相互作用下多酚對(duì)肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響研究進(jìn)展

黃 劍，李書(shū)藝，祝振洲，熊光權(quán)，吳文錦，石 柳，何靜仁，丁安子，喬 宇，汪 蘭,*

（1.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術(shù)研究所，湖北 武漢 430064；2.武漢輕工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖北 武漢 430023）

肌肉中的蛋白質(zhì)按照各自溶解性的不同可主要分為3 類(lèi)：水溶性的肌漿蛋白、不溶性的基質(zhì)蛋白以及鹽溶性的肌原纖維蛋白（myofibrillar protein，MP）[1]，其中MP含量最高，占肌肉蛋白含量的50%～55%左右[2]，它對(duì)于蛋白質(zhì)品質(zhì)的影響非常顯著，也直接決定了肉品的風(fēng)味特性、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和加工性能[3-4]。但MP在加工貯藏過(guò)程中又極易發(fā)生氧化變質(zhì)，對(duì)蛋白性質(zhì)和肉品品質(zhì)產(chǎn)生不利影響。一直以來(lái)，對(duì)于蛋白質(zhì)氧化的研究大多關(guān)注于蛋白質(zhì)氧化過(guò)程與人體衰老、疾病等方面的聯(lián)系[5-6]，而對(duì)于食品體系中蛋白質(zhì)氧化所產(chǎn)生的影響研究較少。這一方面是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)氧化的機(jī)理相當(dāng)復(fù)雜，對(duì)它的研究需要一個(gè)相對(duì)漫長(zhǎng)的過(guò)程；另一方面是因?yàn)檫^(guò)去研究手段的不足和落后，以及消費(fèi)者對(duì)于食品安全問(wèn)題的不重視。然而近年來(lái)科技迅猛發(fā)展，人們生活水平不斷提高，消費(fèi)者也對(duì)于食品安全問(wèn)題越發(fā)關(guān)注，這使得對(duì)于食品體系中蛋白質(zhì)氧化的研究成為熱點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)，氧化對(duì)于MP的影響有氨基酸側(cè)鏈修飾、肽鏈骨架斷裂、蛋白質(zhì)交聯(lián)聚集、空間構(gòu)象改變、內(nèi)部基團(tuán)暴露以及功能性質(zhì)改變等[7-8]。而同時(shí)MP的氧化也會(huì)對(duì)肉制品加工性能產(chǎn)生一系列不利影響[9-11]，如肌肉嫩度降低[12]、肉色穩(wěn)定性變差[13]、持水力下降[14]以及消化性降低[15]等。并且有研究發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)氧化對(duì)其功能性質(zhì)的改變受氧化程度的影響，氧化程度較低時(shí)，蛋白質(zhì)氧化會(huì)增強(qiáng)自身功能性質(zhì)（如凝膠特性），而氧化程度較高時(shí)則會(huì)對(duì)蛋白結(jié)構(gòu)和功能性質(zhì)產(chǎn)生不利影響，破壞肉品的口感和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，甚至可能產(chǎn)生有害物質(zhì)，進(jìn)而影響肉品品質(zhì)，威脅消費(fèi)者的身體健康[16-17]。

在食品工業(yè)中，為了延緩蛋白質(zhì)氧化進(jìn)程，常見(jiàn)做法是加入抗氧化劑。但合成的抗氧化劑具有毒性以及各種弊端，再加上近年來(lái)消費(fèi)者對(duì)于食品安全和營(yíng)養(yǎng)健康等方面越發(fā)重視[18]，對(duì)于天然抗氧化劑的研究成為熱點(diǎn)，尤其是多酚。多酚不僅是天然的植物提取物，還具有良好的抗氧化能力，并且在食品中添加的香辛料等物質(zhì)中也常含有多酚[17]，因此，它成為理想的合成抗氧化劑代替物。多酚與MP的相互作用不僅會(huì)改變MP的氧化進(jìn)程，也會(huì)對(duì)多酚的抗氧化活性、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和營(yíng)養(yǎng)特性等方面產(chǎn)生影響。本文綜述了MP氧化機(jī)制、多酚與MP相互作用機(jī)制和多酚的構(gòu)效關(guān)系；探討了多酚與MP相互作用對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、功能和營(yíng)養(yǎng)特性的影響，旨在為食品工業(yè)中多酚在肉品保藏中的應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。

1 食品中肌原纖維蛋白的氧化及其機(jī)制

由于動(dòng)物被屠宰后體內(nèi)抗氧化系統(tǒng)逐漸崩潰，肌肉中又充滿(mǎn)著各種金屬離子、血紅素等氧化誘發(fā)劑，體內(nèi)的酶也開(kāi)始溶解細(xì)胞組織，這使得死后動(dòng)物體內(nèi)的MP氧化反應(yīng)極易發(fā)生并且反應(yīng)快速。需要說(shuō)明的是，在活體動(dòng)物體內(nèi)也會(huì)發(fā)生蛋白質(zhì)氧化，但生物體內(nèi)自有一套完整的抗氧化系統(tǒng)來(lái)阻止氧化反應(yīng)的發(fā)生。

根據(jù)Soladoye等[8]的研究，MP氧化是一個(gè)在活性氧（reactive oxygen species，ROS）誘導(dǎo)下的蛋白質(zhì)共價(jià)修飾反應(yīng)。ROS是在細(xì)胞中廣泛分布的、具有生理活性的一類(lèi)代謝產(chǎn)物，它主要來(lái)源于線(xiàn)粒體，由分子氧產(chǎn)生[19-20]，是一類(lèi)含氧的具有生物活性的大分子的統(tǒng)稱(chēng)。ROS主要包括羥自由基（?OH）、超氧陰離子自由基、過(guò)氧化氫自由基（ROO?）、一氧化氮自由基（NO?）以及烷氧自由基、烷過(guò)氧自由基等[11,21]。其中超氧陰離子分布最為廣泛[22]，羥自由基（?OH）氧化活性最強(qiáng)，危害最大[23]。一般認(rèn)為，羥自由基（?OH）可由歧化反應(yīng)和經(jīng)典的芬頓反應(yīng)（表1）產(chǎn)生[24-25]。

表1 芬頓反應(yīng)歷程Table 1 Course of the Fenton reaction

研究表明，與肉制品中脂質(zhì)氧化反應(yīng)類(lèi)似，MP的氧化也是一個(gè)自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)過(guò)程[26]（表2）。首先，ROS奪取MP分子（PH）上的一個(gè)氫原子，使其成為碳中心自由基（P?）（第一階段）。在有氧環(huán)境下，P?會(huì)進(jìn)一步反應(yīng)生成POO?（第二階段）。POO?可從別的PH上奪取一個(gè)氫原子，或是與Fe2＋發(fā)生氧化還原反應(yīng)，亦或是被質(zhì)子化的超過(guò)氧化自由基攻擊，最終都會(huì)生成烷基過(guò)氧化物POOH（第三階段）。POOH可繼續(xù)和過(guò)氧化自由基HO2?、Fe2＋等反應(yīng)生成烷氧自由基PO?（第四階段），此烷氧自由基PO?還可與HO2?、Fe2＋等發(fā)生反應(yīng)并最終生成羥基衍生物POH（第五階段）[16,27]。

表2 MP氧化過(guò)程Table 2 Course of myofibrillar protein oxidation

2 多酚抗肌原纖維蛋白氧化作用及構(gòu)效關(guān)系

在工業(yè)生產(chǎn)中，通常加抗氧化劑來(lái)抑制MP的氧化，多酚是一種植物次生代謝產(chǎn)物，是公認(rèn)的天然抗氧化劑，抗氧化效果顯著[28]。多酚來(lái)源廣泛，幾乎存在于所有植物中，并且蔬菜、水果、茶葉以及谷物中的多酚含量最高[29-30]。

2.1 多酚的分類(lèi)

多酚是多羥基酚類(lèi)化合物的總稱(chēng)，其共同特征是具有典型的酚環(huán)結(jié)構(gòu)，即至少含有一個(gè)芳香環(huán)以及一個(gè)或多個(gè)羥基取代基[31-32]。目前已知的植物多酚就有8 000多種，關(guān)于多酚的分類(lèi)也眾說(shuō)紛紜，Singla等[30]將多酚簡(jiǎn)單地分為黃酮類(lèi)和非黃酮類(lèi)，再根據(jù)其分子結(jié)構(gòu)內(nèi)的苯酚單元的數(shù)量、取代基團(tuán)和/或苯酚單元之間的連接類(lèi)型進(jìn)行細(xì)分；錢(qián)敏[33]將植物多酚分為5 類(lèi)，包括酚酸、黃酮類(lèi)、單寧、芪類(lèi)及木脂素；此外，Camelia等[34]將多酚分為3大類(lèi)若干小類(lèi)（表3），這種分類(lèi)方式最為詳細(xì)具體，能讓人充分了解多酚的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

2.2 多酚的抗肌原纖維蛋白氧化作用

盡管多酚種類(lèi)繁多，但對(duì)于MP氧化反應(yīng)均表現(xiàn)出抗氧化活性，這些抗氧化效果由于多酚結(jié)構(gòu)、濃度、pH值、溫度等環(huán)境條件的差異而不盡相同。張慧蕓等[35]采用羥自由基氧化體系研究不同多酚對(duì)于豬MP氧化的影響，結(jié)果表明，添加0.05%鞣酸和0.25%沒(méi)食子酸可顯著抑制MP中羰基與二聚酪氨酸含量的增加，抗氧化效果顯著。Rysman等[36]發(fā)現(xiàn)蘋(píng)果中的酚類(lèi)化合物（綠原酸、表兒茶素、根內(nèi)苷以及蘋(píng)果皮提取物）能夠在10 d內(nèi)抑制MP中的蛋白質(zhì)氧化。但Tine等[37]以乳化型香腸蛋白為研究對(duì)象，卻發(fā)現(xiàn)蘋(píng)果多酚與蛋白的共價(jià)作用能增加其羰基含量，同時(shí)導(dǎo)致巰基損失量顯著增加。賈娜等[38]研究發(fā)現(xiàn)添加兒茶素能減少M(fèi)P羰基化合物的產(chǎn)生，但添加過(guò)量會(huì)促進(jìn)MP氧化。Li Xuepeng等[39]研究發(fā)現(xiàn)低濃度的茶多酚對(duì)于MP具有很好的抗氧化效果，而高濃度時(shí)卻會(huì)促進(jìn)氧化，這與Estévez等[40]的研究結(jié)果類(lèi)似，即多酚對(duì)于MP的抗氧化作用與多酚濃度有關(guān)。袁圣亮等[41]研究了海藻多酚后，認(rèn)為海藻多酚抗氧化活性與多酚濃度、提取工藝以及多酚結(jié)構(gòu)都有關(guān)。Xu Mingfeng等[42]則認(rèn)為酚類(lèi)化合物的濃度、結(jié)構(gòu)以及氧化條件都會(huì)影響其抗氧化效果。

2.3 多酚的結(jié)構(gòu)對(duì)其抗氧化活性的影響

多酚類(lèi)物質(zhì)的抗氧化作用主要包括3種機(jī)制[43]：螯合過(guò)渡金屬離子[44-45]、淬滅單線(xiàn)態(tài)氧[46-47]和清除自由基[48]，除此之外還有抑制氧化酶等作用[49]。然而，有研究表明，不同的多酚會(huì)因?yàn)楦髯越Y(jié)構(gòu)上的差異而導(dǎo)致它們?cè)诳寡趸钚陨细饔刑攸c(diǎn)[50]。Xiao Jianbo等[32]認(rèn)為黃酮類(lèi)化合物是廣泛存在于植物中的主要多酚類(lèi)物質(zhì)，其分子結(jié)構(gòu)的多樣性是由中心吡喃環(huán)的羥基化模式和氧化狀態(tài)的變化引起的。2004年，Li Binghui等[51]研究了15種黃酮類(lèi)化合物對(duì)動(dòng)物脂肪酸合成酶的抑制作用，發(fā)現(xiàn)B環(huán)含2 個(gè)羥基、A環(huán)含5,7-羥基并結(jié)合C-2,3雙鍵的黃酮類(lèi)化合物抑制效果最好。2005年，Li Binghui等[52]又發(fā)現(xiàn)在此抑制作用中，A環(huán)和B環(huán)起著重要作用，而C環(huán)不是必需的。Ahmadi等[53]研究了木犀草素與兒茶素的構(gòu)效關(guān)系，發(fā)現(xiàn)兒茶素中的3-OH基團(tuán)對(duì)于1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基的清除作用優(yōu)于木犀草素中的1,4-吡喃酮部分。同樣，鐵離子還原法實(shí)驗(yàn)表明，兒茶素在將單電子轉(zhuǎn)移到接受電子的自由基方面比木犀草素有更高的效力。Vu等[54]發(fā)現(xiàn)普洱茶多酚中茶黃素結(jié)構(gòu)多樣性主要由其9 個(gè)－OH基團(tuán)的變化引起，不同的3D構(gòu)象被茶多酚系統(tǒng)內(nèi)相互作用的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)所穩(wěn)定，并且這種強(qiáng)化性和穩(wěn)定性與自由基清除能力相結(jié)合。Kumaran等[55]研究表明多酚的抗氧化活性同自由基反應(yīng)后形成的半醌自由基的穩(wěn)定性及苯環(huán)上羥基的數(shù)量有關(guān)。Estévez等[40]研究了不同酚類(lèi)物質(zhì)（沒(méi)食子酸、花色苷、表兒茶素、綠原酸等）的構(gòu)效關(guān)系，發(fā)現(xiàn)花青素的化學(xué)結(jié)構(gòu)（黃酮陽(yáng)離子）是其具有抗氧化能力的主要原因，因?yàn)锽環(huán)中的3’,4’-二羥基（兒茶酚結(jié)構(gòu)）提供了還原能力，而A和C環(huán)中的羥基和陽(yáng)離子則使生成的自由基具有穩(wěn)定性，并且C環(huán)上的3-糖基化增強(qiáng)了其自由基清除活性。染料木素B環(huán)上沒(méi)有兒茶酚結(jié)構(gòu)也同樣具有相當(dāng)?shù)目寡趸钚裕赡苁且驗(yàn)楫慄S酮類(lèi)物質(zhì)由B環(huán)上的3’-羥基充當(dāng)氫供體，而羰基與5’-羥基相互作用，形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。此外，A環(huán)的5’-羥基與C環(huán)的4’-酮是異黃酮類(lèi)化合物與金屬離子結(jié)合的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。而沒(méi)食子酸的抗氧化活性則來(lái)源于其芳香環(huán)的3 個(gè)羥基（鄰苯三酚結(jié)構(gòu)），并且其抗氧化活性明顯高于綠原酸。

表3 多酚的主要類(lèi)別Table 3 Major categories of plant polyphenols

3 多酚-肌原纖維蛋白相互作用對(duì)蛋白結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響

多酚的多羥基酚環(huán)結(jié)構(gòu)決定了其具有獨(dú)特的抗氧化能力，這在肉制品加工保藏的應(yīng)用中表現(xiàn)得尤為明顯。多酚對(duì)于肉品品質(zhì)的提升主要體現(xiàn)在肉的嫩度、持水力以及肉色穩(wěn)定性等方面[67]。嫩度主要由肌肉中結(jié)締組織、肌原纖維和肌漿蛋白含量與化學(xué)結(jié)構(gòu)狀態(tài)決定，多酚可通過(guò)提高肌漿蛋白含量，改變肌纖維密度、直徑和橫截面積來(lái)提高肉的嫩度[68-69]。肌肉持水力是肌肉組織在加工貯藏過(guò)程中維持水分的能力，是評(píng)定肉質(zhì)的重要指標(biāo)，有研究表明添加多酚可顯著提高肌肉對(duì)水分的束縛能力[69-70]。肌肉中肌紅蛋白含量和存在狀態(tài)決定了肌肉肉色，而多酚可以一定程度上抑制肌紅蛋白氧化成高鐵蛋白，維持其肉色穩(wěn)定性[71-72]。另外，多酚還能夠通過(guò)降低肌肉中丙二醛的含量來(lái)抑制脂肪氧化[73]，這也有利于提升肉品品質(zhì)。

3.1 多酚-肌原纖維蛋白相互作用機(jī)制

多酚與MP之間的相互作用方式可分為兩種類(lèi)型，即非共價(jià)相互作用與共價(jià)相互作用。這兩種作用在食品體系中可同時(shí)存在，并且前者占主要地位，一般可逆；而后者在食品體系中存在較少且不可逆[74]。

3.1.1 非共價(jià)相互作用

多酚與MP的非共價(jià)相互作用，主要包括疏水相互作用、范德華力、氫鍵、靜電相互作用等（圖1）。這些作用力通常較弱，因?yàn)樗鼈儾簧婕肮蚕黼娮訉?duì)，并且總是可逆的[75-76]。其中，疏水相互作用和氫鍵是兩者非共價(jià)結(jié)合的主要作用力[77]。Jia Na等[78]研究了不同的兒茶素濃度對(duì)豬肉MP構(gòu)象和凝膠特性的影響，發(fā)現(xiàn)兒茶素能使MP構(gòu)象發(fā)生改變，低濃度時(shí)MP表面疏水性降低，高濃度時(shí)表面疏水性增加且?guī)€基含量下降，推測(cè)這可能是由于兒茶素與MP非共價(jià)結(jié)合導(dǎo)致其疏水結(jié)構(gòu)域暴露。呂衛(wèi)金等[79]研究了茶多酚對(duì)冷藏大黃魚(yú)MP變性降解的影響，發(fā)現(xiàn)兩者的結(jié)合有疏水相互作用的參與，并且MP表面疏水性與結(jié)合時(shí)間呈顯著線(xiàn)性相關(guān)。有研究表明，非極性基團(tuán)之間的疏水相互作用相對(duì)較強(qiáng)，它是由酚類(lèi)物質(zhì)的芳香環(huán)和蛋白質(zhì)的疏水位點(diǎn)相互作用引起的[80-81]。Xie Wanlin等[82]的研究表明綠原酸與MP的結(jié)合依賴(lài)于范德華力和氫鍵，而槲皮素與MP的結(jié)合依賴(lài)于靜電相互作用。

圖1 多酚與肌原纖維蛋白非共價(jià)相互作用[17]Fig. 1 Non-covalent interaction between polyphenols and myofibrillar protein[17]

3.1.2 共價(jià)相互作用

一般來(lái)說(shuō)，酚類(lèi)化合物具有很高的生物活性，當(dāng)氧、酚類(lèi)化合物和多酚氧化酶同時(shí)存在時(shí)，酚類(lèi)物質(zhì)可被氧化成相應(yīng)的半醌類(lèi)和醌類(lèi)，這些半醌和醌類(lèi)能夠作為反應(yīng)底物進(jìn)一步與親核試劑發(fā)生共價(jià)反應(yīng)，并且反應(yīng)的先決條件是產(chǎn)生親電物質(zhì)，由蛋白質(zhì)提供親和側(cè)鏈進(jìn)行親核加成[83]。很明顯的是，就酚類(lèi)化合物的結(jié)構(gòu)而言（小分子如酚酸，復(fù)雜分子如原花青素），結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，相應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物也會(huì)越復(fù)雜。多酚與MP的共價(jià)作用就是通過(guò)前者氧化或親核加成形成醌或半醌自由基結(jié)構(gòu)，從而與后者形成共價(jià)結(jié)構(gòu)[84]，具體來(lái)說(shuō)，多酚與MP的結(jié)合主要有兩條路徑，其一是和MP的巰基反應(yīng)形成“巰基-醌”加成產(chǎn)物，另一條路徑是和MP的氨基反應(yīng)形成“氨基-醌”加成產(chǎn)物（圖2）。Rohn[85]、Rawel[86]和Kroll[87]等研究表明，在堿性條件和室溫下，不含多酚氧化酶時(shí)，可將蛋白質(zhì)/酶與酚類(lèi)和相關(guān)化合物進(jìn)行衍生化，并且此衍生化反應(yīng)是多酚與蛋白質(zhì)共價(jià)結(jié)合的結(jié)果。Jongberg等[88-89]研究表明，酚類(lèi)物質(zhì)氧化形成醌與MP的巰基反應(yīng)，使MP巰基和游離氨基水平顯著降低，并形成共價(jià)的巰基-醌加合物，此加合物的形成還受到不同加工條件的影響。Pan Jinfeng等[90]研究了不同劑量沒(méi)食子酸對(duì)氧化應(yīng)激日本虹魚(yú)MP凝膠特性的影響，發(fā)現(xiàn)相比于單純的氧化MP，添加了高劑量沒(méi)食子酸的MP出現(xiàn)了一個(gè)較窄但強(qiáng)度較高的峰，說(shuō)明高劑量的沒(méi)食子酸可與MP形成巰基-醌加合物，促進(jìn)聚合。Chen Jinyu等[91]研究發(fā)現(xiàn)，(－)-表沒(méi)食子兒茶素和三聚磷酸鈉的添加均抑制了MP羰基的形成，但也促進(jìn)了硫醇和游離胺基團(tuán)的丟失，并且三聚磷酸鈉的存在增強(qiáng)了(－)-表沒(méi)食子兒茶素與MP的硫醇和游離胺之間的共價(jià)反應(yīng)。Nie Xiaohua等[92]以葡萄籽原花青素和綠茶多酚為原料制備了MP膜，發(fā)現(xiàn)在結(jié)合膜中MP溶解度下降，蛋白質(zhì)圖譜中主要蛋白條帶強(qiáng)度明顯下降，這表明苯酚與MP之間形成共價(jià)交聯(lián)。Nie Xiaohua等[93]還研究過(guò)以單寧酸和蘋(píng)果原花青素為原料制備MP膜，發(fā)現(xiàn)單寧與MP之間可通過(guò)非二硫共價(jià)鍵交聯(lián)，形成蛋白質(zhì)-酚類(lèi)-蛋白質(zhì)聚合物。

圖2 多酚與肌原纖維蛋白共價(jià)相互作用[17]Fig. 2 Covalent interaction between polyphenols and myofibrillar protein[17]

3.2 多酚-肌原纖維蛋白相互作用對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)特征的影響

早有研究表明，多酚與MP的相互作用會(huì)對(duì)MP的二、三級(jí)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著影響，這些影響因多酚的濃度、化學(xué)結(jié)構(gòu)等的不同而有差異[94]。MP的二級(jí)結(jié)構(gòu)主要指的是α-螺旋和β-折疊，許多研究表明，加入多酚后，MP分子結(jié)構(gòu)展開(kāi)，會(huì)導(dǎo)致β-折疊含量的增加與α-螺旋含量的減少[95]。MP的三級(jí)結(jié)構(gòu)主要通過(guò)其色氨酸熒光強(qiáng)度來(lái)表征，這是因?yàn)楫?dāng)MP處于折疊狀態(tài)時(shí)，色氨酸殘基通常位于核心的疏水環(huán)境，此時(shí)表現(xiàn)出較高的熒光強(qiáng)度，而多酚與MP結(jié)合之后，MP結(jié)構(gòu)展開(kāi)，色氨酸殘基暴露于親水環(huán)境中，導(dǎo)致熒光強(qiáng)度降低[96]。

Cheng Jingrong等[97]利用桑樹(shù)多酚來(lái)修飾MP并觀察MP構(gòu)象的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)槲皮素對(duì)MP二級(jí)結(jié)構(gòu)影響不大，而咖啡酸使MP的α-螺旋結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)棣?螺旋結(jié)構(gòu)，并且得到的蛋白在所有樣品中具有最強(qiáng)的熒光猝滅、溶解性和抗氧化活性。Zhang Yumeng等[98]的研究表明甲基-β-環(huán)糊精的加入可阻止表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯引起的MP二級(jí)結(jié)構(gòu)改變。李玲等[99]在研究氧化條件下茶多酚對(duì)豬肉MP理化和凝膠特性的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，茶多酚能夠很好地穩(wěn)定MP的結(jié)構(gòu)，推測(cè)可能是因?yàn)椴瓒喾优cMP發(fā)生疏水相互作用，從而阻礙了溴酚藍(lán)與MP表面疏水基團(tuán)的結(jié)合，導(dǎo)致疏水性降低。Li Xuepeng等[39]研究了不同濃度的茶多酚對(duì)于草魚(yú)MP理化性質(zhì)和結(jié)構(gòu)等方面的影響，結(jié)果表明，低濃度茶多酚能有效抑制羰基和二酪氨酸的形成、巰基和α-螺旋構(gòu)象的消失以及羥自由基引起的MP三級(jí)結(jié)構(gòu)的改變，各濃度茶多酚的存在降低了MP的表面疏水性。Pan Jinfeng等[90]研究了沒(méi)食子酸對(duì)氧化應(yīng)激日本虹魚(yú)MP性質(zhì)的影響，結(jié)果表明，沒(méi)食子酸抑制了羰基的生成，保護(hù)了游離胺，低濃度的沒(méi)食子酸穩(wěn)定了巰基和二級(jí)結(jié)構(gòu)，而高濃度時(shí)則會(huì)使巰基損失較大，α-螺旋結(jié)構(gòu)含量減少。這說(shuō)明多酚對(duì)于MP結(jié)構(gòu)的影響還會(huì)受到前者濃度的影響。

3.3 多酚-肌原纖維蛋白相互作用對(duì)蛋白質(zhì)性質(zhì)的影響

3.3.1 多酚-肌原纖維蛋白相互作用對(duì)蛋白質(zhì)功能特性的影響

多酚與MP之間的相互作用不僅會(huì)對(duì)MP結(jié)構(gòu)造成影響，還會(huì)改變MP的功能特性（表4）。MP的功能特性主要包括蛋白溶解性、表面疏水性、凝膠性和乳化性[17]。MP的表面疏水性通常與其溶解度呈負(fù)相關(guān)，蛋白表面疏水性反映了疏水氨基酸殘基在蛋白表面的分布情況，當(dāng)表面疏水性上升時(shí)，表明蛋白結(jié)構(gòu)展開(kāi)，更多的疏水性氨基酸暴露于蛋白表面，導(dǎo)致其溶解度下降；因此，MP溶解度的變化也可從側(cè)面反映表面疏水性的變化[16]。蛋白質(zhì)的乳化能力指的是蛋白質(zhì)溶液乳化脂肪的能力，反映其與脂肪的結(jié)合程度[100]。同時(shí)，有研究表明，較高的表面疏水性往往會(huì)導(dǎo)致界面張力的降低和乳化活性的增加[101]。另外，氧化的酚類(lèi)化合物會(huì)阻止凝膠在油-水界面展開(kāi)，從而有效地在油滴周?chē)纬梢粚幽ぃ岣吡四z的乳化穩(wěn)定性[102]。

然而，上述這些影響并不是絕對(duì)的，有些研究表明多酚的加入對(duì)于MP的影響表現(xiàn)出復(fù)雜性，這些影響不僅與多酚結(jié)構(gòu)和濃度有關(guān)，還與pH值、溫度和離子強(qiáng)度等環(huán)境條件有關(guān)，因此，在分析多酚對(duì)于MP的修飾效果時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合各種條件，運(yùn)用多種分析方法綜合分析判斷。

表4 多酚-肌原纖維蛋白相互作用對(duì)蛋白質(zhì)功能性質(zhì)的影響Table 4 Effects of interaction with polyphenols on functional properties of myofibrillar proteins

3.3.2 多酚-肌原纖維蛋白相互作用對(duì)蛋白質(zhì)消化率的影響

大量研究表明，消化道中的多酚類(lèi)物質(zhì)對(duì)蛋白質(zhì)的消化率有著不同程度的影響，一方面，通過(guò)與蛋白質(zhì)結(jié)合，多酚可能潛在地影響某些氨基酸的可用性，也可能改變蛋白結(jié)構(gòu)，從而影響蛋白質(zhì)消化率和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[108]；另一方面，食品體系中的多酚與蛋白質(zhì)的相互作用會(huì)影響復(fù)合物的溶解性，從而對(duì)蛋白質(zhì)的生物利用度造成影響[109]。體外研究表明，多酚可以與消化酶相互作用，改變其活性位點(diǎn)的化學(xué)環(huán)境從而抑制酶活力[110]。另外還有研究發(fā)現(xiàn)，茶多酚添加量在0.12%以下時(shí)對(duì)消化酶活力影響不大，而當(dāng)添加量進(jìn)一步增加時(shí)，胃蛋白酶活力驟減[111]，因此多酚與消化酶的相互作用還受到多酚濃度的影響?？偟膩?lái)說(shuō)，多酚與蛋白質(zhì)的共價(jià)作用會(huì)抑制消化酶活力以及形成不可消化的蛋白質(zhì)，從而降低蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

關(guān)于多酚對(duì)于MP消化率影響的研究主要集中在兩個(gè)方面，即多酚-蛋白相互作用對(duì)生蛋白消化率的影響以及對(duì)蛋白凝膠消化率的影響[16]。Xu Mingfeng等[42]研究了表兒茶素處理對(duì)豬MP消化率的影響，結(jié)果表明胃消化30、60 min和腸消化90 min時(shí)的蛋白質(zhì)消化率均有差異，但在腸消化120 min和180 min時(shí)卻未觀察到明顯變化。說(shuō)明表兒茶素與MP相互作用只會(huì)影響消化過(guò)程中的蛋白消化率，而消化過(guò)程結(jié)束之后的消化率沒(méi)有顯著變化。Cao Yungang等[103]研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)胃蛋白酶-胰酶消化后，所有熱誘導(dǎo)MP凝膠的消化率均在94%以上，說(shuō)明MP凝膠易于消化。盡管在沒(méi)食子酸結(jié)合的MP凝膠中形成了更多的二硫鍵和其他共價(jià)鍵，但總體而言，沒(méi)食子酸處理對(duì)MP凝膠消化沒(méi)有表現(xiàn)出明顯的抑制或者促進(jìn)作用。一般來(lái)說(shuō)，消化率顯著降低與酶靶向氨基酸殘基的廣泛聚集或者實(shí)質(zhì)性破壞有關(guān)，而在此研究中并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這些現(xiàn)象。Chen Jinyu等[91]研究表明，10 μmol/g表沒(méi)食子兒茶素的添加對(duì)MP消化率無(wú)顯著影響，而提高了其消化速度。但當(dāng)含量為100 μmol/g時(shí)，消化率和消化速度均顯著降低，這可能是因?yàn)榈秃康姆宇?lèi)化合物可以提高蛋白質(zhì)的表面疏水性，從而暴露了胃蛋白酶的可用切割位點(diǎn)，而高含量時(shí)會(huì)引起MP過(guò)度聚集，屏蔽之前的展開(kāi)效應(yīng)，導(dǎo)致蛋白水解敏感性降低。在MP與多酚的相互作用中，賴(lài)氨酸與精氨酸具有最高的加成量和反應(yīng)效率，并且這些氨基酸殘基更容易與多酚中的醌基發(fā)生共價(jià)反應(yīng)，這解釋了多酚對(duì)于MP體外消化的巨大影響。

4 結(jié) 語(yǔ)

MP在加工貯藏過(guò)程中極易發(fā)生過(guò)度氧化導(dǎo)致肉制品品質(zhì)下降。有研究表明MP氧化與脂質(zhì)氧化類(lèi)似，也是一個(gè)ROS誘導(dǎo)下的自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)過(guò)程。多酚因具有清除自由基等能力而可以有效地抑制氧化反應(yīng)的進(jìn)行，此抑制作用受到多酚結(jié)構(gòu)、種類(lèi)、pH值以及離子強(qiáng)度等條件的影響。多酚與MP主要通過(guò)兩種方式進(jìn)行相互作用，即疏水相互作用、靜電相互作用、范德華力和氫鍵等非共價(jià)相互作用以及“巰基-醌”和“氨基-醌”加成反應(yīng)等共價(jià)相互作用。多酚-MP相互作用會(huì)對(duì)MP的二、三級(jí)結(jié)構(gòu)以及MP的溶解度、表面疏水性、凝膠特性和乳化性等功能特性和消化性等營(yíng)養(yǎng)特性產(chǎn)生顯著影響。

就目前而言，對(duì)于多酚-MP相互作用的研究已經(jīng)較為深入，但在一些領(lǐng)域仍然存在不足，需要繼續(xù)深入探索。首先，雖然研究表明這兩者相互作用會(huì)產(chǎn)生影響，但由于多酚種類(lèi)、蛋白結(jié)構(gòu)的不同，以及離子強(qiáng)度、pH值和溫度等環(huán)境條件的差異，也因?yàn)檠芯空邆兏髯匝芯磕康呐c手段的不同，這些影響往往紛繁復(fù)雜，很難統(tǒng)一整理，甚至有時(shí)還會(huì)互相矛盾。其次，多酚對(duì)于MP消化率影響的研究雖然也有，但總的來(lái)說(shuō)還不夠深入。目前研究較多的是蛋白質(zhì)作為載體通過(guò)與多酚相互作用阻止多酚在消化過(guò)程中抗氧化活性下降，而此過(guò)程中蛋白質(zhì)消化率的變化卻少有研究。此外，多酚與MP相互作用對(duì)于MP消化性的影響機(jī)制尚不明確，很多研究結(jié)果互相矛盾，這可能是由多酚結(jié)構(gòu)與其他反應(yīng)條件的不同導(dǎo)致的；因此，關(guān)于多酚與MP相互作用對(duì)于MP消化性的影響的理論體系還有待完善。最后，關(guān)于多酚和蛋白對(duì)于腸道菌群的影響方面的研究也較為廣泛，但是研究這兩者相互作用的復(fù)合物對(duì)腸道菌群影響的文章卻少見(jiàn)報(bào)道。復(fù)合物是否會(huì)影響腸道菌群，會(huì)如何影響腸道菌群，還需深入研究。

除以上這些問(wèn)題，通過(guò)添加多酚來(lái)增強(qiáng)MP膜的各項(xiàng)性能，以及對(duì)于多糖-多酚-MP三元復(fù)合物的研究也將是未來(lái)的研究方向。另外，雖然說(shuō)將多酚作為天然抗氧化劑用于肉品保藏的研究已較為廣泛，但就目前研究成果來(lái)看，對(duì)于多酚在較高劑量下的生物毒性研究還需深入，而且自然界還有很大一部分多酚類(lèi)物質(zhì)沒(méi)有被開(kāi)發(fā)利用，繼續(xù)開(kāi)發(fā)新的具有抗氧化能力的多酚類(lèi)化合物也是熱門(mén)的研究方向。