基于pH位移调控的牛肉肌原纤维蛋白构象转化与消化特性机制研究

本研究系统解析酸性/碱性pH位移处理对牛肉肌原纤维蛋白（MPs）构象与消化特性的影响，发现极端pH处理通过改变二级结构（α-螺旋→β-折叠/无规卷曲）和表面疏水性（H0），调控胃蛋白酶/胰蛋白酶的酶切位点可及性，为肉制品营养改性提供新策略。

　　

Highlights

• 酸性和碱性处理均显著增加肌原纤维蛋白（MPs）的表面疏水性（H₀）

• 酸性处理诱导更强蛋白聚集，且酸性pH位移（pH 3→7）可部分恢复H₀与粒径

• 极端pH条件下MPs的α-螺旋转化为β-折叠和无规卷曲结构

• 酸/碱处理降低水解度（pH 7: 84.47% → pH 3: 49.45%, pH 12: 69.03%）

• 肽段组成分析揭示pH位移通过改变头部结构影响酶切位点可及性

Surface hydrophobicity (H₀)

蛋白构象变化是影响消化特性的关键因素（Marmon & Undeland, 2013）。本研究通过pH位移处理探究MPs构象变化，以阐明其调控消化率的机制。MPs具有高度有序的肌丝结构，其内部埋藏大量疏水残基以维持稳定性（Lu et al., 2022）。当蛋白结构发生变化时，这些疏水残基暴露于溶剂环境，导致表面疏水性升高。本研究通过荧光探针法测定H₀，发现酸性（pH 3）和碱性（pH 12）处理均显著提升H₀值，而酸性pH位移（pH 3→7）可部分恢复疏水性，碱性位移（pH 12→7）则未观察到类似现象。

Conclusion

综上所述，酸性和碱性pH处理均能增强MPs表面疏水性。酸性处理导致更显著的蛋白聚集，且酸性pH位移可部分恢复H₀与粒径，该现象在碱性位移中未出现。极端pH环境促使MPs的α-螺旋向β-折叠和无规卷曲转化。消化实验表明，酸/碱处理显著降低蛋白水解度，肽段组成分析证实pH位移通过改变头部结构影响酶切位点可及性，而pH复位可恢复结构完整性，使胃蛋白酶（pepsin）和胰蛋白酶（trypsin）能够识别相同水解位点。