植物多酚改善肌原纖維蛋白凝膠特性的研究進展

陳 騏，張碧瑩，么紫瑤，江 昕，何思遠，秦立剛，陳 倩*

（1 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院 哈爾濱150030 2 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院 哈爾濱 150030）

肌原纖維蛋白的凝膠特性是決定凝膠肉制品品質(zhì)最重要的因素，優(yōu)良的凝膠特性可以很好地分散并穩(wěn)定油滴，提高產(chǎn)品的持水性能，從而賦予凝膠肉制品良好的質(zhì)地與口感。然而，在氧化條件下肌原纖維蛋白過度、無序地交聯(lián)聚集以及低鹽處理下較差的蛋白溶解性，都會造成肌原纖維蛋白的凝膠特性發(fā)生劣變，除破壞產(chǎn)品感官品質(zhì)外，還可能帶來消化困難、營養(yǎng)品質(zhì)下降甚至有害物質(zhì)生成等缺陷[1-2]。如何提升肌原纖維蛋白凝膠特性成為凝膠肉制品加工中亟待解決的問題。隨著人們對綠色健康肉制品的關(guān)注，使用植物源生物活性物質(zhì)是提升肉制品品質(zhì)的有效手段[3]。

植物多酚作為一種典型的天然添加劑，具有廣譜的抑菌性[4]，可消除不良風(fēng)味[5]，優(yōu)良的抗氧化性以及抑制有害物質(zhì)生成[6]等功效，其中以抗氧化這一功能最為顯著。此外，植物多酚獨特的結(jié)構(gòu)，可與肌原纖維蛋白發(fā)生相互作用，引起蛋白結(jié)構(gòu)改變并與其它環(huán)境因素協(xié)同作用，在蛋白間構(gòu)建錯綜復(fù)雜的共價交聯(lián)模式，而這一過程對肌原纖維蛋白成膠過程以及凝膠特性具有顯著影響[7]。本文基于近年來有關(guān)植物多酚調(diào)控肌原纖維蛋白凝膠特性的研究，歸納總結(jié)不同體系下植物多酚與肌原纖維蛋白的互作機理以及對蛋白凝膠特性的影響，分析其對肌原纖維蛋白凝膠特性的調(diào)控模式與調(diào)控機理，旨在為植物多酚改善凝膠肉制品品質(zhì)以及相關(guān)理論體系的完善提供參考。

1 肌原纖維蛋白凝膠形成機理

作為肌肉組織的主要的成分之一，肌肉蛋白賦予肌肉良好的功能性質(zhì)與感官品質(zhì)，根據(jù)其溶解度可分為3 類：膠原蛋白（不溶性）、肌漿蛋白（水溶性）與約占整體蛋白含量的55%～60%的肌原纖維蛋白（鹽溶性）[8]。除肌動蛋白與一些起固定作用的骨架蛋白外，肌球蛋白是肌原纖維蛋白最重要的組分，憑借其豐富的巰基含量與獨特的結(jié)構(gòu)，肌原纖維蛋白表現(xiàn)出優(yōu)良的乳化與凝膠等功能特性，因此在加工肉制品的持水性、質(zhì)地、色澤與風(fēng)味等品質(zhì)上起決定性作用[9-10]。

1.1 肌原纖維蛋白的凝膠機理

肌原纖維蛋白凝膠是蛋白顆粒間作用力達到平衡狀態(tài)后，形成的有序三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有良好的持水、持油性能[11]。

熱誘導(dǎo)是蛋白凝膠形成的有效且常用的方式。在宏觀視角下，肌原纖維蛋白在受到熱誘導(dǎo)時會經(jīng)歷變性、聚集與網(wǎng)絡(luò)成型3 個階段：一些疏水基團和活性位點因熱誘導(dǎo)下蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的破壞與伸展而暴露，使得蛋白分子相互聚集，最后在蛋白分子之間的作用力達到平衡后形成穩(wěn)定、有序且具有一定黏彈性的三維網(wǎng)絡(luò)凝膠結(jié)構(gòu)[12]。熱誘導(dǎo)凝膠的品質(zhì)主要取決于此過程中蛋白質(zhì)變性展開的速率，若變性展開速率大于交聯(lián)聚集速率，則更易生成有序、致密的凝膠結(jié)構(gòu)，有利于保持油滴或水滴在凝膠網(wǎng)絡(luò)中的分散狀態(tài)，反之則可能導(dǎo)致凝膠結(jié)構(gòu)的無序化[7]。在微觀視角下，肌原纖維蛋白凝膠的形成主要與受熱后肌球蛋白的結(jié)構(gòu)變化有關(guān)。在大于0.2 mol/L 的鹽離子強度作用下，肌球蛋白細絲會解離成單體，并在熱誘導(dǎo)下通過共價與非共價作用力形成凝膠網(wǎng)絡(luò)[13]：溫度較低時，肌球蛋白頭部（S1 區(qū)）展開，大量疏水集團暴露，開始形成以“頭-頭”交聯(lián)方式為主的肌球蛋白二聚體或多聚體；隨著溫度繼續(xù)升高，聚集體逐漸增大，同時肌球蛋白尾部解螺旋，呈放射狀分布；當(dāng)溫度足夠高，以“尾-尾”交聯(lián)為主要形式加強凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。每個結(jié)構(gòu)變化行為都對應(yīng)特定的溫度范圍，然而因存在蛋白來源、加熱方式與升溫速率等多重因素，以溫度劃分的凝膠形成過程具有差異性[14-15]。

1.2 維持凝膠穩(wěn)定的分子作用力

肌原纖維蛋白凝膠的形成過程中，非共價相互作用力（氫鍵、疏水相互作用與靜電相互作用）和共價相互作用力（二硫鍵）是決定凝膠特性的重要因素[16]。加熱條件下蛋白結(jié)構(gòu)伸展，大量疏水基團暴露，形成肽鏈間的疏水作用力，這是維持凝膠結(jié)構(gòu)最主要的作用力[17]。然而，其它作用力同樣參與到穩(wěn)定蛋白結(jié)構(gòu)的過程中，影響著凝膠品質(zhì)。如王靜宇等[18]指出由蛋白表面所帶電荷引起的靜電相互作用表現(xiàn)為斥力，起到平衡其它引力的作用；Wu 等[12]發(fā)現(xiàn)熱誘導(dǎo)凝膠形成過程中總巰基和游離巰基含量降低，轉(zhuǎn)化為二硫鍵，溫度超過50 ℃后極大促進蛋白交聯(lián)，提高凝膠結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

2 植物多酚概述

2.1 植物多酚簡介

植物多酚是植物在生長過程中的次級代謝產(chǎn)物，可以為維持植物健康生長提供保護，廣泛分布于蔬果、谷物與其它農(nóng)作物中[19]。植物多酚的生理功能突出，主要在抗氧化[20]、抗炎和抗癌[21]、預(yù)防與改善慢性疾病以及調(diào)節(jié)腸道菌群[22]等方面具有深遠的開發(fā)應(yīng)用價值，同時也是當(dāng)下的研究熱點。上述功能主要歸因于其特殊的結(jié)構(gòu)，即總體呈現(xiàn)出以芳香環(huán)為骨架，以單一或多羥基取代為特征的基本結(jié)構(gòu)，天然狀態(tài)下常以糖苷形式存在[23]。不同種類的植物多酚在結(jié)構(gòu)上存在規(guī)律性差異，如分子質(zhì)量、酚羥基含量等，這不僅成為重要的分類依據(jù)，也在實際應(yīng)用中影響著植物多酚與其它食物組分的互作效果[24]。

2.2 植物多酚種類

植物多酚主要由類黃酮類多酚和非類黃酮組成（圖1）。類黃酮具有典型的“C6-C3-C6”結(jié)構(gòu)，即由含氧雜環(huán)連接的2 個芳香環(huán)骨架，并根據(jù)雜環(huán)結(jié)構(gòu)的不同可以細分為若干子類，即黃酮、黃酮醇、黃烷醇、黃烷酮、異黃酮和花青素[25]。其中，代表性類黃酮有槲皮素、蘆丁、兒茶素和花青素等，其來源廣泛，在茶葉、全谷物和漿果類水果等農(nóng)作物中均有較高含量，這也使類黃酮成為含量最多、分布最廣的植物多酚種類[23，25]。酚酸作為非類黃酮類多酚的主要種類，可分為苯甲酸型衍生物（C6-C1 結(jié)構(gòu)）和肉桂酸型衍生物（C6-C3 結(jié)構(gòu)），常見酚酸有沒食子酸、綠原酸、咖啡酸和迷迭香酸等[26]。此外，還有其它種類的非類黃酮類多酚，如以白藜蘆醇為典型代表的的芪類[27]、由若干多酚單體共價交聯(lián)形成的單寧類、以及木酚素類、姜黃素類和香豆素類等[22，28]。

圖1 凝膠形成過程中肌球蛋白聚集模式Fig.1 The aggregation pattern of myosin during gelation formation

3 植物多酚對肌原纖維蛋白凝膠特性的影響

3.1 影響概述

3.1.1 正常離子強度下的影響 如上所述，肌原纖維蛋白受熱后的展開與相互交聯(lián)的行為，決定著凝膠的品質(zhì)。近年來，已有很多研究證實適量添加植物多酚可以通過調(diào)節(jié)肌原纖維蛋白的變性與聚集過程，從而改善凝膠的質(zhì)構(gòu)、流變等多方面特性。楊豫菘[29]發(fā)現(xiàn)0～1%的茶多酚可以顯著提升羊肉肌原纖維蛋白凝膠的硬度、保水性等屬性，且改善效果具有濃度依賴性；裘云樂等[30]研究表明表沒食子兒茶素沒食子酸酯（Epigallocatechin gallate，EGCG）能夠與魚肌球蛋白結(jié)合，從而調(diào)控肌原纖維蛋白的結(jié)構(gòu)特性與聚集行為，在0.125～1 mg/mL 的添加范圍內(nèi)均能改善凝膠品質(zhì)，其中在0.5 mg/mL 用量時效果最佳；Xu 等[31]將適量的槲皮素、槲皮苷、沒食子酸、單寧、EGCG、表沒食子兒茶素6 種多酚分別與豬肉肌原纖維蛋白結(jié)合，發(fā)現(xiàn)蛋白的凝膠特性均得到改善，并且將5 種多酚添加至豬肉丸后同樣發(fā)現(xiàn)肉丸的質(zhì)構(gòu)特性、持水性以及抗氧化能力均得到提升。

目前普遍將植物多酚改善肌原纖維蛋白凝膠品質(zhì)歸因于如下幾個方面：首先，少量的植物多酚雖無法對蛋白的交聯(lián)聚集等行為進行大幅調(diào)控，但已經(jīng)可以改變肌原纖維蛋白的二級結(jié)構(gòu)，誘導(dǎo)肽鏈適度伸展以暴露出更多的活性基團參與到凝膠的形成過程中，有利于蛋白之間的相互聚集[23，32]。其次，在熱誘導(dǎo)凝膠形成過程中，高溫環(huán)境使植物多酚多以氧化態(tài)的形式存在，即具有較強親電性質(zhì)的醌類及其衍生物[30]。適量的醌類物質(zhì)對肌原纖維蛋白的交聯(lián)效果具有突出貢獻，通常以兩種方式呈現(xiàn)（圖2）：其一，醌類物質(zhì)有利于促進肽鏈上的巰基向二硫鍵轉(zhuǎn)化，從而提升蛋白間的交聯(lián)程度，隨后該醌類物質(zhì)可還原成酚形態(tài)[13]。其二，由于自身的親電屬性，醌類物質(zhì)傾向于攻擊肌原纖維蛋白中的親核基團（主要為賴氨酸和半胱氨酸），在氨基或巰基的位點上與蛋白發(fā)生共價相互作用。這一反應(yīng)過程最終形成“氨基-醌”或“巰基-醌”形式的加成產(chǎn)物[33]，且該產(chǎn)物極易被二次氧化，進而可與另一個親核基團再次發(fā)生共價交聯(lián)，形成“蛋白-多酚-蛋白”結(jié)構(gòu)[34]。這一過程可促進熱誘導(dǎo)過程中肌原纖維蛋白的有序交聯(lián)，從而改善凝膠的整體性能。此外，Strauss 等[35]的報道中指出多酚與蛋白發(fā)生共價交聯(lián)后，仍有可能與另一加成產(chǎn)物聚合形成二元酚結(jié)構(gòu)，即“蛋白-多酚-多酚-蛋白”形式的聚合物。

圖2 植物多酚“種類-結(jié)構(gòu)骨架-代表物質(zhì)”類別譜系Fig.2 ‘Type-skeletal structure -typical compound’ classification of plant polyphenols

圖3 植物多酚促進肌原纖維蛋白交聯(lián)機理Fig.3 Mechanism of plant polyphenols promoting cross-linking of myofibrillar proteins

圖4 氧化/低鹽體系下植物多酚對肌原纖維蛋白凝膠的影響Fig.4 The effects of plant polyphenols on myofibrillar protein gel under oxidative/low-salt system

若植物多酚的用量過大，則很可能引起肌原纖維蛋白過度、無序的聚集和交聯(lián)，形成蛋白沉淀或破壞凝膠結(jié)構(gòu)；與此同時伴隨著巰基和氨基等反應(yīng)性官能團的過度屏蔽，進一步抑制蛋白凝膠的形成[23]。Jia 等[36]研究表明適量的蘆丁可以提升豬肉肌原纖維蛋白的凝膠強度和持水性，而高劑量（200 μmol/g）下蛋白凝膠的上述指標(biāo)均劣于對照組，并導(dǎo)致蛋白的沉淀，且升溫過程中高劑量組始終維持為高黏度的蛋白溶液狀態(tài)，難以形成凝膠；劉丹等[37]也發(fā)現(xiàn)高劑量的丁香和桂皮提取物使豬肌原纖維蛋白凝膠的強度顯著降低，甚至小于對照組?？傮w而言，植物多酚對肌原纖維蛋白凝膠特性的影響大致符合上述機理，會因不同種類植物多酚在結(jié)構(gòu)、分子質(zhì)量等方面存在差異，其各自與蛋白的互作方式也存在差異，從而對蛋白凝膠品質(zhì)產(chǎn)生不同的影響效果[38]。如Wang 等[39]的研究表明迷迭香酸對肌原纖維蛋白的影響基本符合上述規(guī)律；然而Hu 等[40]發(fā)現(xiàn)低劑量的茶多酚同樣可以引起肌原纖維蛋白的過度交聯(lián)，且對蛋白凝膠形成的抑制效果具有濃度依賴性，相似的現(xiàn)象在EGCG 的引入后也有報道[41]。植物多酚影響肌原纖維蛋白凝膠特性及與其構(gòu)效的關(guān)系目前尚未明確，仍需要在研究對象上更全面地涵蓋植物多酚的種類，并進一步結(jié)合多元化的技術(shù)手段進行機理層面的深入探討。

3.1.2 低離子強度下的影響 NaCl 在肌原纖維蛋白凝膠的形成過程中扮演著十分重要的角色，其可以促進肌原纖維蛋白溶解，在熱誘導(dǎo)下形成凝膠網(wǎng)絡(luò)，保證產(chǎn)品的品質(zhì)特性。然而，長期的高鈉鹽飲食會誘發(fā)人體心血管疾病[42-43]，若單純降低離子強度（減鹽），肌原纖維蛋白溶解度下降，凝膠特性劣變，相應(yīng)的產(chǎn)品品質(zhì)也隨之下降；若在食品加工中使用其它氯化物（K+、Ca2+、Mg2+等）替代食鹽，不僅會給產(chǎn)品帶來苦味、澀味和金屬感，還會影響產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)特性。此外，一些物理減鹽技術(shù)，如高壓和微波處理雖可一定程度改善低鹽凝膠肉制品的品質(zhì)特性，但這其中也不乏操作繁瑣、成本高昂等不利因素[44]。因此，近年來在低鹽體系下探討植物多酚對肌原纖維蛋白凝膠特性影響的研究日益增多。

賈娜等[45]發(fā)現(xiàn)迷迭香酸提取物中以酚酸為主的組分可以使豬肉肌球蛋白部分解螺旋，在NaCl用量為0.45 mol/L 時可以有效改善減鹽對肌原纖維蛋白凝膠特性產(chǎn)生的不利影響，具體表現(xiàn)在G'值、保水性與凝膠強度在減鹽后都沒有顯著下降。然而，若NaCl 用量過低，肌原纖維蛋白溶出量過少，植物多酚也無法對劣變的凝膠特性產(chǎn)生顯著的改善作用。如Dai 等[46]研究發(fā)現(xiàn)迷迭香酸可以促進熱誘導(dǎo)過程中肌原纖維蛋白二級/三級結(jié)構(gòu)的展開，并使疏水基團暴露，從而增強蛋白間的相互作用強度。由此帶來的凝膠特性提升現(xiàn)象僅在中、高NaCl 濃度處理組中（＞0.6 mol/L）有較好效果，在低NaCl 濃度處理組中（＜0.4 mol/L），雖然可以觀測到迷迭香酸的加入使得凝膠強度、持水性等指標(biāo)有所改善，但并沒有統(tǒng)計學(xué)意義。相似的現(xiàn)象在陳雪珂[47]的研究中也有報道：迷迭香酸雖然可以通過促進肌球蛋白相互交聯(lián)來提升蛋白凝膠特性，但在低濃度NaCl（0.2 mol/L）條件下，加熱很容易導(dǎo)致肌球蛋白不溶性纖絲的快速、無序的聚集，很難形成穩(wěn)定的化學(xué)鍵，使得肌球蛋白凝膠特性未得到顯著提高。此外，Chen 等[48]發(fā)現(xiàn)低濃度EGCG 對低鹽（0～0.2 mol/L）體系下的肌原纖維蛋白凝膠的蒸煮損失、凝膠強度等品質(zhì)無顯著影響，而高濃度EGCG（1×10-3）反而使得體系的凝膠特性發(fā)生劣變。

綜上，在適當(dāng)?shù)臏p鹽體系下，適宜濃度的植物多酚對改善肌原纖維蛋白凝膠特性具有較好的效果，而對于過度減鹽體系，僅通過添加植物多酚尚難解決凝膠特性劣變的問題。Xiong 等[49]研究發(fā)現(xiàn)低劑量的L-精氨酸協(xié)同氧化咖啡酸可以顯著改善低鹽（0.5%）條件下魚肉肌原纖維蛋白的凝膠特性，這可能歸因于L-精氨酸通過與氨基酸殘基的相互作用提升肌球蛋白的溶解性，有利于氧化咖啡酸和蛋白發(fā)生共價交聯(lián)，從而形成良好的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。一些常見的方法，如化學(xué)修飾（糖基化等）、物理手段（高壓、超聲處理等）以及外源添加劑（氨基酸、海藻酸鈉等）均已被證實具有促進肌原纖維蛋白溶解的效果[50]，因此需要進一步挖掘植物多酚與上述方法聯(lián)用對改善肌原纖維蛋白凝膠特性的潛力。

3.1.3 氧化條件下的影響 蛋白質(zhì)的氧化是一種自由基誘導(dǎo)的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，在肉制品加工及貯藏中普遍存在，直接影響著產(chǎn)品的加工特性和感官品質(zhì)[51]。一般認為，肌原纖維蛋白的過度氧化會使與凝膠相關(guān)品質(zhì)的惡化，這一現(xiàn)象主要歸因于被氧化的氨基酸側(cè)鏈通過各種分子內(nèi)共價相互作用而過度交聯(lián)，從而更易形成緊致的凝塊而失去了有序、穩(wěn)定的凝膠結(jié)構(gòu)[52]。蛋白的氧化程度常通過羰基含量、聚合物含量的增加以及巰基含量、表面疏水性的降低等指標(biāo)所表征[53]。鑒于肉制品在實際的加工、貯藏和運輸中極易受到不同程度的氧化影響，因此深入分析在氧化體系下植物多酚對肌原纖維蛋白凝膠特性的影響更具實際意義。

植物多酚的抗氧化效果已在肉制品加工中得以證實，這主要是由于植物多酚可以通過交換氫原子或電子來消除自由基，進而減少肌原纖維蛋白受自由基等氧化因子的攻擊，保護蛋白凝膠的品質(zhì)[54]。大部分植物多酚，如在綠原酸[55]、丁香提取物[56]和蘋果多酚[57]對肌原纖維蛋白凝膠品質(zhì)均有提升作用。此外，已有研究發(fā)現(xiàn)適量的植物多酚與溫和的氧化處理可以協(xié)同改善肌原纖維蛋白凝膠品質(zhì)：Guo 等[58]利用葡萄糖氧化酶構(gòu)建了低強度的氧化體系，發(fā)現(xiàn)該條件下沒食子酸對肌原纖維蛋白凝膠品質(zhì)的改善效果優(yōu)于未氧化組，且沒食子酸添加量為60 μmol/g 時凝膠強度提升53%，G'值提升83%；Jiang 等[59]研究表明褐藻多酚對肌原纖維蛋白凝膠品質(zhì)的改善效果具有濃度依賴性，對樣品進行紫外輻照處理后，即引入了適度的氧化，該改善效果得到進一步增強，因此作者認為多酚輔助紫外輻照協(xié)同提升肌原纖維蛋白凝膠制品的質(zhì)量具有可行性。相似的結(jié)果在Pan 等[60]的研究中也有報道：對樣本進行超聲預(yù)處理誘導(dǎo)羥自由基的產(chǎn)生，協(xié)同低濃度的沒食子酸可以顯著提升凝膠的流變特性。綜上可知，適度的氧化可以促進肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)的緩慢展開，暴露出更多的活性位點，與此同時氧化也會促進體系內(nèi)的多酚向醌類及其衍生物的轉(zhuǎn)變，從而更有利于與蛋白共價交聯(lián)，形成有序、穩(wěn)定的凝膠結(jié)構(gòu)[31]。因此，適度氧化協(xié)同植物多酚改善肌原纖維蛋白凝膠特性具有一定潛力，未來應(yīng)進一步探索多酚種類及使用量、氧化的類型和程度與凝膠特性改善效果的關(guān)系。

值得注意的是，在氧化體系下植物多酚的使用量也需要進行優(yōu)化，否則多酚的抗氧化作用可能會向促氧化的轉(zhuǎn)變，從而引起蛋白的過度交聯(lián)，使凝膠特性劣變。如Li 等[53]研究表明10 μmol/g 茶多酚可以有效緩解氧化帶來的肌原纖維蛋白過度交聯(lián)聚集的現(xiàn)象，而用量超過20 μmol/g 后，茶多酚反而起到促氧化的效果，加速了蛋白的變性、失穩(wěn)與無序聚集，最終使其成膠能力和凝膠品質(zhì)均顯著下降。此外雖然植物多酚具有較強的抗氧化能力，但若施加較強的氧化條件，上述協(xié)同改善凝膠特性的效果將會消失，凝膠體系也會受到不同程度的損害，甚至二者會協(xié)同促進蛋白的過度交聯(lián)，引起凝膠品質(zhì)更大程度的劣變。例如相較于采用酶法和物理方法構(gòu)建的氧化體系，以芬頓體系為代表的化學(xué)氧化方法具有更強的氧化效果，這歸因于在體系中Fe2+的催化下H2O2極易產(chǎn)生羥自由基[13]。Chen 等[56]構(gòu)建了不同氧化時間的芬頓體系，發(fā)現(xiàn)丁香提取物雖然可以有效抑制氧化對肌原纖維蛋白凝膠特性的損害效果，但在強氧化條件下（5 h），凝膠品質(zhì)仍受到較大程度的損害；Huang 等[61]探究了芬頓氧化體系下桑葚多酚對肌原纖維蛋白凝膠特性的影響，結(jié)果表明桑葚多酚和氧化處理共同促進蛋白凝膠的交聯(lián)聚集。相較于未氧化的對照組，凝膠的流變性質(zhì)變差，微觀結(jié)構(gòu)不再均一、有序。綜上所述，為提升凝膠的綜合品質(zhì)，在凝膠肉制品實際生產(chǎn)中同時對氧化強度和植物多酚使用量進行嚴格控制十分重要。

3.2 常見植物多酚的影響

植物多酚主要包括酚酸、類黃酮以及其它非類黃酮多酚。然而，具有不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)（分子質(zhì)量、羥基含量與修飾基團種類等）的植物多酚，無論是否屬于同一子類，與肌原纖維蛋白的互作情況均不同，對蛋白凝膠特性的影響效果也存在不同程度的差異[38]。以下列舉了幾種常見的植物多酚對肌原纖維蛋白凝膠特性的影響。

3.2.1 酚酸類植物多酚 酚酸及其衍生物在多種農(nóng)作物中均有廣泛的分布，約占總植物多酚種類的1/3，已被證實可以與乳清蛋白[62]、大豆蛋白[63]和米糠蛋白[64]等多種來源的蛋白質(zhì)互作并影響蛋白的功能特性。Tang 等[65]發(fā)現(xiàn)在氧化條件下，不同劑量的迷迭香酸對豬肉肌原纖維蛋白凝膠特性的影響效果不同：中等劑量（0.25 mmol/L）下迷迭香酸與肌原纖維蛋白的共價結(jié)合效果最佳，形成的“精氨酸/組氨酸-迷迭香酸-半胱氨酸”結(jié)構(gòu)提升了蛋白凝膠的綜合特性，而高劑量（1.25 mmol/L）下“迷迭香酸-半胱氨酸”結(jié)構(gòu)占主導(dǎo)，降低了凝膠的持水性、強度和白度。沒食子酸是一種常見的酚酸類植物多酚，其分子質(zhì)量較小，在與肌原纖維蛋白互作時其活性位點數(shù)量較少，因此獲得了更小的空間位阻，比其它酚酸類多酚更具調(diào)控凝膠品質(zhì)的潛力[31]。Choi 等[66]利用氧化后的咖啡酸來促進肌原纖維蛋白的交聯(lián)，提升了凝膠強度，從而制備出高質(zhì)量的生物可降解食用膜，有效延長了新鮮豬肉的貨架期。此外，許多研究表明添加適量富含酚酸的植物提取物（如椰子殼提取物[67]、鼠尾草提取物[68]和香辛料提取物[37]等）也對肌原纖維蛋白凝膠的綜合性能有一定的改善作用。

3.2.2 類黃酮類植物多酚 類黃酮種類和功能的多樣性主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)骨架中C 環(huán)結(jié)構(gòu)的差異，同時還與A 環(huán)和B 環(huán)被糖基化、酰化等修飾的程度以及所含羥基數(shù)量有關(guān)[69-70]。賈娜等[71]研究表明槲皮素可以促進豬肉肌原纖維蛋白的疏水相互作用，并在氧化條件下以“巰基-醌”的模式提升蛋白的交聯(lián)程度，從而抑制蛋白凝膠的氧化損害，表現(xiàn)為更加光滑、均勻的表面結(jié)構(gòu)與更加致密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。兒茶素是茶葉提取物中最主要的類黃酮物質(zhì)[69]，諸多研究已表明兒茶素易對肌原纖維蛋白凝膠特性產(chǎn)生不利的影響。如Jia 等[72-73]發(fā)現(xiàn)氧化條件下兒茶素的添加會導(dǎo)致豬肉肌原纖維蛋白聚集體的形成，使得蛋白凝膠的強度、流變特性和保水性均下降，用量超過50 μmol/g 時甚至失去了形成凝膠的能力。作為兒茶素的衍生物，EGCG 是類黃酮中分子質(zhì)量較大的多酚，因其具有豐富的羥基與活性位點，可以很好地發(fā)揮“橋接”作用，常作為影響肌原纖維蛋白凝膠特性的研究對象[74]。然而，由于EGCG 促進蛋白交聯(lián)的能力過強，凝膠結(jié)構(gòu)與品質(zhì)易受到不同程度的損害[38，48]。此外，與上述典型類黃酮相似，富含類黃酮的植物提取物（如茶多酚[75]、葡萄籽提取物[76]和桑葚多酚[77]等）也被證實可以通過改變肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)與交聯(lián)聚集行為從而影響蛋白凝膠特性，具體效果因肌原纖維蛋白種類、多酚種類和處理條件等多種因素而異。

3.2.3 其它種類植物多酚 除酚酸外，仍有一些非類黃酮類多酚被用于調(diào)控肌原纖維蛋白凝膠特性。單寧作為一類多酚的聚合物，其含有豐富的結(jié)合位點，促進蛋白相互交聯(lián)的能力很強[13]?；诖耍琋ie 等[78]將單寧類物質(zhì)（單寧酸與原花青素）添加至魚肉肌原纖維蛋白中，發(fā)現(xiàn)蛋白之間的交聯(lián)聚集程度增加，從而制得了高強度、低透性的凝膠可食用膜。Xu 等[31]研究發(fā)現(xiàn)單寧酸可以改善豬肉肌原纖維蛋白的乳化性和凝膠的質(zhì)構(gòu)，從而提升豬肉丸的感官品質(zhì)。然而，在肉制品生產(chǎn)中，雖然白藜蘆醇、姜黃素等非類黃酮的抗氧化潛力被廣泛挖掘[79-80]，但在其對肌原纖維蛋白凝膠特性的影響上研究較少[38]，未來可進一步探索這一類多酚以及不同種類植物多酚在提升蛋白凝膠特性以及在肉制品中的應(yīng)用效果。

4 結(jié)語與展望

在肌原纖維蛋白熱誘導(dǎo)凝膠形成過程中，植物多酚可以與蛋白發(fā)生“巰基-醌”“氨基-醌”等共價相互作用以及多種非共價相互作用，使得肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)解折疊，并增強蛋白間的交聯(lián)程度，從而影響蛋白的凝膠特性，改變凝膠肉制品的感官品質(zhì)。這一影響效果也同時被多重因素所影響，一方面與肌原纖維蛋白的種類、多酚的種類與用量等因素有關(guān)；另一方面也與熱誘導(dǎo)溫度、離子強度和氧化程度等外界條件緊密相關(guān)。

雖然目前在多酚與肌原纖維蛋白相互作用方面已展開廣泛的研究，但仍存在一些問題尚待深入探討。其一，不同種類的植物多酚、肌原纖維蛋白，其自身的結(jié)構(gòu)特性差異較大，凝膠形成所受影響的效果也存在差異，目前此方向上鮮有以香豆素、姜黃素等不常見多酚和禽類肌原纖維蛋白為研究對象的研究，因此研究對象的種類應(yīng)繼續(xù)拓寬；其二，應(yīng)更多關(guān)注其它組分與植物多酚協(xié)同影響肌原纖維蛋白凝膠特性的可能性，如β-環(huán)糊精[81]與亞麻籽膠[73]等多糖物質(zhì)可以有效緩解植物多酚對凝膠體系的破壞效果；其三，缺乏在特殊環(huán)境下植物多酚與肌原纖維蛋白共價相互作用機理的探討。目前關(guān)于“巰基/氨基-醌”共價交聯(lián)及其所致的聚合物形成理論雖然基本完善，但在極端pH 值、低鹽以及不同種類氧化等條件下，這些共價相互作用是否得以調(diào)控以及是否有更復(fù)雜的共價交聯(lián)產(chǎn)物生成尚未明確。此外，可以聯(lián)合多種技術(shù)從微觀的角度研究凝膠結(jié)構(gòu)，并結(jié)合宏觀現(xiàn)象總結(jié)規(guī)律，填補上述研究缺口。