超高压加工技术可以通过影响盐离子对蛋白的修饰作用，促进其溶解并增强其水合能力，从而降低肉制品中磷酸盐的含量，但其作用效果受作用压力及蛋白种类的影响，这说明在高压条件下磷酸盐对蛋白的作用机制尚不清晰，需要进一步研究。保水性是评价肉及肉制品品质的重要指标之一，而肌球蛋白作为肌肉蛋白中占比最高（约25%）且唯一能形成热凝胶的蛋白，对此起决定性作用。
来自南京农业大学国家肉品质量安全控制工程技术研究中心、肉品加工与质量控制教育部重点实验室、农业部畜产品加工重点实验室、江苏高校肉类生产与加工质量安全控制协同创新中心的钱畅、薛思雯、徐幸莲*和周光宏*对含不同质量分数三聚磷酸钠的兔骨骼肌肌球蛋白进行超高压处理后程序升温，筛选出对蛋白凝胶保水性有显着影响的压力参数与三聚磷酸钠质量分数的组合；在该条件下进一步研究超高压处理和三聚磷酸钠质量分数对蛋白溶解度、ATP酶活力和升温过程中蛋白的二级结构含量、表面疏水性、活性巯基含量、静态流变性及所形成热凝胶的微观结构等理化特性的影响。探讨凝胶保水性差异的形成原因及磷酸盐在高压肌球蛋白体系中的作用机制，为低磷酸盐健康肉制品的开发提供理论参考。
1. SDS-PAGE结果分析
经测定，肌球蛋白重链分子质量约为207kDa，3条轻链的分子质量分别为18.5、10 kDa和8kDa，经Quantity One软件分析计算，肌球蛋白纯度约为83%。
2. 凝胶保水性结果分析
经100、200 MPa超高压处理的蛋白加热后形成的凝胶的保水性较对照组显着升高（P＜0.05），在300 MPa时则大幅下降（P＜0.05）。作用于蛋白的外部压力会影响其分子形态和分子间的相互作用，并改变其凝胶形成过程。
含0.15%三聚磷酸钠的蛋白经100、200 MPa超高压处理后加热形成的凝胶的保水性显着下降（P＜0.05）。但随着三聚磷酸钠质量分数升高到0.30%，凝胶保水性再次上升，且高于未添加三聚磷酸钠的处理组，此后无显着变化（P＞0.05）。
在100～300 MPa的压力范围内，蛋白凝胶的保水性随着三聚磷酸钠质量分数从0%升高到0.30%不断变化，说明在此过程中蛋白的理化特性及热凝胶的形成过程也明显改变，此后三聚磷酸钠质量分数的升高则对保水性无显着影响（P＞0.05）。故选择0%、0.15%、0.30%作为三聚磷酸钠质量分数因素的3个水平，从蛋白的功能特性和分子结构角度进行深入研究，探讨凝胶保水性差异的形成原因。
3. 蛋白溶解度结果分析
未添加三聚磷酸钠的蛋白经100、200 MPa处理后，其溶解度较对照组显着上升（P＜0.05）。但加入了0.15%三聚磷酸钠的蛋白经超高压处理后，其溶解度较对照组明显降低（P＜0.05）。
当三聚磷酸钠质量分数升高到0.30%时，蛋白的溶解度再次上升，并显着高于未添加三聚磷酸钠的处理组（P＜0.05），其中以经100 MPa超高压处理的含0.3%三聚磷酸钠的蛋白的溶解度最高。这说明当质量分数较低时，三聚磷酸钠会呈现出对高压促溶效应的拮抗作用。而随着添加量的增大，这种拮抗作用逐渐消失，蛋白的亲水作用加强，溶解度提高。当压力升高到300 MPa时，蛋白的溶解度显着下降（P＜0.05）。
4. ATP酶活力结果分析
与对照组相比，经超高压处理后未添加三聚磷酸钠的蛋白的ATP酶活力显着降低（P＜0.05），且随着作用压力的升高不断下降，300 MPa时各处理组蛋白的ATP酶活力接近于0。
含0.15%三聚磷酸钠的蛋白经100、200 MPa超高压处理后，其ATP酶活力显着升高（P＜0.05），说明低质量分数（0.15%）的三聚磷酸钠对超高压诱导蛋白头部变性有拮抗作用。但三聚磷酸钠质量分数升高到0.30%后，蛋白的ATP酶活力显着下降（P＜0.05），说明蛋白头部的变性程度再次增大。
5. 表面疏水性等结果分析
结果分别显示了高压肌球蛋白在升温过程中疏水基团和包埋巯基基团的暴露情况。可以看出，与对照组相比，经超高压处理后未添加三聚磷酸钠的蛋白在加热前（25℃）的表面疏水性和活性巯基含量均显着升高（P＜0.05），且随着压力的增大呈上升趋势。
含0.15%三聚磷酸钠的蛋白经100、200 MPa处理后，其表面疏水性和活性巯基含量显着低于其他两组（P＜0.05），说明低质量分数的三聚磷酸钠会拮抗超高压处理对蛋白分子构象的改变。随着三聚磷酸钠质量分数进一步升高，蛋白在加热前的表面疏水性和活性巯基含量再次显着上升（P＜0.05），说明磷酸盐对超高压处理的拮抗作用逐渐消失，蛋白的三级结构发生变化。
当温度升高到40 ℃后，100、200 MPa各处理组蛋白的表面疏水性和活性巯基含量均呈显着上升趋势（P＜0.05），但变化速率仍有差别。在40～55℃的温度区间内，100 MPa 0.30%三聚磷酸钠处理组蛋白的表面疏水性和活性巯基含量的变化速率最高（分别为20.23℃－1和13.92 μmol/（100 mg·℃））；200 MPa 0.30%三聚磷酸钠处理组其次。而100 MPa 0.15%三聚磷酸钠和200 MPa 0.15%三聚磷酸钠处理组的变化速率则是同压力处理组中最低的，且其蛋白的的表面疏水性和活性巯基含量在55℃后无显着变化（P＞0.05）。
6. 交互作用情况
超高压作用压力对加热前的蛋白溶解度以及最终热凝胶保水性有显着影响（P＜0.05），对其他指标有极显着影响（P＜0.01）；三聚磷酸钠质量分数则对所有指标有极显着影响（P＜0.01）。
7. 蛋白二级结构含量分析
在加热前（25℃），经超高压处理的未添加三聚磷酸钠的肌球蛋白中α-螺旋结构含量显着低于对照组（P＜0.05），且随着作用压力的升高不断降低。而含0.15%三聚磷酸钠的蛋白经100、200 MPa处理后，其α-螺旋结构含量较不含三聚磷酸钠的处理组显着上升（P＜0.05），但在三聚磷酸钠质量分数达到0.30%后再次下降（P＜0.05）。
随着温度不断上升，各处理组蛋白中α-螺旋结构含量均显着降低（P＜0.05），而β-折叠和无规卷曲含量随之升高，其中蛋白二级结构含量在40～55℃间的变化幅度最大。在此区间内，100 MPa 0.30%三聚磷酸钠处理组的α-螺旋结构含量的下降速率最高（1.41%/℃），200 MPa 0.30%三聚磷酸钠处理组次之（1.36%/℃），而100 MPa 0.15%三聚磷酸钠和200 MPa 0.15%三聚磷酸钠处理组蛋白的二级结构含量虽呈现类似的变化趋势，但其下降速率降低，说明低质量分数的三聚磷酸钠会抑制加热过程中蛋白二级结构的转变。
8. 蛋白流变特性分析
未添加三聚磷酸钠的蛋白经100、200 MPa处理后G’和变化速率dG’/dT的首个峰值温度较对照组均上升了2～3 ℃。
含0.15%三聚磷酸钠的蛋白经100、200 MPa超高压处理后再加热，G’与dG’/dT的首个峰值温度较未添加三聚磷酸钠的处理组上升了3 ℃，且G’与dG’/dT的首个峰值也明显降低，说明低质量分数的三聚磷酸钠提升了蛋白头部结构域的热稳定性。
随着温度升高到55℃，100 MPa 0.30%三聚磷酸钠和200 MPa 0.30%三聚磷酸钠处理组蛋白的G’逐渐降低，dG’/dT也出现负峰。
经300 MPa处理的蛋白在40～55℃间无G’及dG’/dT的正峰，说明其头部聚集及弱凝胶形成的阶段消失，这可能与过高的压力导致蛋白头部的聚集能力受损有关。
9. 凝胶微观结构分析
经100 MPa超高压处理的未添加三聚磷酸钠的蛋白加热后形成的凝胶由许多丝状结构交联而成，与对照组相比，其结构中的网孔大小及分布较为均匀。
而随着0.15%三聚磷酸钠的加入，原本有序的凝胶结构变得杂乱，其中有形状不规则的大孔洞，表面也出现断裂的丝状结构。
结 论
含质量分数0.15%三聚磷酸钠的肌球蛋白经不高于200 MPa的超高压处理后，其溶解度显着下降，ATP酶活力显着上升（P＜0.05）；质量分数0.15%三聚磷酸钠对超高压处理诱导的肌球蛋白功能特性变化存在拮抗作用，且蛋白在升温过程中的变性、聚集受抑制，随着三聚磷酸钠质量分数升高到0.30%，拮抗作用消失，蛋白在热胶凝过程中结构充分展开，疏水基团与所包埋的巯基快速暴露，形成的凝胶结构富有弹性且致密有序，保水性显着提高（P＜0.05）；而300 MPa超高压处理使蛋白的ATP酶活力丧失，溶解度及热变性程度降低，分子间交联弱化，最终使凝胶保水性显着下降（P＜0.05）。三聚磷酸钠通过影响蛋白的结构与理化特性，改变其热凝胶形成过程中的变性速率与交联方式，导致最终凝胶保水性发生变化。
