蛋白质是粮食作物的另一重要组成部分，超高 压蛋白质改性技术为蛋白资源的开发与应用提供了 一个新思路。超高压会引起氢键、疏水键、盐键等非 共价键的变化，而蛋白质三、四级结构的稳定主要靠 非共价键来维持，因此
超高压处理对蛋白质的影响 主要表现在三、四级结构的变化。Ｌｕｄｉｋｈｕｉｚｅ等研 究发现 １５０～２００ＭＰａ的压力即可使蛋白质的三级 空间结构发生改变，非极性氨基酸暴露，而二级结构 的改变则需要大于 ７００ＭＰａ的压力。
有学者详细地研究了压力和温度对蛋白质变性 的影响，如图 １（图中 ΔＨ、ΔＶ、ΔＧ分别表示蛋白 质变性所需的焓变、体积变、吉布斯自由能变）所 示：不同温度范围内，蛋白改性对于压力的要求变化 趋势不同。当温度低于 ３００Ｋ，随着温度的提高，蛋 白变性所需的压力也提高；当温度高于 ３００Ｋ，随着 温度的提高，蛋白变性所需的压力则降低。可见，对 于蛋白质改性，压力和温度两因素存在较强的交互 作用。还有学者研究了超高压对谷朊粉结构的影 响，发现压力大于 ２００ＭＰａ时，谷朊粉的巯基含量下 降，压力达到 ８００ＭＰａ时谷朊粉蛋白的双硫键交联 增多。超高压会对蛋白质结构产生一定的影 响，从而使蛋白质的一些理化性质 （起泡性、溶解 性、凝胶特性和乳化性）发生相应的变化。
蛋白质的起泡性作为食品原料的一个重要功能 性质，其在糕点、烘焙类行业应用相当广泛。有学者 研究发现利用 ３００ＭＰａ压力处理麦醇溶蛋白、麦谷 蛋白时，２种蛋白质的起泡性都最好。刘国琴等 采用 ３００ＭＰａ的压力处理大豆分离蛋白，发现超高 压处理可以增加蛋白的起泡性。
蛋白质的溶解性是水化作用的重要体现，是蛋 白质品质的重要指标。钟昔阳等研究了超高压对麦 醇 溶 蛋 白、麦 谷 蛋 白 溶 解 度 的 影 响，在 ０１～ １００ＭＰａ压力范围内，压力对 ２种蛋白的溶解度影 响较大，在 １００～３００ＭＰａ压力范围内，压力对麦醇 溶蛋白的溶解度影响不大，但麦谷蛋白的溶解度随 压力增大而增大，３００～５００ＭＰａ２种蛋白的溶解度 都随压力增大而减少。李汴生等采用 ４００ＭＰａ 高压处理低浓度大豆分离蛋白溶液，发现蛋白质溶 解性显著提高。Ｔｏｒｒｅｚａｎ等研究发现在 ｐＨ值为 ２６６条件下用 ４５０ＭＰａ压力处理 ２％ 大豆蛋白溶 液，此时大豆分离蛋白溶解性最大。从现有的研 究结果可以看出，同一压力对不同蛋白的溶解度或 是不同压力对同一蛋白溶解度的影响是有差异的。 相关机理尚未明确，因此超高压处理对蛋白质溶解 度的影响还有待于系统地分类研究。
蛋白质的凝胶性使得蛋白质在食品加工中具有 很大的应用前景。蛋白凝胶的网状结构可吸附水 分、糖、脂肪、风味物质及食品中其他成分，因此蛋白 原料广泛用于香肠、午餐肉等碎肉制品中，以增加其 第 １０期 于勇 等：超高压技术在粮食产品加工中的应用 ２４９ 嫩度和改善风味。超高压使蛋白质凝胶化的机理大 致是压力使水分子距离缩短，自由水与氨基酸侧链 结合，使蛋白质水溶液体积减小，导致离子键和疏水 作用被破坏，使蛋白分子之间形成更多氢键，最后使 蛋白质内部的氨基酸侧链外露形成凝胶。经超 高压处理的大豆分离蛋白凝胶结构较热处理更致 密、均匀。何轩辉在研究超高压对花生分离蛋白凝 胶特性的影响时，发现质量分数为 ３１１％的花生分 离蛋白在 １１５ＭＰａ压力下处理 ５ｍｉｎ，凝胶硬度、弹 性达到最佳。Ｐｕｐｐｏ等研究超高压对大豆蛋白 ７Ｓ球蛋白和 １１Ｓ球蛋白的影响时，发现 ４００ＭＰａ、 ６０℃可促进 ７Ｓ球蛋白的凝胶化。从现有的研究 结果可见适当的压力处理有利于蛋白质凝胶的形成 和一定程度的改善凝胶特性，这给蛋白质凝胶生产 提供了一个新方法。
超高压处理对蛋白质的乳化性、疏水性也会产 生影响。Ｍｏｌｉｎａ等在研究超高压处理对大豆分离蛋 白乳化性的影响时，发现 ７Ｓ球蛋白在 ４００ＭＰａ时乳 化性和疏水性最好，１１Ｓ球蛋白在 ２００ＭＰａ时乳化 性和疏水性最好，而大豆分离蛋白经过 ４００ＭＰａ压 力处理后，此时乳化性最好，但疏水性较差，可能是 ４００ＭＰａ使 ７Ｓ球蛋白解离成单体，增强了表面活 性，从而改善了大豆分离蛋白的乳化性，而 ４００ＭＰａ 使 １１Ｓ球 蛋 白 聚 合，降 低 了 大 豆 分 离 蛋 白 的 疏 水 性。王岁楼等研究发现适当的超高压处理可明 显地提高小麦蛋白的乳化性，但同时乳化稳定性却 有一定的降低。
超高压改性后的蛋白质消化性也发生一定的变 化，主要体现为改性后蛋白质在酶解时的特性会发 生改变。Ｐｅａｓ等研究了超高压处理对大豆乳清蛋 白水解作用的影响，发现在 １００ＭＰａ、３７℃条件下处 理 １５ｍｉｎ，大豆乳清蛋白被胰蛋白酶、糜蛋白酶和胃 蛋白酶水解的程度增加，而利用 ２００ＭＰａ处理可 增加大豆乳清蛋白被碱性蛋白酶水解的程度。 类似的研究发现采用 ２００～４００ＭＰａ的压力处理大 豆蛋白后，其被蛋白酶酶解的水解度提高，同时加快 了酶解的速度。研究发现适当的压力处理可以 改变蛋白质的结构使其紧密的结构伸展或松散、暴 露出分子内部的酶作用位点，利于酶解的进行。 另外，有研究表明适当的压力处理可提高蛋白质的 溶解性，溶解性的增加使蛋白质更易被肠道消化吸 收。基于这两点研究基础，笔者推测超高压技术将 是一种改善粮食蛋白质消化吸收率的有效方法。但 是从目前的研究现状来看
超高压技术对蛋白质在人 体内消化吸收的影响相关的研究仍然不全面，因此 有待于进一步研究。
表 ２ 超高压在粮食蛋白质改性中的研究应用
