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酱牛肉是我国重要的传统肉制品，此类产品具有风味独特、高蛋白、低脂肪的特点，同时含有丰富的矿物质，营养价值较高。加工工艺的差异会影响酱牛肉的营养成分和质构特性等食用品质，而二次杀菌后产品品质劣变更为严重，比如生成高温蒸煮味和组织质地变差等。
蛋白质是酱牛肉中的主要成分之一，深入分析加工过程中产品蛋白质结构变化，有助于明确酱牛肉品质形成机理，也可以为其他牛肉类高温产品生产加工提供参考。鉴于鲜有针对传统酱牛肉产品开展的从原料至最终产品水分分布和蛋白结构变化的研究，中国肉类食品综合研究中心的李 素、王守伟、乔晓玲*等以酱牛肉为研究对象，选取原料肉和滚揉腌制、卤制及不同二次杀菌温度（90、100、110、120 ℃）样品，对其蛋白质浊度、相互作用力、结构变化和水分分布的规律进行研究，为酱牛肉产品品质精细化调控提供理论支撑。
1、蛋白质浊度变化
从图1中可看出，酱牛肉加工过程中肌浆蛋白及肌原纤维蛋白的浊度变化趋势接近，原料肉质中蛋白质浊度较高，说明原料肉中蛋白质处于聚集状态，悬浮颗粒直径较大。滚揉工艺可以使蛋白质浊度显著降低（P＜0.05），说明通过滚揉过程蛋白质结构被打散，溶解度增加，从而获得较低的浊度。经热加工后浊度增高，说明热处理致使蛋白大量发生聚集、交联、絮凝等变化，从而使蛋白溶液浊度上升。经过二次杀菌后蛋白质浊度呈波动变化趋势，其中，90 ℃杀菌样品与110 ℃杀菌样品浊度较高，100 ℃杀菌样品和120 ℃杀菌样品浊度较低，随杀菌温度升高，样品浊度变化无明显规律，说明不同杀菌温度条件下蛋白质内部基团暴露程度可能有所不同，主要相互作用力也不同，从而影响了蛋白聚集体的差异。
2、蛋白质相互作用力的变化
从图2可以看出，样品熟制前S1反应液中蛋白质溶解度较高，说明蛋白质间相互作用力主要是静电相互作用力，且滚揉工艺显著加强了蛋白质间的静电相互作用力（P＜0.05），熟制后蛋白质溶解度显著降低（P＜0.05），说明热处理可以削弱蛋白质间的静电相互作用力，不同温度二次杀菌后样品中蛋白质溶解度无显著差异（P＞0.05）。S2反应液用于提取水溶性蛋白质，S2反应液中变化趋势与S1反应液类似，即熟制前溶解度较高，熟制后溶解度降低，且滚揉工艺可以增加其溶解度；经煮制及杀菌等热处理后溶解度降低，说明蛋白质多肽链发生伸展和去折叠，改变了蛋白质的天然结构，使其发生变性和聚集，从而溶解度降低。
3、蛋白质扫描电子显微镜观察结果
由图3可知，原料样品肌浆蛋白颗粒结构完整，表面比较平滑，聚集度较好，质地圆润，饱满且结构紧密。经滚揉工艺加工后肌浆蛋白结构发生变化，开始出现孔洞，蛋白质质地及光泽度也开始下降。经卤制后蛋白质结构进一步遭到破坏。样品经二次杀菌后其蛋白质结构被破坏程度更高，蛋白质颗粒破碎的更小、更细，此时，肌浆蛋白大部分变性，形成一种致密的结构，杀菌温度越高，肌浆蛋白质变性程度越高。
从图4中可以看出，原料样品肌原纤维蛋白结构比较完整，经滚揉工艺后肌原纤维蛋白开始断裂，出现不规则孔洞。样品经卤制后蛋白的网状结构开始变得粗糙，边缘不规则，有明显的断层感。样品经二次杀菌后蛋白结构再次发生变化，经90 ℃杀菌样品中蛋白从各个方向进行交联，网状结构逐渐开始变得致密，随着杀菌温度逐渐升高，肌原纤维蛋白开始形成规则形状，分布也逐渐变得均匀，无明显孔洞，网络结构变得更加致密均匀。
4、蛋白质二级结构变化
酱牛肉加工过程中肌浆蛋白和肌原纤维蛋白的傅里叶变换红外光谱如图5所示。不同样品的红外吸收光谱呈现显著差异。样品在红外区出现多个特征吸收峰，肌浆蛋白和肌原纤维蛋白在酰胺I带（1 660 cm－1附近）、酰胺II带（1 300 cm－1附近、1 570 cm－1附近）、酰胺A带（3 300 cm－1附近）等处均有吸收峰出现。与原料肉相比，滚揉腌制工艺降低了肌浆蛋白中酰胺A带的峰值，但增加了肌原纤维蛋白中酰胺A带的峰值；卤制工艺同时增加肌浆蛋白和肌原纤维蛋白酰胺A带的峰值。随着二次杀菌温度的升高，肌浆蛋白酰胺A带峰值呈现先增加后降低的趋势，而肌原纤维蛋白酰胺A带峰值呈现先降低后增加的趋势，说明酱牛肉加工过程中肌浆蛋白和肌原纤维蛋白的氢键伸缩振动发生变化。1 900～1 200 cm－1波段不同样品间吸光度差异较大，说明滚揉腌制、卤制、二次杀菌工艺对蛋白质中双键的伸缩振动影响不同，1 650 cm－1处吸收峰的差异主要是由C=O造成的，这可能与C=O结构的改变，包括羰基的氧化等有关。
由表1可知，原料肉中肌浆蛋白的无规卷曲相对含量最低，为7.85%。样品经过滚揉腌制后，肌浆蛋白中α-螺旋、β-转角相对含量显著下降（P＜0.05），β-折叠、无规卷曲相对含量显著增加（P＜0.05）；卤制后其二级结构的相对含量与滚揉样品相比无显著变化（P＞0.05）；二次杀菌后样品中肌浆蛋白的α-螺旋相对含量再次下降，无规卷曲相对含量整体上升，β-折叠、β-转角相对含量也发生变化。
由表2可知，原料肉中肌原纤维蛋白的无规卷曲相对含量（8.98%）较低，样品经过滚揉腌制后，各二级结构变化趋势与肌浆蛋白中各二级结构变化趋势一致，即α-螺旋、β-转角相对含量显著下降（P＜0.05），β-折叠和无规卷曲相对含量显著增加（P＜0.05）；与滚揉样品相比，卤制后样品中β-折叠、无规卷曲总相对含量显著降低（P＜0.05）；二次杀菌样品中随着杀菌温度的升高，各二级结构相对含量呈现波动变化趋势，与肌浆蛋白中二级结构变化趋势不一致，说明不同蛋白质可能具有不同的特征结构和作用位点，加工工艺的改变对不同蛋白质的影响可能存在差异。
5、酱牛肉不同状态水分分布
由表3可知，原料肉经滚揉工艺后，样品T22显著增加（P＜0.05），T23无显著变化（P＞0.05），但A23显著增加（P＜0.05），说明滚揉工艺使肌肉中束缚水流动性增加，即滚揉增强了样品的保水性，而自由水流动性不变，但自由水含量增加。卤制后，样品A21、A22显著减小（P＜0.05），A23、T23显著增加（P＜0.05），说明束缚水和结合水含量均减少，自由水含量和流动能力增加，可能是加热使蛋白质空间构象发生变化，改变了束缚水和结合水与蛋白质的结合能力。不同二次杀菌温度样品间A21差异显著（P＜0.05），100 ℃杀菌样品中结合水含量最低；90、110、120 ℃二次杀菌处理组A22差异不显著（P＞0.05），100 ℃杀菌样品中束缚水含量最低，自由水含量最高；经二次杀菌后，酱牛肉样品总峰面积差异不显著（P＞0.05），100 ℃杀菌样品中总水分含量最高。
结论
结果：酱牛肉样品中提取的肌原纤维蛋白浊度高于肌浆蛋白浊度，滚揉腌制可显著降低肌浆蛋白和肌原纤维的蛋白浊度（P＜0.05），热处理使蛋白浊度升高；滚揉腌制提高了蛋白质分子间相互作用力，热处理降低了蛋白质分子间静电相互作用，氢键、疏水相互作用和二硫键是样品中主要分子间作用力；不同加工处理对样品中肌浆蛋白和肌原纤维蛋白的结构均有破坏，随加工工艺增多（滚揉腌制、卤制、二次杀菌）破坏程度增大，且二次杀菌温度越高，蛋白质结构破坏越严重；滚揉腌制、卤制、二次杀菌对蛋白质二级结构有明显影响；二次杀菌酱牛肉样品中，经100 ℃杀菌后自由水含量和总水分含量最高，不同杀菌温度对束缚水含量的影响不显著（P＞0.05）。
通信作者简介
乔晓玲，教授级高级工程师，北京食品科学研究院总工程师、副院长，全国政协委员，兼任中国肉类产业加工技术创新联盟秘书长，全国肉禽蛋制品标准化技术委员会畜肉制品分技术委员会副主任委员等。其团队长期从事肉制品加工与营养健康方面创新研究，涉及屠宰、加工、营养及副产物综合利用等肉类加工全产业相关技术。2019年荣获国家科技进步二等奖（排名第三），获省部级、行业科学技术奖20余项，发表科技论文100余篇，申请专利30余项，其中获得授权20余项，主编出版专业书籍2册。其团队研发的牲畜宰前应激预警及控制技术、生鲜肉品质快速无损检测及实时监测预警技术、传统腌腊肉制品生产关键技术、中温肉制品加工关键技术和畜禽副产物精深加工关键技术等多项技术已经在全国各地防范推广和应用，取得了良好的经济和社会效益。
第一作者简介
李素，硕士研究生，中国肉类食品综合研究中心工程师，主要研究方向为肉制品加工和质量安全控制，累计参与10余项国家和省部级以上项目的研究，参与3项国家及行业标准的制修订工作，以第一作者发表肉品科学类学术论文9篇，申请专利4项。所得科研成果曾获得“食品工业协会科学技术奖”、“中国商业联合会科学技术奖”、和“首农食品集团科技进步奖”等奖励。
本文《加工工艺对酱牛肉蛋白质结构和水分分布的影响》来源于《食品科学》2022年43卷7期74-80页，作者：李素，王守伟，朱宁，吴倩蓉，陈松，臧明伍，赵冰，张顺亮，乔晓玲，潘晓倩，刘梦，刘博文。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20210322-263。
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