祝超智，陳 畫，田 瑋，崔文明，趙改名,*，參木友

（1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 450002；2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 450002；3.國家肉牛牦牛產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系拉薩綜合試驗站，西藏 拉薩 850000）

蛋白質(zhì)不僅具有提供人體必需氨基酸、參與物質(zhì)組織代謝、增強抵抗力和提供能量等重要生理功能，還能夠改善食品品質(zhì)，在食品加工中發(fā)揮重要的功能性作用。而蛋白質(zhì)的品質(zhì)是衡量食物營養(yǎng)價值的常用指標(biāo)，主要以蛋白質(zhì)含量、氨基酸組成以及食物消化分解后產(chǎn)生的必需氨基酸數(shù)量與利用程度評定。其中，蛋白質(zhì)的消化性是評價蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值的重要指標(biāo)，反映了人類和動物對蛋白質(zhì)分解和利用的程度。消化性越高，蛋白質(zhì)越易被吸收和利用，而消化性過低則表明該蛋白質(zhì)的生物利用度低。此外，有些蛋白質(zhì)大量未消化時可能會進入盲腸和結(jié)腸，被腸道菌群發(fā)酵后產(chǎn)生有毒和誘變產(chǎn)物，從而對宿主身體健康產(chǎn)生不利影響[1-2]。蛋白質(zhì)種類不同，其消化性也截然不同。在大多數(shù)情況下，營養(yǎng)成分的釋放和消化能力受食物基質(zhì)影響的機制復(fù)雜，底物分子決定了可水解裂解位點暴露的數(shù)量，以及與消化酶作用的位點。通過蛋白質(zhì)組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，各蛋白質(zhì)之間的氨基酸組成存在較大差異[3]。其中部分氨基酸對蛋白質(zhì)的消化性具有關(guān)鍵作用，有研究指出，苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、賴氨酸和精氨酸等氨基酸的含量決定了胃腸道中蛋白質(zhì)的消化程度，而這些氨基酸是胃蛋白酶的目標(biāo)裂解位點[4]。

肉類食品在人類日常飲食中占據(jù)重要地位，它含有人體生長所需的重要營養(yǎng)素，不僅能夠為人體提供生命活動所必需的氨基酸和能量，同時還參與能量代謝的調(diào)節(jié)過程。肉類蛋白質(zhì)是人體攝入蛋白質(zhì)的主要來源之一，易被人體消化吸收。其中，肉類食品中含有超過1 000 種蛋白質(zhì)，主要分為3 種類型，即肌原纖維蛋白、肌漿蛋白和結(jié)締組織蛋白[5]。近年來，如何提高肉類食品的營養(yǎng)價值與可利用度是研究者關(guān)注的焦點，因此改善肉類蛋白質(zhì)的消化性對肉類食品行業(yè)具有積極的推動意義。肉中多數(shù)蛋白質(zhì)易于消化，但肌紅蛋白和膠原蛋白等部分蛋白質(zhì)的消化性相對較低[6-7]，這是由于肌紅蛋白本身與胃蛋白酶親和力較弱，且具有一定的耐熱性，即使在加熱條件下也難以被消化；而膠原蛋白具有較為復(fù)雜且緊密的三級結(jié)構(gòu)，因此難以被人體消化。目前，國內(nèi)外多數(shù)研究已表明肉類蛋白質(zhì)的消化性受多種因素影響，但缺乏系統(tǒng)性的總結(jié)與歸納，有關(guān)肉類蛋白質(zhì)消化性的研究進展與現(xiàn)狀鮮有報道，故本文針對肉類蛋白質(zhì)消化性不同影響因素進行歸納與分類，以期為不同肉類蛋白質(zhì)匹配適宜的消化途徑，進一步促進肉類制品營養(yǎng)成分的吸收，改善不易被人體消化吸收肉類蛋白質(zhì)的消化性，提高其食用價值，為今后探索與完善消化肉類蛋白質(zhì)的有效技術(shù)提供借鑒與參考。

1 肉類蛋白質(zhì)消化性的測定

目前，主要通過體外蛋白質(zhì)消化模擬和體內(nèi)蛋白質(zhì)消化實驗兩種方法對肉類蛋白消化性進行測定和分析[8]。體外消化通過模擬人體消化環(huán)境，利用蛋白酶水解蛋白質(zhì)。主要包括胃蛋白酶一步消化法、多酶一步消化法、人體活性胃液和十二指腸汁液一步消化法及胃蛋白酶和胰蛋白酶分步消化法等[9]。其中胃蛋白酶一步消化法用酶單一；多酶一步消化法將胃蛋白酶與胰蛋白酶等多種酶混合直接進行水解，雖操作簡單，但不能真實模擬人體從胃部到腸道的消化過程，水解氨基酸能力較弱，因此測得的蛋白質(zhì)消化性結(jié)果較實際偏低；人體活性胃液和十二指腸汁液一步消化法運用人體活性胃液和腸液很好地模擬了人體消化，但消化液采集困難，且實驗重現(xiàn)性差；而胃蛋白酶和胰蛋白酶分步消化法可以很好地模擬食物的人體消化過程，且實驗重現(xiàn)性較好，因此目前研究大多采用此方法。

肉類蛋白質(zhì)的消化性通常以消化率進行表征，蛋白質(zhì)消化率是指人體從蛋白質(zhì)中吸收的氮與攝入氮的比值，反映食物中蛋白質(zhì)被消化酶分解吸收的程度。體外消化實驗常用的消化率計算方法有pH降低法、pH恒定法、三氯乙酸（trichloroacetic acid，TCA）沉淀法、反相高效液相色譜（reversed-phase high performance liquid chromatography，RP-HPLC）法、十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳（sodium dodecyl sulphate-polyacrylamide gel electrophoresis，SDS-PAGE）法等[10-11]。pH降低法是利用蛋白酶消化樣品過程中蛋白質(zhì)肽鍵被切斷，釋放氫離子，使消化樣品混合液pH值降低，通過pH值的降低數(shù)值計算消化率；pH恒定法與pH降低法的區(qū)別在于，用0.1 mol/L NaOH溶液持續(xù)滴定消化液，使pH值一直保持在8.0，最后以消耗的NaOH溶液體積計算消化率。因此pH恒定法較pH降低法測定結(jié)果更為準(zhǔn)確。而TCA沉淀法是向消化液中加入TCA溶液，然后離心使未消化的蛋白質(zhì)沉淀，測定其蛋白質(zhì)含量。由于TCA沉淀蛋白質(zhì)時，會導(dǎo)致胃蛋白酶和胰蛋白酶與樣品共沉淀，因此會造成測定結(jié)果偏低。RP-HPLC法與SDS-PAGE法都可對消化產(chǎn)物進行定性分析，但操作復(fù)雜、耗時較長。

體內(nèi)蛋白質(zhì)消化實驗?zāi)壳爸饕ㄟ^動物體進行研究，如動物瘺管實驗、大鼠實驗等。其中大鼠糞氮平衡實驗是最常用的消化率測定方法[12]，其消化率根據(jù)是否考慮內(nèi)源糞代謝氮因素，又可分為表觀消化率和真消化率。如果不計糞代謝氮，測得的消化率為表觀消化率，此法簡單易行但所得結(jié)果較實際值偏低。蛋白質(zhì)真消化率為向飼料中添加5%高消化性酪蛋白后再測定糞代謝氮所得消化率，此方法較為準(zhǔn)確。體內(nèi)法能較真實地反映食物的消化情況，但實驗操作復(fù)雜、耗時長、費用高且易受外界環(huán)境影響，因此常作為一種驗證方法；進行大規(guī)模食品評定時，常選用重復(fù)性好的體外消化模擬法。

2 內(nèi)部因素對肉類蛋白質(zhì)消化性的影響

2.1 肉類來源對肉類蛋白質(zhì)消化性的影響

不同肉類蛋白質(zhì)在體內(nèi)具有不同的消化性和新陳代謝，這與蛋白質(zhì)的氨基酸組成有一定關(guān)系，不同種類肉中蛋白質(zhì)含量和氨基酸分布不同，不同氨基酸的營養(yǎng)功能也有所差異。不同肉類蛋白質(zhì)的組成及氨基酸成分見表1、2[13]。早期研究認(rèn)為，牛肉、羊肉和豬肉體內(nèi)消化和代謝所需時間更長，蛋白質(zhì)利用率相對較低，其次是家禽和魚，它們的消化時間較短，因此蛋白利用率較高[1]。體外消化模擬實驗顯示，牛肉、豬肉、雞肉和魚肉于70 ℃加熱后經(jīng)體外胃蛋白酶消化，蛋白的消化性差異顯著；在胃蛋白酶水解過程中，雞肉、豬肉和魚肉的消化性均顯著高于牛肉；而經(jīng)胰蛋白酶進一步消化后，4 種肉類蛋白的消化性無顯著差異[14]，這是由于豬肉、雞肉和魚肉中苯丙氨酸和酪氨酸含量高于牛肉，表明雞肉、豬肉和魚肉的蛋白質(zhì)中存在更多的胃蛋白酶切割位點。同時，動物體內(nèi)實驗結(jié)果表明，飼喂雞肉、牛肉、豬肉和魚肉的大鼠血漿中總氨基酸濃度存在顯著差異，而消化道中消化產(chǎn)物的氨基酸組成可能是小腸氨基酸吸收差異的主要原因[15]。小鼠飼喂牛肉、豬肉、火雞、大豆蛋白后，肝臟和血漿中的甘油三酯和低密度脂蛋白水平表現(xiàn)出一定差異，所有飼喂肉源蛋白小鼠的肝臟和血漿中甘油三酯和低密度脂蛋白含量均高于飼喂大豆蛋白小鼠[14,16]。因此，還需進一步研究消化產(chǎn)物之間的差異及功能性多肽的體內(nèi)活性以評估蛋白對人體的營養(yǎng)功能。

表1 肉類蛋白質(zhì)的主要組成及相對含量[13]Table 1 Contents of major protein components in different animal species[13] %

表2 不同肉類蛋白質(zhì)的氨基酸組成及含量[13]Table 2 Amino acid composition of meat proteins from different animal species[13] g/100 g粗蛋白

2.2 肌肉部位對肉類蛋白質(zhì)消化性的影響

蛋白質(zhì)組學(xué)研究表明，不同肌肉部位之間的蛋白質(zhì)譜不同，并且各蛋白質(zhì)之間的氨基酸組成也有所差異[16-17]。體外消化研究表明，豬斜方肌、背最長肌和股二頭肌的肌肉纖維類型不同，三者的蛋白質(zhì)消化性也不同；經(jīng)胃蛋白酶消化后，斜方肌的蛋白質(zhì)消化性遠低于背最長肌和股二頭肌，而經(jīng)胃蛋白酶和胰蛋白酶兩步消化后，3 個部位肉的蛋白質(zhì)消化性均顯著增加，背最長肌的消化性最強[18]。不同的肌纖維組成可能是造成3 個部位肉蛋白質(zhì)消化性差異的主要原因[19]。有研究發(fā)現(xiàn)，淺色肌肉中糖酵解IIB型肌纖維比例更高，而深色肌肉中I型和氧化性IIA型肌纖維的比例較高；肌纖維類型會影響糖酵解代謝、氧化代謝等[20-22]。此外，深色肌肉中膠原蛋白含量高于淺色肌肉[23]。相互作用分析結(jié)果進一步表明蛋白質(zhì)消化性的差異主要與糖酵解和肌肉收縮相關(guān)[23]，因此，肌纖維類型可能是造成蛋白質(zhì)組成及其消化性差異的關(guān)鍵因素。將此結(jié)論應(yīng)用到實際加工中，不同部位肉可通過選用適宜的切割形狀和加工方式處理，以提高蛋白質(zhì)的消化特性。

2.3 蛋白種類對肉類蛋白質(zhì)消化性的影響

已知的肉源蛋白質(zhì)有數(shù)千種，各蛋白質(zhì)之間消化性存在很大差異。研究發(fā)現(xiàn)，在胃蛋白酶消化作用下，大部分肌漿蛋白質(zhì)在反應(yīng)后1 min內(nèi)降解，肌球蛋白在60 min內(nèi)被完全消化，但是原肌球蛋白很難被完全降解。原肌球蛋白是一種熱穩(wěn)定的水溶性過敏原，分子質(zhì)量為35～38 kDa，由兩個相同的卷曲亞基組成[24-25]，難以被消化，是甲殼類動物肌肉中主要的過敏原。肉中大部分蛋白水解產(chǎn)物來自肌原纖維蛋白，尤其是肌球蛋白，因此肌球蛋白更易被消化[24]。肌紅蛋白的芳香族氨基酸殘基在蛋白內(nèi)部，但胃蛋白酶更易于水解芳香族和其他疏水性氨基酸殘基上的肽鍵，導(dǎo)致肌紅蛋白與胃蛋白酶的親和力較弱，雖然肌紅蛋白易溶于水，但不易被胃蛋白酶消化[26-29]。膠原蛋白的氨基酸組成中脯氨酸含量相對較高。通常含有脯氨酸的肽對消化酶的水解均具有抗性，故膠原蛋白具有一定的抗消化性[30-31]。盡管膠原蛋白對胃蛋白酶親和力較弱，但由于其獨特的酸溶性，在酸性反應(yīng)液中的溶解度較高，又有利于胃蛋白酶的水解。

肉類來源、肌肉部位及蛋白種類對肉類蛋白質(zhì)消化性的影響如表3所示。

表3 肉類來源、肌肉部位及蛋白種類對肉類蛋白質(zhì)消化性的影響Table 3 Effects of meat sources, muscle parts and protein types on protein digestibility

2.4 肌肉中其他組分對肉類蛋白質(zhì)消化性的影響

2.4.1 脂肪氧化對肉類蛋白質(zhì)消化性的影響

肉制品中蛋白質(zhì)與不飽和脂肪酸大量共存，蛋白質(zhì)在肉類加工中與脂肪交聯(lián)氧化不可避免。據(jù)報道，脂肪氧化酶可使亞油酸氧化、蛋白質(zhì)表面疏水性增加，造成蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，其中α-螺旋含量減少，而β-轉(zhuǎn)角含量增加[32]。且脂肪的氧化會促使蛋白質(zhì)發(fā)生氧化，且蛋白質(zhì)氧化程度隨脂肪氧化程度的升高而升高[33]。更有研究進一步發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氧化亞油酸濃度低于3 mmol/L時，肌原纖維蛋白的消化率和消化能力顯著提高，主要原因是蛋白質(zhì)表面疏水性增強[34]。隨著氧化亞油酸濃度的增加（5～10 mmol/L），肌原纖維蛋白的游離氨基酸、總巰基、內(nèi)源性色氨酸熒光強度、Zeta電位絕對值和蛋白溶解度顯著降低，蛋白質(zhì)交聯(lián)和聚集增強，當(dāng)?shù)鞍籽趸潭燃觿r，肌原纖維蛋白的蒸煮損失顯著增加，消化性也顯著降低。

2.4.2 金屬離子對肉類蛋白質(zhì)消化性的影響

金屬離子是一種常用于蛋白質(zhì)的誘導(dǎo)劑，金屬離子通過配位、螯合等相互作用與蛋白質(zhì)分子結(jié)合，引起氨基酸殘基周圍化學(xué)環(huán)境發(fā)生變化[35]，導(dǎo)致某些氨基酸殘基發(fā)生化學(xué)位移，從而影響蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)及功能特性。一定濃度的金屬離子與蛋白質(zhì)結(jié)合后，可以增加蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，調(diào)節(jié)蛋白功能。隨著離子強度的增加，分子間靜電作用力減小，促進蛋白質(zhì)聚集，同時金屬離子促使蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián)，分子展開，β-折疊含量增加[36]。研究證實，金屬離子與蛋白結(jié)合會降低蛋白溶液pH值，增加其電導(dǎo)率[37]。在金屬離子作用下，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生不同程度變化，從而對蛋白質(zhì)消化率產(chǎn)生影響。不同金屬離子對蛋白質(zhì)消化率影響不同，其中添加Zn2＋的蛋白質(zhì)比添加Ca2＋和Mn2＋的結(jié)構(gòu)更松散，體外消化率更高。通過研究芹菜對魚糜制品體外消化特性的影響發(fā)現(xiàn)，芹菜中的金屬離子如Ca2＋、Zn2＋、Fe2＋等所帶正電荷會增強蛋白質(zhì)間的靜電排斥作用，促使蛋白質(zhì)降解，增強胃蛋白酶的消化作用[38]。

3 外部因素對肉類蛋白質(zhì)消化性的影響

3.1 成熟與冷凍-成熟對肉類蛋白質(zhì)消化性的影響

宰后成熟是提高肉嫩度、風(fēng)味，增加肉類蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值的重要工序[39-40]。在成熟過程中，肉蛋白質(zhì)生理特性和結(jié)構(gòu)的變化會對肉的功能特性和蛋白質(zhì)消化性產(chǎn)生一定影響[41]。蛋白水解能夠促使肌原纖維蛋白斷裂，從而改善肉的嫩度[42]，同時蛋白質(zhì)降解與其結(jié)構(gòu)完整性的喪失、分子質(zhì)量的減小有關(guān)，并顯著影響蛋白質(zhì)的消化能力；因此，肉的成熟通常能夠改善蛋白質(zhì)消化性。研究發(fā)現(xiàn)，在整個成熟期間，宰后鮮牛肉和成熟牛肉的總羰基含量無明顯變化，成熟過程中肌原纖維蛋白發(fā)生降解，進而提高牛肉蛋白質(zhì)消化性[43]。成熟過程中肌原纖維蛋白的降解主要歸因于內(nèi)源性蛋白酶的作用，例如鈣蛋白酶、蛋白酶體、溶酶體、組織蛋白酶和Caspase-3[44-45]。內(nèi)源性蛋白酶能夠降解肌原纖維蛋白，破壞肉蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)完整性，增加消化蛋白酶的底物利用率，提升蛋白質(zhì)消化速率。

冷凍保藏是延長肉類和肉類產(chǎn)品保質(zhì)期的常規(guī)方法。冷凍過程中溫度降低導(dǎo)致冰晶形成，增加肌肉中未冷結(jié)水中的溶質(zhì)濃度，這可能會改變肌肉的理化性質(zhì)[46]。肌肉中冰晶的形成和高離子強度會使肌原纖維蛋白變性[47-48]。

與傳統(tǒng)的鮮肉成熟相比，宰后鮮肉經(jīng)冷凍再成熟更能提高肉類蛋白質(zhì)的消化性，這是由于組織蛋白酶B活性增加進而促進蛋白質(zhì)降解，肌鈣蛋白-T的降解抑制肌動蛋白和肌球蛋白的相互作用，從而提高其消化性[43]。此外，先冷凍再成熟與僅成熟的蛋白質(zhì)基團均隨著成熟時間的延長而損失二硫鍵，二硫鍵對維持蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定具有重要作用，二硫鍵的損失表明蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)完整性被破壞，蛋白水解的敏感性增加，提高了樣品的可消化性[49]。結(jié)合經(jīng)濟效益考慮，宰后鮮肉的先冷凍再成熟更適合于生產(chǎn)加工肉制品，從而有效改善肉類蛋白質(zhì)的消化性，提高肉品附加值。

3.2 蛋白質(zhì)氧化對肉類蛋白質(zhì)消化性的影響

目前，影響肉類蛋白質(zhì)消化性的主要非蛋白物質(zhì)包括：脂肪氧化、金屬離子、多酚類物質(zhì)、膳食纖維等。而蛋白質(zhì)氧化主要是指活性物質(zhì)直接誘導(dǎo)蛋白質(zhì)氧化，或與氧化反應(yīng)產(chǎn)物間接反應(yīng)引起的共價修飾。肉含有多種內(nèi)源性氧化引發(fā)劑或氧化催化劑，如血紅素鐵、過渡金屬離子和氧化酶。此外，肉類在加工和貯存過程中可能會加劇氧化降解。適當(dāng)?shù)难趸梢愿纳迫庵破返馁|(zhì)地、色澤、風(fēng)味，同時使蛋白質(zhì)更易被消化，而過度氧化則會引起肉制品品質(zhì)下降，導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性和沉淀，降低蛋白質(zhì)的溶解度和消化性。蛋白質(zhì)氧化過程中涉及的自由基鏈反應(yīng)在消化過程中會發(fā)生進一步傳遞。在牛肉和豬肉的貯存和消化過程中均發(fā)生不同程度的氧化降解[50]，且牛肉比豬肉的氧化程度更高，氧化后肉樣消化物中的游離氨基數(shù)量較未氧化降低，表明蛋白質(zhì)氧化會減少肉類消化過程中的蛋白水解。蛋白質(zhì)氧化對肉類消化性的影響取決于氧化程度和所應(yīng)用的體外消化條件[51-55]，溫和的氧化條件可促進蛋白質(zhì)部分展開，使蛋白質(zhì)與消化酶的接觸位點增多，提高消化性，而過度的蛋白氧化促使蛋白聚合，從而削弱酶的消化可及性，降低蛋白的酶敏感性[54]。

3.3 加熱對肉類蛋白質(zhì)消化性的影響

早期研究發(fā)現(xiàn)，加熱會促進動物肌肉蛋白質(zhì)氧化并增加肌原纖維蛋白表面疏水性，進而引起蛋白聚集并減少蛋白吸收，使蛋白質(zhì)的消化性發(fā)生改變[56-57]。不同的熱處理溫度對肉蛋白質(zhì)的降解和消化性有一定影響[57-59]。熱處理后蛋白質(zhì)的體外消化性比熱處理前高，且隨著加熱終點溫度的升高，蛋白質(zhì)的消化性呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因主要是熱處理使肉中蛋白質(zhì)變性，如分子間氫鍵、二硫鍵部分?jǐn)嗔?，蛋白質(zhì)的延伸和重組等，內(nèi)部致密結(jié)構(gòu)被破壞，導(dǎo)致與胃蛋白酶相互作用的內(nèi)部位點暴露，使蛋白質(zhì)更易于與胃蛋白酶結(jié)合，從而提高了蛋白質(zhì)的消化性。而過度熱處理后蛋白質(zhì)的修飾程度過高，很難被消化酶降解，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)的消化性降低[60]。此外，有研究控制不同加熱溫度對豬肉進行體外模擬消化，結(jié)果表明不同加熱溫度會影響豬肉蛋白的體外消化過程，尤其是胃蛋白酶的消化。加熱會改變消化后肽段長度和數(shù)量，隨著溫度升高，蛋白條帶灰度減弱，大分子肽段減少，加熱后消化產(chǎn)物的分子質(zhì)量也明顯小于未加熱[17,61]。通過研究熱處理對不同蛋白質(zhì)消化的影響發(fā)現(xiàn)，肌球蛋白經(jīng)加熱處理后，其消化速率明顯高于對照組，肌紅蛋白的消化速率略高于對照組，而膠原蛋白的消化速率低于對照組；在進一步研究中發(fā)現(xiàn)，加熱后肌球蛋白與胃蛋白酶親和力增大，易于被水解，且中等程度加熱時酶解效果最優(yōu)，同時加熱也有利于增強肌紅蛋白與胃蛋白酶的親和力，而膠原蛋白與胃蛋白酶結(jié)合的親和力降低[62]。

3.4 新型加工技術(shù)對肉類蛋白質(zhì)消化性的影響

3.4.1 脈沖電場對肉類蛋白質(zhì)消化性的影響

脈沖電場處理能改變?nèi)獾奈⒂^結(jié)構(gòu)以及包括蛋白質(zhì)在內(nèi)的生物大分子之間的相互作用[63-64]。近年來，有報道指出脈沖電場通過破壞某些化學(xué)基團的離子化或靜電相互作用引起蛋白質(zhì)二級（β-折疊和α-螺旋被破壞）和三級結(jié)構(gòu)改變[65]。由于蛋白水解酶的敏感性很大程度取決于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)特征[66]，脈沖電場處理可能會使消化蛋白酶的水解位點暴露，因此，脈沖電場預(yù)處理能夠一定程度改變胃腸道蛋白酶對蛋白質(zhì)的消化性。有研究表明，脈沖電場處理可提高蛋清蛋白對胃腸道消化的敏感性，而不會引起嚴(yán)重的蛋白聚集，并顯著提高肉中蛋白質(zhì)的消化性以及可溶性蛋白和游離氨基酸的利用率[67]；脈沖電場處理對鹿背最長肌的體外模擬消化也有積極促進作用[68]。此外，考慮到脈沖電場會引起肉類細胞膜滲透性增強，因此其可能會影響消化過程中肉類中礦物質(zhì)的釋放，且不會損害礦物質(zhì)的可及性[66]。綜上，利用脈沖電場技術(shù)能夠有效提高肉類蛋白質(zhì)的消化性，進一步提高加工肉制品的食用性與營養(yǎng)價值。

3.4.2 超聲波對肉類蛋白質(zhì)消化性的影響

近年來，超聲波在肉類工業(yè)中的應(yīng)用引起了極大關(guān)注。超聲處理通過改變氫鍵、疏水相互作用和蛋白質(zhì)分子構(gòu)象從而改善肉類的功能特性，包括溶解性、保水能力、膠凝、乳化性、起泡性、黏度和流變特性。研究表明，超聲處理能提高蛋白質(zhì)表面疏水性、溶解度和活性巰基含量，但會造成濁度、總巰基含量、α-螺旋含量、色氨酸和酪氨酸殘基熒光強度降低。超聲波處理后肉的腸道消化性顯著提高，小于1 kDa的肽數(shù)量增加，可見，適當(dāng)?shù)某曁幚砟苡行Т龠M肉類蛋白的消化性[69]。水產(chǎn)品中的原肌球蛋白結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，并具一定耐熱性，研磨和常規(guī)加工方法均無法破壞其結(jié)構(gòu)，而超聲結(jié)合蒸煮能促進原肌球蛋白的消化，降低甲殼類動物的致敏性[69-71]。

3.4.3 高壓對肉類蛋白質(zhì)消化性的影響

高壓處理是一種非熱加工技術(shù)，在肉類加工中有諸多應(yīng)用，例如嫩化、降鹽、改善品質(zhì)，高壓加工也可用于改善蛋白質(zhì)的消化性[72-74]。目前，高壓技術(shù)在肉制品加工應(yīng)用中的壓力參數(shù)范圍一般為200～600 MPa，處理時間不長于20 min[75]。高壓處理在不影響營養(yǎng)成分和產(chǎn)品風(fēng)味基礎(chǔ)上，通過改變?nèi)庵破分械拇蠓肿咏Y(jié)構(gòu)（如蛋白質(zhì)）[76]改善食品的功能和營養(yǎng)特性，進而影響蛋白質(zhì)的消化性。在肌肉蛋白中，肌原纖維蛋白對高壓處理較為敏感，高壓處理能夠修飾肌肉蛋白的非共價鍵并誘導(dǎo)其三級甚至二級結(jié)構(gòu)發(fā)生變化[74,77]。高壓處理后蛋白質(zhì)的變性程度取決于施加的壓力水平和蛋白種類。據(jù)報道，高壓處理可破壞靜電相互作用并激發(fā)巰基-二硫鍵交換反應(yīng)，促使蛋白質(zhì)分解和展開[78]，不同蛋白質(zhì)的消化性會隨其二級結(jié)構(gòu)的變化而改變。因此，適度高壓處理引起的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化可促進胃腸道消化過程中蛋白質(zhì)的消化性。

3.4.4 流體沖擊波對肉類蛋白質(zhì)消化性的影響

流體動力沖擊波是一種新型技術(shù)，其利用水下兩個電極（電液）之間高壓放電產(chǎn)生的機械高壓脈沖，產(chǎn)生高達1 GPa的水下壓力[79]，也可通過引爆少量高能炸藥（電爆）產(chǎn)生這種在介質(zhì)中以毫秒為單位傳播的沖擊波。流體沖擊波最近已作為一種嫩化鮮肉的新方法被批量或大范圍使用，且效果顯著。在水下以連續(xù)方式放電產(chǎn)生沖擊波是一種廉價、安全且可重復(fù)的方式，可通過肌肉傳播機械壓力脈沖，從而產(chǎn)生“斷裂效應(yīng)”，破壞肌肉結(jié)構(gòu)[80-81]。流體沖擊波處理也可以破壞肌肉細胞的完整性和內(nèi)膜膠原纖維網(wǎng)絡(luò)[82]。流體沖擊波處理改變了肌纖維蛋白二級結(jié)構(gòu)，使α-螺旋含量減少，β-折疊含量增加，從而促進其消化，同時不會改變結(jié)締組織蛋白的二級結(jié)構(gòu)。然而，這種方法具有一些技術(shù)缺點，例如爆炸材料殘留物的化學(xué)污染以及包裝的大面積損壞，還需進一步改善以提高該技術(shù)適用性。

3.4.5 微波對肉類蛋白質(zhì)消化性的影響

微波加熱（2 450 MHz和915 MHz）屬于電介質(zhì)處理，已在食品行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。蛋白質(zhì)和肽具有較高的介電常數(shù)，微波處理會改變它們的活性與結(jié)構(gòu)特性，進而影響其消化特性。近年來，微波處理作為一種新興熱處理技術(shù)已被用于降低雞蛋[83]、杏仁[84]以及魚類[85]的過敏性。在125 ℃下高溫微波處理15 min后，SDS-PAGE分析表明原肌球蛋白的條帶灰度隨加工溫度的升高和持續(xù)時間的延長而降低；掃描電子顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)與未處理樣品相比，微波處理樣品中有更多的微孔，原肌球蛋白消化性顯著增加，致敏性顯著降低，最高可降低75%，總抗氧化能力提高了2 倍。

通過以上研究可知，多數(shù)物理加工技術(shù)處理對肉類蛋白質(zhì)消化性有一定促進作用，然而如何進一步提高物理加工技術(shù)在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用是今后食品行業(yè)還需解決的難題。表4總結(jié)了不同物理加工技術(shù)對蛋白質(zhì)消化性的影響。

表4 新型加工技術(shù)對肉類蛋白質(zhì)消化性的影響Table 4 Impact of new processing technologies on protein digestibility

3.5 外源添加物對肉類蛋白質(zhì)消化性的影響

3.5.1 多酚對肉類蛋白消化性的影響

通常，將富含多酚的水果和蔬菜與肉類蛋白質(zhì)一起食用時，多酚類物質(zhì)會與蛋白質(zhì)產(chǎn)生相互作用，影響蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能特性。一些研究表明，多酚可以改變蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)[86]，從而改變蛋白質(zhì)的消化功能；另一方面，蛋白質(zhì)也會增加或降低酚類物質(zhì)的抗氧化活性[87]。酚類化合物與食源性蛋白質(zhì)之間的相互作用分為共價和非共價相互作用[88]。體外研究表明，這些相互作用主要是非共價疏水相互作用，隨后可通過氫鍵穩(wěn)定[89]。有學(xué)者研究葡萄籽原花青素（grape seed proanthocyanidins，GSP）與肉源蛋白（來自豬、雞和魚）之間的相互作用[90]，以及GSP對蛋白結(jié)構(gòu)、抗氧化能力和生物利用度的影響發(fā)現(xiàn)，GSP可以與這3 種蛋白質(zhì)相互作用。GSP通過氫鍵和范德華力與豬肉和魚肉蛋白結(jié)合，而通過疏水相互作用與雞肉蛋白結(jié)合。GSP能夠破壞蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)，影響其溶解度，同時蛋白質(zhì)降低了GSP的抗氧化能力并影響GSP的生物利用度，從而造成蛋白質(zhì)的消化性發(fā)生變化；而多酚對蛋白質(zhì)的水解有一定的抑制力，復(fù)合物的形成抑制了消化酶對蛋白質(zhì)的水解。此外，研究表明消化酶與多酚的相互作用降低了其催化活性，進而降低了蛋白質(zhì)的消化性[91]，該結(jié)論可為飲食中多酚和蛋白質(zhì)的攝入以及多酚蛋白質(zhì)復(fù)合物的發(fā)展提供了理論指導(dǎo)。

3.5.2 膳食纖維對肉類蛋白質(zhì)消化性的影響

膳食纖維是一類多糖，不能被胃腸道消化，但具有重要的生理作用。不溶性膳食纖維（insoluble dietary fiber，IDF）由纖維素、木質(zhì)素和半纖維素組成，由于其結(jié)構(gòu)獨特，具有良好的吸附膽固醇、膽酸鈉和亞硝酸鹽能力?？扇苄陨攀忱w維（soluble dietary fiber，SDF）包含多種可溶性多糖（例如果膠），并具有出色的抗氧化能力。因此膳食纖維常被用作天然食品添加劑，以改善肉糜功能。向肉糜中添加從小麥麩皮中提取的膳食纖維，隨著IDF和SDF添加量的增加，肉糜中蛋白質(zhì)的消化性逐漸降低，其中SDF（添加量2%～8%）的抑制作用明顯強于IDF；SDF對肉糜消化性的影響主要歸因于其黏度和溶脹能力，高黏度和高溶脹體積使SDF在酶和肉糜之間形成屏障膜，從而減小了肉糜與消化酶接觸的幾率；而IDF通過提升食物通過腸道的速度，縮短食物通過腸道的時間，從而縮短蛋白質(zhì)的消化時間[92]。在肉糜中添加燕麥β-葡聚糖后，隨著燕麥β-葡聚糖含量的增加（0～4%），蛋白質(zhì)的消化率逐漸下降[93]。而近期研究發(fā)現(xiàn)，將少量芹菜加入魚肉香腸中（膳食纖維相對含量約0.3%）能顯著提高香腸蛋白的消化率[38]。這是由于香腸中膳食纖維含量低，其黏度對消化率的影響極小，加入少量的膳食纖維會改變蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)，使β-折疊含量增加，蛋白雙螺旋結(jié)構(gòu)展開，分子內(nèi)部疏水基團暴露，利于胃蛋白酶的結(jié)合。膳食纖維的消化抑制作用使其成為理想的肉糜改性添加劑，例如延緩葡萄糖的吸收、降低膽固醇水平、增加糞便的體積和減少熱量等。

非蛋白物質(zhì)對肉類蛋白質(zhì)消化性的影響如表5所示。

表5 非蛋白物質(zhì)對肉類蛋白質(zhì)消化性的影響Table 5 Effects of non-protein substances on protein digestibility

4 結(jié) 語

為滿足人類對肉類營養(yǎng)與健康日益增長的需求，在研究肉類本身蛋白質(zhì)含量和種類的同時，還應(yīng)深入探索蛋白質(zhì)的消化利用率以及生產(chǎn)加工對其消化產(chǎn)生的影響。肉源蛋白質(zhì)的消化受動物種類、肌肉類型、非蛋白組分和加工方式等多種因素的影響。主要通過蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變影響其消化率。適當(dāng)?shù)募訜?、氧化、高壓、脈沖電場、超聲、微波等處理會使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)松散，暴露出更多的酶作用位點，從而提高其消化性；但過度的加熱、氧化、高壓等處理及添加過量的膳食纖維等外源添加物會引起蛋白質(zhì)聚集，導(dǎo)致消化性降低，因此可通過適宜的途徑促進肉類蛋白的消化。

目前，國內(nèi)針對肉類蛋白質(zhì)消化性的研究尚不全面，主要集中在消化率方面，對相關(guān)肉類蛋白質(zhì)消化性的影響因素缺少系統(tǒng)性總結(jié)與歸類，本文針對肉類蛋白質(zhì)消化性影響因素的研究現(xiàn)狀與趨勢進行闡述與歸納，為提高肉類蛋白的利用率提供理論參考。然而，如何有效提高肉類蛋白消化，還需加強理論與技術(shù)成果轉(zhuǎn)化力度，從而推進肉類食品的健康生產(chǎn)與加工，為畜牧業(yè)與肉品加工業(yè)良性發(fā)展提供借鑒。此外，蛋白酶解生物活性肽的提取及有效利用也成為今后肉類產(chǎn)業(yè)研究的熱點。