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荷兰瓦赫宁根大学AshkanMadadlou课题组：热、非热和乳化加工对蛋清蛋白消化率的影响综述
TrendsinFoodScienceTechnologyIF:11.
编译：刘美宏
近日，荷兰瓦赫宁根大学AshkanMadadlou课题组对热、非热和乳化加工引起蛋清蛋白胃肠道消化率的变化规律进行了综述，以指导复合加工方式在蛋白的未来研究发展趋势和应用。相关成果以Effectsofthermal,non-thermalandemulsificationprocessesonthegastrointestinaldigestibilityofeggwhiteproteins为题，发表在国际期刊《TrendsinFoodScienceTechnology》上。
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●成果介绍
研究背景
蛋清蛋白（Eggwhiteproteins,EWPs）是人类营养中必需氨基酸的优质来源，且由于其自身优异的功能特性和加工特性，蛋清常用于食品加工。然而，不同的加工方式会影响EWPs消化率，从而影响氨基酸的生物利用度。因此，全面了解不同加工方式对EWP消化率的影响，可以指导加工过程中适宜加工方式的选择以提高EWP产品的营养价值。
综述范围和方法
本文从分子水平（单个分子）、超分子水平（聚集态）和宏观水平（凝胶态）分别阐述了不同加工方法对EWPs的影响（图1）。
图1.不同加工方法对EWPs在不同蛋白结构水平的影响
在分子水平上，蛋白质在热处理过程中经历了从天然状态到较少折叠或变性状态的不同程度的转变，这取决于加热的时间和温度、蛋白质的固有特性和环境因素（例如pH和离子强度）。在超分子尺度上，热处理过程中形成不同大小和形态的聚集结构，可以影响EWPs的消化（图2）。
图2.线性聚集体（a）在pH9和低离子强度（0.03MNaCl）下形成，由于蛋白质的高净电荷和盐离子缺乏电荷屏蔽，分子间相互作用受到限制。在中等净电荷（pH7）和低离子强度（0.03MNaCl）下，有利于形成直支化聚集体（b）。在pH7条件下，通过增加盐浓度（0.3MNaCl），盐离子的屏蔽作用调节了团聚体的结构和形态特征，导致团聚体的形成（c）。在蛋白质净电荷和静电斥力最小化的条件下，即在pH接近卵清蛋白等电点（pH5）和高离子强度的条件下，会生成球形团聚粒子（d）。
非热加工如乳化、超高压、超声波、脉冲电厂等手段均可以影响蛋白消化率。例如，如果蛋白质分子具有长链纤维结构而不是球状结构，超高压处理则可以通过高压均质来裂解蛋白质结构中的共价键，裂解程度取决于应用能量的水平。研究表明，卵黄蛋白（ovomucin）是一种通过二硫键桥形成网络的纤维蛋白，其高压均质可使其共价肽键断裂并修饰网络中的二硫键（压力高达MPa）。在这一过程的中间状态下，由于卵母蛋白分子中的肽键断裂和网络SS桥分裂成SH，纤维尺寸减小和蛋白网络被破坏。能量输入水平的增加导致小纤维数量增加。最后，由于SH基团在pH值高于7时的高反应性，通过构建新的SS桥，可以部分地重新形成一个非常小的纤维网络（图3）。
图3.机械处理对ovomucin中SH和SS变化的示意图（ΔE能量输入，纤维尺寸↓表示纤维尺寸减小，η↓表示粘度降低）。在ΔE作用下，SS键（初始态）被分解成游离的SH基团（中间态）。由于纤维尺寸小，粘度低，在高pH条件下，有利于游离SH氧化成SS和SH-SS变换。
影响蛋白质凝胶消化率的最重要因素包括分子水平上的结构变化程度、pH值、凝胶的微观结构以及凝胶颗粒的大小。值得注意的一点是，聚集体的形态（从链到颗粒）在决定蛋白质凝胶的结构特性方面起着重要的作用。在不同的物理化学条件下形成了四种不同类型的蛋白凝胶（图4）
图4.不同加工条件下EWP凝胶微观结构示意图：（a）难降解凝胶；（b）颗粒海绵状凝胶；（c）中间凝胶；（d）光滑刚性凝胶。
主要发现和结论
加热、高压、超声波、脉冲电场和界面吸附都能使天然EWP展开，从而导致水解位点暴露，并在分子水平上提高蛋白质的消化率。然而，EWPs的美拉德糖基化可能会限制消化酶进入蛋白质，降低其消化率。美拉德反应还可以降低卵清蛋白的IgE结合能力，这可能降低过敏性。在超分子水平上，未折叠EWPs之间的蛋白质-蛋白质相互作用导致形成不同形态的聚集体，这取决于pH值和离子强度。消化酶对热诱导球形团聚体裂解位点的可及性较线性团聚体低。然而，由线性聚集体形成的凝胶由于其密集的网状结构而表现出很高的抗消化性。复合加工手段可以提高蛋白消化率，例如，在超高压下对EWPs进行酶处理，可以快速生产特定的生物活性肽。
鉴于促进健康食品工业规模化生产的重要性，本文对进一步研究开发适用的食品加工技术以提高蛋白质的消化率和高活性肽的释放，并减少食物过敏原的相关研究具有重要的指导价值。
参考文献
ToktamFarjamia,JamalBabaeib,Fran?oiseNau.etal.Effectsofthermal,non-thermalandemulsificationprocessesonthegastrointestinaldigestibilityofeggwhiteproteins.TrendsinFoodScienceTechnology,,:45-56.
DOI:10./j.tifs..11.
编辑：陈敏/主编：王旭/学术顾问：寇兴然
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