高压加工技术调控肌原纤维蛋白结构及乳化性能的分子机制与优化策略研究

为解决高压加工(HPP)对肌原纤维蛋白(MP)乳化性能的影响机制不明问题，研究人员系统探究了150-450 MPa压力处理对鸡肉MP结构特性及乳化活性的调控作用。研究发现150 MPa处理通过暴露疏水基团和活性巯基，显著提升乳化活性指数(EAI)10.75%和稳定性指数(ESI)25.24%，而≥300 MPa则引发蛋白质聚集导致功能下降。该研究为清洁标签食品体系中MP的功能化应用提供了理论依据。

　　

在食品工业领域，肌原纤维蛋白(Myofibrillar Protein, MP)作为肉类加工的核心功能成分，其乳化性能直接决定了肉制品口感和营养输送效率。然而传统热加工易导致蛋白质变性，而新兴的高压加工(High-Pressure Processing, HPP)技术虽能避免热损伤，但其对多组分MP乳化特性的影响机制仍不明确，特别是压力诱导的构象变化与界面行为间的关联尚未阐明。这一认知缺口严重制约了HPP技术在功能性肉制品开发中的应用。

针对这一关键问题，华南农业大学的研究团队在《LWT》发表了创新性研究成果。他们采用动态光散射、傅里叶变换红外光谱等技术，系统分析了150-450 MPa压力范围内鸡肉MP的结构演变规律。研究发现150 MPa处理通过降低粒径至456.72 nm、提升溶解度至72.03%，并显著增加表面疏水性(32.9 μg BPB结合量)，使EAI和ESI分别提升10.75%和25.24%。而当压力≥300 MPa时，氢键强度增至6.33 mg/mL引发的蛋白质聚集反而削弱了乳化性能。

研究主要采用高压处理系统(CQC-2L-600 MPa)、动态光散射粒径分析、FTIR二级结构解析等技术手段，结合乳化活性指数(EAI)和稳定性指数(ESI)测定，系统评估了不同压力参数下MP的结构-功能关系。

3.1 肌原纤维蛋白的理化特性
150 MPa处理使MP平均粒径从545.06 nm降至456.72 nm，溶解度提升至72.03%，同时暴露活性巯基(3.16 mol/10⁴ g)。高压诱导的α-螺旋含量从20.55%降至18.90%，β-折叠从21.95%降至18.91%，而无序结构增加至36.28%，这种构象变化显著增强了界面吸附能力。

3.2 结构特性
FTIR显示150 MPa处理使β-转角增至30.27%，内源荧光光谱证实色氨酸残基微环境改变。扫描电镜显示150 MPa处理的MP形成均匀网络结构，而450 MPa处理则出现片层断裂等过度聚集特征。

3.3 乳化性能
150 MPa/20 min处理的乳液粒径最小(415.20 nm)，48小时分层指数(CI)为0%，显著优于对照组。300 MPa以上处理则因蛋白质聚集导致乳液稳定性急剧下降，CI值增至47.2%。

该研究首次阐明HPP对多组分MP的"压力-结构-功能"调控规律，确立150 MPa/20 min为最佳处理参数。这一发现不仅为肉制品品质调控提供了新思路，更为清洁标签食品开发提供了关键技术支撑。研究揭示的压力依赖性构象重组机制，对蛋白质功能化设计具有普遍指导意义，标志着非热加工技术在功能性食品领域取得重要突破。