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熏肉制品因其独特的焦糖和烧烤风味而备受青睐。呋喃化合物在烟熏风味的形成中起关键作用，其与肉类（尤其是蛋白质）的相互作用显著影响肉类香气的释放。因此，提高蛋白与呋喃的结合能力对保持肉制品的烟熏风味至关重要。研究表明，蛋白质结构或功能性质的改变会影响其对风味化合物的吸附能力。
超声作为近年发展起来的一种新兴的绿色非热技术，在提高蛋白质功能和降低肉制品中盐含量方面得到了广泛的关注和应用。适当的超声可以改善蛋白质在溶液中的性质；然而，不恰当的超声处理可能产生相反的效果。烟熏肉制品含盐量高，钠摄入过量可能增加多种疾病风险。超声技术通过超声空化显著加速和均质化肉类中盐的扩散速率，满足低盐饮食的消费者。以往的研究主要集中在评价超声处理对低盐肉制品品质属性和感官特性的影响；然而，其对肉制品风味结合能力的影响却较少被关注。
肌原纤维蛋白（myofibrar protein，MP）是一种盐溶蛋白，是肌肉蛋白质的必要成分，在决定肉及肉制品的结构和质地特征方面起至关重要的作用。因此，研究不同盐含量下MP与风味物质的相互作用机制，以增强对烟熏肉制品生产的认识，提高烟熏肉制品的质量控制十分必要。
渤海大学食品科学与工程学院的Yu Ying、FanChaoxia（共同一作）等旨在探讨超声对不同NaCl含量体系中MP吸附呋喃风味物质的影响。采用粒径分析和拉曼光谱技术评估超声对蛋白质结构的影响。分子对接分析和荧光猝灭实验研究了MP与风味物质之间的价键类型和荧光猝灭特性。此外，利用顶空固相微萃取（headspace solid phase microextraction，SPME-GC-MS）阐明超声对MP吸附盐溶液中风味物质能力的影响，从而有助于增强对蛋白质-风味物质相互作用的理解。
与未超声处理组相比，超声处理后MP呈明显双峰分布，粒径减小，且其能够增强蛋白质分散体系的均匀性。在相同超声强度下，随着离子含量的增加，蛋白质粒径峰值略微向左偏移，但变化不显著。经超声处理后，随着盐含量的增加，蛋白质粒径峰值略微左移，峰值增大，粒径跨度显著减小，蛋白质颗粒更加均匀分散。在相同盐含量下，与未超声组相比，超声处理后的α-螺旋相对含量降低，β-折叠、β-转角、无规卷曲相对含量显著升高。
字母不同表示差异显著（P＜0.05）。下同。
图1 不同NaCl含量下超声处理对MP粒径（A）及MP二级结构（B）的影响不同处理组MPs的Zeta电位值均为负。Zeta电位绝对值随着盐含量的增加而显著降低。在相同盐含量下，超声处理后MP的表面疏水性显著增加。此外，超声波处理显著降低了MP的总巯基含量，而显著增加了活性巯基含量（0.6% NaCl组除外）。
图2 不同NaCl含量下超声处理对MP的Zeta电位
（A）、MP表面疏水性（B）、总巯基含量（C）和活性巯基含量（D）的影响相同盐含量下，超声波处理对MP与2-戊基呋喃、糠醛、5-甲基糠醛、2-乙酰基呋喃、2-乙酰基-5-甲基呋喃均有显著影响。这5 种物质均具有显著的吸附作用。经超声处理后，风味化合物的顶空含量显著降低。MP对挥发性化合物的吸附量先增大后减小。2-戊基呋喃的顶空含量最低，2-乙酰基-5-甲基呋喃的顶空含量大于100%。
A. 0.6%NaCl；B. 1.2% NaCl；C. 2.4% NaCl；D. MP对5 种呋喃化合物吸附能力的变化。
图3 不同NaCl含量下超声处理对MP与挥发性化合物相互作用的影响
氨基酸残基Asn200、Glu159和Asn98在呋喃和肌球蛋白的相互作用中起重要作用。2-戊基呋喃、5-甲基糠醛和糠醛主要通过氢键、疏水相互作用和范德华力与MP连接。2-乙酰呋喃主要通过范德华力和氢键与蛋白质连接。2-乙酰基-5-甲基呋喃仅通过范德华力与MP连接，价键类型最少，价键最弱。5 种风味化合物与MP结合的3 种关键氨基酸均为亲水氨基酸。5 种风味物质与MP之间的疏水性，表现为疏水相互作用。2-戊基呋喃与肌球蛋白的相互作用最疏水，糠醛与5-甲基糠醛与MP的相互作用最亲水。
A～E. 分别为肌球蛋白与2-戊基呋喃、2-乙酰基-5-甲基呋喃、2-乙酰基呋喃、5-甲基糠醛、糠醛对接的最佳位点；a～e.分别为肌球蛋白与2-戊基呋喃、2-乙酰基-5-甲基呋喃、2-乙酰基呋喃、5-甲基糠醛、糠醛的交互二维图。1～5.分别为肌球蛋白与2-戊基呋喃、2-乙酰基-5-甲基呋喃、2-乙酰基呋喃、5-甲基糠醛、糠醛之间疏水结合位点的表面变化。
图4 MP和呋喃风味化合物的分子对接图
在不同盐含量体系下，检测MP对2-戊基呋喃的吸附得到的Sterm-Volmer曲线为向上的曲线，说明荧光猝灭过程是动态猝灭与静态猝灭相结合的过程。5-甲基糠醛、2-乙酰基呋喃、2-乙酰基-5-甲基呋喃、糠醛和MP体系的猝灭常数（Ksv）趋势与2-戊基呋喃密切相关。
图5 用Sterm-Vlmer方程计算不同NaCl含量下超声处理对MP荧光的影响
（A）及被不同呋喃风味化合物激发（B）本研究探究了不同盐含量下超声前后MP的结构变化以及MP结合呋喃风味化合物的主要类型。与对照组相比，超声处理后MP粒径减小，Zeta电位绝对值增大，表面疏水性增加，活性巯基含量增加。结果表明，在不同盐含量体系下，超声处理过程可以促进蛋白质结构去折叠，增强蛋白质颗粒之间的静电斥力，使蛋白质分子之间趋于分散，增强疏水结合位点和氢结合位点的暴露，增强MP与呋喃化合物的结合能力。超声作用后MP中的α-螺旋相对含量减少，β-折叠相对含量增加，表明超声破坏了MP中的氢键。此外，分子对接结果表明，MP对风味化合物的吸附能力主要为氢键、疏水相互作用和范德华力。荧光结果显示，MP与呋喃之间同时发生静态猝灭和动态猝灭，2-戊基呋喃具有较强的荧光猝灭能力和与MP的结合能力。
文章链接：
https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024.138427
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