超高压对蛋白质的影响

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1、摘要：超高压技术是目前国际上最热门的食品加工技术之一，超高压处理在食品蛋白加工中可通过改变蛋白的结构，从而改变溶解性凝胶性乳化性起泡性等诸多加工特性;还可以改变蛋白质的酶解特性从而产生多种活性肽。超高压处理主要影响蛋白质中非共价键，而对共价键影响很小，其影响方向和程度与压力大小、施压时间、蛋白种类、溶液浓度、温度、溶剂有关。关键词：超高压蛋白影响结构超高压技术是食品加工近年来备受关注的高新技术之一，超高压处理就是将食品密封于弹性容器或置于无菌压力系统中(常以水或其它流体介质作为传递压力媒介),使用100MPa以上压力(一般是静水压)，在常温或较低温度下对食品物料

2、进行处理的方法,使食品中酶、蛋白质、核酸和淀粉等生物大分子改变活性、变性或糊化,而食品天然味道、风味和营养价值不受或很少受影响,具有低能耗、高效率、无毒素产生等特点,是近年来发展较快食品加工方法。在美国及欧洲，许多国家先后对超高压食品的原理方法技术细节以及应用前景等方面进行了广泛的研究早在1914年，美国物理学家P.W.Briagmum提出了在静水压(500MPa)下蛋白质凝固，而在700MPa下形成凝胶的报告;但直到1986年才由日本京都大学林立丸教授提出了超高压可以在食品工业上应用到2007年底，全世界建立了约120家食品高压处理厂，处理容积为35～420L

3、，年生产能力总计超过15万t可见，超高压技术已成为食品产业重要的加工手段，在商业应用中受到广泛关注。1超高压处理技术的概念和特点超高压处理是将食品密封于弹性容器或无菌压力系统中，以水或其它流体介质为传压介质，采用100MPa以上(100～1000MPa)压力，在常温或较低温度下处理食品，使食品中酶蛋白质核酸和淀粉等，生物大分子活性改变变性或者糊化。与传统的热处理相比，超高压处理具有优良的特点:首先，它能在常温或较低温度下达到杀菌灭酶的作用，从而减少了热处理引起食品的营养成分及色香味的损失;其次，它传压速度快，均匀，不存在压力梯度;因此，超高压处理食品效率比较高;

4、另外，超高压技术相对耗能较少目前，超高压技术被认为是近年来在食品加工和保存技术中最有发展潜力的技术，超高压技术在食品加工方面的应用范围相当广泛，但就目前研究现状分析来看，主要集中于两方面的研究:一是以达到食品保藏为目的，研究超高压的杀菌灭酶作用;二是以改变食品大分子的有关特性为宗旨，研究超高压对食品的蛋白质脂类多糖等理化特性的影响本文主要综述超高压处理在蛋白质改性方面的影响作用。2超高压对蛋白质改性作用的研究超高压对食品(生物)大分子作用主要是压力所产生物质的体积变化物质组分在结构上差异而导致，在超高压下压缩变形不同当这一变形足够大时，可能会影响物质分子间结合形

5、式，导致键的破坏和重组，从而使食品(生物)大分子功能特性发生变化许多经高静压变性的蛋白质在压力撤消后，分子构象会有所改变，并随之带来功能特性的改善超高压处理对蛋白质改性作用重要体现以下几个方面。2.1超高压处理对蛋白质结构的影响超高压处理主要是破坏蛋白质的三级四级结构的非共价键，而对共价键作用较小不同超高压力处理对蛋白质结构的影响不同一般在100～200MPa下，蛋白质变化是可逆的;但当压力超过300MPa时，蛋白质会发生氢键断裂，产生不可逆变性而改变蛋白质的三级结构，李汴生等发现在100～500MPa超高压范围内，大豆蛋白游离－SH的含量随处理压力提高而逐渐增

6、加;其中400MPa高压处理可使部分蛋白发生变性Tedford等报道了高压和温度复合作用对－lactoglobulin结构变化的影响，观察到蛋白质分子在二级和三级水平上均出现不可逆转的破坏经高压处理后酸奶酪产生颗粒更小的球状蛋白聚集体，会使生产的奶酪凝胶强度更高，交联度更好，一些研究表明，大豆蛋白11S组分在200MPa，1min高压处理下开始变性，而400MPa，10min超高压处理会使蛋白完全变性;这是因为高压均质会导致蛋白质组分相互解离蛋白质凝胶破裂新的二硫键和疏水位点的暴露，从而使得不同组分相互聚集变性。另外，溶液的pH有时也影响到超高压处理效果Pupp

7、o研究发现，pH为8的大豆分离蛋白溶液经200MPa以上超高压处理即可使其表面疏水性和聚集程度发生增加;而pH3的蛋白发生完全变性这样，超高压对于蛋白质结构的影响不仅取决于压力大小，也与蛋白种类温度和pH等因素有关。2.2超高压处理对蛋白质溶解性的影响蛋白质的溶解性是蛋白质水化作用的重要体现;而蛋白质和水分子的相互作用是通过它们的肽键(偶极－偶极或氢键相互作用)或者是通过它们的氨基酸侧链(离子化极性甚至非极性基团的相互作用)，作为食品蛋白质原料的首要条件是具有良好的溶解性，这对蛋白质在食品中稳定性风味等起直接的影响，当花生分离蛋白进行高压处理时，聚集的球状蛋白质

8、逐渐解缔和伸展，同时蛋白