彭 林，馬 良,2，戴宏杰，余 永，王洪霞，朱瀚昆，高瑞昌，張宇昊,2,*

（1.西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶 400715；2.西南大學(xué)前沿交叉學(xué)科研究院生物學(xué)研究中心，重慶 400715；3.江蘇大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212013）

肌原纖維蛋白是由肌球蛋白、肌動(dòng)蛋白、肌動(dòng)球蛋白、肌鈣蛋白、原肌球蛋白等組成的復(fù)合體，它是肌肉中一類(lèi)重要的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)群[1]，對(duì)肉制品品質(zhì)以及凝膠、乳化等特性有非常重要的影響[2-3]。肌原纖維蛋白在一定溫度下會(huì)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，即凝膠化，從而賦予肉制品特殊的口感；而肌原纖維蛋白優(yōu)良的乳化特性使得蛋白質(zhì)能夠?qū)⒂椭退直Ａ粼谄涓浇?，并且?duì)于分散和穩(wěn)定脂肪顆粒或油滴起著重要作用，從而維持肉制品較好的質(zhì)地。但是肌原纖維蛋白在加工過(guò)程中的氧化可能會(huì)對(duì)其功能特性以及營(yíng)養(yǎng)和安全造成不良影響，不同的氧化程度對(duì)肌原纖維蛋白的交聯(lián)、聚集等產(chǎn)生的影響程度有一定的差異[4]，輕度氧化對(duì)肌原纖維蛋白的功能特性有促進(jìn)作用，而重度氧化則會(huì)對(duì)肌原纖維蛋白的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)造成不良影響，破壞肉制品的口感和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，并可能形成有毒化合物，從而降低食物的品質(zhì)[5]，同時(shí)氧化產(chǎn)物如硫化合物、犬尿氨酸等會(huì)引發(fā)癌癥、糖尿病等疾病[6-7]。因此需要加入抗氧化劑進(jìn)行控制，但合成抗氧化劑具有潛在的毒性[8]，天然抗氧化劑尤其是多酚類(lèi)物質(zhì)在食品中的應(yīng)用研究日益深化[9-10]，添加多酚對(duì)于肉類(lèi)蛋白氧化抑制具有重要作用，且肉制品加工過(guò)程中香辛料的加入也會(huì)引入多酚物質(zhì)，在調(diào)色調(diào)味的同時(shí)起到抗氧化作用。多酚與肌原纖維蛋白相互作用會(huì)影響蛋白特性，從而影響肉制品品質(zhì)，本文總結(jié)了多酚與肌原纖維蛋白的相互作用機(jī)制及影響相互作用的因素研究，并在此基礎(chǔ)上凝練多酚對(duì)肌原纖維蛋白品質(zhì)影響機(jī)制和調(diào)控手段，旨在為多酚影響肉制品品質(zhì)機(jī)制的明確乃至相關(guān)理論體系的構(gòu)建提供參考。

1 多酚與肌原纖維蛋白的相互作用機(jī)制

多酚與蛋白質(zhì)由于其特殊的結(jié)構(gòu)和特性能夠發(fā)生可逆或不可逆的相互作用。可逆的相互作用通常為非共價(jià)相互作用，而不可逆的化學(xué)反應(yīng)則通常為共價(jià)相互作用，兩種相互作用可同時(shí)發(fā)生[11-12]。

1.1 多酚與肌原纖維蛋白的非共價(jià)相互作用

多酚與蛋白質(zhì)之間的非共價(jià)作用，通常包括疏水相互作用、氫鍵、范德華力和靜電相互作用力等[13-14]。Haslam等率先提出多酚與蛋白質(zhì)非共價(jià)相互作用是“手和手套”模式，其依賴(lài)于蛋白質(zhì)的類(lèi)型和pH值，在蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)或接近等電點(diǎn)處相互作用達(dá)到最大[15]。對(duì)于肌原纖維蛋白，疏水相互作用主要是由多酚的芳香環(huán)和肌原纖維蛋白的疏水位點(diǎn)，如肌球蛋白中的脯氨酸殘基等作用引起；氫鍵主要是由多酚的羥基基團(tuán)與肌原纖維蛋白的氫原子受體位點(diǎn)，如主鏈的肽基，側(cè)鏈上的氨基、羧基等反應(yīng)生成，一定程度上能夠加強(qiáng)其他非共價(jià)作用；范德華力主要是肌原纖維蛋白與多酚中的極性基團(tuán)相互靠近，固有偶極發(fā)生相對(duì)移動(dòng)，從而產(chǎn)生的分子間作用力；靜電相互作用主要是由于肌原纖維蛋白與多酚物質(zhì)中離子間相互吸引或者相互排斥所產(chǎn)生的作用力。黃淵等[16]通過(guò)測(cè)定熒光光譜發(fā)現(xiàn)，表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯與白藜蘆醇兩種多酚物質(zhì)與鰱魚(yú)肌球蛋白的非共價(jià)相互作用主要是范德華力及氫鍵，且多酚與肌球蛋白為自發(fā)結(jié)合過(guò)程。Jia Na等[17]通過(guò)利用溴酚藍(lán)測(cè)定豬肉肌原纖維蛋白的表面疏水性，推斷兒茶素與肌原纖維蛋白會(huì)進(jìn)行非共價(jià)結(jié)合，發(fā)生疏水相互作用。李玲等[18]在氧化條件下測(cè)定豬肌原纖維蛋白的表面疏水性，其推論茶多酚與豬肉肌原纖維蛋白發(fā)生疏水相互作用，從而降低了溴酚藍(lán)與蛋白表面疏水基團(tuán)的結(jié)合。Cao Yungang等[19]通過(guò)測(cè)定熒光光譜發(fā)現(xiàn)隨著沒(méi)食子兒茶素-3-沒(méi)食子酸酯的添加量從0逐漸增加至1 000 mg/L，豬肉肌原纖維蛋白熒光逐漸猝滅，表明沒(méi)食子兒茶素-3-沒(méi)食子酸酯和色氨酸殘基之間具有非共價(jià)相互作用。多酚與蛋白質(zhì)的非共價(jià)相互作用見(jiàn)圖1。

圖1 多酚與肌原纖維蛋白非共價(jià)相互作用[20]Fig. 1 Non-covalent interaction between polyphenols and myofibrillar proteins[20]

1.2 多酚與肌原纖維蛋白的共價(jià)相互作用

多酚與蛋白質(zhì)的共價(jià)相互作用通常是一種加成反應(yīng)，作用較強(qiáng)且不可逆。多酚清除自由基后會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)楦呋钚缘陌膈杂苫Y(jié)構(gòu)或醌類(lèi)物質(zhì)[21]，進(jìn)而與蛋白質(zhì)的巰基和氨基發(fā)生加成反應(yīng)，形成“巰基-醌”和“氨基-醌”加成產(chǎn)物[22]，故而該種加成反應(yīng)常稱(chēng)為“巰基-醌”和“氨基-醌”加成反應(yīng)。肌原纖維蛋白富含巰基，與多酚共價(jià)互作位點(diǎn)主要為巰基和氨基?！皫€基-醌”和“氨基-醌”加成反應(yīng)會(huì)引起肌原纖維蛋白巰基、游離氨基水平顯著降低，使肌原纖維蛋白的α-螺旋、β-折疊等二級(jí)結(jié)構(gòu)和三級(jí)結(jié)構(gòu)改變[23-24]。Jongberg等[25]研究發(fā)現(xiàn)，添加了多酚類(lèi)物質(zhì)的牛肉肌原纖維蛋白巰基含量減少，通過(guò)液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析顯示有“巰基-醌”加成產(chǎn)物的形成。Tang Changbo等[26]通過(guò)基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時(shí)間質(zhì)譜（matrix assisted laser desorption ionization-time of flight/mass spectrometry，MALDI-TOF/MS）研究發(fā)現(xiàn)多酚可以與豬肉肌原纖維蛋白上的巰基形成“巰基-醌”加成產(chǎn)物，且這種加成產(chǎn)物會(huì)隨著多酚與肌原纖維蛋白混合攪拌時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。Prodpran等[27]研究了多酚對(duì)魚(yú)肌原纖維蛋白交聯(lián)的影響，發(fā)現(xiàn)多酚的酚羥基被氧化為醌類(lèi)物質(zhì)，并與肌原纖維蛋白的巰基發(fā)生共價(jià)作用形成更加穩(wěn)定的構(gòu)象，導(dǎo)致肌原纖維蛋白總巰基含量降低。Fujimoto等[28]通過(guò)核磁共振和液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，發(fā)現(xiàn)在自由基氧化條件下，多酚與巰基能夠發(fā)生加成反應(yīng)，從而生成“巰基-醌”加成產(chǎn)物。曹云剛[11]研究發(fā)現(xiàn)，添加了多酚物質(zhì)后，綠原酸氧化生成醌類(lèi)物質(zhì)或半醌類(lèi)物質(zhì)，與豬肉肌原纖維蛋白中的游離氨基共價(jià)結(jié)合，生成“氨基-醌”共價(jià)產(chǎn)物，導(dǎo)致肌原纖維蛋白中的游離氨基含量進(jìn)一步降低。Tang Changbo等[29]采用三重TOF MS/MS技術(shù)，發(fā)現(xiàn)多酚被氧化成醌類(lèi)物質(zhì)后會(huì)與豬肉肌原纖維蛋白發(fā)生加成反應(yīng)，并在氧化應(yīng)激凝膠模型中鑒定迷迭香酸衍生醌類(lèi)化合物與肌原纖維蛋白的加合物，發(fā)現(xiàn)加入迷迭香酸后，迷迭香酸與肌原纖維蛋白中不同氨基酸結(jié)合，形成“氨基-醌”加成產(chǎn)物。多酚與蛋白質(zhì)共價(jià)相互作用見(jiàn)圖2。

圖2 多酚與肌原纖維蛋白共價(jià)相互作用[30]Fig. 2 Covalent interaction between polyphenols and myofibrillar proteins[30]

1.3 多酚與肌原纖維蛋白的相互作用對(duì)蛋白結(jié)構(gòu)的影響

多酚與肌原纖維蛋白的相互作用對(duì)蛋白質(zhì)的二級(jí)及三級(jí)結(jié)構(gòu)具有顯著影響。Sun Jiaojiao等[31]以草魚(yú)為原料研究發(fā)現(xiàn)，添加蘋(píng)果多酚后，肌原纖維蛋白巰基含量減少且肌原纖維蛋白的降解減緩，同時(shí)蘋(píng)果多酚不會(huì)對(duì)草魚(yú)的口感產(chǎn)生不良影響。張慧蕓等[32]研究發(fā)現(xiàn)，添加表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯會(huì)顯著抑制魚(yú)肉肌原纖維蛋白羰基形成，并且由于表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯氧化生成的醌類(lèi)物質(zhì)與巰基、氨基發(fā)生共價(jià)結(jié)合，導(dǎo)致巰基和游離氨基的損失。梅甜恬等[33]通過(guò)對(duì)鴨肉肌原纖維蛋白的研究發(fā)現(xiàn)多酚能夠較好地保護(hù)α-螺旋結(jié)構(gòu)，減少β-折疊結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生。黃淵等[16]通過(guò)圓二色譜法研究發(fā)現(xiàn)隨著表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯濃度上升，鰱魚(yú)肌球蛋白α-螺旋含量整體呈上升趨勢(shì)，β-折疊、β-轉(zhuǎn)角、無(wú)規(guī)卷曲含量都呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，說(shuō)明表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯與肌球蛋白作用使肌球蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，而隨著白藜蘆醇濃度上升，肌球蛋白α-螺旋、無(wú)規(guī)卷曲含量基本不變，僅β-轉(zhuǎn)角、β-折疊含量發(fā)生少許變化，說(shuō)明不同種類(lèi)多酚對(duì)肌球蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)影響有明顯差異，這也從側(cè)面說(shuō)明不同結(jié)構(gòu)的多酚物質(zhì)與肌原纖維蛋白的相互作用方式有所差異，從而造成肌原纖維蛋白的結(jié)構(gòu)差異。Czubinski等[34]發(fā)現(xiàn)多酚可通過(guò)與蛋白質(zhì)結(jié)合來(lái)影響某些氨基酸的有效性，并改變蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致蛋白折疊，從而影響蛋白質(zhì)的功能和消化率，但如果多酚與蛋白疏水位點(diǎn)結(jié)合，且疏水位點(diǎn)較弱時(shí)，蛋白結(jié)構(gòu)基本不發(fā)生變化。

2 多酚與肌原纖維蛋白相互作用的影響因素

多酚與肌原纖維蛋白的非共價(jià)相互作用和共價(jià)相互作用均會(huì)受到自身特性和外界條件的影響。多酚的種類(lèi)、分子質(zhì)量與結(jié)構(gòu)等自身特性以及溫度、pH值、離子強(qiáng)度等外界條件均會(huì)影響多酚與肌原纖維蛋白的相互作用。

2.1 影響非共價(jià)相互作用的因素

2.1.1 多酚種類(lèi)

不同多酚物質(zhì)由于分子質(zhì)量及結(jié)構(gòu)不同，導(dǎo)致其與肌原纖維蛋白之間的非共價(jià)相互作用的強(qiáng)度有所區(qū)別。多酚物質(zhì)中的疏水基團(tuán)越多，其與肌原纖維蛋白之間的疏水相互作用越強(qiáng)；多酚物質(zhì)中的羥基等氫供體越多，其與肌原纖維蛋白的氫鍵作用越強(qiáng)；多酚物質(zhì)中的極性基團(tuán)越多，則范德華力越強(qiáng)；多酚物質(zhì)與肌原纖維蛋白的異性電荷越多，則靜電相互作用越強(qiáng)。黃淵等[16]研究了表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯與白藜蘆醇兩種多酚物質(zhì)與鰱魚(yú)肌球蛋白的相互作用，發(fā)現(xiàn)非共價(jià)作用主要是氫鍵和范德華力，且在相同溫度條件下，兩種多酚類(lèi)物質(zhì)與肌球蛋白相互作用的結(jié)合常數(shù)、結(jié)合位點(diǎn)數(shù)均不相同，其非共價(jià)作用的強(qiáng)度不同。Jia Na等[17]研究發(fā)現(xiàn)兒茶素與豬肌原纖維蛋白之間的非共價(jià)相互作用主要是疏水相互作用。李玲等[18]研究推測(cè)茶多酚與豬肉肌原纖維蛋白之間也發(fā)生了疏水相互作用，從而降低了溴酚藍(lán)與蛋白表面疏水基團(tuán)的結(jié)合，由此可以看出不同種類(lèi)的多酚物質(zhì)與肌原纖維蛋白的非共價(jià)相互作用強(qiáng)度及種類(lèi)均有所不同。

2.1.2 溫度

溫度的改變會(huì)引起多酚和肌原纖維蛋白自身的結(jié)構(gòu)變化，從而導(dǎo)致多酚與肌原纖維蛋白的非共價(jià)相互作用強(qiáng)度和類(lèi)型發(fā)生變化。較大幅度的升溫或者降溫會(huì)使肌原纖維蛋白表層的微環(huán)境改變，導(dǎo)致其二級(jí)結(jié)構(gòu)變化，使其結(jié)構(gòu)更加疏松，暴露更多的分子內(nèi)疏水基團(tuán)，使表面疏水作用增強(qiáng)，形成疏水鍵，并且溫度會(huì)影響氫鍵的強(qiáng)弱。通常情況下，氫鍵會(huì)隨溫度升高而減弱，但是疏水相互作用會(huì)隨溫度升高而增強(qiáng)[35]。黃淵等[16]研究發(fā)現(xiàn)表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯和白藜蘆醇與鰱魚(yú)肌球蛋白的結(jié)合位點(diǎn)數(shù)均接近1，表明多酚與肌球蛋白的之間結(jié)合力較強(qiáng)，在25～37 ℃時(shí)，兩種多酚物質(zhì)與肌球蛋白相互作用的結(jié)合常數(shù)、結(jié)合位點(diǎn)數(shù)都隨著溫度上升而降低。Nunez-Flores等[36]研究發(fā)現(xiàn)，加熱使魚(yú)肌球蛋白的結(jié)構(gòu)展開(kāi)，暴露更多的疏水基團(tuán)，使多酚和肌原纖維蛋白的疏水相互作用增強(qiáng)；但是溫度過(guò)高會(huì)破壞多酚的結(jié)構(gòu)，從而降低多酚與肌原纖維蛋白的非共價(jià)相互作用強(qiáng)度。Zeng Zicong等[37]從糙米中鑒定出6 種酚酸、4 種酚酸苷、8 種黃酮類(lèi)苷類(lèi)化合物等27 種多酚物質(zhì)，其后分別在60、80、100 ℃下對(duì)糙米酚提取物進(jìn)行120 min的水熱穩(wěn)定性研究；研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)水熱處理后，糙米酚類(lèi)物質(zhì)含量降低，總抗氧化活性降低，而游離葡萄糖含量升高，說(shuō)明加熱使部分多酚糖苷脫糖，導(dǎo)致多酚物質(zhì)結(jié)構(gòu)改變，羥基數(shù)量減少，氫鍵作用被減弱。

2.1.3 pH值

pH值對(duì)多酚與肌原纖維蛋白相互作用的影響較為復(fù)雜，它不僅能夠影響多酚與肌原纖維蛋白的結(jié)合程度，還能通過(guò)影響多酚和肌原纖維蛋白的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)而影響相互作用的類(lèi)型和強(qiáng)度。Sun Hongnan等[38]研究發(fā)現(xiàn)，在pH值范圍為5.0～7.0時(shí)，多酚物質(zhì)中氫供體數(shù)量相對(duì)較多，因此多酚與肌原纖維蛋白氫鍵作用較強(qiáng)；Anna等[39]研究發(fā)現(xiàn)，在酸性較強(qiáng)時(shí)，槲皮素和沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯的氫供體數(shù)量較低，隨著氫離子濃度的降低，多酚物質(zhì)的氫供體數(shù)量增加，多酚與肌原纖維蛋白的氫鍵作用隨之加強(qiáng)。因此，在弱酸環(huán)境中，多酚與肌原纖維蛋白中的氫原子受體位點(diǎn)能更好地結(jié)合，相互作用中的氫鍵作用被強(qiáng)化。在肌原纖維蛋白的等電點(diǎn)附近時(shí)，多酚與肌原纖維蛋白的靜電互斥作用最弱，故而此時(shí)靜電引力作用最強(qiáng)。當(dāng)pH值遠(yuǎn)離肌原纖維蛋白的等電點(diǎn)時(shí)，其分子負(fù)電荷數(shù)量增加，從而導(dǎo)致肌原纖維蛋白間靜電斥力增大，使其結(jié)構(gòu)充分展開(kāi)，色氨酸等疏水性氨基酸被暴露，最終使肌原纖維蛋白與多酚的疏水相互作用增強(qiáng)；同時(shí)，隨著肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)的展開(kāi)，其氫原子受體位點(diǎn)數(shù)量增多，與多酚物質(zhì)的氫鍵作用增強(qiáng)[40]。

2.1.4 離子強(qiáng)度

金屬離子對(duì)多酚與肌原纖維蛋白的非共價(jià)相互作用有一定的影響，在一定程度上，金屬離子能夠使肌原纖維蛋白解折疊，其內(nèi)部的疏水性基團(tuán)暴露，從而增大多酚與肌原纖維蛋白的疏水相互作用，而且金屬離子在一定程度上會(huì)對(duì)多酚物質(zhì)的氫供體數(shù)量產(chǎn)生影響，從而影響氫鍵強(qiáng)度。Nunez-Flores等[36]研究發(fā)現(xiàn)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的NaCl會(huì)增加魚(yú)肌球蛋白的溶解度，降低肌球蛋白的變性溫度和焓，同時(shí)引導(dǎo)肌球蛋白展開(kāi)，使疏水基團(tuán)暴露出來(lái)，加強(qiáng)多酚與肌原纖維蛋白的疏水相互作用。Jia Dan等[41]研究發(fā)現(xiàn)，60 mmol/L CaCl2溶液可以誘導(dǎo)魚(yú)肌球蛋白的構(gòu)象發(fā)生改變，暴露更多的疏水氨基酸殘基，疏水氨基酸殘基可與多酚的苯環(huán)發(fā)生疏水相互作用。賈娜等[42]通過(guò)研究NaCl與迷迭香提取物的協(xié)同作用對(duì)豬肉肌原纖維蛋白的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)NaCl濃度為0.45 mol/L時(shí)，加入迷迭香提取物后的肌原纖維蛋白中部分色氨酸暴露于極性環(huán)境中，由此造成三級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，其特定空間結(jié)構(gòu)部分解折疊，從而使多酚與肌原纖維蛋白的疏水相互作用增強(qiáng)。Anna等[39]通過(guò)研究銅離子、鋅離子、鋁離子對(duì)多酚物質(zhì)的影響發(fā)現(xiàn)，有鋁離子存在的多酚物質(zhì)氧化活性較其他含兩種金屬離子的多酚物質(zhì)低，表明其結(jié)合肌原纖維蛋白的能力較低。

2.2 影響共價(jià)相互作用的因素

2.2.1 多酚種類(lèi)

多酚種類(lèi)眾多，不同種類(lèi)多酚的抗氧化活性不同，其氧化為半醌類(lèi)物質(zhì)或醌類(lèi)物質(zhì)的能力有所區(qū)別，從而導(dǎo)致多酚與肌原纖維蛋白的“巰基-醌”和“氨基-醌”加成反應(yīng)強(qiáng)度不同。Prodpran等[27]通過(guò)研究咖啡酸、兒茶素、阿魏酸和單寧酸4 種多酚物質(zhì)對(duì)魚(yú)肌原纖維蛋白的影響發(fā)現(xiàn)，由于單寧酸中存在的羥基數(shù)量較多，單寧酸表現(xiàn)出比咖啡酸、兒茶素和阿魏酸更高的蛋白質(zhì)交聯(lián)能力，加入單寧酸的肌原纖維蛋白游離氨基含量最低，“氨基-醌”加成反應(yīng)較強(qiáng)；而咖啡酸和單寧酸導(dǎo)致巰基含量的更大程度降低，“巰基-醌”共價(jià)反應(yīng)較強(qiáng)。劉丹等[43]通過(guò)研究丁香、桂皮、迷迭香3 種香辛料提取物對(duì)豬肌原纖維蛋白的性能影響發(fā)現(xiàn)，加入香辛料提取物后的肌原纖維蛋白中總巰基含量均下降，但是不同香辛料使總巰基含量下降速率不同，且最終的總巰基含量也不同，其中添加丁香提取物的肌原纖維蛋白的總巰基含量下降得最快，其含量均顯著低于添加桂皮提取物和迷迭香提取物的肌原纖維蛋白，由此表明不同多酚物質(zhì)與肌原纖維蛋白的“巰基-醌”加成反應(yīng)強(qiáng)度不同。

2.2.2 溫度

溫度改變會(huì)使多酚與肌原纖維蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而影響“巰基-醌”、“氨基-醌”加成反應(yīng)。吳利芬等[44]研究發(fā)現(xiàn)，豬肌原纖維蛋白巰基含量在40～70 ℃時(shí)下降程度較大，40 ℃以下及70 ℃以上時(shí)的變化不明顯，當(dāng)巰基含量降低時(shí)，其與多酚發(fā)生“巰基-醌”共價(jià)反應(yīng)的可能性降低。Zeng Zicong等[37]研究發(fā)現(xiàn)，多酚物質(zhì)經(jīng)過(guò)60、80、100 ℃處理后，酚類(lèi)物質(zhì)含量降低，總抗氧化活性降低，其將自由基轉(zhuǎn)化為半醌類(lèi)或醌類(lèi)物質(zhì)的能力降低，從而影響共價(jià)相互作用。

2.2.3 pH值對(duì)共價(jià)相互作用的影響

pH值對(duì)多酚與肌原纖維蛋白共價(jià)相互作用的影響主要是在堿性環(huán)境中。在極堿環(huán)境中，肌原纖維蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，暴露更多的多酚結(jié)合位點(diǎn)，使得共價(jià)相互作用加強(qiáng)。Anna等[39]研究發(fā)現(xiàn)，隨著pH值從2.9增大至5.8，多酚氧化分解程度加劇，其穩(wěn)定性變差，而且堿性環(huán)境破壞多酚結(jié)構(gòu)，氧化生成醌類(lèi)物質(zhì)，在此種情況下，多酚與肌原纖維蛋白更易發(fā)生共價(jià)結(jié)合，形成“巰基-醌”和“氨基-醌”加成產(chǎn)物。

2.2.4 離子強(qiáng)度

由于肌原纖維蛋白是鹽溶性蛋白，離子強(qiáng)度對(duì)肌原纖維蛋白的溶解度具有顯著影響，而溶解度在一定程度上與肌原纖維蛋白的親水基團(tuán)數(shù)量有關(guān)，氨基等親水基團(tuán)易與醌類(lèi)物質(zhì)發(fā)生共價(jià)反應(yīng)，同時(shí)，鹽離子可改變肌原纖維蛋白的構(gòu)象，從而影響共價(jià)相互作用[45]。Zhou Feibai等[46]研究發(fā)現(xiàn)，NaCl濃度（0～0.6 mmol/L）的升高促進(jìn)了肌原纖維蛋白與多酚的“氨基-醌”的共價(jià)反應(yīng)，肌原纖維蛋白中的氨基數(shù)量減少，且0.6 mol/L的NaCl溶液可提高肌原纖維蛋白的溶解度，進(jìn)一步加強(qiáng)相互作用的強(qiáng)度。Jia Na等[17]研究發(fā)現(xiàn)，60 mmol/L的CaCl2溶液可以誘導(dǎo)肌球蛋白暴露更多巰基基團(tuán)，發(fā)生“巰基-醌”共價(jià)結(jié)合，從而促進(jìn)多酚與肌原纖維蛋白的相互作用。

3 多酚與肌原纖維蛋白相互作用對(duì)蛋白性質(zhì)的影響

多酚與肌原纖維蛋白的非共價(jià)結(jié)合和共價(jià)結(jié)合均會(huì)對(duì)肌原纖維蛋白的溶解度、表面疏水性、凝膠能力及強(qiáng)度、乳化特性等性質(zhì)產(chǎn)生影響，且這種影響強(qiáng)度隨著多酚濃度的變化而變化，多酚濃度過(guò)高會(huì)對(duì)肌原纖維蛋白功能性質(zhì)起破壞作用。

3.1 對(duì)蛋白溶解及表面疏水性的影響

通常來(lái)說(shuō)，肌原纖維蛋白的溶解度與表面疏水性呈負(fù)相關(guān)，溶解度的變化可以從側(cè)面反映表面疏水性的變化。肌原纖維蛋白中的親水性基團(tuán)與水發(fā)生相互作用從而使其具有一定的溶解度，而疏水性基團(tuán)會(huì)減弱肌原纖維蛋白與水的作用力，因此肌原纖維蛋白的溶解度與其親、疏水性基團(tuán)的比例有關(guān)。當(dāng)添加適量的多酚物質(zhì)時(shí)，多酚與肌原纖維蛋白的相互作用能夠減少肌原纖維蛋白在氧化過(guò)程中的疏水性基團(tuán)暴露，同時(shí)引入了多酚物質(zhì)中的親水性基團(tuán)，從而使其親水性基團(tuán)與疏水性基團(tuán)的比例增大，使得肌原纖維蛋白的溶解度增大，表面疏水性降低。當(dāng)添加過(guò)量的多酚物質(zhì)時(shí)，過(guò)剩的多酚物質(zhì)會(huì)屏蔽肌原纖維蛋白中的氨基等親水性基團(tuán)，從而使肌原纖維蛋白的溶解性降低。

Wang Xu[47]、竇川林[48]等研究發(fā)現(xiàn)3 g/L的茶多酚能夠抑制泥鰍肌原纖維蛋白的表面疏水性上升，同時(shí)緩解其溶解度下降；多酚能清除自由基，抑制肌原纖維蛋白的氧化變性，從而能減少其疏水性氨基酸殘基暴露；在這個(gè)過(guò)程中，雖然多酚清除自由基后轉(zhuǎn)變?yōu)榈孽?lèi)物質(zhì)與肌原纖維蛋白的氨基等親水性基團(tuán)發(fā)生共價(jià)結(jié)合，但是同時(shí)又引入了多酚中的羥基等親水性基團(tuán)，且多酚能在一定程度上抑制微生物生長(zhǎng)和繁殖，致使微生物對(duì)肌原纖維蛋白的破壞能力減弱，因此能減緩蛋白質(zhì)溶解度下降趨勢(shì)。但是Cao Yungang等[49]發(fā)現(xiàn)6、30 μmol/g（以蛋白質(zhì)量計(jì)，下同）的綠原酸處理豬肌原纖維蛋白，其表面疏水性基本無(wú)差異；然而在添加量為150 μmol/g時(shí)，綠原酸會(huì)使肌原纖維蛋白表面疏水性和不溶性大幅度增加，表明高濃度的綠原酸促進(jìn)了肌原纖維蛋白進(jìn)一步展開(kāi)，使其疏水基團(tuán)暴露。賈娜等[50]研究發(fā)現(xiàn)，在添加10 μmol/g沒(méi)食子酸時(shí)，肌原纖維蛋白表面疏水性下降，但在添加量為50、100、150 μmol/g時(shí)，表面疏水性會(huì)上升，并且沒(méi)食子酸的添加量越大，肌原纖維蛋白表面疏水性越大。

3.2 對(duì)肌原纖維蛋白凝膠性能的影響

肌原纖維蛋白由于富含肌球蛋白而具有較好的凝膠特性，隨著溫度的升高，肌原纖維蛋白展開(kāi)并交聯(lián)，形成具有一定黏彈性的穩(wěn)定的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)凝膠化。凝膠的結(jié)構(gòu)和特性取決于變性速率和聚集速率，變性速率較大有利于肌原纖維蛋白展開(kāi)和發(fā)生相互作用，從而形成高度有序的凝膠[51]。在肌原纖維蛋白形成凝膠過(guò)程中，疏水相互作用、靜電相互作用、氫鍵等非共價(jià)相互作用及共價(jià)相互作用均會(huì)對(duì)凝膠性能造成影響。當(dāng)多酚含量過(guò)高時(shí)，多酚與肌原纖維蛋白共價(jià)結(jié)合過(guò)度，導(dǎo)致游離氨基和巰基數(shù)量顯著下降，破壞了肌原纖維蛋白的二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)，引起肌原纖維蛋白的不良聚集[23,25]，而且過(guò)剩的多酚物質(zhì)還會(huì)屏蔽肌原纖維蛋白中的巰基、氨基等反應(yīng)性官能團(tuán)，阻礙形成有序的蛋白質(zhì)凝膠網(wǎng)絡(luò)，從而導(dǎo)致肌原纖維蛋白凝膠性能的下降；當(dāng)多酚含量適當(dāng)時(shí)，多酚被氧化形成的醌類(lèi)物質(zhì)會(huì)促使肌原纖維蛋白中的巰基向二硫鍵轉(zhuǎn)化，而且可以作為交聯(lián)劑，同時(shí)與不同的親核基團(tuán)共價(jià)結(jié)合從而使肌原纖維蛋白交聯(lián)[49,52]。

相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，多酚類(lèi)物質(zhì)可以有效提高肌原纖維蛋白的交聯(lián)[53-54]，張慧蕓等[55]研究發(fā)現(xiàn)添加0.05%（以蛋白質(zhì)量計(jì)，下同）鞣酸或0.25%沒(méi)食子酸能夠抑制豬肉肌原纖維蛋白的氧化，改善其凝膠保水性和凝膠強(qiáng)度；Balange等[56]研究表明，向鯖魚(yú)魚(yú)糜中分別添加0.40%阿魏酸、0.50%單寧酸、0.50%咖啡酸、0.10%兒茶素等多酚物質(zhì)均可提高其肌原纖維蛋白凝膠特性，但當(dāng)加入0.60%酚類(lèi)化合物時(shí)會(huì)降低魚(yú)糜凝膠白度；Buamard等[57]分別利用體積分?jǐn)?shù)60%、80%乙醇溶液制備椰殼提取物，并記為E60、E80，研究發(fā)現(xiàn)0.125% E60或0.075% E80椰殼提取物到加入沙丁魚(yú)魚(yú)糜中，均能使肌球蛋白具有更高的鏈密度和聯(lián)結(jié)度，提高魚(yú)糜凝膠強(qiáng)度，降低魚(yú)糜凝膠自溶能力，但凝膠白度略有下降。多酚氧化生成的醌類(lèi)物質(zhì)可以促進(jìn)蛋白質(zhì)中賴(lài)氨酸、蛋氨酸、絲氨酸等氨基酸的氧化交聯(lián)，從而形成更為穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[58-59]。但是Cao Yungang等[49]研究發(fā)現(xiàn)，添加6、30 μmol/g綠原酸會(huì)提高肌原纖維蛋白的膠凝能力，并增強(qiáng)氧化在構(gòu)建彈性凝膠網(wǎng)絡(luò)中的積極作用，但當(dāng)綠原酸添加量達(dá)到150 μmol/g時(shí)，綠原酸會(huì)發(fā)生自我交聯(lián)，從而阻礙肌原纖維蛋白的相互交聯(lián)能力，導(dǎo)致其凝膠強(qiáng)度下降。賈娜等[50]以豬肉肌原纖維蛋白為研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)添加50 μmol/g的沒(méi)食子酸會(huì)破壞肌原纖維蛋白的凝膠結(jié)構(gòu)，并且隨著沒(méi)食子酸的添加量繼續(xù)增加，破壞作用更大。

3.3 對(duì)肌原纖維蛋白乳化性能的影響

肌原纖維蛋白的乳化性能主要包括乳化活性和乳化穩(wěn)定性，具有使肉糜制品形成乳化體系并且穩(wěn)定其體系的能力。肌原纖維蛋白能在脂肪顆粒表面吸附伸展形成界面膜，界面膜與黏彈性蛋白基質(zhì)相連，共同穩(wěn)定脂肪顆粒。而肌原纖維蛋白的氧化會(huì)導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)的改變，不再能形成穩(wěn)定的界面膜，使其乳化性能降低。而多酚與肌原纖維蛋白的相互作用會(huì)減緩肌原纖維蛋白的氧化，從而減緩肌原纖維蛋白乳化性能的降低。但是添加的多酚物質(zhì)過(guò)量會(huì)導(dǎo)致肌原纖維蛋白的不良聚集，因而在乳化過(guò)程中難以伸展并包裹于油滴表面，難以形成界面膜。

雷娜[30]研究發(fā)現(xiàn)添加0.01%（以蛋白質(zhì)量計(jì)，下同）表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯能夠穩(wěn)定肌原纖維蛋白的乳化性能，而添加0.1%表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯會(huì)使其乳化性能處于不穩(wěn)定狀態(tài)，由于高濃度的表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯會(huì)與肌原纖維蛋白發(fā)生共價(jià)結(jié)合，產(chǎn)生較多的“氨基-醌”、“巰基-醌”加成產(chǎn)物，過(guò)度阻礙了肌原纖維蛋白之間的共價(jià)鍵的形成和交互作用，進(jìn)而導(dǎo)致形成更大的乳化液滴，破壞乳化穩(wěn)定性。同時(shí)Jongberg等[23]研究發(fā)現(xiàn)0.15%的綠茶提取物也會(huì)破壞肌原纖維蛋白的乳化性能。Li Yuanyuan等[60]研究發(fā)現(xiàn)，隨著鼠尾草提取物濃度的增加，豬肌原纖維蛋白乳化穩(wěn)定性先升高后降低，在鼠尾草提取物質(zhì)量濃度為100 μg/mL時(shí)，乳化穩(wěn)定性最高，鼠尾草提取物中的多酚物質(zhì)與肌原纖維蛋白發(fā)生相互作用，提高了界面膜的穩(wěn)定性，從而提高了肌原纖維蛋白的乳化穩(wěn)定性。

4 結(jié) 語(yǔ)

多酚與肌原纖維蛋白的相互作用類(lèi)型包括疏水相互作用、氫鍵、范德華力和靜電相互作用力等非共價(jià)相互作用以及“巰基-醌”和“氨基-醌”加成反應(yīng)等共價(jià)相互作用。而多酚與肌原纖維蛋白的相互作用受自身性質(zhì)和外界條件的影響，并能對(duì)肌原纖維蛋白的結(jié)構(gòu)和功能性質(zhì)造成一定的影響。但是目前對(duì)多酚與肌原纖維蛋白相互作用研究的深度和廣度有所不足，在以下方面具有較大挖掘和研究空間。

4.1 多酚與及原纖維蛋白共價(jià)互作機(jī)制及其影響尚需深入研究

由于共價(jià)相互作用的不可逆性，且其比非共價(jià)相互作用強(qiáng)度更大，可能會(huì)對(duì)肌原纖維蛋白的性質(zhì)造成更明顯的影響。目前明確的多酚與肌原纖維蛋白的共價(jià)作用主要包括“氨基-醌”、“巰基-醌”的生成，但何種情況下生成何種產(chǎn)物？是否可通過(guò)外界條件對(duì)其進(jìn)行調(diào)控？這些問(wèn)題尚需進(jìn)一步明確。此外，“氨基-醌”、“巰基-醌”的生成和積累對(duì)肌原纖維蛋白性質(zhì)的影響也值得進(jìn)一步探究，可以擴(kuò)大加成產(chǎn)物在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用。

4.2 基于多酚與肌原纖維蛋白相互作用的蛋白調(diào)控機(jī)制及理論體系構(gòu)建亟待深入

通過(guò)綜述多酚與肌原纖維蛋白相互作用機(jī)制和影響條件及其對(duì)肌原纖維蛋白的影響發(fā)現(xiàn)，多酚物質(zhì)的結(jié)構(gòu)以及外界條件對(duì)肌原纖維蛋白的功能特性有較大的影響，且具有一定的規(guī)律性。

如在眾多多酚物質(zhì)中，對(duì)于表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯、兒茶素、綠原酸、單寧酸、姜黃素、咖啡酸等的研究較為深入[61]。同時(shí)，也有很多關(guān)于各類(lèi)富含多酚的植物提取物的研究，但是植物提取物中，多酚物質(zhì)非單一，可能不同多酚物質(zhì)存在拮抗或協(xié)同作用。而由于不同多酚物質(zhì)的分子質(zhì)量不同，針對(duì)不同的多酚物質(zhì)，其添加量的最佳范圍有所差異，通常選取的研究范圍為0.05%～0.50%，多酚添加量過(guò)高會(huì)對(duì)肌原纖維蛋白的功能性質(zhì)造成不良影響。

外界條件對(duì)多酚與肌原纖維蛋白的相互作用影響較大，通常來(lái)說(shuō)，當(dāng)溫度在20～40 ℃左右，相互作用較強(qiáng)，溫度過(guò)高會(huì)使蛋白變性，而低溫會(huì)抑制蛋白活性；pH值在5.0～8.0左右相互作用較強(qiáng)，極酸和極堿環(huán)境都會(huì)破壞蛋白結(jié)構(gòu)；此外，通常向溶液中添加NaCl、CaCl2等鹽溶液，加強(qiáng)相互作用。同時(shí)可通過(guò)添加其他物質(zhì)如β-環(huán)糊精等多糖物質(zhì)來(lái)控制相互作用的程度[62]。

但總地來(lái)說(shuō)，基于多酚與肌原纖維蛋白互作機(jī)制對(duì)蛋白性質(zhì)進(jìn)行調(diào)控的研究尚需進(jìn)一步深入，而相應(yīng)的理論體系也亟待構(gòu)建。

除以上問(wèn)題外，根據(jù)多酚和肌原纖維蛋白的相互作用，以肌原纖維蛋白為載體，將多酚或多酚復(fù)合物與肌原纖維蛋白結(jié)合，應(yīng)用于食品免疫學(xué)等方面；基于多酚與肌原纖維蛋白的相互作用及肌原纖維蛋白的凝膠特性，改善可食用可降解薄膜的品質(zhì)等也是未來(lái)的研究方向。