陳笑迎，田桂芳，陳智慧，桑亞新，孫紀(jì)錄,

（1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，河北保定 071000；2.云南省曲靖農(nóng)業(yè)學(xué)校生物技術(shù)學(xué)部，云南曲靖 655000）

水產(chǎn)蛋白在總蛋白資源中占有重要的地位，相較陸地蛋白資源其優(yōu)越性無(wú)法替代[1]。由于水產(chǎn)蛋白比其他種類的蛋白質(zhì)有更良好的乳化性及凝膠特性，因此在食品工業(yè)中的應(yīng)用更有優(yōu)勢(shì)[2]。雖然水產(chǎn)蛋白有著良好的功能特性，但受熱后發(fā)生變性的可能性更高，自然環(huán)境下容易發(fā)生腐敗變質(zhì)和微生物污染，導(dǎo)致其穩(wěn)定性比大多數(shù)陸地蛋白資源要低，其功能特性也會(huì)因此受到影響，這對(duì)水產(chǎn)蛋白在食品工業(yè)中的應(yīng)用和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)造成了阻礙[3]。

貝類（Shellfish），屬軟體動(dòng)物，是一種高蛋白、低脂肪的水產(chǎn)資源，現(xiàn)存的種類有11.5萬(wàn)種。貝類肉質(zhì)鮮美，營(yíng)養(yǎng)豐富，在生活中廣受各個(gè)年齡階段消費(fèi)者的喜愛(ài)[4]。研究表明，貝類還含有多種活性成分，如?；撬?、蛋白質(zhì)、多肽、多糖等化合物，因此具有較好的保健功能和藥用價(jià)值[5]。我國(guó)貝類產(chǎn)量巨大，近年來(lái)，由于人工養(yǎng)殖和水產(chǎn)增殖技術(shù)的不斷發(fā)展，養(yǎng)殖貝類的產(chǎn)量逐年提高，到2019年，我國(guó)貝類海水養(yǎng)殖產(chǎn)量已達(dá)到1500萬(wàn)噸[6]。我國(guó)目前已開(kāi)展養(yǎng)殖生產(chǎn)或試驗(yàn)性生產(chǎn)的主要經(jīng)濟(jì)貝類有60多種，而已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)規(guī)?；B(yǎng)殖的貝類有20多種，包括牡蠣、貽貝、蛤、蚶、扇貝、鮑及蟶等[7]。研究表明，海洋貝類中含有大量的蛋白質(zhì)，在水產(chǎn)蛋白中貝類蛋白占據(jù)著重要的地位，但是天然貝類蛋白的結(jié)構(gòu)和功能性質(zhì)并不適合于食品加工領(lǐng)域[7]，因此，對(duì)貝類蛋白進(jìn)行改性有著十分重要的意義。

本文論述了應(yīng)用物理改性法、化學(xué)改性法和酶解改性法三種貝類蛋白改性技術(shù)的研究進(jìn)展，闡述了各種技術(shù)對(duì)貝類蛋白結(jié)構(gòu)和功能特性的影響，為貝類蛋白在食品工業(yè)中的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用提供了參考。

1 貝類蛋白的氨基酸組成

表1匯總了常見(jiàn)貝類的蛋白質(zhì)氨基酸組成，可以看出不同貝類蛋白質(zhì)的氨基酸組成存在著一定的差異[7]，因此，相同的蛋白改性技術(shù)作用于不同的貝類蛋白可能會(huì)產(chǎn)生不同的影響。用相應(yīng)的蛋白改性技術(shù)處理貝類蛋白，不僅能改變貝類蛋白的構(gòu)象，還能改善貝類蛋白的一些功能性質(zhì)[8-9]。基于貝類蛋白所具有的良好營(yíng)養(yǎng)和功能特性，為了使貝類蛋白資源得到更好的利用，需要將貝類蛋白進(jìn)行改性以改善蛋白質(zhì)的某些功能特性，緩解蛋白質(zhì)資源短缺的現(xiàn)狀，滿足當(dāng)前的市場(chǎng)需求，使貝類等水產(chǎn)品具有更廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)。

表1 5種常見(jiàn)貝類的氨基酸組成Table 1 Amino acid composition of five common shellfish

2 物理改性法

物理改性法主要是將機(jī)械力、振蕩、熱能等物理手段作用于食品原料，對(duì)蛋白質(zhì)的二、三和四級(jí)結(jié)構(gòu)造成破壞，從而引起蛋白質(zhì)功能特性改變的改性手段[10]。物理改性法具有無(wú)污染，工藝簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，在食品原料的加工處理中占有重要的地位[11]。

2.1 熱處理

熱處理是生活中貝類產(chǎn)品最常見(jiàn)的烹飪方式，主要有水煮，清蒸，焙烤，微波加熱等。熱處理對(duì)貝類蛋白質(zhì)的影響較大，且不同的加熱方式對(duì)貝類蛋白質(zhì)會(huì)產(chǎn)生不同的影響[12-13]。XIN等[14]用微波處理了南美白對(duì)蝦，并檢測(cè)了微波處理后蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)、體外消化率和致敏性。在75 ℃微波10 min下，β-折疊的含量達(dá)到最高，同溫度處理15 min后，α-螺旋含量最低。隨著微波溫度的上升，蛋白質(zhì)體外消化率和總可溶性蛋白含量逐漸降低，總抗氧化能力顯著提高近2倍，致敏性也有所下降。研究表明，微波加熱處理對(duì)于水產(chǎn)品蛋白改性有著較為明顯的效果。

林玉鋒等[15]比較了四種不同的加熱方式（清蒸、微波、水煮、焙烤）對(duì)牡蠣蛋白的影響。牡蠣蛋白的體外消化率在清蒸、焙烤和微波處理下明顯提高，但水煮后牡蠣蛋白的體外消化率變化不大；另外，蛋白質(zhì)氨基酸總量在熱處理下均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。郭子璇等[16]從牡蠣中提取蛋白質(zhì)，在水浴鍋中對(duì)牡蠣蛋白進(jìn)行熱處理。結(jié)果表明，熱處理后牡蠣蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生了較為顯著的變化，β-轉(zhuǎn)角減小，無(wú)規(guī)則卷曲增加，但三級(jí)結(jié)構(gòu)無(wú)明顯的變化；同時(shí)適當(dāng)?shù)臒崽幚硎鼓迪牭鞍椎氖杷栽黾?，且起泡性、持油性和乳化性均有不同程度的改善；但是溫度過(guò)高時(shí)會(huì)使蛋白質(zhì)重新聚集，其溶解度、持油性和乳化穩(wěn)定性都有所降低。這與ZHANG等[17-18]對(duì)熱處理后太平洋牡蠣水溶性、鹽溶性蛋白理化性質(zhì)和體外消化率的研究結(jié)果一致。由此可見(jiàn)，熱處理在一定程度上可以優(yōu)化貝類蛋白的某些功能特性，但加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)造成貝類蛋白中許多營(yíng)養(yǎng)成分的流失，一些生物活性物質(zhì)會(huì)受到破壞，還會(huì)對(duì)有著特殊風(fēng)味的貝類產(chǎn)品的色、香、味產(chǎn)生許多負(fù)面的影響。

2.2 非熱加工

非熱加工是一類新興的食品加工技術(shù)，它可以減少熱加工對(duì)蛋白質(zhì)的色、香、味的影響及營(yíng)養(yǎng)成分的破壞，尤其是消費(fèi)者對(duì)水產(chǎn)類食品的新鮮、營(yíng)養(yǎng)和安全要求越來(lái)越高，這極大的推動(dòng)了水產(chǎn)品非熱加工技術(shù)的發(fā)展。ZHANG等[19]比較了高壓與傳統(tǒng)的加熱方式對(duì)鱈魚(yú)蛋白質(zhì)的影響。研究表明，與烘焙和蒸煮相比，高壓處理后樣品中總肽的含量相對(duì)更高，過(guò)敏性大幅度降低。高壓處理還能提高可溶性蛋白氮的含量并避免蛋白質(zhì)發(fā)生氧化，提高了消化率，改善了熱加工帶來(lái)的負(fù)面性質(zhì)指標(biāo)，能更好的改善鱈魚(yú)蛋白的理化性質(zhì)和提高鱈魚(yú)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。表2以牡蠣蛋白為例，比較了熱處理和三種非熱加工技術(shù)對(duì)蛋白質(zhì)的影響及優(yōu)缺點(diǎn)，與熱處理相比，大部分非熱加工同樣可以對(duì)貝類蛋白的結(jié)構(gòu)和功能性質(zhì)產(chǎn)生較大的影響，而且非熱加工的缺點(diǎn)比熱處理更小，使貝類營(yíng)養(yǎng)成分保留的更好，由此可以得出，非熱加工技術(shù)在蛋白改性方面有著更好的應(yīng)用前景。

表2 4種物理改性方法對(duì)牡蠣蛋白的影響Table 2 Effects of four physical modification methods on oyster protein

2.2.1 高壓處理

2.2.1.1 超高壓處理 超高壓技術(shù)（Ultrahigh pressure processing，UHPP），通常也叫做靜水壓技術(shù)（High hydroststic pressure，HHP）。其操作是用液體作為媒介，在適當(dāng)?shù)臏囟认聦?duì)高壓容器中密封的物料施加靜高壓，一段時(shí)間后，高壓會(huì)造成物料中許多成分的非共價(jià)鍵受到破壞或是重新生成，進(jìn)而引起酶、淀粉、蛋白質(zhì)等生物大分子物質(zhì)失活、糊化與變性，同時(shí)還能殺死細(xì)菌等微生物[23]。超高壓處理主要破壞貝類蛋白的三、四級(jí)結(jié)構(gòu)中的非共價(jià)鍵，對(duì)共價(jià)鍵的改變并不明顯[24]。研究表明，超高壓處理對(duì)蛋白質(zhì)凝膠性能的改變最為明顯，這是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)的體積在靜高壓密封容器中會(huì)不斷縮小，使構(gòu)成立體結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵被破壞或重新形成，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)的變性[25-26]。在超高壓改性時(shí)，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化與壓力的大小有關(guān)，低于150 MPa的壓力處理會(huì)促進(jìn)低聚蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)解離，高于150 MPa的壓力處理會(huì)使蛋白質(zhì)分離與解鏈后產(chǎn)生的低聚體亞單位再次結(jié)合。高于200 MPa的超高壓處理會(huì)造成蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)顯著的變化；但其二級(jí)結(jié)構(gòu)在高于700 MPa的壓力下才發(fā)生改變，并且此變化是非可逆變性[27]。

趙偉等[20]采用超高壓技術(shù)作用于新鮮牡蠣樣品，當(dāng)超高壓壓力由200 MPa升至600 MPa時(shí)，牡蠣肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白內(nèi)部的自由水溶出，部分蛋白質(zhì)水解酶的活性增強(qiáng)，致使蛋白質(zhì)部分水解，游離氨基酸濃度明顯增加。超高壓使牡蠣組織中的部分鹽溶性蛋白質(zhì)溶出，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)之間相互結(jié)合的更加緊密，使牡蠣表面的肌纖維結(jié)構(gòu)逐漸消失，牡蠣肉的凝膠性能有所改善。由此可見(jiàn)，在超高壓處理后，牡蠣蛋白質(zhì)發(fā)生了一定程度的變性，肌纖維的溶解度有所提高，但對(duì)蛋白質(zhì)功能性質(zhì)的改善只有在壓力較大時(shí)（＞700 Mpa）才比較明顯。

2.2.1.2 高壓均質(zhì)處理 高壓均質(zhì)技術(shù)（High pressure homogenization，HPH）又稱動(dòng)態(tài)高壓（Hynamichigh pressure，DHP），常用來(lái)處理流體[28]。其機(jī)制是液體樣品在高壓下通過(guò)直徑不大于2 μm的狹窄可變孔隙，之后壓力下降至大氣壓，液體流速在閥兩側(cè)壓力差的作用下急劇增加，使液體被均質(zhì)并對(duì)蛋白質(zhì)分子起到一定的修飾作用，從而改變蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象和理化性質(zhì)，改善并優(yōu)化蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)，在貝類蛋白質(zhì)的改性中被廣泛地應(yīng)用[29-30]。

吳凡[21]將牡蠣蛋白懸濁液分別進(jìn)行不同壓力的高壓均質(zhì)處理。結(jié)果表明，當(dāng)壓力為80 MPa時(shí)，高壓均質(zhì)使牡蠣蛋白α-螺旋減小的同時(shí)生成為β-轉(zhuǎn)角和無(wú)規(guī)則卷曲，蛋白質(zhì)表面疏水性和游離氨基酸濃度增加，蛋白質(zhì)粒度明顯減小，Zeta電位絕對(duì)值上升。蛋白質(zhì)分子內(nèi)的氫鍵被破壞，牡蠣蛋白的溶解度最大，持水性降低，持油性增加，蛋白質(zhì)乳化性和起泡性均得到改善。但壓力增大到100 MPa時(shí)，牡蠣蛋白重新聚集，致使力度增大，溶解度和表面疏水性均減小，對(duì)牡蠣蛋白反而會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。這與查越[31]用高壓均質(zhì)處理貽貝蛋白所得的結(jié)論相一致。由此可見(jiàn)，用高壓均質(zhì)對(duì)貝類蛋白改性處理時(shí)，蛋白質(zhì)功能性質(zhì)因壓力逐漸上升會(huì)產(chǎn)生不同甚至相反的變化，因此要嚴(yán)格把控改性時(shí)的參數(shù)指標(biāo)，盡量避免對(duì)貝類蛋白的功能性質(zhì)產(chǎn)生不利影響。

2.2.2 超微粉碎技術(shù) 超微粉碎技術(shù)是將直徑3 mm以上的物料顆粒放入粉碎設(shè)備中，經(jīng)過(guò)處理后可將直徑減小至10～25 μm，大大增加了物料的表面積和空隙率，得到的物料具有獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)[32]。貝類蛋白改性一般使用機(jī)械粉碎法[33]。機(jī)械粉碎是利用設(shè)備中的擠壓、摩擦、沖擊和剪切等機(jī)械力破碎物料，一般情況下，剪切摩擦力粉碎的物料粒度最細(xì)，沖擊粉碎的物料粒度分布最寬，擠壓粉碎的物料粒度最粗[34]。機(jī)械粉碎法又可以分為干法粉碎和濕法粉碎，干法粉碎有旋轉(zhuǎn)球磨式、高頻振動(dòng)式、氣流式、捶擊式和自磨式等，濕法粉碎主要是膠體磨和均質(zhì)機(jī)[35-36]。超微粉碎技術(shù)的應(yīng)用拓寬了貝類蛋白質(zhì)深加工的范圍，使貝類產(chǎn)品的溶解性、分散性、吸附性等均有良好的改善，提高了貝類產(chǎn)品的質(zhì)量。

查越[31]將貽貝蛋白提取后脫脂干燥制成蛋白粉，在20 Hz下用球磨儀處理，對(duì)貽貝蛋白進(jìn)行改性。結(jié)果表明，20 min的球磨貽貝蛋白的二、三、四級(jí)結(jié)構(gòu)均發(fā)生了不同程度的改變，蛋白粉的亮度也有所增加，顏色更淺。經(jīng)檢測(cè)證明，球磨后貽貝蛋白的α-螺旋減少，β-轉(zhuǎn)角和無(wú)規(guī)則卷曲增加。蛋白質(zhì)分子的粒徑減小，溶解度減小，表面疏水系數(shù)增加，持水性減小，同時(shí)持油性增加；體外消化率與游離氨基酸濃度也有明顯的增加。

2.2.3 超聲波技術(shù) 超聲波（Ultrasound）是頻率高于20 kHz的機(jī)械振動(dòng)波，是一種綠色環(huán)保的食品加工技術(shù)，被廣泛的應(yīng)用于食品、藥品和農(nóng)作物等物質(zhì)的提取和改性[37]。圖1列出了超聲波改性的機(jī)制，超聲波機(jī)械效應(yīng)產(chǎn)生的震動(dòng)可以改善物料的乳化性能和凝膠性能。超聲波在傳播介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的加速度非常之大，當(dāng)超聲波的強(qiáng)度在流體物料中上升到一定數(shù)值后，空化效應(yīng)就隨之出現(xiàn)[38]。超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，會(huì)使介質(zhì)產(chǎn)生壓縮和膨脹（壓縮會(huì)產(chǎn)生正壓，而膨脹會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓），并且周期性循環(huán)，將氣泡壓縮回液體。當(dāng)負(fù)壓大于水分子對(duì)氣體分子的作用力時(shí)，氣體就會(huì)從液體中脫離出去，產(chǎn)生的氣泡被稱作空穴氣泡[39-40]。氣泡在快速的周期性振蕩中會(huì)發(fā)生劇烈的崩潰，產(chǎn)生短暫的高能環(huán)境，在空穴區(qū)域制造出高剪切力和強(qiáng)湍流作用，同時(shí)部分聲波能量會(huì)被逐漸接收并轉(zhuǎn)化為熱量，產(chǎn)生熱效應(yīng)。在空化過(guò)程中，局部的升溫和壓力的瞬時(shí)增強(qiáng)會(huì)產(chǎn)生聲化學(xué)效應(yīng)，使液體物料中的懸浮顆粒發(fā)生變化。高強(qiáng)度的超聲波技術(shù)主要是通過(guò)聲場(chǎng)產(chǎn)生的空化效應(yīng)，使食品物料之間的化學(xué)鍵被破壞，暴露出反應(yīng)位點(diǎn)，大大加快反應(yīng)的進(jìn)行速率[41-42]。

圖1 超聲波蛋白改性機(jī)制[39]Fig.1 Mechanism of ultrasonic protein modification[39]

低強(qiáng)度的超聲波（＜1 W）常用于檢測(cè)食品的理化性質(zhì)，在食品加工行業(yè)屬于非破壞性技術(shù)[43]。高強(qiáng)度的超聲波（＞10 W）則主要用于理化改性，如改善蛋白質(zhì)理化性質(zhì)、鈍化酶活性、提高化學(xué)反應(yīng)速率等[44-45]。如TANG等[46]用高強(qiáng)度超聲處理低鹽條件下的羅非魚(yú)肌動(dòng)球蛋白，結(jié)果顯示高強(qiáng)度的超聲波改變了肌動(dòng)球蛋白的構(gòu)象，蛋白質(zhì)的溶解性與表面疏水系數(shù)均有變化。已有的研究證明，將蛋白質(zhì)懸濁液進(jìn)行超聲波處理，蛋白顆粒尺寸及流體動(dòng)力學(xué)動(dòng)量會(huì)因空穴效應(yīng)而明顯減小[47]，蛋白質(zhì)的二、三、四級(jí)結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生明顯變化，物理、化學(xué)性質(zhì)和乳化、凝膠性質(zhì)均可得到明顯的改善，同時(shí)還可在一定程度上降低水產(chǎn)蛋白的致敏性[48]。

YU 等[22]對(duì)不同超聲波處理（20 Hz；200、400、600 W）的牡蠣分離蛋白結(jié)構(gòu)和功能變化進(jìn)行了研究。研究表明，隨著超聲波功率和超聲時(shí)間的增加，α-螺旋含量逐漸降低，而β-折疊和無(wú)規(guī)卷曲不斷增加，β-轉(zhuǎn)角的變化并不顯著。超聲波處理導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子拉伸和折疊，二硫鍵斷裂，游離巰基含量增加，隱藏的疏水基團(tuán)暴露，從而造成表面疏水系數(shù)升高。超聲波還能減小牡蠣蛋白的粒徑，增加Zeta電位絕對(duì)值。在600 W超聲波處理15 min時(shí)，蛋白質(zhì)的溶解度達(dá)到最大，但同功率下處理時(shí)間增加到30 min時(shí)，由于蛋白質(zhì)分子膨脹，疏水基團(tuán)暴露，反而使蛋白質(zhì)的溶解度下降。與此同時(shí)，超聲波處理后蛋白質(zhì)的持水能力下降，持油能力增加。此外，起泡性與起泡穩(wěn)定性、乳化活性指數(shù)和乳化穩(wěn)定性指數(shù)在超聲波處理后均有所增加。這與吳凡[21]對(duì)牡蠣蛋白超聲波改性的結(jié)果一致。但查越[31]對(duì)紫貽貝進(jìn)行超聲波蛋白改性時(shí)，二級(jí)結(jié)構(gòu)的變化與上述不同，α-螺旋的百分含量上升，β-折疊和β-轉(zhuǎn)角的含量上升。表明蛋白質(zhì)樣品的組成不同，超聲波改性后蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能特性的變化也不盡相同。

3 化學(xué)改性法

化學(xué)改性主要是利用化學(xué)方法引入新的化學(xué)基團(tuán)或改變蛋白質(zhì)中某些氨基酸集團(tuán)，化學(xué)改性法有很多種，如常見(jiàn)的糖基化、?；?、磷酸化在蛋白質(zhì)資源中應(yīng)用較多；還有酯化、共價(jià)交聯(lián)及氧化作用等也可作用于蛋白改性[49]?；瘜W(xué)改性法操作簡(jiǎn)單，產(chǎn)品穩(wěn)定性高，但由于大多數(shù)化學(xué)改性會(huì)破壞蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值并且可能會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)，有的方法還會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的污染，目前為止有關(guān)貝類蛋白的化學(xué)改性研究相對(duì)較少，已有的貝類蛋白化學(xué)改性方法主要是糖基化[50]。糖基化是還原糖末端與蛋白質(zhì)分子的氨基或羧基相結(jié)合的化學(xué)反應(yīng)[51]，其反應(yīng)機(jī)理如圖2所示，主要分為三個(gè)階段，第一階段蛋白質(zhì)氨基酸殘基末端的氨基與還原糖的羧基結(jié)合，進(jìn)行Amadori分子重排；第二階段受pH的影響生成不同的中間產(chǎn)物；第三階段氨基化合物與醛縮合，生成黑色素和中間產(chǎn)物，最后中間產(chǎn)物也會(huì)進(jìn)一步縮合或聚合生成黑色素。該反應(yīng)條件溫和安全且只有糖和蛋白質(zhì)作為反應(yīng)物，是一種理想的貝類蛋白改性方法[52]。

圖2 蛋白質(zhì)糖基化改性過(guò)程的反應(yīng)機(jī)理[50]Fig.2 Reaction mechanism of protein glycosylation[50]

姜夢(mèng)云等[53]將3種還原糖與櫛孔扇貝閉殼肌的分離蛋白進(jìn)行糖基化反應(yīng)。結(jié)果表明，糖基化使扇貝閉殼肌蛋白發(fā)生了一些變化。如賴氨酸的含量顯示出不同程度的降低，果糖胺的含量也出現(xiàn)不同程度的升高。并且在糖基化過(guò)程中，溫度和pH的波動(dòng)也會(huì)使蛋白改性的結(jié)果產(chǎn)生一些偏差。該研究表明不同的還原糖對(duì)糖基化的結(jié)果有不同的影響，溫度可以促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行，且糖的濃度對(duì)結(jié)果影響不大，但未對(duì)改性后蛋白質(zhì)功能性質(zhì)的改善及堿溶蛋白糖基化探究。牛改改等[54]用還原糖（葡萄糖、乳糖和半乳糖）對(duì)牡蠣蛋白多肽進(jìn)行了干法糖基化改性，并檢測(cè)了產(chǎn)物的功能特性與抗氧化性?？傮w來(lái)看，單糖對(duì)牡蠣蛋白多肽的改性效果比多糖要好，其中，還原糖與牡蠣蛋白肽組合的料液比不同，對(duì)產(chǎn)品的功能特性和抗氧化能力的改善也不相同。綜上所述，糖基化作為常見(jiàn)的化學(xué)改性方法，可以改變貝類蛋白的一些功能性質(zhì)，并且改性結(jié)果受還原糖和貝類蛋白的種類影響較大，但對(duì)貝類蛋白糖基化后其結(jié)構(gòu)和具體功能性質(zhì)的變化還需更深入的探究。

4 酶解改性法

酶解改性技術(shù)一般是指用蛋白酶對(duì)蛋白質(zhì)溶液進(jìn)行不同程度的水解，即在蛋白酶的作用下，引起氨基酸殘基的變化，同時(shí)多肽鏈也會(huì)發(fā)生改變，蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)受到影響，從而能獲得較好功能特性蛋白質(zhì)的過(guò)程[55]。酶解改性時(shí)的影響因素有很多，常見(jiàn)的有溫度、時(shí)間、pH、底物濃度、加酶量等，在貝類蛋白酶解改性中，pH、溫度和時(shí)間影響最大[56]。貝類蛋白酶解改性常用于收集貝類短肽和生物活性物質(zhì)以及生產(chǎn)有特殊風(fēng)味的貝類酶解產(chǎn)品等[57]。酶改性的條件較為溫和，有著高品質(zhì)、高效率和反應(yīng)的高度專一化的優(yōu)點(diǎn)，且不會(huì)減弱食品原料中蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，因此酶改性將具有更大的市場(chǎng)潛力[58]。

對(duì)貝類蛋白進(jìn)行酶解能降低其分子量，得到短肽鏈多肽等具有生物活性的產(chǎn)物，還能提高可電離組分的含量、使更多的疏水基團(tuán)暴露出來(lái)，改變蛋白質(zhì)與周圍環(huán)境的物理、化學(xué)相互作用，增加人體對(duì)蛋白質(zhì)的消化吸收率[59]。貝類根據(jù)種類的不同酶解時(shí)所使用的酶也不同。貝類酶解使用的酶主要有中性蛋白酶，風(fēng)味蛋白酶，木瓜蛋白酶，菠蘿蛋白酶，胃蛋白酶，枯草桿菌酶等[60]，其來(lái)源、最適pH和酶切位點(diǎn)見(jiàn)表3。

表3 常用蛋白酶的性質(zhì)及酶切位點(diǎn)Table 3 Properties and restriction sites of common proteases

高雅鑫等[61]研發(fā)了Box-Benhnke法優(yōu)化中性蛋白酶和風(fēng)味蛋白酶協(xié)同酶解牡蠣蛋白，得到了最佳的工藝條件為：中性蛋白酶:風(fēng)味蛋白酶=1:1，料水比1:6，加酶量4.7%；改性條件為51.7 ℃、pH7.4下反應(yīng)3 h。得到的酶解液氨基氮含量為8.197 mg/g，絲氨酸、組氨酸、精氨酸的含量有所升高，由此可見(jiàn)酶解能促進(jìn)一些呈味氨基酸游離出來(lái)，并平衡人體必需氨基酸和非必需氨基酸的比例，改善貝類蛋白的感官指標(biāo)，此外改性后的產(chǎn)物還含有對(duì)視覺(jué)、神經(jīng)發(fā)育及心血管功能有重要作用的生物活性物質(zhì)—?；撬醄62]。因此酶解不僅能改善貝類蛋白的風(fēng)味，還有利于增加貝類的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和生物活性物質(zhì)的含量，并且得到的酶解產(chǎn)物能進(jìn)一步用于精深加工。柏昌旺[63]研究了牡蠣短肽的酶解工藝，確定了酶解改性牡蠣的最佳工藝條件為：料液比為1:3.9，改性溫度為47 ℃，動(dòng)物蛋白酶添加量3300 U/g，反應(yīng)時(shí)間為3 h。經(jīng)工藝優(yōu)化后，酶解改性的加酶量更少，反應(yīng)時(shí)間更短，反應(yīng)產(chǎn)物的得率更高，且異味更小色澤更好，更適用于后續(xù)的食品加工，該工藝在貝類蛋白精深加工方面有著較好的前景。

貝類蛋白在酶解過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生生物活性肽，目前研究最多的是通過(guò)控制貝類蛋白的酶解程度，來(lái)獲得具有抗氧化能力的酶解產(chǎn)物。李姣等[64]用海洋芽孢桿菌產(chǎn)的蛋白酶對(duì)扇貝蛋白質(zhì)進(jìn)行酶解，得到的產(chǎn)物均能顯示一定的自由基清除能力。龐忠莉等[65]優(yōu)化了動(dòng)物蛋白酶和風(fēng)味蛋白酶協(xié)同酶解牡蠣干酶解液工藝，使水解度可達(dá)33.7%，并對(duì)其酶解產(chǎn)物進(jìn)行了體外抗氧化活性評(píng)價(jià)，結(jié)果表明酶解后蛋白質(zhì)回收率為78.75%，牡蠣干酶解產(chǎn)物具備一定的抗氧化能力，但最終產(chǎn)物的腥味較重，可能不適合直接應(yīng)用于食品工業(yè)中。張澤等[66]優(yōu)化了中性蛋白酶和胰蛋白酶協(xié)同水解牡蠣蛋白工藝，該工藝水解度為27.09%，最終酶解產(chǎn)物的還原能力和較強(qiáng)的DPPH自由基清除能力。綜上可見(jiàn)，貝類蛋白在水解過(guò)程中受蛋白酶種類的影響較大，酶解工藝的差異也可能會(huì)影響其水解度和生物活性肽的種類，且不同種類的貝類蛋白水解后酶解產(chǎn)物的抗氧化能力和感官指標(biāo)也不相同。因此，酶解改性的具體機(jī)制還需進(jìn)一步深入挖掘，酶解工藝的優(yōu)化在減少加酶量以降低成本和減少腥味以改良感官品質(zhì)等方面應(yīng)進(jìn)一步改進(jìn)，使最終酶解產(chǎn)物能更好地適用于食品加工領(lǐng)域。

5 總結(jié)與展望

貝類蛋白是極為優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)資源，物理改性法、化學(xué)改性法和酶解改性法均能使貝類蛋白的結(jié)構(gòu)和功能特性有不同程度的改善。物理改性法涉及的蛋白質(zhì)功能特性改變較多，其中的非熱加工技術(shù)基本不影響貝類蛋白的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值且產(chǎn)生的負(fù)面影響小，在貝類蛋白改性的領(lǐng)域占有重要的地位，但未來(lái)可能要考慮降低成本和能耗的問(wèn)題；化學(xué)改性法操作簡(jiǎn)單，產(chǎn)品穩(wěn)定，成本較低，但會(huì)破壞貝類蛋白的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和一些感官指標(biāo)，包括糖基化也會(huì)產(chǎn)生不利的褐變反應(yīng)，因此化學(xué)改性并非貝類蛋白改性的理想方法；酶解改性法具有較強(qiáng)的專一性，且效率和安全性較高；但酶源及其作用機(jī)制需要繼續(xù)探究以便降低酶的應(yīng)用成本，酶解改性工藝條件的優(yōu)化也需要更深入的研究開(kāi)發(fā)。因此，在滿足降低成本、提高效率、延長(zhǎng)貝類產(chǎn)品的貨架期和保證安全性的同時(shí)，想要獲得具有良好功能性質(zhì)和加工適性的穩(wěn)定貝類蛋白，可以考慮聯(lián)合多種改性方法作用于貝類蛋白，尤其是非熱加工技術(shù)輔助酶解改性可能在將來(lái)成為貝類蛋白改性技術(shù)研究的熱點(diǎn)，如超聲波輔助酶解改性等。研發(fā)合適的貝類蛋白改性技術(shù)不僅可以很好地解決目前蛋白質(zhì)資源短缺的問(wèn)題，還是擴(kuò)寬貝類蛋白在食品工業(yè)中應(yīng)用范圍的重要途經(jīng)。