帥雨桐 黃業(yè)傳 何元琪 詹雅雯 孫夢(mèng)

摘要：為研究不同加熱溫度對(duì)肌動(dòng)蛋白結(jié)構(gòu)及其對(duì)酚類(lèi)物質(zhì)吸附的影響，采用分子動(dòng)力學(xué)模擬和分子對(duì)接技術(shù)研究25、80、100 ℃和120 ℃條件下，肌動(dòng)蛋白結(jié)構(gòu)的變化及其對(duì)6 種愈創(chuàng)木酚、1-辛烯-3-醇、1-辛烯-3-酮和2-辛烯醛吸附能力的影響。結(jié)果表明：隨溫度的升高，肌動(dòng)蛋白構(gòu)象變化均方根誤差、均方根波動(dòng)值明顯增加，回旋半徑波動(dòng)增強(qiáng)且平衡后呈下降趨勢(shì)，疏水區(qū)域溶劑可及表面積增大;隨溫度的升高，蛋白內(nèi)部氫鍵數(shù)量減少，且120 ℃時(shí)最為顯著。加熱時(shí)蛋白α-螺旋和β-折疊含量顯著下降而無(wú)規(guī)則卷曲結(jié)構(gòu)含量顯著升高。溫度對(duì)1-辛烯-3-醇、1-辛烯-3-酮和2-辛烯醛的吸附?jīng)]有顯著影響，80 ℃和120 ℃時(shí)對(duì)酚類(lèi)物質(zhì)的吸附降低，100 ℃時(shí)與對(duì)照組相當(dāng)，因此，相比其他加熱條件，100 ℃加熱更利于肌動(dòng)蛋白對(duì)酚類(lèi)物質(zhì)的吸附;另外，肌動(dòng)蛋白對(duì)酚類(lèi)的吸附遠(yuǎn)大于同分子質(zhì)量的醇、酮和醛類(lèi)。

關(guān)鍵詞：肌動(dòng)蛋白;熱處理;分子動(dòng)力學(xué);酚類(lèi)物質(zhì);吸附

Effect of Heating on Structure and Phenolics Binding Capacity of Actin Studied Using Molecular Dynamics Simulation

SHUAI Yutong， HUANG Yechuan*， HE Yuanqi， ZHAN Yawen， SUN Meng

（School of Life Science and Engineering， Southwest University of Science and Technology， Mianyang?? 621000， China）

Abstract：In order to study the effects of different heating temperatures on the structure and phenolic binding capacity of actin， molecular dynamics simulation and molecular docking were used to study the changes of actin structure at 25， 80， 100 and 120 ℃ and their effects on the binding capacity to six guaiacols， 1-octen-3-ol， 1-octen-3-one and 2-octenal. The results showed that the root mean square deviation （RMSD） and root mean square fluctuation （RMSF） of actin conformational changes increased significantly with the increase of temperature， the gyration radius （R_g） increased until reaching an equilibrium and then decreased， and the solvent accessible surface area of hydrophobic region increased. The number of hydrogen bonds in the protein gradually decreased with increasing temperature up to 120 ℃. After heat treatment， theα-helix andβ-sheet contents in the protein decreased significantly， while the random coil content increased significantly. Temperature had no significant effect on the binding of 1-octen-3-ol， 1-octen-3-one and 2-octenal to actin; the binding capacity decreased at 80 and 120 ℃， but at 100 ℃ it was equivalent to that of the control group. Therefore， heating at 100 ℃ was more conducive to the binding of phenolics to protein than other heating conditions. In addition， the binding capacity of phenolics to actin was much greater than that of alcohols， ketones and aldehydes with the same molecular mass.

Keywords： actin; heating; molecular dynamics; phenolic compounds; binding

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20210309-057

中圖分類(lèi)號(hào)：TS251.1?????? ????????????文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A?????????????? 文章編號(hào)：

引文格式：

帥雨桐， 黃業(yè)傳， 何元琪， 等. 分子動(dòng)力學(xué)模擬加熱對(duì)肌動(dòng)蛋白結(jié)構(gòu)及酚類(lèi)物質(zhì)吸附的影響[J]. 肉類(lèi)研究， 2021， 35（3）：? . DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20210309-057.??? http：//www.rlyj.net.cn

SHUAI Yutong， HUANG Yechuan， HE Yuanqi， et al. Effect of heating on structure and phenolics binding capacity of actin studied using molecular dynamics simulation[J]. Meat Research， 2021， 35（3）：? . DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20210309-057.??? http：//www.rlyj.net.cn

風(fēng)味是消費(fèi)者評(píng)價(jià)肉制品品質(zhì)的重要因素，川味臘肉由于其獨(dú)特的煙熏風(fēng)味深受消費(fèi)者喜愛(ài)。這是由于川味臘肉加工過(guò)程中經(jīng)過(guò)煙熏處理，不但使成品臘肉擁有獨(dú)特風(fēng)味，還具有殺菌、抗氧化、去腥、延長(zhǎng)貯藏期等作用。煙熏特征風(fēng)味主要由一些酚類(lèi)物質(zhì)構(gòu)成，如烷基酚類(lèi)、愈創(chuàng)木基型酚類(lèi)、紫丁香基型酚類(lèi)^[1]。肉中的蛋白質(zhì)在特定的空間構(gòu)象和結(jié)構(gòu)下會(huì)對(duì)不同風(fēng)味化合物產(chǎn)生不同的吸附作用，從而改變食品頂空風(fēng)味物質(zhì)濃度，進(jìn)而影響到消費(fèi)者對(duì)特征風(fēng)味物質(zhì)的感知和食品品質(zhì)。蛋白質(zhì)與小分子物質(zhì)的結(jié)合主要依靠非共價(jià)鍵，如氫鍵、疏水作用力、靜電相互作用和范德華力，其次也有共價(jià)結(jié)合作用^[2]。汪娟^[3]發(fā)現(xiàn)不飽和脂肪醛如反-2-壬烯醛會(huì)與大豆蛋白發(fā)生共價(jià)結(jié)合。許多學(xué)者已對(duì)肉中肌原纖維蛋白對(duì)小分子風(fēng)味物質(zhì)的吸附做過(guò)研究。例如，胡可等^[4]提取臘肉各關(guān)鍵加工環(huán)節(jié)的肌原纖維蛋白，探究其對(duì)4-乙基愈創(chuàng)木酚的吸附能力 ;周昌瑜等^[5]探究肌原纖維蛋白質(zhì)量濃度對(duì)于17 種典型風(fēng)味物質(zhì)吸附能力的影響，結(jié)果表明，相同質(zhì)量濃度肌原纖維蛋白對(duì)不同風(fēng)味物質(zhì)吸附表現(xiàn)為：醛類(lèi)>酯類(lèi)>酮類(lèi)>醇類(lèi);徐永霞等^[6]探究4 種特征醛類(lèi)腥味物質(zhì)與草魚(yú)肌原纖維蛋白間的相互作用;Cao Jinxuan等^[7]研究氧化對(duì)G-肌動(dòng)蛋白結(jié)構(gòu)及其對(duì)風(fēng)味物質(zhì)吸附的影響;Pérez-Juan等^[8-10]研究肌原纖維蛋白質(zhì)量濃度、結(jié)構(gòu)及離子強(qiáng)度對(duì)風(fēng)味物質(zhì)吸附的影響;Luo Ji等^[11]研究介質(zhì)阻擋放電冷等離子體處理對(duì)干腌臘肉中肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)及其對(duì)風(fēng)味物質(zhì)吸附的影響;Lü Tong等^[12]研究胰蛋白酶處理對(duì)肌動(dòng)蛋白結(jié)構(gòu)及其對(duì)揮發(fā)性物質(zhì)吸附的影響。臘肉加工中不可避免需要加入食鹽，樓宵瑋等^[13]探究不同氯化鈉濃度下肌原纖維蛋白與17 種典型風(fēng)味物質(zhì)的吸附關(guān)系，結(jié)果表明隨著氯化鈉濃度的增加，肌原纖維蛋白對(duì)醇類(lèi)、醛類(lèi)和酮類(lèi)物質(zhì)的吸附性總體降低。

臘肉食用前需經(jīng)過(guò)加熱，但加熱溫度不一，包括80～90 ℃低溫加熱、100 ℃蒸煮及120 ℃以上的高溫處理，加熱溫度的差異會(huì)改變臘肉中蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)，影響酚類(lèi)物質(zhì)的吸附進(jìn)而影響臘肉品質(zhì)。雖然已有學(xué)者用實(shí)驗(yàn)手段研究了加熱過(guò)程中肌原纖維蛋白對(duì)小分子風(fēng)味物質(zhì)的吸附^[14-15]，但鮮有加熱對(duì)肉中蛋白結(jié)構(gòu)及其對(duì)風(fēng)味物質(zhì)吸附影響的微觀解析。分子動(dòng)力學(xué)模擬是一種具有足夠小的時(shí)間和空間尺度的強(qiáng)大模擬技術(shù)，通過(guò)此技術(shù)能夠獲取蛋白質(zhì)分子以及原子水平上的結(jié)構(gòu)信息^[16]，其已成為從分子水平分析蛋白的另一種有效手段。目前，借助分子動(dòng)力學(xué)模擬技術(shù)研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化所使用的模擬時(shí)間通常不超過(guò)50 ns，所獲取的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化信息較為有限^[17-20]。蛋白與酚類(lèi)物質(zhì)結(jié)合的分子模擬報(bào)道較多^[21-24]，但蛋白與其他小分子風(fēng)味物質(zhì)間作用的分子模擬研究較少。Stapornkul等^[25]研究肌紅蛋白與綠茶中酚類(lèi)物質(zhì)的結(jié)合，薛斐^[26]研究香草醛與牛血清白蛋白、牛血紅蛋白、人免疫球蛋白G以及膠原蛋白4 種蛋白的相互作用。一般分子模擬研究均是在常溫下進(jìn)行，但臘肉在熟化過(guò)程中不可避免會(huì)受到高溫作用，使蛋白結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。因此，從分子模擬的角度深入研究與驗(yàn)證蛋白結(jié)構(gòu)變化是否會(huì)影響其對(duì)小分子酚類(lèi)物質(zhì)的吸附，以及加熱處理如何影響蛋白與酚類(lèi)物質(zhì)的結(jié)合規(guī)律十分必要。

本研究以肌原纖維蛋白的重要組成蛋白肌動(dòng)蛋白為研究對(duì)象，采用分子動(dòng)力學(xué)模擬和分子對(duì)接技術(shù)研究在4 種溫度（25、80、100、120 ℃）下肌動(dòng)蛋白在0.5 mol/L NaCl溶液中的結(jié)構(gòu)變化及熱處理溫度對(duì)酚類(lèi)物質(zhì)吸附規(guī)律的影響。

1. 材料與方法

1.1?? 分子動(dòng)力學(xué)模擬

采用Gromacs（2019.6）軟件，從PDB數(shù)據(jù)庫(kù)（http：//www.rcsb.org/）下載肌動(dòng)蛋白結(jié)構(gòu)（PDB ID：2zwh），下載后手動(dòng)除去結(jié)晶水、雜離子，并補(bǔ)全缺失的原子。模擬過(guò)程中選用GROMOS54a7力場(chǎng)，將蛋白放入立方體水盒子中，采用SPC水模型，使蛋白離盒子邊緣最短距離為1 nm，添加0.5 mol/L NaCl（模擬臘肉中食鹽濃度）并使體系達(dá)到電中性，使用最速下降法對(duì)體系進(jìn)行能量最小化，然后分別進(jìn)行400 ps的NVT和NPT平衡，平衡后溫度為298.15 K，壓力為1 bar。

在規(guī)定的溫度下進(jìn)行150 ns的分子動(dòng)力學(xué)模擬。使用LINCS算法約束所有與氫相連的鍵，使用PME法計(jì)算靜電相互作用，使用截?cái)喟霃綖? nm計(jì)算范德華力，壓浴方式和控壓方式分別為Parrinello-Rahman法和Isotropic法;使用V-rescale控溫方式，以20 ℃/ns的速率升至353.15、373.15、393.15 K（即80、100、120 ℃），達(dá)到目標(biāo)溫度后系統(tǒng)保持在此溫度進(jìn)行剩余模擬。模擬步長(zhǎng)為2 fs，每10 ps儲(chǔ)存1 次數(shù)據(jù)。所得數(shù)據(jù)結(jié)果用Origin軟件進(jìn)行繪圖。

1.2?? 風(fēng)味物質(zhì)吸附

選取臘肉中常見(jiàn)的6種酚類(lèi)物質(zhì)，即愈創(chuàng)木酚、4-甲基愈創(chuàng)木酚、4-乙基愈創(chuàng)木酚、4-乙烯基愈創(chuàng)木酚、4-丙烯基愈創(chuàng)木酚和4-烯丙基愈創(chuàng)木酚，并用1-辛烯-3-醇、1-辛烯-3-酮和2-辛烯醛作對(duì)照。小分子物質(zhì)用ChemDraw Professional 17.1和Chem3D 17.1軟件準(zhǔn)備，通過(guò)AutoDock工具分別生成肌動(dòng)蛋白和小分子物質(zhì)的pdbqt文件。采用盲對(duì)接，grid box設(shè)定為40×40×40 ?，中心坐標(biāo)為默認(rèn)值，設(shè)置間隔為1 ?。對(duì)接過(guò)程中采用AutoDock Vina程序搜索前20 個(gè)得分最高的對(duì)接構(gòu)象，Energy_Range設(shè)置為5，Exhaustiveness設(shè)置為20。每個(gè)溫度條件下重復(fù)對(duì)接3 次，即分別提取模擬130、140和150 ns的蛋白結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)接。計(jì)算每次對(duì)接后前20 個(gè)構(gòu)象結(jié)合的平均自由能。

1. 結(jié)果與分析

2.1?? 熱處理對(duì)肌動(dòng)蛋白構(gòu)象均方根誤差（root mean square deviation，RMSD）的影響

RMSD是衡量分子模擬過(guò)程中蛋白構(gòu)象與原始構(gòu)象的平均偏差，是評(píng)價(jià)模擬中蛋白是否穩(wěn)定的重要指標(biāo)。由圖1可知，在溫度為25 ℃時(shí)肌動(dòng)蛋白構(gòu)象RMSD變化程度很小，在0.3 nm左右。當(dāng)溫度為80 ℃時(shí)RMSD升高，并保持在0.4 nm左右。當(dāng)溫度達(dá)到100 ℃時(shí)，RMSD變化分為3 個(gè)階段：在0～30 ns時(shí)RMSD曲線波動(dòng)較為明顯，在30～80 ns時(shí)曲線整體呈略微上升的趨勢(shì)，90 ns后趨于平穩(wěn)，RMSD維持在0.6 nm左右。當(dāng)溫度達(dá)到120 ℃時(shí)，RMSD在0～20 ns內(nèi)曲折上升，在20～30 ns時(shí)下降，在30～90 ns之間劇烈波動(dòng)，在100 ns后趨于平穩(wěn)，保持在0.7 nm左右。整體來(lái)看，在4 種溫度下肌動(dòng)蛋白構(gòu)象RSMD在前40 ns內(nèi)變化較為劇烈，之后波動(dòng)逐漸減小，趨于平穩(wěn);隨著溫度的升高，RMSD逐漸增大，RMSD曲線波動(dòng)程度越大，這與劉祥雨等^[27]研究乳球蛋白時(shí)得到的結(jié)論一致。

2.2 ??熱處理對(duì)肌動(dòng)蛋白回旋半徑（radius of gyration，Rg）的影響

Rg為描述蛋白結(jié)構(gòu)致密性的重要參數(shù)，其越小表明蛋白結(jié)構(gòu)越致密。由圖2可知，整體來(lái)看，不同溫度下肌動(dòng)蛋白R(shí)g均隨模擬時(shí)間的延長(zhǎng)緩慢下降。當(dāng)溫度為25 ℃時(shí)，Rg曲線較為平穩(wěn)，略有降低的趨勢(shì)，穩(wěn)定在2.2 nm左右。當(dāng)溫度為80 ℃時(shí)，Rg曲線在0～10 ns時(shí)呈直線下降，在10 ns之后趨于平穩(wěn)，維持在2.1 nm左右。當(dāng)溫度上升至100 ℃時(shí)，Rg在0～10 ns之間經(jīng)過(guò)短暫的上升后，在10～20 ns時(shí)快速下降，在0～30 ns之間波動(dòng)較為劇烈，在30 ns之后整體呈下降的趨勢(shì)，最終下降至2.1 nm左右。在120 ℃時(shí)，Rg曲線在0～80 ns之間波動(dòng)較為劇烈，且在0～30 ns之間Rg曲線變化趨勢(shì)與100 ℃時(shí)較為重合，80 ns之后波動(dòng)減小逐漸趨于穩(wěn)定，維持在2.15～2.2 nm。由此可見(jiàn)，溫度越高Rg在模擬過(guò)程中的波動(dòng)越大，需要更長(zhǎng)的時(shí)間才能達(dá)到平衡，不同溫度下達(dá)到平衡后的肌動(dòng)蛋白R(shí)g介于2.1～2.2 nm之間，100 ℃時(shí)Rg稍小，25、80、120 ℃下Rg較為接近。

2.3 ??熱處理對(duì)肌動(dòng)蛋白構(gòu)象均方根波動(dòng)（root mean square fluctuation，RMSF）值的影響

RMSF是相比于平均構(gòu)象，蛋白中每一個(gè)氨基酸殘基的位置變化。可根據(jù)蛋白質(zhì)殘基的波動(dòng)情況獲取蛋白質(zhì)在不同溫度下的變性程度。由圖3可知，隨著溫度的上升，肌動(dòng)蛋白構(gòu)象RMSF值波動(dòng)程度明顯增大，說(shuō)明在高溫作用下蛋白質(zhì)內(nèi)部分子間部分作用力丟失，天然構(gòu)象失去穩(wěn)定性，這與劉祥雨等^[27]的研究結(jié)論一致。

2.4 ??熱處理對(duì)肌動(dòng)蛋白氫鍵的影響

氫鍵是一種重要的非共價(jià)結(jié)構(gòu)力，影響蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性^[27]。不同溫度對(duì)肌動(dòng)蛋白結(jié)構(gòu)以及氫鍵的數(shù)量和存在方式產(chǎn)生影響。由圖4可知：模擬150 ns過(guò)程中，熱作用下肌動(dòng)蛋白分子內(nèi)一直伴隨氫鍵的斷裂和新的氫鍵的形成，導(dǎo)致氫鍵數(shù)量不斷變化;在25、80、100 ℃ 3 個(gè)溫度下肌動(dòng)蛋白氫鍵數(shù)量相差較小，當(dāng)溫度在100 ℃以下時(shí)，氫鍵數(shù)量較為穩(wěn)定，約為280，當(dāng)溫度升高至120 ℃時(shí)，在前110 ns氫鍵數(shù)量下降并至約260，110～150 ns期間略有上升;表明氫鍵在100 ℃及以下時(shí)穩(wěn)定性較好，當(dāng)溫度上升至120 ℃肌動(dòng)蛋白結(jié)構(gòu)改變，氫鍵數(shù)量減少，致使蛋白結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低^[28]。劉祥雨等^[27]的分子模擬研究結(jié)果表明，100 ℃及以下溫度的熱處理對(duì)β-乳球蛋白的氫鍵影響較小，而120 ℃熱處理會(huì)使蛋白氫鍵數(shù)量顯著減少，這與本研究結(jié)果一致。

2.5?? 熱處理對(duì)肌動(dòng)蛋白溶劑可及表面積的影響

不同溫度下肌動(dòng)蛋白親水性區(qū)域和疏水性區(qū)域的溶劑可及表面積隨模擬時(shí)間的變化如圖5所示。在溫度從25 ℃上升至120 ℃過(guò)程中，親水性區(qū)域的溶劑可及表面積變化較小，基本穩(wěn)定在110 nm²（圖5A）。疏水性區(qū)域的溶劑可及表面積在溫度低于100 ℃時(shí)變化也較小，當(dāng)溫度升高至120 ℃時(shí)，在0～120 ns之間明顯上升，在120 ns之后逐漸下降，并與其余3 個(gè)溫度接近（圖5B）。整體而言，不同溫度熱作用下肌動(dòng)蛋白疏水性區(qū)域的溶劑可及表面積增大，由原來(lái)的70 nm²增加到75 nm²，這是由于在熱作用下蛋白結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，位于分子內(nèi)部的疏水基團(tuán)暴露在表面，使疏水溶劑的可及表面積增加^[27]。隨著溫度的升高，總?cè)軇┛杉氨砻娣e增大，說(shuō)明熱作用使肌動(dòng)蛋白結(jié)構(gòu)伸展，疏水基團(tuán)與水接觸表面積增加（圖5C），并且親水性區(qū)域的溶劑可及表面積始終大于疏水性區(qū)域（圖5D），肌動(dòng)蛋白在此過(guò)程中表現(xiàn)出親水性大于疏水性，因此肌動(dòng)蛋白在整個(gè)模擬過(guò)程中為水溶性，表明溫度上升并沒(méi)有改變肌動(dòng)蛋白的溶解性。

2.6?? 熱處理對(duì)肌動(dòng)蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)的影響

肌動(dòng)蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)變化可表明其整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，以及模擬過(guò)程中所發(fā)生的分子動(dòng)力學(xué)變化。由圖6可知，隨著溫度的升高，肌動(dòng)蛋白總二級(jí)結(jié)構(gòu)含量逐漸降低，120 ℃時(shí)降低程度較大，無(wú)規(guī)則卷曲結(jié)構(gòu)含量增加，且在100 ℃和120 ℃下變化幅度較大;隨著溫度的上升，α-螺旋含量逐漸降低，β-折疊含量在100 ℃時(shí)降低程度最大。無(wú)規(guī)則卷曲結(jié)構(gòu)含量越高，α-螺旋和β-折疊結(jié)構(gòu)含量越低，表明蛋白結(jié)構(gòu)破壞越大。因此，80 ℃的熱作用能顯著破壞肌動(dòng)蛋白結(jié)構(gòu)，且隨著溫度的上升破壞越顯著。

2.7 ??熱處理下肌動(dòng)蛋白對(duì)酚類(lèi)物質(zhì)吸附的影響

由于蛋白上存在多個(gè)小分子物質(zhì)結(jié)合位點(diǎn)，并且具有一定的隨機(jī)性，為減少誤差，本研究選取得分排名前20 個(gè)對(duì)接構(gòu)象計(jì)算平均結(jié)合自由能，并選取碳原子數(shù)均為8的1-辛烯-3-醇、1-辛烯-3-酮、2-辛烯醛作為對(duì)照。由表1可知，3 種對(duì)照物質(zhì)在不同溫度下與肌動(dòng)蛋白的結(jié)合自由能均較為接近，有報(bào)道^[29]顯示肌原纖維蛋白對(duì)風(fēng)味物質(zhì)的吸附作用表現(xiàn)為由醇類(lèi)>酮類(lèi)>醛類(lèi)依次遞增的規(guī)律，這與本研究結(jié)果有所不同，可能是由于其結(jié)果為實(shí)際實(shí)驗(yàn)測(cè)得，影響因素較本實(shí)驗(yàn)所用分子模擬方法多，這種差異的具體機(jī)制有待于進(jìn)一步研究。從6 種酚類(lèi)物質(zhì)來(lái)看，隨碳鏈的延長(zhǎng)，吸附作用逐漸增強(qiáng);對(duì)比4-乙基愈創(chuàng)木酚與4-乙烯基愈創(chuàng)木酚，隨著不飽和鍵的增加，吸附作用略有增強(qiáng);對(duì)比2 種同分異構(gòu)體4-丙烯基愈創(chuàng)木酚和4-烯丙基愈創(chuàng)木酚，前者的吸附作用大于后者;這些差異可能與小分子的結(jié)構(gòu)差異有關(guān)。研究表明小分子物質(zhì)與蛋白的結(jié)合主要通過(guò)疏水相互作用和氫鍵^[14]，碳鏈越長(zhǎng)疏水相互作用越強(qiáng);另外，空間位阻也會(huì)影響小分子物質(zhì)與蛋白的結(jié)合，如Gremli等^[30]研究發(fā)現(xiàn)，大豆蛋白對(duì)酮類(lèi)的吸附隨碳鏈的延長(zhǎng)呈先增強(qiáng)后減弱變化，表現(xiàn)為對(duì)2-癸酮的吸附能力最強(qiáng)，這主要是由于碳鏈過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致空間位阻增大，本研究中2 種同分異構(gòu)體吸附能不同可能也與空間位阻不同有關(guān)。

對(duì)比不同溫度發(fā)現(xiàn)，1-辛烯-3-醇、1-辛烯-3-酮、2-辛烯醛在不同溫度下與肌動(dòng)蛋白的結(jié)合自由能幾乎無(wú)變化，而6 種酚類(lèi)物質(zhì)與肌動(dòng)蛋白的結(jié)合自由能均在80 ℃時(shí)最低，可能是此時(shí)肌動(dòng)蛋白未完全變性，暴露的可吸附區(qū)域減小;當(dāng)溫度升高至100 ℃時(shí)，結(jié)合自由能增加，并與25 ℃時(shí)接近，此時(shí)蛋白變性程度增加，結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致一些疏水結(jié)合位點(diǎn)的增加;而120 ℃又有所降低，可能是蛋白完全變性后導(dǎo)致風(fēng)味物質(zhì)吸附位點(diǎn)減少。

綜上，溫度影響肌動(dòng)蛋白對(duì)風(fēng)味物質(zhì)吸附的可能機(jī)制是：加熱時(shí)蛋白變性，疏水性區(qū)域和親水性區(qū)域會(huì)發(fā)生一定程度的重排，導(dǎo)致蛋白與小分子物質(zhì)的結(jié)合位點(diǎn)、結(jié)合方式和結(jié)合自由能均發(fā)生變化。因此，根據(jù)分子動(dòng)力學(xué)模擬分析結(jié)果可知，100 ℃的加熱更有利于蛋白結(jié)合更多的小分子酚類(lèi)物質(zhì)。另外，肌動(dòng)蛋白對(duì)酚類(lèi)物質(zhì)的吸附作用遠(yuǎn)大于分子質(zhì)量相近的醛、酮、醇類(lèi)，而醛、酮、醇類(lèi)物質(zhì)也是臘肉中重要的風(fēng)味物質(zhì)，因此在臘肉生產(chǎn)時(shí)應(yīng)避免過(guò)度煙熏，否則會(huì)導(dǎo)致吸附在蛋白中的醛、酮、醇類(lèi)等小分子物質(zhì)減少，影響臘肉的風(fēng)味品質(zhì)。

1. 結(jié)? 論

本實(shí)驗(yàn)采用分子動(dòng)力模擬方法研究在室溫（25 ℃）及3 種臘肉熱處理常用溫度（80、100、120 ℃）下肌動(dòng)蛋白的結(jié)構(gòu)變化，結(jié)果表明，隨著溫度的升高，肌動(dòng)蛋白結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性增大，RMSD和RMSF值隨著溫度的升高明顯增加，特別是100 ℃和120 ℃時(shí);Rg隨溫度的升高波動(dòng)增強(qiáng)并在平衡后呈下降趨勢(shì)。疏水性區(qū)域及總?cè)軇┛杉氨砻娣e均隨溫度的升高而增大，蛋白內(nèi)部氫鍵數(shù)量隨著溫度的升高而減少，120 ℃時(shí)降低最為明顯。蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)隨溫度的升高發(fā)生顯著變化，主要是α-螺旋和β-折疊含量減少而無(wú)規(guī)則卷曲結(jié)構(gòu)含量明顯增加。溫度的升高并不會(huì)顯著改變肌動(dòng)蛋白對(duì)1-辛烯-3-醇、1-辛烯-3-酮、2-辛烯醛的吸附，但80 ℃和120 ℃的加熱會(huì)明顯降低肌動(dòng)蛋白對(duì)愈創(chuàng)木酚類(lèi)物質(zhì)的吸附。肌動(dòng)蛋白對(duì)愈創(chuàng)木酚的吸附作用遠(yuǎn)大于分子質(zhì)量相近的醇、酮和醛類(lèi)物質(zhì)，因此生產(chǎn)中應(yīng)避免對(duì)臘肉過(guò)度煙熏，否則可能減少醛、酮、醇類(lèi)等揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)在臘肉蛋白中的保留，進(jìn)而影響臘肉的風(fēng)味品質(zhì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王洪偉， 索化夷， 張玉， 等. 感官評(píng)價(jià)和GC-MS結(jié)合偏最小二乘回歸法分析酚類(lèi)化合物對(duì)臘肉煙熏風(fēng)味的貢獻(xiàn)[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè)， 2019， 45（21）： 244-249. DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.021083.

[2]WANG K， ARNTFIELD S D. Probing the molecular forces involved in binding of selected volatile flavour compounds to salt-extracted pea proteins[J]. Food Chemistry， 2016， 211： 235-242. DOI：10.1016/j.foodchem.2016.05.062.

[3]汪娟. 大豆分離蛋白與特定風(fēng)味化合物相互作用機(jī)制的研究[D]. 廣州： 華南理工大學(xué)， 2018： 15-22.

[4]胡可， 常瑞， 朱秋勁， 等. 西式火腿關(guān)鍵加工環(huán)節(jié)對(duì)肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)及風(fēng)味吸附能力的影響[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè)， 2020， 46（6）： 163-169. DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.022756.

[5]周昌瑜， 蔣亞婷， 曹錦軒， 等. 肌原纖維蛋白濃度對(duì)風(fēng)味物質(zhì)吸附能力的影響[J]. 核農(nóng)學(xué)報(bào)， 2016， 30（5）： 904-911. DOI：10.11869/j.issn.100-8551.2016.05.0904.

[6]徐永霞， 王瑞， 趙佳美， 等. 草魚(yú)肌原纖維蛋白與特征腥味物質(zhì)的結(jié)合作用[J]. 中國(guó)食品學(xué)報(bào)， 2020， 20（8）： 76-83. DOI：10.16429/j.1009-7848.2020.08.009.

[7]CAO Jinxuan， ZHOU Changyu， WANG Yang， et al. The effect of oxidation on the structure of G-actin and its binding ability with aroma compounds in carp grass skeletal muscle[J]. Food Chemistry， 2018， 240： 346-353. DOI：10.1016/j.foodchem.2017.07.068.

[8] P?REZ-JUAN M， FLORES M， TOLDRA F. Binding of aroma compounds by isolated myofibrillar proteins： effect of protein concentration and conformation[J]. Food Chemistry， 2007， 105（3）： 932-939. DOI：10.1016/j.foodchem.2007.04.051.

[9] P?REZ-JUAN M， FLORES M， TOLDRA F. Effect of pork meat proteins on the binding of volatile compounds[J]. Food Chemistry， 2008， 108（4）： 1226-1233. DOI：10.1016/j.foodchem.2007.04.037.

[10] P?REZ-JUAN M， FLORES M， TOLDRA F. Effect of ionic strength of different salts on the binding of volatile compounds to porcine soluble protein extracts in model systems[J]. Food Research International， 2007， 40（6）： 687-693. DOI：10.1016/j.foodres.2006.11.013.

[11]LUO Ji， NASIRU M M， YAN W， et al. Effects of dielectric barrier discharge cold plasma treatment on the structure and binding capacity of aroma compounds of myofibrillar proteins from dry-cured bacon[J]. LWT-Food Science and Technology， 2020， 117： 108606. DOI：10.1016/j.lwt.2019.108606.

[12] L? Tong， WANG Ying， PAN Daodong， et al. Effect of trypsin treatments on the structure and binding capacity of volatile compounds of myosin[J]. Food Chemistry， 2016， 214： 710-716. DOI：10.1016/j.foodchem.2016.07.115.

[13]樓宵瑋， 蔣婭婷， 潘道東， 等. 氯化鈉對(duì)肌原纖維蛋白與風(fēng)味物質(zhì)相互作用的影響[J]. 食品科學(xué)， 2017， 38（5）： 74-79. DOI：10.7506/spkx1002-6630-201705012.

[14]呂彤， 林俊杰， 周昌瑜， 等. 熱處理強(qiáng)度對(duì)豬肉肌球蛋白結(jié)構(gòu)及風(fēng)味成分吸附特性的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)， 2016， 32（8）： 285-291. DOI：10.11975/j.issn.1002-6819.2016.08.040.

[15]周昌瑜， 蔣婭婷， 曹錦軒， 等. 熱處理時(shí)間對(duì)鴨肉肌原纖維蛋白凝膠的風(fēng)味吸附能力影響[J]. 現(xiàn)代食品科技， 2016， 32（3）： 218-224. DOI：10.13982/j.mfst.1673-9078.2016.3.035.

[16]劉曉霞， 邢光耀， 張利絨， 等. 黃粉蟲(chóng)抗凍蛋白分子與冰水界面相互作用的分子動(dòng)力學(xué)模擬[J]. 內(nèi)蒙古大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2020， 51（6）： 615-622. DOI：10.13484/j.nmgdxxbzk.20200609.

[17]魏貝貝. 基于分子動(dòng)力學(xué)分析的Mn-SOD的熱穩(wěn)定性研究[D]. 曲阜： 曲阜師范大學(xué)， 2018： 12-13.

[18]呂建平， 魏冬青， 王永華， 等. 基于分子動(dòng)力學(xué)的脂肪酶Lipase5的熱穩(wěn)定性研究[J]. 原子與分子物理學(xué)報(bào)， 2016， 33（1）： 128-134. DOI：10.3969/j.issn.1000-0364.2016.02.022.

[19]錢(qián)輝， 陸兆新， 張充， 等. 魚(yú)腥藻脂肪氧合酶熱穩(wěn)定性提高的分子動(dòng)力學(xué)模擬[J]. 食品科學(xué)， 2016， 37（2）： 1-6. DOI：10.7506/spkx1002-6630-201702001.

[20]張晨虹. 絮凝蛋白Flo1突變對(duì)增強(qiáng)寡糖結(jié)合的分子動(dòng)力[D]. 大連： 大連理工大學(xué)， 2020： 18-22.

[21]王婧. 多酚類(lèi)化合物與牛血清蛋白相互作用的研究[D]. 杭州： 浙江工業(yè)大學(xué)， 2013： 7-9.

[22]SAHIHI Y， GHAYEB Y. An investigation of molecular dynamics simulation and molecular docking： Interaction of citrus flavonoids and bovineβ-lactoglobulin in focus[J]. Computers in Biology and Medicine， 2014， 51： 44-50. DOI：10.1016/j.compbiomed.2014.04.022.

[23] ZHU Junxiang， LI Kangjing， WU Hao， et al. Multi-spectroscopic， conformational， and computational atomic-level insights into the interaction ofβ-lactoglobulin with apigenin at different pH levels[J]. Food Hydrocolloids， 2020， 105： 105810. DOI：10.1016/j.foodhyd.2020.105810.

[24]MOHAMMADI F， SAHIHI M， BORDBAR A K. Multispectroscopic and molecular modeling studies on the interaction of two curcuminoids withβ-lactoglobulin[J]. Spectrochimica Acta Part A： Molecular and Biomolecular Spectroscopy， 2015， 140： 274-282. DOI：10.1016/j.saa.2014.12.032.

[25]STAPORNKUL N， PRYTKOVA T， WERE L. Effect of green tea on interaction of lipid oxidation products with sarcoplasmic and myofibrillar protein homogenates extracted from bovine top round muscle[J]. Food Research International， 2016， 89： 1038-1045. DOI：10.1016/j.foodres.2016.01.016.

[26] 薛斐. 香草醛與蛋白質(zhì)的相互作用研究[D]. 上海： 上海師范大學(xué)， 2016： 1-69.

[27]劉祥雨， 覃小麗， 鐘金鋒. 采用分子動(dòng)力學(xué)模擬研究溫度對(duì)乳球蛋白穩(wěn)定性的影響[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè)， 2020， 46（7）： 89-96. DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.022638.

[28]陳志國(guó)， 傅毅， 須文波. 分子動(dòng)力學(xué)模擬研究CGTase酶活性區(qū)域的熱穩(wěn)定性[J]. 計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué)， 2013， 30（9）： 967-972. DOI：10.3969/j.issn.1001-4160.2013.09.003.

[29]SHEN H， HUANG M， ZHAO M， et al. Interactions of selected ketone flavours with porcine myofibrillar proteins： the role of molecular structure of flavour compounds[J]. Food Chemistry， 2019， 298： 125060. DOI：10.1016/j.foodchem.2019.125060.

[30]GREMLI H A. Interaction of flavor compounds with soy protein[J]. Journal of the American Oil Chemists Society， 1974， 51（1）： 95A-97A. DOI：10.1007/BF02542100.

收稿日期：2021-03-09

基金項(xiàng)目：2020年四川省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目（S202010619042）