南美白對(duì)蝦（

Penaeus vannamei

）因其令人愉悅的風(fēng)味和豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值而廣受消費(fèi)者的青睞。新鮮南美白對(duì)蝦的含水量、不飽和脂肪酸含量和蛋白酶活性均較高，極易受微生物、酶等因素的影響而腐敗變質(zhì)。所以鮮蝦在捕撈之后，需冷藏冷凍或盡快加工成產(chǎn)品以延長(zhǎng)保質(zhì)期。熱處理被認(rèn)為是南美白對(duì)蝦的重要加工手段之一。深入了解熱加工過(guò)程中肉制品的蛋白質(zhì)氧化情況顯得尤為關(guān)鍵。而在南美白對(duì)蝦中，肌原纖維蛋白（MP）約占其總蛋白的50%，是影響其加工生產(chǎn)質(zhì)量的主要成分。

真空低溫烹飪（SV）被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)食品加工理想效果和功能屬性的最佳技術(shù)，其采用真空袋密封食物并以水或蒸汽作為傳熱介質(zhì)。該加工工藝的最大優(yōu)勢(shì)在于能夠防止水分、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和揮發(fā)性物質(zhì)的流失，抑制好氧細(xì)菌的生長(zhǎng)，進(jìn)而延長(zhǎng)產(chǎn)品在貯藏過(guò)程中的保質(zhì)期。

浙江海洋大學(xué)食品與藥學(xué)學(xué)院的馮潔、費(fèi)雨萱、林慧敏*等通過(guò)在不同溫度（40、50、60、70、80 ℃）條件下SV加工南美白對(duì)蝦5、10、15 min，測(cè)定溶解度、表面疏水性、羰基、總巰基含量的變化等指標(biāo)，探究不同溫度和時(shí)間組合SV加工南美白對(duì)蝦MP結(jié)構(gòu)的影響。旨在為SV加工南美白對(duì)蝦的優(yōu)勢(shì)提供一定的理論依據(jù)，為市面上蝦產(chǎn)品的加工提供新的參考。

1 SDS-PAGE分析

電泳是對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化的一種表征方法。SDS-PAGE通常用于表征蛋白質(zhì)片段間所形成的共價(jià)鍵作用，其條帶的變化可以反映蛋白質(zhì)交聯(lián)和降解的變化情況。如圖1所示，南美白對(duì)蝦的MP主要由肌球蛋白重鏈（MHC）、副肌球蛋白（PM）、肌動(dòng)蛋白（Actin）、原肌球蛋白（TM）和肌球蛋白輕鏈（MLC）組成。分子質(zhì)量高達(dá)240 kDa的是MHC，大約在100 kDa的是PM，而中等分子質(zhì)量的則為Actin（約45 kDa）和TM（約38 kDa）以及可能的肌漿蛋白（SP）（接近30 kDa和75 kDa）。20 kDa和15 kDa的兩個(gè)低分子質(zhì)量條帶被認(rèn)為是MLC（調(diào)節(jié)輕鏈和必需輕鏈）。其中MHC和Actin被認(rèn)為是最重要的部分。Yu Jiaqi等也報(bào)道了類(lèi)似的結(jié)果。MHC是蝦肌肉中對(duì)溫度波動(dòng)最敏感的蛋白質(zhì)。在電泳條帶中，40 ℃-5 min的MHC條帶強(qiáng)度低于40 ℃-10 min的條帶強(qiáng)度，50 ℃-5 min的MHC條帶也窄于50 ℃-10 min的條帶，并且80 ℃后條帶逐漸變淺。可能是由于蛋白質(zhì)的熱不穩(wěn)定性在加熱初期發(fā)生降解，即發(fā)生解構(gòu)現(xiàn)象，MHC的頭部或尾部逐漸展開(kāi)。但是在一定程度上隨著加熱時(shí)間的延長(zhǎng)，MHC展開(kāi)的頭部或尾部參與分子間和分子內(nèi)交聯(lián)，即發(fā)生重組現(xiàn)象，在60 ℃-10 min條帶強(qiáng)度達(dá)到最高。

2 溶解度分析

溶解度不僅是評(píng)估蛋白質(zhì)聚集程度的指標(biāo)之一，也是衡量蛋白質(zhì)功能特性的有效指標(biāo)。在加熱過(guò)程中，MP可能經(jīng)歷變性、去折疊和聚集等變化，這可能對(duì)其溶解度產(chǎn)生影響。如圖2所示，隨著SV加工溫度升高和加工時(shí)間延長(zhǎng)，溶解度在總體上呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，50 ℃-5 min條件下溶解度與鮮樣相比出現(xiàn)顯著差異（

P

＜0.05），這與Kang Zhuangli等的研究結(jié)果具有一致性。這一結(jié)果表明，SV加工對(duì)南美白對(duì)蝦MP溶解度有顯著影響，并且與加工溫度和時(shí)間密切相關(guān)。同時(shí)，MP大約在50 ℃-5 min條件下到達(dá)變性點(diǎn)。這可能是由于SV加工后的蛋白發(fā)生解構(gòu)，內(nèi)部的疏水基團(tuán)、巰基暴露，進(jìn)而形成二硫鍵，疏水性增加，引發(fā)蛋白交聯(lián)聚集，導(dǎo)致溶解度降低。但是隨著加工溫度升高和加工時(shí)間延長(zhǎng)，溶解度略有升高。這可能是因?yàn)镾V加工過(guò)程中蛋白質(zhì)發(fā)生了重組，加熱導(dǎo)致Actin和肌球蛋白解聚，MP小片化程度提高，促進(jìn)可溶性蛋白的形成，進(jìn)而使溶解度短暫升高。

3 表面疏水性分析

表面疏水性表示暴露于蛋白質(zhì)表面疏水性基團(tuán)的數(shù)量，可用于衡量蛋白質(zhì)促進(jìn)分子間相互作用的能力。同時(shí)，它也能夠?qū)Φ鞍踪|(zhì)的構(gòu)象和結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行有效表征。由圖3可知，南美白對(duì)蝦MP的表面疏水性總體呈現(xiàn)出隨著SV加工溫度升高和時(shí)間延長(zhǎng)而呈逐漸增強(qiáng)的趨勢(shì)，在50 ℃-10 min條件下與鮮樣相比出現(xiàn)顯著差異，與溶解度變化趨勢(shì)一致，而在70 ℃-5 min條件下達(dá)到最大值，隨后又降低。表明MP在此過(guò)程中發(fā)生了解構(gòu)，內(nèi)部的疏水區(qū)域得以暴露，尤其是一些疏水性氨基酸的暴露，從而增加了疏水性。隨著加工溫度升高和時(shí)間延長(zhǎng)，蛋白質(zhì)分子間發(fā)生聚集，或是暴露在周?chē)h(huán)境中的疏水基團(tuán)和其他分子發(fā)生相互作用，使得某些基團(tuán)被包埋。疏水性氨基酸殘基與水相之間的相互作用下降，導(dǎo)致該過(guò)程中疏水效應(yīng)降低。

4 羰基含量分析

熱加工會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)發(fā)生氧化，氧化應(yīng)激會(huì)致使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不可逆的變化，羰基化是蛋白質(zhì)氧化應(yīng)激過(guò)程中不可逆的關(guān)鍵變化之一。通常而言，蛋白質(zhì)羰基含量與氧化程度之間呈正相關(guān)，即羰基含量越高，蛋白質(zhì)的氧化程度就越大。由表1可知，SV加工后的南美白對(duì)蝦MP中羰基含量高于鮮蝦?？赡苁羌訜岽龠M(jìn)了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的展開(kāi)，氨基酸暴露并使它們更容易受到活性氧的攻擊。高溫又促進(jìn)了蛋白質(zhì)的聚集和沉淀，導(dǎo)致羰基的包埋，降低了它們?cè)诘鞍踪|(zhì)中的含量。隨著SV加工過(guò)程中溫度的升高，加速了蛋白質(zhì)的氧化，蛋白發(fā)生解構(gòu)，自由基攻擊肽鍵的側(cè)鏈產(chǎn)生羰基化合物，導(dǎo)致羰基含量的進(jìn)一步升高。

5 總巰基含量分析

巰基在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的完整性中起著關(guān)鍵作用，是最活躍的官能團(tuán)之一。隨著蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的展開(kāi)，巰基逐漸暴露在蛋白質(zhì)表面，使它們?nèi)菀资艿窖趸⑿纬啥蜴I，這個(gè)過(guò)程會(huì)導(dǎo)致巰基含量的降低。由表2可知，隨著加工溫度升高和加工時(shí)間延長(zhǎng)，總巰基的含量整體呈升高趨勢(shì)。這可能是因?yàn)榧訜釋?dǎo)致MP分子結(jié)構(gòu)展開(kāi)，巰基更多暴露在蛋白質(zhì)表面，但是由于沒(méi)有與足夠的活性氧接觸，故較少發(fā)生或不發(fā)生氧化。在加熱過(guò)程中，蛋白質(zhì)分子也會(huì)發(fā)生不規(guī)則聚集，分子內(nèi)部的蛋白質(zhì)分子也會(huì)再次包含一些巰基，導(dǎo)致總巰基含量出現(xiàn)降低趨勢(shì)。

6 粒徑分析

粒徑分布反映了蛋白質(zhì)顆粒的聚集程度，可以通過(guò)多分散指數(shù)（PDI）和平均粒徑進(jìn)行量化。如圖4、5所示，隨著SV加工溫度升高和時(shí)間延長(zhǎng)，MP分子的粒徑和PDI也逐漸增加，說(shuō)明其聚集程度逐漸增加和分布均勻程度下降，在50 ℃-5 min時(shí)出現(xiàn)明顯變化。這與Xu Yongxia等的研究結(jié)果一致。這可能是因?yàn)榧訜嵴T導(dǎo)蛋白聚集，引起蛋白質(zhì)去折疊和表面積增加，同時(shí)蛋白質(zhì)之間的二硫鍵、氫鍵和疏水相互作用也增強(qiáng)，促進(jìn)了MP分子間的聚集，形成較大粒徑的顆粒，分布越來(lái)越不均勻，從而導(dǎo)致蝦MP粒徑和PDI增加。PDI在60 ℃-15 min條件下達(dá)到最小值，表明該SV加工條件下顆粒分散性最佳。而在80 ℃-5 min條件下處理后（80 ℃-10 min和80 ℃-15 min）PDI的下降可能是由于此時(shí)的MP形成了較為穩(wěn)定的聚集體。此外，這與通常由蛋白中巰基暴露進(jìn)一步形成二硫鍵引起的MP聚集不同。聚集的驅(qū)動(dòng)力因蛋白質(zhì)而異。這可能是由于在40～80 ℃各加熱5～15 min進(jìn)行SV，疏水相互作用在南美白對(duì)蝦MP的熱聚集中起主要作用，而二硫鍵起輔助作用。

7 FTIR分析

FTIR可以提供有關(guān)蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的信息，從而反映MP的構(gòu)象變化。分析不同狀態(tài)、不同濃度和不同環(huán)境下蛋白質(zhì)和多肽的二級(jí)結(jié)構(gòu)，可研究蛋白質(zhì)變性過(guò)程和蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)的相互作用。南美白對(duì)蝦MP在紅外區(qū)域具有幾個(gè)特征吸收帶。如圖6所示，所有實(shí)驗(yàn)組均顯示出了典型的吸收帶和蛋白質(zhì)的特征峰。其中1 600～1 700 cm-1處的酰胺I帶反映了蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)中的C＝O拉伸振動(dòng)和C＝H拉伸振動(dòng)，該振動(dòng)經(jīng)常用于表征蛋白質(zhì)的聚集和展開(kāi)。蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)由

-折疊（1 600～1 640 cm -1 ）、無(wú)規(guī)卷曲（1 640～1 650 cm-1）、

-螺旋（1 650～1 660 cm-1）和

-轉(zhuǎn)角（1 660～1 690 cm-1）組成。由圖7可知，在所有的樣品組中，

-折疊、無(wú)規(guī)卷曲、

-螺旋和

-轉(zhuǎn)角含量隨著加工溫度升高和時(shí)間延長(zhǎng)而發(fā)生了變化，這表明SV加工對(duì)南美白對(duì)蝦MP的二級(jí)結(jié)構(gòu)有影響，在SV加工過(guò)程中發(fā)生了解構(gòu)重組現(xiàn)象。蝦MP主要結(jié)構(gòu)為

β-

折疊，

-螺旋大致呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì)，在

-螺旋結(jié)構(gòu)的消失過(guò)程中，伴有

-折疊、

-轉(zhuǎn)角的形成。與

-螺旋相比，

-折疊是相對(duì)松散的結(jié)構(gòu)。這會(huì)導(dǎo)致更多疏水區(qū)域的氨基酸側(cè)鏈暴露，使得蛋白更容易進(jìn)行交互，而這些相互作用對(duì)于MP的聚集來(lái)說(shuō)至關(guān)重要[。可能是由于溫度升高，一部分MP分子內(nèi)的氫鍵網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)被破壞，導(dǎo)致MP分子展開(kāi)并破壞了有序的二級(jí)結(jié)構(gòu)，

-螺旋反卷積展開(kāi)轉(zhuǎn)化為

-折疊結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致

-螺旋含量的降低。隨著加工溫度升高和時(shí)間延長(zhǎng)，MP的二級(jí)結(jié)構(gòu)可能發(fā)生重組，或是形成有序的凝膠狀結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致

-螺旋的含量增加。該結(jié)果表明，SV加工導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性、疏水基團(tuán)暴露和含水量降低，破壞了支持

-螺旋構(gòu)型的鏈內(nèi)氫鍵，從而出現(xiàn)蛋白質(zhì)去折疊，同時(shí)加強(qiáng)了

-折疊中占主導(dǎo)地位的疏水相互作用，蛋白質(zhì)聚集體逐漸增加。此外，

-折疊含量以非線性方式增加，這與Sun Peizi等的研究結(jié)果一致。

8 拉曼光譜分析

拉曼光譜是一種可以提供有關(guān)蛋白質(zhì)多肽主鏈構(gòu)象、蛋白質(zhì)側(cè)鏈微環(huán)境和化學(xué)信息的無(wú)損檢測(cè)工具，其中酰胺I帶（1 600～1 700 cm-1）常用于分析蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)信息，主要由C＝O拉伸產(chǎn)生，部分由肽組的C—N拉伸、C

-C-N彎曲和N—H平面內(nèi)彎曲產(chǎn)生，可通過(guò)分析酰胺帶的頻率確定蛋白質(zhì)中二級(jí)結(jié)構(gòu)的分布。如圖8所示，鮮樣中拉曼帶以1 663 cm -1 為中心，隨著加工溫度升高和加工時(shí)間延長(zhǎng)，該波段的最大拉曼強(qiáng)度總體上逐漸向更高頻率位移。表明SV熱處理導(dǎo)致了蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的變化，且隨著加工溫度升高和加工時(shí)間延長(zhǎng)，

-折疊和無(wú)規(guī)卷曲含量增加。原因可能是加熱導(dǎo)致南美白對(duì)蝦MP部分展開(kāi)和聚集，即在該過(guò)程中蛋白發(fā)生了解構(gòu)與重組現(xiàn)象。

-折疊的形成更有利于蛋白質(zhì)間的相互作用，并有助于生成蛋白質(zhì)凝膠網(wǎng)絡(luò)。該變化印證了MP表面疏水性、粒徑以及FTIR分析結(jié)果。

結(jié)論

本研究分析了不同SV加工溫度和時(shí)間組合對(duì)南美白對(duì)蝦MP結(jié)構(gòu)的影響。當(dāng)SV加工溫度恒定時(shí)，隨著加工時(shí)間的延長(zhǎng)（或當(dāng)加工時(shí)間恒定時(shí)，隨著加工溫度的升高），南美白對(duì)蝦MP的理化指標(biāo)總體呈現(xiàn)出溶解度降低、表面疏水性增大、羰基和總巰基含量增加、粒徑變大的趨勢(shì)，說(shuō)明SV加工使得南美白對(duì)蝦MP氧化，結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，出現(xiàn)解構(gòu)、重組及聚集等現(xiàn)象，且約在50 ℃-5 min條件下達(dá)到變性點(diǎn)。在SDS-PAGE分析中，40 ℃-5 min、50 ℃-5 min組的MHC條帶寬度分別窄于40 ℃-10 min、50 ℃-10 min組也佐證了這一點(diǎn)。總巰基含量和粒徑結(jié)果表明，在40～80 ℃各加熱5～15 min，二硫鍵在MP的聚集中并非起到主要作用。同時(shí)，通過(guò)FTIR和拉曼光譜分析發(fā)現(xiàn)，MP二級(jí)結(jié)構(gòu)中

-螺旋含量表現(xiàn)出先降低后增加的趨勢(shì)，且降低過(guò)程中伴隨

-折疊和

-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)的增加，進(jìn)一步佐證了SV加工過(guò)程中MP發(fā)生解構(gòu)重組現(xiàn)象。本研究結(jié)果有助于為蝦加工行業(yè)和消費(fèi)者設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)孽r蝦SV處理方案。

通信作者：

林慧敏 教授

浙江海洋大學(xué)食品與藥學(xué)學(xué)院

林慧敏，食品科學(xué)博士，博士后，浙江海洋大學(xué)食品與藥學(xué)學(xué)院教授。日本長(zhǎng)崎大學(xué)及美國(guó)佐治亞大學(xué)訪問(wèn)學(xué)者。主要從事食品科學(xué)與工程、水產(chǎn)品加工及貯藏工程、海洋生物資源的加工與綜合利用方向的教學(xué)和科研工作。先后主持國(guó)家青年基金項(xiàng)目“納米自組裝帶魚(yú)肽/鐵/肽結(jié)構(gòu)中量子點(diǎn)接觸的功能調(diào)控研究（31301597）”，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目子課題“魚(yú)類(lèi)方便食品品質(zhì)提升關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)示范（2020YFD0900901）”國(guó)家星火計(jì)劃“魚(yú)糜漂洗液魚(yú)蛋白鐵肽分離關(guān)鍵技術(shù)研究及示范（2013GA700259）”，省重大科技專(zhuān)項(xiàng)計(jì)劃項(xiàng)目“低溫等離子體在魷魚(yú)加工及冷鏈物流過(guò)程中的應(yīng)用研究與示范（2014C02022）”，省自然科學(xué)基金“基于亞鐵離子螯合誘導(dǎo)的帶魚(yú)蛋白微膠囊形成機(jī)理及緩釋機(jī)制研究”，舟山市科技計(jì)劃項(xiàng)目“青占魚(yú)原料安全儲(chǔ)運(yùn)及即食食品開(kāi)發(fā)研究產(chǎn)業(yè)化（2011C22048）”等。先后參與國(guó)家科技部國(guó)際合作項(xiàng)目“海水產(chǎn)品流化冰船上保鮮關(guān)鍵技術(shù)合作研究”（2012DFA30600），浙江省科技廳重大科技專(zhuān)項(xiàng)“冷凍水產(chǎn)品大腸桿菌生物控制關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”（2011C13027-2）等，獲2012年度舟山市科學(xué)技術(shù)進(jìn)步三等獎(jiǎng)（排名第一），2015年度中國(guó)商業(yè)聯(lián)合會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)（排名第五）；2016產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新成果優(yōu)秀獎(jiǎng)（排名第二）;第八屆中國(guó)技術(shù)市場(chǎng)金橋獎(jiǎng)（排名第三），舟山市科學(xué)技術(shù)進(jìn)步三等獎(jiǎng)（排名第一）等。以第一或通信作者在

Food &Function、Food Control、LWT、Aquaculture Reports、Food Science & Nutrition

、《食品科學(xué)》等期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文 40余篇；申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明、實(shí)用新型專(zhuān)利30余項(xiàng)，授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利10余項(xiàng)；主編教材《現(xiàn)在分離純化技術(shù)在水產(chǎn)品中的應(yīng)用》，參編“十三五”規(guī)劃教材《食品物流學(xué)》，參編“十四五”工程教育及新工科理念規(guī)劃教材《食品化學(xué)》，參編論著《海洋食品科學(xué)與技術(shù)》（科學(xué)出版社）。

第一作者：

馮潔 碩士研究生

浙江海洋大學(xué)食品與藥學(xué)學(xué)院

主要從事水產(chǎn)品加工及貯藏工程的研究。參與并獲得“天食杯”第四屆食品研究與開(kāi)發(fā)創(chuàng)新創(chuàng)意大賽二等獎(jiǎng)，“東海杯”第九屆中國(guó)傳統(tǒng)食品創(chuàng)新大賽三等獎(jiǎng)。

本文《真空低溫烹飪對(duì)南美白對(duì)蝦肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)的影響》來(lái)源于《食品科學(xué)》2025年46卷第20期268-276頁(yè)，作者：馮潔，費(fèi)雨萱，周錦均，林慧敏*，張賓。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250417-135。點(diǎn)擊下方閱讀原文即可查看文章相關(guān)信息。

實(shí)習(xí)編輯：農(nóng)夢(mèng)琪；責(zé)任編輯：張睿梅。點(diǎn)擊下方 閱讀原文 即可查看全文。圖片來(lái)源于文章原文及攝圖網(wǎng)