肌肉蛋白與揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的相互作用機制及影響因素研究進(jìn)展

殷小鈺,劉昊天,鄒汶蓉,孔保華,陳 倩

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150030）

風(fēng)味是衡量肉制品品質(zhì)特性的主要指標(biāo)之一,在很大程度上影響著消費者對產(chǎn)品的接受性[1]。人體對風(fēng)味化合物的感知主要取決于各種揮發(fā)性成分的濃度、閾值等,其與揮發(fā)性成分的溫度、蒸氣壓和其他食品成分有關(guān)[2]。在肉類食品風(fēng)味形成過程中,肌肉蛋白對風(fēng)味形成的貢獻(xiàn)作用主要表現(xiàn)在兩個方面：一是蛋白質(zhì)的降解作用,在該過程中產(chǎn)生的小肽和游離氨基酸是形成風(fēng)味化合物的前體物質(zhì),這些物質(zhì)的釋放與降解可調(diào)節(jié)揮發(fā)性化合物與非揮發(fā)性化合物的組成,進(jìn)而影響肉制品的整體風(fēng)味[3],但是這種作用是非常有限的；更多情況下,蛋白質(zhì)通過物理或者化學(xué)方式實現(xiàn)對揮發(fā)性成分的吸附,進(jìn)而改變風(fēng)味物質(zhì)的頂空濃度,通過提高揮發(fā)性成分的傳質(zhì)阻力而在不同程度上改變風(fēng)味的整體平衡,對風(fēng)味的釋放產(chǎn)生很大影響[4]。隨著人們對肉及肉制品品質(zhì)需求的提升,了解肉類基質(zhì)（肌肉蛋白）與風(fēng)味物質(zhì)之間的相互作用,不僅有利于揮發(fā)性成分在加工及貯藏過程中的保持,而且對生產(chǎn)和改進(jìn)具有良好風(fēng)味的產(chǎn)品具有重要意義。

1 肌肉蛋白的組成及結(jié)構(gòu)

根據(jù)蛋白質(zhì)在肌肉組織上位置的不同,肌肉蛋白可以分為肌原纖維蛋白、肌漿蛋白和基質(zhì)蛋白[5]。肌原纖維蛋白是影響肌肉食品品質(zhì)的重要結(jié)構(gòu)蛋白,主要包括肌球蛋白、肌動蛋白、原肌球蛋白、肌原蛋白等[5],其中,肌球蛋白（占肌原纖維肉類蛋白總質(zhì)量的43%）和肌動蛋白（占肌原纖維肉類蛋白總質(zhì)量的20%）是肉中兩種主要的肌原纖維蛋白。肌球蛋白是粗絲的主要成分,每根粗絲含有約400 個肌球蛋白分子,其形狀很像“豆芽”,主要由α-螺旋結(jié)構(gòu)構(gòu)成。肌動蛋白是構(gòu)成細(xì)絲的主要成分,以G-肌動蛋白（球狀）和F-肌動蛋白（纖維狀）兩種形式存在于肌肉蛋白中[5]。肌球蛋白和肌動蛋白共同參與肌肉的收縮過程,結(jié)合形成肌動球蛋白,也可以在體外產(chǎn)生,增加溶液的黏度[6]。作為肉中最易提取的水溶性蛋白,肌漿蛋白中含有肌溶蛋白、肌紅蛋白、肌漿酶和肌粒蛋白等。可見,肌肉蛋白質(zhì)是一種復(fù)合體系的蛋白質(zhì),并且由于其結(jié)構(gòu)的特殊性,關(guān)于肌肉蛋白與風(fēng)味物質(zhì)相互作用的研究進(jìn)展較為緩慢。

2 肌肉蛋白與風(fēng)味物質(zhì)的相互作用機制

肉及肉制品中原有的和加工過程中發(fā)生美拉德反應(yīng)、脂質(zhì)氧化降解及其相互作用產(chǎn)生的風(fēng)味物質(zhì)主要有含硫化合物、含氧雜環(huán)、含氮雜環(huán)化合物、醛類、酮類、醇類、酸類、內(nèi)酯類等。至今在熱加工肉制品中已鑒定出1 000多種揮發(fā)性化合物。目前,蛋白質(zhì)與風(fēng)味物質(zhì)相互作用機制研究最多的β-乳球蛋白模型,由于肌肉蛋白質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)（如氨基酸側(cè)鏈、蛋白質(zhì)末端基團(tuán)以及疏水區(qū)域）較為復(fù)雜,而且傳質(zhì)過程又與黏度和蛋白質(zhì)的凝膠結(jié)構(gòu)有關(guān),因此肌肉蛋白質(zhì)與風(fēng)味物質(zhì)之間的作用機制具有多樣性[7]。蛋白質(zhì)與風(fēng)味物質(zhì)的相互作用主要包括物理結(jié)合、化學(xué)相互作用和傳質(zhì)效應(yīng)[7]。在肉及肉制品中,疏水相互作用是維持蛋白質(zhì)與風(fēng)味物質(zhì)相互作用的主要作用力。

2.1 物理結(jié)合

蛋白質(zhì)與風(fēng)味物質(zhì)之間的物理結(jié)合主要包括范德華力和毛細(xì)管吸附作用,為可逆結(jié)合[8]。一般情況下,風(fēng)味化合物被物理截留在蛋白質(zhì)的毛細(xì)管和裂隙中以此來影響它們的風(fēng)味性質(zhì)[9],這主要與蛋白質(zhì)和風(fēng)味物質(zhì)的組成及性質(zhì)相關(guān),沒有統(tǒng)一的結(jié)合機制[10]。

2.2 化學(xué)相互作用

化學(xué)相互作用包括可逆的弱疏水相互作用、強烈的離子效應(yīng)和不可逆的強共價鍵[11]。在肉及肉制品中,疏水相互作用是維持蛋白質(zhì)與風(fēng)味物質(zhì)相互作用的主要作用力（圖1）,這也是多肽鏈的特殊折疊及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)趨向穩(wěn)定的一種表現(xiàn)[12]。在液體和高水分食品中,風(fēng)味物質(zhì)與蛋白質(zhì)結(jié)合的作用機制主要涉及非極性風(fēng)味化合物與蛋白質(zhì)表面的疏水區(qū)域或空腔的相互作用。一般而言,表面疏水性較強的蛋白也會在分子表面對風(fēng)味化合物直接進(jìn)行吸附[13]?，F(xiàn)階段認(rèn)為,在蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)中具有一些相同的、但又互相獨立的結(jié)合位點,這些存在于空腔中的位點通常由疏水性殘基構(gòu)成,可以與風(fēng)味化合物發(fā)生相互作用,進(jìn)而結(jié)合風(fēng)味化合物[9]。對于那些表面疏水性較弱的蛋白質(zhì)分子,風(fēng)味物質(zhì)則會進(jìn)入到蛋白分子內(nèi)部與空腔的這些疏水位點發(fā)生作用進(jìn)行結(jié)合[14]。此外,含有極性基團(tuán)（如羥基和羧基）的風(fēng)味化合物可以通過氫鍵和離子效應(yīng)與蛋白質(zhì)結(jié)合[15]。一些低分子質(zhì)量的羰基類化合物（如醛、酮類化合物）會與蛋白質(zhì)分子中的疏水性氨基酸殘基發(fā)生共價結(jié)合形成可逆的席夫堿,但分子質(zhì)量較大的羰基化合物（如醛、酮類化合物）是以不可逆的方式與氨基結(jié)合[16]。

圖1 蛋白質(zhì)（展開）與風(fēng)味化合物的疏水相互作用模型[10]Fig.1 Hydrophobic interaction models of proteins (unfolding) with flavor compounds[10]

蛋白質(zhì)與羰基化合物的共價結(jié)合主要是通過蛋白質(zhì)中氨基酸殘基（—SH和—NH2）與風(fēng)味化合物發(fā)生作用形成的[14]。半胱氨酸（Cys）和甲硫氨酸（Met）是肉制品中兩種主要的含硫氨基酸,其中的巰基可參與蛋白質(zhì)分子間和分子內(nèi)的二硫鍵交聯(lián),維持蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。若蛋白質(zhì)中含硫氨基酸含量較少,則不易與蛋白質(zhì)中巰基與風(fēng)味化合物的結(jié)合；若蛋白質(zhì)中含硫氨基酸較多,一部分巰基參與維持蛋白結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的二硫鍵的形成,尚有一部分有效巰基可與風(fēng)味化合物發(fā)生共價結(jié)合,增加蛋白質(zhì)與其結(jié)合程度[14]。另外,蛋白質(zhì)中賴氨酸（Lys）殘基的氨基也會通過共價鍵作用與風(fēng)味化合物發(fā)生結(jié)合,但是與含硫氨基酸殘基相比,含氨基的氨基酸殘基更容易與風(fēng)味化合物發(fā)生共價結(jié)合[17]。

2.3 傳質(zhì)阻力

在食品體系中,蛋白質(zhì)經(jīng)常用于提供黏性或發(fā)生凝膠化[18]。體系黏度的增大和凝膠結(jié)構(gòu)會阻礙風(fēng)味化合物的傳質(zhì)過程,影響風(fēng)味物質(zhì)的釋放。其中,凝膠化作用更為顯著,只有當(dāng)凝膠結(jié)構(gòu)被破壞時,風(fēng)味物質(zhì)才能夠從食物中釋放[19]。肌肉蛋白中,肌原纖維蛋白的熱凝膠特性對肉及肉制品的質(zhì)構(gòu)特性具有重要影響,其形成熱誘導(dǎo)凝膠的能力非常強,質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%時就足以使其發(fā)生凝膠化[20]。在形成凝膠的過程中,肌球蛋白的作用比較大,而肌動蛋白不具備形成凝膠的能力,但是其比例可以影響所形成凝膠的剛性[21]。

肌肉蛋白是一種結(jié)構(gòu)和流變學(xué)性質(zhì)非常復(fù)雜的蛋白,因此,其與風(fēng)味成分的相互作用機制還有待進(jìn)一步深入研究,特別是作用位點的確定以及這些作用位點各自傾向于與哪種風(fēng)味成分結(jié)合。

3 肌肉蛋白與風(fēng)味物質(zhì)相互作用的影響因素

肌肉蛋白質(zhì)及揮發(fā)性化合物的相互作用與蛋白質(zhì)性質(zhì)、風(fēng)味物質(zhì)類型、離子強度、pH值、蛋白質(zhì)氧化和加熱溫度有關(guān)[22],但不存在統(tǒng)一的作用機制。其中蛋白質(zhì)的濃度、加熱溫度、pH值以及蛋白質(zhì)氧化可以誘導(dǎo)蛋白質(zhì)構(gòu)象的變化,進(jìn)而影響蛋白質(zhì)與風(fēng)味物質(zhì)的相互作用[21]。因此,探討誘導(dǎo)肌肉蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的影響因素以及結(jié)構(gòu)變化是如何影響肌肉蛋白質(zhì)與風(fēng)味物質(zhì)的相互作用對深入研究二者相互作用具有重要的意義。

3.1 肌肉蛋白性質(zhì)

蛋白質(zhì)的種類和濃度是影響蛋白質(zhì)與風(fēng)味化合物相互作用的重要因素,然而,蛋白質(zhì)濃度對風(fēng)味化合物吸附能力的影響機制尚未完全闡明[23]。肌肉蛋白質(zhì)是一種復(fù)合體系的蛋白質(zhì),并且由于其結(jié)構(gòu)的特殊性,一般都是在模擬體系中完成。Pérez-Juan等[24]選用了6 種典型的肉中風(fēng)味化合物,在模擬體系中比較了不同種類肌肉蛋白對風(fēng)味物質(zhì)的結(jié)合能力,結(jié)果表明肌漿蛋白的結(jié)合風(fēng)味化合物的能力高于肌原纖維蛋白,這可能是不同肌肉蛋白間的結(jié)合位點間的差異導(dǎo)致。此外,Pérez-Juan等[25]進(jìn)一步研究了肌動蛋白（F-肌動蛋白和G-肌動蛋白）和肌動球蛋白與風(fēng)味化合物的相互作用,發(fā)現(xiàn)G-肌動蛋白對風(fēng)味物質(zhì)基本無吸附作用,而肌動球蛋白和F-肌動蛋白對風(fēng)味化合物均有明顯的吸附作用,吸附能力的大小與蛋白質(zhì)的濃度密切相關(guān)。關(guān)于蛋白濃度,周昌瑜等[23]研究了不同濃度肌原纖維蛋白對17 種典型風(fēng)味化合物結(jié)合能力的影響,發(fā)現(xiàn)隨著蛋白質(zhì)量濃度的升高（2～6 mg/mL）,肌原纖維蛋白對所有風(fēng)味化合物吸附作用顯著增強,這可能是因為較高的蛋白質(zhì)量濃度改變了風(fēng)味化合物在氣相和液相之間的分配系數(shù)；而當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)量濃度由6 mg/mL增加至8 mg/mL時,肌原纖維蛋白對所有風(fēng)味化合物吸附能力都顯著降低,這可能是由于蛋白質(zhì)量濃度的增加導(dǎo)致了蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)之間的作用增強或表面張力降低,從而減弱蛋白質(zhì)的風(fēng)味物質(zhì)結(jié)合能力,以上結(jié)果與Perez-Juan等[23]的研究結(jié)果一致。

3.2 風(fēng)味物質(zhì)類型

蛋白質(zhì)并不是以相同的親和力與所有風(fēng)味化合物相結(jié)合[24]。許多研究表明,肌原纖維蛋白與不同種類風(fēng)味化合物的作用強度有顯著性差異,這與該化合物的碳鏈長度、分支程度、官能團(tuán)等密切相關(guān)。目前,肌肉蛋白與醇類、酮類、醛類、酯類、一些含硫化合物以及吡嗪類化合物之間的相互作用已經(jīng)被研究[25-28]。周昌瑜等[23]建立了肌原纖維蛋白與不同種類風(fēng)味化合物的模擬體系,證實了風(fēng)味物質(zhì)的種類對肌原纖維蛋白的吸附能力有顯著影響,相同濃度的蛋白對醇、醛、酮、酯的吸附作用由強到弱依次為醛類＞酯類＞酮類＞醇類；肌原纖維蛋白對低級醇幾乎沒有吸附作用。這與Kuhn等[17]的研究結(jié)果類似,可能是因為醇類的羥基和蛋白質(zhì)的氨基沒有顯著相互作用。然而隨著碳鏈長度的增加,醇類的疏水性逐漸增大,肌原纖維蛋白通過疏水相互作用對它們產(chǎn)生了一定的吸附。此外,在各種風(fēng)味物質(zhì)中,酮類化合物是肉制品風(fēng)味中主要的化合物,貢獻(xiàn)作用很大[29],因此其與肌肉蛋白的相互作用受到許多學(xué)者的關(guān)注。Damodaran等[30]研究了羰基化合物與魚肌動球蛋白的結(jié)合,結(jié)果表明,隨著羰基鏈長增加,羰基化合物與魚肌動球蛋白結(jié)合能力增強,說明疏水相互作用參與了肌動蛋白與羰基的相互作用,這與呂彤等[31]的研究結(jié)果一致。在此基礎(chǔ)上,Shen Hui等[32]根據(jù)鏈長、羰基位置、羰基數(shù)量和支鏈選擇了7 種典型的酮類化合物,研究了酮類化合物分子結(jié)構(gòu)的差異對其與肌原纖維蛋白相互作用的影響。結(jié)果表明,二者之間是通過可逆和不可逆結(jié)合相互作用。肌原纖維蛋白與酮的結(jié)合會導(dǎo)致蛋白二級結(jié)構(gòu)變化（α-螺旋結(jié)構(gòu)損失）,分子的大小、極性和空間位阻效應(yīng)都是影響酮類物質(zhì)與肌原纖維蛋白相互作用的主要因素。風(fēng)味物質(zhì)的屬性在其與肌肉蛋白相互作用機制中起著重要的作用,這些研究結(jié)果有助于建立不同分子結(jié)構(gòu)的風(fēng)味物質(zhì)對肉制品風(fēng)味感知的可能貢獻(xiàn)模式。

3.3 加熱溫度

加熱對蛋白質(zhì)的作用及其對風(fēng)味化合物釋放或保留的作用直接影響食品的風(fēng)味輪廓。加熱是肉制品加工過程中最為常見的加工方式,熱誘導(dǎo)蛋白聚合是加熱過程中改變蛋白質(zhì)三維空間結(jié)構(gòu)的決定性因素[33]。蛋白質(zhì)受熱后穩(wěn)定其結(jié)構(gòu)的氫鍵含量會降低,從而導(dǎo)致多肽鏈的展開,這種展開會引起許多疏水性風(fēng)味結(jié)合位點暴露[33]。此外,加熱后聚合的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)不太緊密,促進(jìn)了其與風(fēng)味化合物的結(jié)合,尤其是與空腔的結(jié)合,因為加熱后更易使風(fēng)味化合物從這個空腔進(jìn)入或出來,從而導(dǎo)致風(fēng)味化合物包裹于蛋白質(zhì)分子內(nèi)部或被再次釋放[33-34]。Zhou Feibai等[35]研究發(fā)現(xiàn)相比未加熱組,37 ℃加熱后的肌原纖維蛋白對2-甲基丁醛、壬醛和甲硫基丙醛的吸附能力顯著加強,這可能是由于37 ℃加熱后肌動球蛋白纖維的展開,增加了疏水結(jié)合的位點。為了探究熱處理強度對肌肉蛋白吸附風(fēng)味物質(zhì)的影響機制,呂彤等[31]以豬肉肌球蛋白為對象,建立了肌球蛋白-風(fēng)味物質(zhì)（醛類和酮類）作用模擬體系,分析了不同溫度下肌球蛋白結(jié)構(gòu)、表面疏水性及風(fēng)味結(jié)合能力的變化。研究發(fā)現(xiàn),溫度升至55 ℃肌球蛋白分子展開,溫度升至75 ℃肌球蛋白分子變性；蛋白對4 種醛（3-甲基丁醛、戊醛、庚醛、辛醛）的吸附能力在展開過程中增強,在聚合過程中減弱；蛋白對2-戊酮的吸附能力先降低后升高,對其他3 種酮（2-庚酮、2-辛酮、2-壬酮）的吸附能力呈現(xiàn)先增加后降低再增加的趨勢。除了加熱溫度,加熱時間也會顯著影響肌原纖維蛋白風(fēng)味吸附能力,周昌瑜等[36]用80 ℃熱處理肌原纖維蛋白0～20 min,結(jié)果表明在加熱0～5 min期間,肌原纖維蛋白凝膠對戊醇、己醇、2-丁酮、2-庚酮及乙酸乙酯的吸附能力顯著增強。

此外,在加熱的過程中,肌肉蛋白質(zhì)本身也是產(chǎn)生香氣的一個來源,這些額外產(chǎn)生的風(fēng)味化合物也應(yīng)該考慮進(jìn)去,以此來深入理解改變蛋白質(zhì)成分引起的風(fēng)味感知變化。

3.4 pH值

pH值是影響食品蛋白與風(fēng)味化合物結(jié)合能力的重要因素之一。pH值可以通過改變氨基酸殘基的微環(huán)境、表面疏水性[37]、蛋白質(zhì)聚集程度[38]、蛋白質(zhì)的溶解度、蛋白質(zhì)分子所帶電荷量以及誘導(dǎo)蛋白變性來改變蛋白的二級結(jié)構(gòu)[38],從而來改變蛋白質(zhì)分子與風(fēng)味物質(zhì)之間的非共價作用（靜電作用和疏水相互作用）[14,28]。關(guān)于pH值對二者相互作用的影響,在乳蛋白方面研究地比較多,近年來pH值對肌肉蛋白風(fēng)味結(jié)合能力的影響陸續(xù)被報道。Gianelli等[39]通過計算熱力學(xué)結(jié)合參數(shù)（結(jié)合位數(shù)n和結(jié)合常數(shù)K）證實了pH值處理會影響模型體系中可溶性蛋白與風(fēng)味化合物結(jié)合能力。Yang Qiuli等[37]研究了pH值對鴨肉肌原纖維蛋白與揮發(fā)性化合物的吸附作用,發(fā)現(xiàn)隨著pH值的升高（pH 5.0～8.0）,肌原纖維蛋白對醛類和酯類的吸附能力增加,而對酮類的吸附能力下降。同時,Shen Hui等[28]結(jié)合熒光猝滅和熱力學(xué)參數(shù)研究了不同pH值誘導(dǎo)肌原纖維蛋白構(gòu)象變化對其與吡嗪類化合物相互作用機制的影響。結(jié)果表明,靜電作用和疏水作用是肌原纖維蛋白與2,5-二甲基吡嗪結(jié)合的主要作用力。其相互作用受pH值的影響較大,在較低的pH值條件下（pH 4.9）,蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)之間的相互作用增強,肌原纖維蛋白聚集成更大的顆粒,表面疏水性增加,從而暴露出更多的疏水結(jié)合位點。然而,隨著表面疏水性的增加,蛋白質(zhì)之間相互作用（聚集和沉降）增強,產(chǎn)生的空間位阻阻礙了蛋白質(zhì)與風(fēng)味物質(zhì)的結(jié)合,蛋白質(zhì)的風(fēng)味釋放行為增強。此外,建立pH值誘導(dǎo)的肌原纖維蛋白構(gòu)象變化與風(fēng)味物質(zhì)相互作用之間的相關(guān)性,對控制具有肉類風(fēng)味的含有肌原纖維蛋白產(chǎn)品至關(guān)重要。

3.5 離子強度

在肉制品加工過程中,腌制是一個重要的工藝環(huán)節(jié)。腌制的目的已從過去單純的防腐貯藏,發(fā)展到改善肉的色澤、質(zhì)構(gòu)以及風(fēng)味等,其中主要的腌制劑為氯化鈉（NaCl）[40]。目前,在模擬體系中已有研究表明,添加不同濃度NaCl會導(dǎo)致介質(zhì)離子力的改變,發(fā)生“鹽析效應(yīng)”,從而增加風(fēng)味化合物的頂空濃度,促進(jìn)與蛋白質(zhì)作用的風(fēng)味成分釋放[41]。除了“鹽析效應(yīng)”,為了闡明NaCl濃度對肌肉蛋白風(fēng)味吸附特性的影響,許多研究人員研究了不同濃度的NaCl對肌原纖維蛋白風(fēng)味結(jié)合能力的影響,樓宵瑋等[42]研究了0.0～1.0 mol/L NaCl溶液對肌原纖維蛋白與幾種典型的醇類、醛類、酮類和酯類化合物的相互作用。結(jié)果表明,隨NaCl濃度升高,肌原纖維蛋白對醇類、酮類和醛類吸附能力總體降低,前期可能是因為蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)發(fā)生變化導(dǎo)致席夫堿結(jié)合位點被掩蓋,后期可能是由于疏水相互作用力下降；對于酯類物質(zhì),NaCl濃度0.0～0.4 mol/L時肌原纖維蛋白風(fēng)味吸附能力趨于下降,在0.4～1.0 mol/L時趨于升高,其作用趨勢與疏水性相反,主要是由于其主要結(jié)合力為靜電相互作用。此外,Damodaran等[30]研究了不同離子強度的NaCl對魚肌動球蛋白與不良?xì)馕段镔|(zhì)（2-壬酮）的結(jié)合能力,結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著鹽濃度的增加,肌動球蛋白結(jié)合能力逐漸降低,這與樓宵瑋等[42]研究結(jié)果一致。

近年來,隨著人們健康意識的加強,肉制品企業(yè)和消費者越來越多地青睞于低鈉鹽食品[43]。因此,Pérez-Juan等[27]針對食鹽及食鹽替代物（KCl、MgCl2和CaCl2）對肌漿蛋白與風(fēng)味化合物相互作用的影響進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,與NaCl的作用相似,KCl可以顯著提高體系內(nèi)某些揮發(fā)性化合物的頂空濃度,如支鏈醛、己醛和甲硫醇,但對辛醛和2-戊酮沒有影響。MgCl2和CaCl2對選擇的揮發(fā)性化合物并沒有產(chǎn)生鹽析作用,但在高離子強度下,MgCl2對肌漿蛋白與支鏈醛吸附作用的影響較大。對于其他化合物,即使在高離子強度下,MgCl2和CaCl2對肌漿蛋白與風(fēng)味吸附作用的影響也很小[27]。因此,在研究其他氯化物部分替代NaCl時,不僅要考慮到它們的鹽析作用,還要考慮到它們對蛋白質(zhì)風(fēng)味結(jié)合能力的影響。

3.6 蛋白質(zhì)氧化

蛋白質(zhì)氧化通常是在自由基及其他相關(guān)氧化產(chǎn)物的作用下,某些特定的氨基酸殘基發(fā)生反應(yīng)引起蛋白質(zhì)二級和三級結(jié)構(gòu)的變化[44-46]。在肉及肉制品的加工和貯藏過程中,肌肉蛋白不可避免地會受到活性氧基團(tuán)的氧化攻擊,造成氧化損傷,進(jìn)而誘導(dǎo)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化[47]。由于蛋白質(zhì)的結(jié)合能力在很大程度上依賴于蛋白質(zhì)的構(gòu)象[48],因此建立蛋白氧化程度與兩者相互作用的相關(guān)性,從蛋白氧化的角度研究其與風(fēng)味物質(zhì)相互作用,可為肉制品風(fēng)味調(diào)控提供一定的理論依據(jù)。Zhou Feibai等[35]建立了肉制品加工中最普遍存在的羥自由基體系,作用于肌原纖維蛋白,探究氧化誘導(dǎo)的肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)改變對其與風(fēng)味物質(zhì)2-甲基丁醛、甲硫基丙醛、2-戊酮、2-庚酮和壬醛結(jié)合能力的影響。研究發(fā)現(xiàn),肌原纖維蛋白與所選風(fēng)味物質(zhì)的相互作用主要是疏水相互作用,而且其受蛋白質(zhì)氧化程度影響較大。低氧化劑濃度（0.5～1 mmol/L H2O2）處理組的肌原纖維蛋白發(fā)生重新折疊,表面顆粒聚合物增多,減少了與風(fēng)味化合物的結(jié)合位點,降低了蛋白質(zhì)表面的疏水性,從而降低了蛋白質(zhì)對風(fēng)味物質(zhì)的結(jié)合能力。然而,隨著氧化劑濃度（大于2.5 mmol/L）的升高,蛋白質(zhì)內(nèi)部的疏水性氨基酸逐漸暴露出來,增強了蛋白質(zhì)表面的疏水性。Cao Jinxuan等[49]建立了H2O2氧化體系,進(jìn)一步研究了氧化修飾肌動蛋白（G-肌動蛋白）對其與風(fēng)味化合物（醇類和醛類）的相互作用的影響。結(jié)果表明,低氧化程度處理（0～5 mmol/L H2O2）G-肌動蛋白可引起其二級結(jié)構(gòu)的變化,提高羰基含量和表面疏水性,減少巰基基團(tuán),通過氫鍵加強了醇類的結(jié)合及醛類的釋放。高氧化程度處理（5～20 mmol/L H2O2）G-肌動蛋白后,疏水位點的增加,G-肌動蛋白聚集且變?yōu)榍蛐?與醛類物質(zhì)結(jié)合形成蛋白-醛類復(fù)合物,提高了其與醛類物質(zhì)的結(jié)合。

此外,某些肽在氧化作用下的裂解也可能促進(jìn)表面疏水性的增強,從而增強了肌原纖維蛋白與風(fēng)味物質(zhì)之間的疏水相互作用。實際上,蛋白質(zhì)氧化一方面使蛋白質(zhì)的疏水基團(tuán)暴露,另一方面改變蛋白質(zhì)的電荷狀態(tài),使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生部分去折疊,部分去折疊的結(jié)構(gòu)蛋白可通過靜電相互作用形成氧化聚集體,從而影響蛋白質(zhì)凝膠特性[47]。Xiong Youling[50]、Lu Han[51]和胡忠良[52]等認(rèn)為適度的蛋白氧化可以促進(jìn)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的伸展,使活性基團(tuán)適度暴露,有利于蛋白質(zhì)凝膠特性的增強；過度氧化會導(dǎo)致蛋白結(jié)構(gòu)極度伸展,造成蛋白質(zhì)過度交聯(lián),使蛋白凝膠特性下降。目前已有研究表明,肉品風(fēng)味與凝膠品質(zhì)之間存在明顯的相關(guān)性[36,53],然而蛋白氧化誘導(dǎo)的凝膠性質(zhì)的變化對其與風(fēng)味物質(zhì)結(jié)合/釋放的影響仍有待進(jìn)一步探究。

3.7 其他加工工藝條件

目前,各種加工工藝都被證明會影響蛋白質(zhì)的結(jié)合能力。作為一種新型的加工技術(shù),家用微波爐在肌肉食品中的應(yīng)用越來廣泛。Lou Xiaowei等[54]研究了微波輻照對魚和肉制品風(fēng)味的影響,結(jié)果表明,微波功率對肌動蛋白的結(jié)構(gòu)及其與風(fēng)味物質(zhì)的相互作用有明顯的影響。低功率（0～300 W）微波范圍內(nèi),肌動蛋白對酮類的吸附增強,不會導(dǎo)致肉制品風(fēng)味寡淡；隨著功率的增大（300～500 W）,酮類的保持能力明顯降低。

關(guān)于肌肉蛋白與揮發(fā)性化合物的相互作用,一些研究人員還考慮到了酶解肌肉蛋白對其結(jié)合能力的影響[55]。眾所周知,在干腌肉制品風(fēng)味形成中,內(nèi)源酶對肌肉蛋白降解產(chǎn)生游離氨基酸和其他低分子質(zhì)量的化合物作用明顯[52]。因此,Lü Tong等[55]建立了肌球蛋白降解與風(fēng)味結(jié)合的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)隨著胰蛋白酶含量的增加,蛋白結(jié)合醛類和酮類的能力增強,這可能是由于蛋白質(zhì)疏水性和總巰基含量增加,活性氨基和巰基以及疏水位點暴露導(dǎo)致蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)展開,從而改變了肌球蛋白的風(fēng)味結(jié)合能力。

隨著肉制品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,研究肌肉蛋白和風(fēng)味物質(zhì)相互作用的影響因素,了解肉類加工過程中肌肉蛋白與風(fēng)味物質(zhì)的變化,可以用來避免肉及肉制品在生產(chǎn)加工過程中處理不當(dāng)而造成的肌肉食品的風(fēng)味損失,對改善肉制品質(zhì)量和提高肉制品風(fēng)味具有重要意義。

4 結(jié) 語

蛋白質(zhì)可逆或不可逆地與揮發(fā)性物質(zhì)結(jié)合會影響最終產(chǎn)品的風(fēng)味品質(zhì)。了解這種相互作用有助于食品生產(chǎn)者獲得關(guān)鍵性信息,利用可逆結(jié)合（離子鍵、氫鍵、疏水相互作用）降低肉制品加工過程的風(fēng)味損失,利用不可逆結(jié)合（共價鍵結(jié)合）除去肉及肉制品的異味,以開發(fā)出具有理想風(fēng)味屬性的肌肉產(chǎn)品。然而,肌肉蛋白與風(fēng)味物質(zhì)的相互作用機制還有待進(jìn)一步深入研究,特別是作用位點的確定及相互作用前后蛋白質(zhì)構(gòu)象的變化,因此,有必要借助一些目前比較先進(jìn)和新穎的研究手段（如二維核磁共振光譜技術(shù)、脈沖梯度核磁共振技術(shù)、熒光光譜技術(shù)和等溫滴定量熱技術(shù)等）來測定蛋白質(zhì)的吸附常數(shù)、共價結(jié)合位點以及結(jié)合比例等,達(dá)到有效分析。目前,由于肌肉食品組織結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,關(guān)于肌肉蛋白與風(fēng)味物質(zhì)相互作用的研究,一般都是在模擬體系中完成。肉及肉制品是一個復(fù)雜體系,在實際加工過程中,肌肉蛋白結(jié)構(gòu)的變化對其與風(fēng)味物質(zhì)相互作用的影響并不簡單。因此,在研究單一蛋白的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究復(fù)合蛋白體系和多組分食品基質(zhì)與風(fēng)味化合物的相互作用是未來研究的發(fā)展趨勢之一。此外,隨著低脂肪肉制品的不斷發(fā)展,深入研究肌肉蛋白質(zhì)與風(fēng)味化合物的作用,了解它們在肉類加工到食用過程中的變化,對制定出種類豐富、可被廣泛接受的低脂風(fēng)味配方以及改善肉品風(fēng)味具有極大意義。