郭蔚波，趙 燕，徐明生，姚 瑤，吳 娜，杜華英，涂勇剛,*

（1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 江西省天然產(chǎn)物與功能食品重點實驗室，江西 南昌 330045；2.南昌大學(xué) 食品科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室，生物質(zhì)轉(zhuǎn)化教育部工程研究中心，江西 南昌 330047）

蛋白質(zhì)具有構(gòu)成新組織、參與物質(zhì)代謝、提供能量、提供必需氨基酸、增強(qiáng)抵抗力等重要生理功能[1]。蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值不僅依賴于蛋白質(zhì)和氨基酸的總含量，還依賴于蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征。α-螺旋、β-折疊、β-轉(zhuǎn)角和無規(guī)卷曲等二級結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)中發(fā)揮作用的重要組成部分[2-3]，此外蛋白質(zhì)的三、四級結(jié)構(gòu)中的靜電相互作用、氫鍵、疏水相互作用和蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)中的二硫鍵在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中也發(fā)揮著作用。蛋白質(zhì)這些結(jié)構(gòu)的變化與其消化行為密切相關(guān)[4]。

在不同的加工方式下，蛋白質(zhì)各級結(jié)構(gòu)的變化不盡相同，同時也對蛋白質(zhì)的消化行為的影響各不相同。故本文主要對熱加工[5-8]、超聲波協(xié)同[9-10]、超高壓[11]等不同處理方式下蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與體外消化率之間變化的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，從而探討不同加工方式下蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化與體外消化性的關(guān)系，以期探明蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與營養(yǎng)價值關(guān)系并為選擇蛋白質(zhì)的加工方式提供理論指導(dǎo)。

1 體外消化模型在蛋白質(zhì)中的應(yīng)用

蛋白質(zhì)體外消化模型主要以蛋白質(zhì)的消化率為參數(shù)，而蛋白質(zhì)消化率是食物中蛋白質(zhì)被消化吸收的部分占總蛋白質(zhì)含量的比例，是評價食物營養(yǎng)價值的重要指標(biāo)[12]。消化率高的蛋白質(zhì)在消化后能產(chǎn)生更多的氨基酸，具有更高的營養(yǎng)價值。近幾年來，不同種類的蛋白質(zhì)被用于體外消化模型的研究，其中常見的是谷物蛋白[13]、乳制品蛋白[14]及禽蛋類蛋白[15]等。

在這些蛋白質(zhì)的體外模型中，單酶一步消化法是指通過一種酶對蛋白質(zhì)進(jìn)行水解，其操作相對簡單，但由于使用酶的單一性，會影響蛋白質(zhì)的消化，故測得的體外消化率也相對較低[16]。胃蛋白酶-腸液一步消化法是指將人體的胃液和十二指腸液進(jìn)行混合加入到所要測的蛋白質(zhì)中，進(jìn)行體外模擬消化實驗。但由于受到各方面因素的影響，實驗重現(xiàn)性較低[17]。胃消化和小腸消化是連續(xù)兩步模擬的，也是研究體外消化率時最常用的方法之一[18]。此方法是將胃蛋白酶與胰蛋白酶結(jié)合。食物首先在模擬胃消化壞境中進(jìn)行胃蛋白酶消化，接著模擬腸消化環(huán)境對食物進(jìn)行胰蛋白酶消化。在模擬體外消化的過程中，酶也是非常關(guān)鍵的因素。胃液中的酶主要是胃蛋白酶，它與胃酸結(jié)合可將食物中的蛋白質(zhì)初步水解。而小腸中的酶類相對復(fù)雜，它主要是由胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、糜蛋白酶等組合而成，可以進(jìn)一步水解經(jīng)胃消化產(chǎn)生的氨基酸和更小的肽[12]。而對于人體內(nèi)的消化系統(tǒng)的復(fù)雜環(huán)境，多種酶共同的作用相對于單酶的作用更符合人體內(nèi)的消化情況[19]。Prandi等[20]在對不同消化酶體系進(jìn)行研究時，比較了兩種消化酶體系（單一酶消化體系和多酶消化體系）對小麥蛋白體外消化率的影響。研究表明，利用多種酶對蛋白質(zhì)進(jìn)行消化更能模擬小麥蛋白在胃腸道中的消化行為。各種體外消化模型的優(yōu)缺點總結(jié)見表1。

表1 體外消化模型的優(yōu)缺點Table1 Advantages and disadvantages of in vitro digestion models

在考慮體外消化模型是否能較好地反映出體內(nèi)消化行為時，有學(xué)者建立了小鼠體外消化模型，同時進(jìn)行了真實小鼠體內(nèi)消化實驗。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，將在胃中不消化的天然β-乳球蛋白注入到小鼠胃內(nèi)，其經(jīng)過小腸后可以被消化。同時在模擬體外消化實驗中，用胰液素處理天然的β-乳球蛋白也可將其消化。這與真實小鼠體內(nèi)實驗結(jié)果是一致的。這些結(jié)果說明體外消化模型可以較好地反映真實的人體內(nèi)消化環(huán)境[12]。

2 不同處理方式下蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化與體外消化性的關(guān)系

2.1 熱處理下蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化與體外消化性的關(guān)系

蒸煮、殺菌、噴霧干燥、干熱處理等熱處理在食品加工中被廣泛應(yīng)用[25-27]。這些操作會引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化[28]，從而改變蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)和理化性質(zhì)。陶汝青等[29]研究熱處理對大豆分離蛋白二級結(jié)構(gòu)的影響中發(fā)現(xiàn)，隨著熱處理溫度的上升，蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)中α-螺旋含量顯著上升，β-折疊含量顯著下降，無規(guī)卷曲含量顯著上升。Sun Minjie等[11]在研究熱處理（40～127 ℃）甘薯蛋白二級結(jié)構(gòu)中發(fā)現(xiàn)，熱處理能顯著降低β-折疊含量，顯著升高無規(guī)卷曲含量和β-轉(zhuǎn)角含量。而這些蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)變化影響著蛋白質(zhì)消化行為[30-32]。白明昧等[5]研究發(fā)現(xiàn)不同熱處理（濕熱法和干熱法）下大豆蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著的改變，其中蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)中α-螺旋含量、β-折疊含量和α-螺旋與β-折疊比值和無規(guī)卷曲含量均不同程度地影響著蛋白質(zhì)的品質(zhì)和消化性。其中α-螺旋的含量、無規(guī)卷曲含量均與蛋白質(zhì)體外消化率呈正相關(guān)，而β-折疊含量則與體外消化率呈負(fù)相關(guān)。同時在王中江等[33]模擬大豆蛋白體外消化實驗中也發(fā)現(xiàn)，隨著溫度的升高（70～85 ℃），α-螺旋的含量逐漸增加，β-折疊含量則呈減少趨勢。且α-螺旋的含量與蛋白質(zhì)體外消化率呈正相關(guān)，而β-折疊含量與體外消化率呈負(fù)相關(guān)。二硫鍵作為研究蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的重要組成結(jié)構(gòu)，也是維持蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要因素。在蛋白質(zhì)的體外消化中也發(fā)揮了重要作用。Rocha等[34]發(fā)現(xiàn)不同加熱溫度（60～135 ℃）可以使二硫鍵發(fā)生交聯(lián)，從而降低大豆蛋白消化率。Duodu等[35]發(fā)現(xiàn)高粱蛋白經(jīng)高強(qiáng)度蒸煮后，其體外消化率會出現(xiàn)一個下降趨勢。這是由于高粱蛋白經(jīng)蒸煮后形成大量的二硫鍵，而這些二硫鍵發(fā)生交聯(lián)導(dǎo)致蛋白質(zhì)體外消化率降低。這些結(jié)果都說明二硫鍵是影響體外消化率的重要因素[4]。蛋白質(zhì)三、四級結(jié)構(gòu)中的次級鍵也是影響蛋白質(zhì)體外消化率的重要因素。趙學(xué)偉等[36]發(fā)現(xiàn)小米蛋白經(jīng)過擠壓熱處理后，蛋白質(zhì)間的疏水相互作用導(dǎo)致蛋白質(zhì)發(fā)生聚集，導(dǎo)致蛋白質(zhì)的溶解度降低，從而降低了蛋白質(zhì)的體外消化率。同時蘇鈺亭等[37]在研究不同蒸煮方式對大米蛋白消化率影響時發(fā)現(xiàn)，低強(qiáng)度蒸煮制備的米飯相對于高強(qiáng)度蒸煮制備的米飯具有較高的蛋白消化率，這是由于蛋白質(zhì)在高溫下變性使得蛋白質(zhì)間疏水相互作用增強(qiáng)，蛋白質(zhì)之間相互聯(lián)結(jié)形成沉淀導(dǎo)致消化率降低。

在熱處理加工對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及體外消化率的影響中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)熱處理的蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)中的α-螺旋含量與體外消化率呈正相關(guān)，而β-折疊含量則與體外消化率呈負(fù)相關(guān)。二硫鍵的交聯(lián)和蛋白質(zhì)間疏水相互作用增強(qiáng)都會降低蛋白質(zhì)的體外消化率。從體外消化率的升降情況來看，在一定溫度下，蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值得到提升，但是過高的溫度反而會使蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值流失。由于熱處理下蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中二硫鍵的交聯(lián)會降低蛋白質(zhì)的體外消化率，從而影響蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值，故對如何減少熱處理蛋白質(zhì)間二硫鍵交聯(lián)的研究是有必要的。

2.2 超聲波協(xié)同處理下蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化與體外消化性的關(guān)系

超聲波技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在食品的加工過程中，且超聲波協(xié)同處理的手段也在食品加工中得到應(yīng)用。有研究結(jié)果顯示，超聲波協(xié)同處理方法相對于單一的超聲處理對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)性能及體外消化率影響更大。李素云[10]在研究超聲單獨處理和超聲協(xié)同堿預(yù)處理的大米蛋白實驗中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)超聲和超聲協(xié)同堿預(yù)處理后，與未經(jīng)任何處理的對照組相比，超聲和超聲協(xié)同堿預(yù)處理都使得大米蛋白二硫鍵含量減小。大米蛋白二級結(jié)構(gòu)含量也發(fā)生了相對變化，且超聲協(xié)同堿處理比僅超聲單獨處理對大米蛋白二級結(jié)構(gòu)影響更大。同時有學(xué)者在利用超聲波協(xié)同堿處理米渣蛋白的實驗中發(fā)現(xiàn)，這種處理方式會引起二級結(jié)構(gòu)中α-螺旋含量和β-轉(zhuǎn)角含量顯著上升，β-折疊含量顯著下降，從而使得米渣蛋白結(jié)構(gòu)變得疏散，繼而米渣蛋白經(jīng)消化后多肽含量顯著下降，引起了蛋白質(zhì)體外消化率上升[38]。龍佩[9]在研究超聲波協(xié)同脫酰胺處理下4 種蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)與體外消化率的關(guān)系中發(fā)現(xiàn)，小麥蛋白、大米蛋白和蕎麥蛋白體外消化率都與二級結(jié)構(gòu)中β-折疊含量呈負(fù)相關(guān)；小麥蛋白和蕎麥蛋白體外消化率都與二級結(jié)構(gòu)中的α-螺旋含量呈正相關(guān)；小麥蛋白和大米蛋白體外消化率都與二級結(jié)構(gòu)中無規(guī)卷曲含量呈正相關(guān)；小麥蛋白體外消化率與β-轉(zhuǎn)角含量呈正相關(guān)；同時在研究蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)變化對體外消化率變化時，二硫鍵與體外消化率呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)性較高。有學(xué)者在研究超聲協(xié)同濕熱處理對蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)中次級鍵與蛋白質(zhì)體外消化率的影響中發(fā)現(xiàn)，超聲協(xié)同濕熱處理相對于傳統(tǒng)濕熱處理更能減弱蛋白質(zhì)間的疏水相互作用，從而使得超聲協(xié)同濕熱處理相對于傳統(tǒng)濕熱處理的體外消化率升高[39]。

在超聲波協(xié)同處理蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化與體外消化率的關(guān)系中發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)、二硫鍵和疏水相互作用都影響著蛋白質(zhì)的體外消化率。且α-螺旋含量與體外消化率呈正相關(guān)，β-折疊含量與體外消化率呈負(fù)相關(guān)，二硫鍵與體外消化率呈負(fù)相關(guān)。由于超聲波協(xié)同處理相對于單一的超聲波處理更有助于提升蛋白質(zhì)體外消化率，故超聲波協(xié)同處理技術(shù)相對于單一的超聲波處理更有助于提高蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值。

2.3 超高壓處理下蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化與體外消化性的關(guān)系

超高壓處理技術(shù)，是指將食品密封于柔性包裝，在超高壓力系統(tǒng)中，通過水或其他液體作為介質(zhì)，在給予食品一定壓力的情況下，達(dá)到殺菌和改善食品特性的作用，是一種較為新型的食品加工技術(shù)[40]。其較為廣泛地應(yīng)用在果蔬制品[41]、乳制品[42]和水產(chǎn)制品[43]中。

超高壓處理不影響蛋白組織的一級結(jié)構(gòu)，會影響蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，對蛋白質(zhì)的三、四級結(jié)構(gòu)影響較大[44]。在小于150 MPa時可以改變蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)；大于150 MPa時，主要由非共價鍵維持的蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)就會發(fā)生變化；大于200 MPa時，由于疏水作用和離子相互作用被破壞，蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)會受到影響[45]。秦影等[46]在研究超高壓處理大黃魚魚糜蛋白質(zhì)實驗與傳統(tǒng)水浴相比時發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過超高壓處理的大黃魚魚糜凝膠蛋白中α-螺旋含量顯著增加，β-轉(zhuǎn)角含量和無規(guī)卷曲含量顯著下降，而β-折疊含量無明顯變化。且三級結(jié)構(gòu)較傳統(tǒng)水浴處理也有明顯變化。在研究蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)變化與超高壓處理下體外消化性的關(guān)系時，Sun Minjie等[11]發(fā)現(xiàn)，隨著壓強(qiáng)（200～600 MPa）的上升，甘薯蛋白二級結(jié)構(gòu)中β-折疊含量顯著上升，無規(guī)卷曲含量顯著下降，α-螺旋含量顯著降低。而甘薯蛋白二級結(jié)構(gòu)與體外消化率沒有相關(guān)性。有學(xué)者對超高壓處理對蛋白質(zhì)三、四級結(jié)構(gòu)變化與體外消化率的關(guān)系進(jìn)行了研究：趙貴川[47]在超高壓處理對米渣蛋白的體外消化率的影響實驗中，研究了在蛋白質(zhì)三、四級結(jié)構(gòu)變化對米渣蛋白的酶解效率的影響。結(jié)果表明，在一定超高壓下，米渣蛋白分子間氫鍵被打斷、疏水相互作用減弱，進(jìn)而影響了蛋白質(zhì)的三、四級結(jié)構(gòu)，使得高壓處理后的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變得松散，暴露出更多的酶切位點，提高了酶對蛋白質(zhì)的催化效率，從而提高了蛋白質(zhì)的可消化性。

超高壓通過壓縮蛋白質(zhì)分子體積，改變了蛋白質(zhì)三、四級結(jié)構(gòu)中次級鍵，使得蛋白質(zhì)分子間氫鍵斷裂，疏水作用力減弱及離子鍵減少，引起蛋白質(zhì)解聚、分子結(jié)構(gòu)伸展等[48]。這些結(jié)果都提高了蛋白質(zhì)的體外消化率。由于超高壓處理不影響蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)，故超高壓處理下，蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)不參與體外消化率的改變。故超高壓處理主要通過影響蛋白質(zhì)三、四結(jié)構(gòu)中的次級鍵影響著蛋白質(zhì)的體外消化率。但是過高的壓力反而會影響蛋白質(zhì)的體外消化率，從而影響蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值。

2.4 金屬離子處理下蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化與體外消化性的關(guān)系

金屬離子是一種常見的用于蛋白質(zhì)中的誘導(dǎo)劑，其豐富的價態(tài)和離子種類對研究蛋白質(zhì)的體系具有重要的意義。在研究添加金屬離子對肌源蛋白結(jié)構(gòu)的影響中發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)間靜電相互作用力和疏水作用有較大的變化，且隨離子強(qiáng)度增加，靜電作用減小，從而促進(jìn)蛋白質(zhì)分子聚集[49]。劉西海[50]在研究金屬離子腌制咸鴨蛋的實驗中發(fā)現(xiàn)，向蛋清中添加金屬離子，會使蛋清蛋白中的β-折疊含量增加。Mohammadian等[51]在研究添加金屬離子模擬胃消化階段乳清蛋白的體外消化率的實驗中發(fā)現(xiàn)，在帶正電荷的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)蛋白聚集體中，強(qiáng)靜電斥力可以降解水凝膠。從而使得添加不同種類金屬離子對蛋白質(zhì)的體外消化率有不同的影響。例如胃蛋白酶不存在時，添加Ca2＋和Mn2＋相比Zn2＋的體外消化率下降得慢很多，且在存在胃蛋白酶的實驗中，添加Zn2＋比添加Ca2＋和Mn2＋的實驗組的體外消化率更高。且Zn2＋誘導(dǎo)下的凝膠結(jié)構(gòu)更加的脆弱。而凝膠結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性主要取決于包括疏水作用、氫鍵、靜電相互作用以及二硫鍵等的作用[52]。

金屬離子處理下蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中疏水作用、氫鍵、靜電相互作用等不同程度地影響著蛋白質(zhì)的體外消化性，且不同金屬離子處理下對蛋白質(zhì)的體外消化率影響也有不同，故對蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值表現(xiàn)也有不同。但是由于對金屬離子處理下的蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的變化與體外消化率的相關(guān)性不是很明確，因此，確定金屬離子處理蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)與體外消化性的關(guān)系是有必要的。

2.5 脫酰胺處理下蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化與體外消化性的關(guān)系

脫酰胺是運用在眾多谷物蛋白質(zhì)改性中較為常見的一種方法。主要是由于大部分谷物蛋白質(zhì)中含有酰胺基團(tuán)。龍佩[9]對4 種谷物蛋白（小麥蛋白、大米蛋白、玉米蛋白和蕎麥蛋白）進(jìn)行脫酰胺改性，研究了脫酰胺處理對4 種谷物蛋白體外消化率的影響。并從蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)中的二硫鍵、二級結(jié)構(gòu)含量等方面對體外消化率的影響進(jìn)行了探討。隨著脫酰胺度的上升，4 種蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)中的α-螺旋含量和β-轉(zhuǎn)角含量增加，而β-折疊含量減少；大米蛋白、小麥蛋白和玉米蛋白中的無規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)含量增加。這些結(jié)果表明經(jīng)脫酰胺處理后，谷物蛋白部分二級結(jié)構(gòu)被破壞形成無規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變得松散，從而暴露更多酶切位點；同時，由于脫酰胺的處理，使得二硫鍵向游離巰基轉(zhuǎn)變，從而降低了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)間的二硫鍵含量。這些行為有利于蛋白質(zhì)的消化，從而使得蛋白質(zhì)的體外消化率得到提升。且隨著脫酰胺度的增加，二硫鍵與體外消化率呈負(fù)相關(guān)，蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)中α-螺旋含量與體外消化率呈正相關(guān)，β-折疊含量與體外消化率呈負(fù)相關(guān)。同時經(jīng)過不同脫酰胺度處理后，蛋白質(zhì)間的靜電排斥作用增強(qiáng)，而蛋白質(zhì)體外消化率逐漸上升。這說明脫酰胺處理在一定程度上可以改變蛋白質(zhì)的三、四級結(jié)構(gòu)中的次級鍵，從而影響蛋白質(zhì)的體外消化率[53]。

脫酰胺處理可通過減少二硫鍵含量，使蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)向無規(guī)卷曲變化，從而使得蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)變得松散，蛋白質(zhì)的消化性能得到一定程度的提升，從而提升蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值。但是脫酰胺處理的研究大多數(shù)在谷物蛋白中，故探討脫酰胺處理是否可以作用于別的蛋白質(zhì)，從而影響蛋白質(zhì)的體外消化率具有一定意義。

2.6 堿處理下蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化與體外消化性的關(guān)系

堿處理米渣分離蛋白過程中，蛋白質(zhì)發(fā)生變性，導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子間二級結(jié)構(gòu)等發(fā)生重大變化，且隨著堿濃度的增加，蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)中α-螺旋含量和β-轉(zhuǎn)角含量顯著減少，β-折疊含量和無規(guī)卷曲含量顯著增加[54]。阮曉娟[55]在研究堿腌制對蛋清凝膠形成機(jī)理中發(fā)現(xiàn)，在堿腌制蛋清過程中，隨著堿濃度增加和腌制時間延長，離子鍵和氫鍵顯著下降。且二級結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯變化。在凝膠形成前，蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)中α-螺旋含量相對減少，β-折疊含量相對增加，蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)有序性降低；而凝膠形成后，蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)中α-螺旋含量和β-折疊含量顯著增加，無規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)逐漸消失，蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)有序性升高。而在研究堿處理對蛋白質(zhì)體外消化率的影響時發(fā)現(xiàn)，堿處理下的大米蛋白相對于經(jīng)過蛋白酶水解的大米蛋白具有更高的體外消化率。電子顯微鏡觀察堿處理下的大米蛋白變成了小的無定型顆粒，而蛋白酶水解下的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)仍然保持著部分完整的結(jié)構(gòu)；且發(fā)現(xiàn)由于堿的處理，使得蛋白質(zhì)變得脆弱和膨脹，這些結(jié)果都表明堿處理下引起體外消化率的升高是由蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化引起的[56]。同時，楊林等[57]在堿處理大米蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的研究中發(fā)現(xiàn)，堿處理可以降低大米蛋白中賴氨酸的含量與精氨酸的含量的比例。而有研究表明，堿處理下大米蛋白中賴氨酸與精氨酸的比值與體外消化率呈顯著正相關(guān)[58]。故蛋白質(zhì)中氨基酸的比值會在一定程度上影響蛋白質(zhì)的消化特性，從而影響蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值。但是蛋白質(zhì)的其他結(jié)構(gòu)對體外消化率的相關(guān)性有待研究。不同處理方式下蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)變化與體外消化率之間的關(guān)系總結(jié)見表2。

表2 不同加工方式下蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)與體外消化率的關(guān)系Table2 Relationship between protein secondary structure and in vitrodigestibility with different processing methods

3 結(jié) 語

通過綜述不同加工方式處理下蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化與體外消化率的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，不同的加工方式下蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)變化是不盡相同的，且在不同加工方式處理下蛋白質(zhì)的不同結(jié)構(gòu)變化對體外消化率的影響也不盡相同，對蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值的表現(xiàn)也有所不同。在對不同處理方式蛋白一級結(jié)構(gòu)的研究中發(fā)現(xiàn)，在熱處理、超聲協(xié)同處理下，二硫鍵的交聯(lián)會降低蛋白質(zhì)的體外消化率，但是脫酰胺處理可以降低二硫鍵的含量，從而提高蛋白質(zhì)的體外消化率。在對植物蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的研究中發(fā)現(xiàn)，熱處理、超聲協(xié)同處理和脫酰胺對蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)中α-螺旋含量的影響增加，對β-折疊含量的影響減少。且這種二級結(jié)構(gòu)的變化與超高壓處理和堿處理的結(jié)構(gòu)變化是相反的。對植物蛋白來說，熱處理、超聲波協(xié)同處理和脫酰胺處理下，α-螺旋含量與體外消化率呈正相關(guān)，β-折疊含量與體外消化率呈負(fù)相關(guān)。這也與超高壓處理下的植物蛋白與體外消化率的相關(guān)性不同；對于動物蛋白來說，金屬離子與堿處理對蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)α-螺旋含量的影響是降低的，對β-折疊含量是升高的，這與超高壓處理下的動物蛋白是相反的。在研究蛋白質(zhì)的三、四級結(jié)構(gòu)時發(fā)現(xiàn)，不同加工方式主要通過影響蛋白質(zhì)三、四級結(jié)構(gòu)間的次級鍵與來影響蛋白質(zhì)的體外消化率。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)間疏水相互作用和靜電相互作用的增強(qiáng)會使得體外消化率呈下降趨勢。氫鍵作用的減弱會使蛋白質(zhì)體外消化率上升。

不同加工方式處理下蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化與體外消化率的關(guān)系主要體現(xiàn)在二級結(jié)構(gòu)、疏水作用、靜電相互作用、氫鍵、二硫鍵等與體外消化率的關(guān)系。其中研究較多的是蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)變化與體外消化率的關(guān)系。在研究不同加工方式上蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與體外消化性關(guān)系的手段不僅在于消化率上，需要更深入研究酶解之后的多肽組學(xué)，從而更加有效地解釋在不同加工方式下蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化與體外消化性的關(guān)系，為探討不同加工方式處理下的蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值提供參考。