我國(guó)超高壓技術(shù)起步晚，與國(guó)外相比還有很大差距，因此要抓住機(jī)會(huì)，緊跟國(guó)際潮流，與國(guó)際相接軌，與國(guó)內(nèi)市場(chǎng)相適應(yīng)。