皮桂泉，胡義澤，喬佳琦，潘文文，丁勝杰，郭美美，石婷婷

江蘇大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院 (鎮(zhèn)江 212013)

超聲波是一種頻率高于20 000 Hz的聲波，具有良好的傳播方向和反射能力，聲能量易于聚集，在水中傳播能力強(qiáng)。超聲波在食品的物理加工用應(yīng)用廣泛，尤其是近年來，常被用于膳食纖維、多糖、蛋白質(zhì)及各種食品功能成分的提取與改性。本文主要綜述超聲波對蛋白結(jié)構(gòu)與功能改性的影響。

1 蛋白質(zhì)改性研究

1.1 酸溶對蛋白質(zhì)改性的研究

田金河等[1]研究了pH和超聲波處理對鰱魚肉蛋白提取效果及其凝膠特性，結(jié)果表明：高強(qiáng)度超聲波顯著提高蛋白回收率(pH 3.0時，提高3.77%)，pH降低能夠顯著減少等電點處可溶性中等分子的蛋白種類及濃度，而高強(qiáng)度超聲波對此影響不大。

楊偉強(qiáng)[2]研究了超聲波輔助花生濃縮蛋白糖基化改性工藝，以低溫冷榨花生蛋白粉為原料，以糖基化改性蛋白的乳化活性指數(shù)(EAI)和乳化穩(wěn)定性指數(shù)(ESI)為指標(biāo)，利用單因素和響應(yīng)面分析優(yōu)化工藝條件。結(jié)果顯示：糖基化改性的最優(yōu)工藝條件下的EAI和ESI驗證實驗值分別為48.61±0.32 m2/g和±0.32 m2/g；在pH 2～12范圍內(nèi)，糖基化改性花生濃縮蛋白的乳化活性高于未改性蛋白。

邵艷紅[3]通過超聲波結(jié)合糖基化改性牛血清白蛋白(BSA)，研究其結(jié)構(gòu)特征、功能活動的變化以及超聲波對BSA糖基化產(chǎn)物主要成分的影響，探索了超聲波對BSA糖基化反應(yīng)影響的機(jī)理。

1.2 熱處理對蛋白改性的研究

王正雯[4]研究不同加熱溫度(50 ℃～100 ℃)對麻鴨胸脯肉肌原纖維蛋白的凝膠結(jié)構(gòu)與特性的影響，詳細(xì)研究了凝膠質(zhì)構(gòu)、微觀結(jié)構(gòu)、表面疏水性和保水性與溫度的關(guān)系，并分析了其構(gòu)效關(guān)系。結(jié)果表明，隨著溫度升高，凝膠網(wǎng)絡(luò)孔徑變大，保水性顯著降低(P<0.05)，50 ℃時保水性降到最低，60 ℃時蛋白發(fā)生聚集，70 ℃時形成凝膠。遲玉杰[5]闡述了食品加工中熱處理對蛋清蛋白質(zhì)改性及熱聚集行為的影響。

1.3 超聲波對蛋白質(zhì)的改性研究

王小英[6]研究了超聲波對大豆蛋白的溶解性和蛋白組分的影響，結(jié)果表明：在蛋白濃度12.5 mg/mL、超聲功率700 W條件下超聲時間20 min，大豆蛋白的NSI可提高到72.71%，為超聲前的5.9倍；超聲處理后相對分子質(zhì)量為15 100的大豆蛋白組分顯著減少，相對分子質(zhì)量17 800和52 500的組分明顯增加；說明超聲波導(dǎo)致大豆蛋白嚴(yán)重聚集，平均相對分子質(zhì)量變大。

Schurer等[7]認(rèn)為超聲波處理將會使小麥面筋蛋白分子內(nèi)部發(fā)生-S-S-斷裂和重排，并且有較高含量的麥谷蛋白更容易受到超聲波的影響。

朱建華等[8]研究了超聲波對大豆分離蛋白功能特性的影響，發(fā)現(xiàn)超聲處理對大豆分離蛋白的溶解特性、起泡性及泡沫穩(wěn)定性、乳化性及乳化穩(wěn)定性、凝膠強(qiáng)度等都有一定程度的改善。

康夢瑤等[9]利用超聲波處理對水溶性豬肝蛋白進(jìn)行處理并研究其乳化特性。結(jié)果表明，超聲波對豬肝水溶性蛋白的乳化穩(wěn)定性、乳化活性、表面特性、液滴粒徑大小及分布、乳化液乳析指數(shù)和分子作用力均有顯著影響，超聲波功率420 W、處理時間7 min時乳化性能最好，乳化性和乳化穩(wěn)定性分別為45.55 m2/g和93.32%。適宜功率和時間的超聲波處理能有效改善水溶性豬肝蛋白乳化性，以及蛋白質(zhì)在水溶液中的分散效果和蛋白質(zhì)的分子作用力。

李長樂[10]探究超聲波、超聲波結(jié)合酸葡萄糖酸內(nèi)酯(glucono-delta-lactone，GDL)處理對鰹魚肌原纖維蛋白(myofibrillar protein，MP)凝膠性質(zhì)的影響，提高鰹魚的附加值及鰹魚產(chǎn)品的品質(zhì)，以鰹魚肌原纖維蛋白為原材料，對其進(jìn)行超聲波及超聲波結(jié)合GDL處理，結(jié)果表明：超聲處理提高肌原纖維蛋白的凝膠預(yù)備階段，削弱了凝膠強(qiáng)化階段；MP凝膠的凝聚性、咀嚼性、硬度、彈性明顯下降；超聲波3 min結(jié)合GDL處理后，提升MP凝膠預(yù)備階段，維持原有的凝膠強(qiáng)化能力，硬度、彈性無明顯變化，凝聚性與咀嚼性顯著增加；超聲波結(jié)合酸處理后，與單一超聲處理相比，樣品的持水性明顯增加，但與未處理組相比偏低；樣品的溶解度無顯著差異，但與原樣相比明顯增加。

目前關(guān)于超聲處理蛋白課題相關(guān)的外國團(tuán)隊中研究較多的為Isabel Arredondo-Parada[11]等研究超聲波對巨型魷魚蛋白質(zhì)濃縮物的理化指標(biāo)和起泡性的影響。結(jié)果表明：超聲波增加了黏度和表面疏水性，降低了顆粒尺寸和凈表面電荷，發(fā)泡能力得到改善，并且發(fā)泡穩(wěn)定性在1 h內(nèi)保持在100%。超聲波的應(yīng)用代表了改善發(fā)泡性能的替代方法。

2 結(jié)論

我國人口多，增長速度快，蛋白作為人體必需的重要營養(yǎng)物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)和功能改性研究也越來越受重視。超聲波因其能夠?qū)Φ鞍踪|(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行適度的物理改性,已在蛋白分子的結(jié)構(gòu)改性和功能優(yōu)化研究中得到了廣泛應(yīng)用。超聲波技術(shù)對蛋白結(jié)構(gòu)與特性的影響將為蛋白資源的開發(fā)提供新的思路與方法，并且還可帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和理論研究價值。