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肌球蛋白是参与鱼糜热胶凝过程的骨架蛋白，其加热前良好的分散性是形成凝胶三维网络结构的基础。肌球蛋白是一种盐溶性蛋白，通常在较高的盐浓度（c（NaCl）＞0.3 mol/L）中才能充分溶解，低盐或过高盐浓度都不利于肌球蛋白分散。近年来，为倡导健康饮食，降低由于过多摄入盐引发高血压和心血管疾病的几率，生产低盐鱼糜制品成为一种不可避免的趋势。

华中农业大学食品科学技术学院，长江经济带大宗水生生物产业绿色发展教育部工程研究中心，国家大宗淡水鱼加工技术研发分中心（武汉）的高 霞、谢亚如、刘 茹*等以鲢鱼为原料提取肌球蛋白，将其溶解于不同盐（NaCl，下同）浓度的缓冲液中，通过研究高强度超声处理后肌球蛋白溶解度和粒径的变化，探讨高强度超声处理对不同盐浓度下肌球蛋白聚集体的影响。进一步分析低（0.1 mol/L）、中（0.5 mol/L）、高（1.0 mol/L）盐浓度环境中肌球蛋白的流变学行为和活性巯基含量变化，并采用激光共聚焦显微镜（CLSM）观察肌球蛋白的微观形貌，以期阐明高强度超声对不同盐环境下肌球蛋白理化性质的影响机制。

1、高强度超声作用下不同盐浓度环境中肌球蛋白溶解度的变化

由图1可知，对照组肌球蛋白的溶解度随盐浓度的增大呈先上升后下降的趋势。肌球蛋白是一种盐溶性蛋白，低盐浓度（0.1～0.3 mol/L）下主要以粗丝的形式存在，溶解度较低。随着盐浓度增大（0.5～1.0 mol/L），电荷屏蔽效应使肌球蛋白溶解度增大。然而，盐浓度过高时（2.0 mol/L），分散均匀的蛋白质间静电斥力减小，易聚集发生盐析效应，从而使得溶解度降低。本研究中，盐浓度为1.0 mol/L时肌球蛋白的溶解性能最好，溶解度接近100%。

2、高强度超声作用下不同盐浓度环境中肌球蛋白的粒径分布情况

由图2A1可知，盐浓度为0.1 mol/L时，肌球蛋白聚集体在2 600～5 000 nm范围出现单一粒径分布峰，随着盐浓度的升高（0.2～0.5 mol/L），样品出现2～3个粒径分布峰，同时主峰位置向小粒径方向偏移，粒径逐渐分布在100～1 000 nm范围内。然而，继续增大盐浓度至1.0 mol/L以上时，粒径分布重新向大粒径方向移动，并且在5 000 nm附近观察到小峰的出现。

由图2A2可知，高强度超声作用下低盐浓度（0.1～0.2 mol/L）环境中肌球蛋白的粒径分布峰由对照组的3 600、1 100 nm分别偏移至2 000、700 nm处，当盐浓度高于0.3 mol/L时，粒径分布在10～1 000 nm范围，且主峰的散射光强度较对照组有所提高。该结果说明高强度超声处理提高了肌球蛋白粒径分布的均匀性。

由图2B可以看出，与对照组相比，高强度超声处理显著降低了肌球蛋白的平均粒径（P＜0.05），尤其0.1 mol/L条件下样品降低程度最大，说明低盐环境中肌球蛋白聚集体的尺寸显著减小。聚集体尺寸减小有利于增大蛋白质与溶剂相接触的表面积，从而提高了溶解度（图1）。

3、高强度超声作用下不同盐浓度环境中肌球蛋白的静态流变学特性

在低剪切速率下，剪切应力随剪切速率的升高几乎呈直线上升的趋势（图3），表现出牛顿流体的性质，此阶段流体的黏性不受剪切速率的影响，表示为零剪切黏度（η0）。采用Cross模型拟合所得η0见表1。

由图3可知，随着剪切速率升高，曲线逐渐偏离直线向下弯曲，表现出剪切稀化现象，采用幂律模型进行拟合，结果见表1。所有样品的n均小于1，表现出假塑性流体行为。对照组中，肌球蛋白样品在中（0.5 mol/L）、高（1.0 mol/L）盐浓度下n较大，相较于低盐浓度，其K降低，说明较高盐浓度（0.5、1.0 mol/L）肌球蛋白样品的稠度下降、流动性增强。高强度超声处理明显降低了低盐浓度肌球蛋白溶液的K，而n高于对照组，说明高强度超声处理后肌球蛋白样品的流动性增强。同时中、高盐浓度肌球蛋白样品的稠度和流动性经高强度超声处理后变化不大。

4、高强度超声作用下不同盐浓度环境中肌球蛋白巯基含量的变化

由图4A可知，未超声处理时，随着盐浓度由0.1 mol/L升高至1.0 mol/L，肌球蛋白活性巯基含量显著增大（P＜0.05），说明蛋白质构象发生了改变，使部分包埋在内部的巯基暴露在蛋白质表面。盐浓度为0.1、0.5 mol/L时，高强度超声处理显著提高了肌球蛋白的活性巯基含量（P＜0.05），表明高强度超声处理促进了蛋白质结构的伸展。然而，高盐浓度（1.0 mol/L）下，肌球蛋白的活性巯基含量经高强度超声处理后显著降低（P＜0.05），这可能与二硫键的形成有关。

由图4B可知，高强度超声处理显著降低了肌球蛋白的总巯基含量（0.1 mol/L时差异不显著），表明高强度超声处理可促进二硫键的形成。

5、高强度超声作用下不同盐浓度环境中肌球蛋白表面疏水性的变化

由图5可以看出，对照组肌球蛋白在1.0 mol/L盐浓度下表面疏水性最大，肌球蛋白分子的疏水性基团一般位于尾部的双螺旋结构中，表面疏水性升高意味着肌球蛋白的螺旋结构伸展，疏水性基团的暴露程度增大。高强度超声处理对低盐浓度环境中肌球蛋白的表面疏水性无显著影响（P＞0.05），低盐浓度环境中肌球蛋白聚集体尺寸较大（图2），溶解度较低（图1），进一步证明高强度超声产生的能量主要用于打散蛋白质聚集体，而对蛋白质分子构象影响较小。盐浓度为0.5、1.0 mol/L时，高强度超声处理显著提高了肌球蛋白的表面疏水性（P＜0.05），肌球蛋白在盐浓度高于0.5 mol/L时溶解性较好（图1），推测高强度超声诱导蛋白质结构发生较大程度伸展，使内部疏水基团暴露，从而引起表面疏水性提高。

6、高强度超声作用下不同盐浓度环境中肌球蛋白的微观形貌观察

图6是高强度超声处理前后不同盐浓度环境中肌球蛋白的CLSM图，低盐环境（0.1 mol/L）下，肌球蛋白以粗丝形式存在（图6A 1 ），这解释了其粒径较大（图2）、溶解度低（图1）的现象。增大盐浓度时，肌球蛋白粗丝出现溶胀现象（图6B 1 ），盐离子的电荷屏蔽效应增大了蛋白质间的空隙，粗丝结构变得均匀。当盐浓度为1.0 mol/L时，肌球蛋白重新发生聚集（图6C 1 ），形成的聚集体较低盐浓度时变得均匀，这可能与蛋白质之间的相互作用增强有关。该结果与平均粒径的变化呈现一致性（图2）。

相较于中、高盐浓度，高强度超声作用下低盐环境中肌球蛋白的粗丝结构发生明显断裂，分散得更加均匀（图6A 2 ），这与其溶解度升高现象密切相关。

结 论

高强度超声诱导的肌球蛋白理化性质变化受盐浓度的影响。低盐浓度（0.1 mol/L）下，高强度超声处理通过打散肌球蛋白的粗丝结构，提高了蛋白质分散程度，使聚集体的平均粒径显著下降，肌球蛋白的溶解度增大。高强度超声处理大幅降低了低盐浓度环境中肌球蛋白样品的η 0 和K，流动性增强。中、高盐浓度下，肌球蛋白分散均匀，溶解性较好，高强度超声处理诱导其构象发生改变，促进了部分活性基团的暴露，肌球蛋白的溶解性也有一定程度的提高。相比而言，高强度超声处理对中、高盐浓度肌球蛋白的促溶效果弱于低盐浓度的。综上，低盐浓度下超声能量主要用于打散肌球蛋白聚集体，而中、高盐浓度下，超声能量还会进一步诱导蛋白质构象发生改变。

通信作者介绍

刘茹 教授

刘茹，女，1982年8月生，工学博士，华中农业大学教授，博士生导师。湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队负责人，国家大宗淡水鱼加工技术研发分中心(武汉)和湖北省水产品加工工程技术研究中心副主任，长江经济带大宗水生生物产业绿色发展教育部工程研究中心PI，美国康奈尔大学食品科学系访问学者，任《Foods》期刊客座编辑、《华中农业大学学报》期刊的编委。

主要从事水产品加工与贮藏、副产物高值化利用等方面的研究。主持国家自然科学基金、国家重点研发计划项目子课题、省部级等项目14项。获湖北省科技成果鉴定10项，湖北省科技成果二等奖1项，申请发明专利30件，其中授权23件。发表学术期刊论文90余篇，其中50余篇被SCI、EI收录，1篇获武汉市自然科学优秀学术论文二等奖；作为副主编在科学出版社出版教材2部，分别是《食品工程原理》和《食品工程实验技术》。

第一作者介绍

高霞 博士研究生

（1）个人学习经历：
2019.09— 至今 华中农业大学/水产品加工与贮藏专业博士在读
2017.09—2019.06 华中农业大学/食品工程专业硕士
2013.09—2017.06 临沂大学/食品科学与工程专业学士
（2）获得荣誉
2019-2020学年，获“优秀研究生干部”、“三好学生”荣誉称号
2019年，获“优秀毕业生”荣誉称号
2017年，获“优秀毕业生”荣誉称号

本文《高强度超声处理对不同盐浓度下鲢鱼肌球蛋白理化特性的影响》来源于《食品科学》2022年43卷7期67-73页，作者：高霞，谢亚如，胡杨，尤娟，杜红英，熊善柏，刘茹。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20210209-154。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

作者介绍由本文作者提供；图片来源于文章原文及摄图网。

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