高压处理对鸡肉肌原纤维蛋白理化特性、结构及乳化性能的调控机制研究

推荐：本研究针对高压处理(HPP)对鸡肉肌原纤维蛋白(MP)功能特性的影响机制不明问题，系统探究了150-450 MPa压力下MP结构-功能关系。发现150 MPa处理通过暴露疏水基团和活性巯基(SH)，使MP粒径减小至456.72 nm，乳化活性指数(EAI)和稳定性指数(ESI)分别提升10.75%和25.24%，为清洁标签肉制品开发提供了理论依据。

　　

在食品工业领域，肉类制品的品质提升始终是科研人员关注的焦点。作为肉制品中最重要的功能蛋白，肌原纤维蛋白(Myofibrillar Protein, MP)约占肌肉总蛋白含量的50-60%，其乳化性能直接影响肉制品的质地、口感和营养输送能力。然而，传统热加工方式容易导致蛋白质变性，而高压处理(High-Pressure Processing, HPP)作为一种非热加工技术，能在100-800 MPa范围内通过物理作用改变蛋白质结构，但不同压力条件下MP结构-功能关系的系统研究仍存在空白。特别是对于多组分MP体系（包含肌球蛋白、肌动蛋白等），其乳化性能的调控机制尚不明确，这严重制约了HPP技术在功能性肉制品开发中的应用。

针对这一科学问题，华南农业大学食品学院的研究团队在《LWT》发表了创新性研究成果。研究人员采用动态光散射(DLS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)等技术，系统分析了150/300/450 MPa处理10-20 min对鸡肉MP结构特性和乳化性能的影响。通过测定溶解度、粒径分布、表面疏水性、二级结构等指标，结合乳化活性、稳定性及微观结构表征，揭示了压力依赖性的构效关系。

3.1 理化特性分析
研究发现150 MPa处理使MP平均粒径从545.06 nm降至456.72 nm，溶解度显著提高至72.03%。此时活性巯基(SH)含量增加至3.16 mol/10⁴ g，表面疏水性从12.2 μg升至22.5 μg，表明蛋白质适度解折叠暴露出功能基团。但当压力≥300 MPa时，氢键强度从2.71 mg/mL增至6.33 mg/mL，二硫键交联导致粒径超过1400 nm，形成大分子聚集体。

3.2 结构特性变化
FTIR分析显示150 MPa处理使α-螺旋和β-折叠含量分别从20.55%和21.95%降至19.50%和18.91%，而无规卷曲增加至36.28%，这种有序-无序结构转变增强了分子柔性。内源荧光光谱显示300 MPa处理后荧光强度降低，表明色氨酸残基微环境改变。SEM图像直观显示150 MPa处理形成均匀网络结构，而450 MPa产生片层断裂现象。

3.3 乳化性能验证
最优处理条件(150 MPa/20 min)使EAI和ESI分别达到9.09 m²/g和3.68 min，乳化颗粒粒径最小(415.20 nm)。显微镜观察显示该条件下乳液滴分布均匀，48小时储存后乳化指数(CI)为0%，显著优于对照组(8.03%)。高压诱导的适度结构展开促进了MP在油水界面的吸附，而过高压力(≥300 MPa)导致的聚集体会阻碍界面稳定作用。

这项研究首次阐明了多组分MP在HPP处理下的构效关系规律，确定150 MPa为平衡结构展开与功能维持的临界压力点。该发现不仅为肉制品品质调控提供了精准的物理加工参数，更为开发基于MP的功能性乳液载体系统（如Pickering乳液）奠定了理论基础。从产业应用角度看，该技术具有三大优势：通过非热加工保留营养成分、减少化学添加剂使用、能耗相对可控。未来研究可进一步探索HPP-MP复合体系在活性成分包埋、控释输送等领域的应用潜力。