近年来，超声作为一种改善蛋白质功能性质的绿色技术，在食品的破损检测、乳化、均质、肉质嫩化、灭菌、提取、过滤、干燥等方面发挥着重要作用。目前，对超声影响蛋白质凝胶特性的研究多集中在单一分离蛋白质理化性质的变化等方面，而蛋清是一种混合蛋白质，结构相对复杂，关于超声改善蛋清凝胶性质的研究鲜见报道。因此，来自南昌大学食品科学与技术国家重点实验室的叶钰、陈红兵、佟平*和南昌大学食品学院的高金燕等人釆用超声波技术作为改性手段，对蛋清溶液进行超声处理，分析蛋清蛋白质超声处理前后的空间结构、分子分布和流变学性能的变化；然后，制作不同超声条件处理的蛋清凝胶，通过对蛋清凝胶的保水性、质构特性等进行分析，探索超声对蛋清溶液形成凝胶的影响。
1. 超声对蛋清溶液粒径大小及其分布的影响
与未超声的样品相比，随着超声功率的增加和超声时间的延长，蛋清溶液粒径主峰不断左移，粒径分布范围变窄，说明超声使蛋白质的整体分子粒径分布变窄。与未超声样品相比，超声200 W、20 min和30 min的样品在20 nm以下的粒径分布消失，而在28～40 nm范围内出现了新的粒径次峰；超声400 W、10 min和30 min的样品的粒径分布分别在15 nm和20 nm以下消失，均在30～50 nm范围内出现了新的粒径次峰，说明在200 W和400 W的超声处理下，蛋清溶液的蛋白质发生了聚集，也有小部分发生了降解。与未超声样品相比，在超声600 W条件下，超声10、20、30 min的样品分别在55、45、42 nm以下没有粒径分布，且在65～90、55～85、55～82 nm范围内出现了新的粒径次峰，说明在600 W的超声处理下，蛋清溶液的蛋白质发生了部分的降解，也有小部分发生了聚集。
2. 超声对蛋清溶液流变性的影响
溶液在形成凝胶的过程中，G’和G’’一直在发生变化。形成凝胶之初，G’＜G’’，溶液主要发生黏性形变，呈液态；随着交联反应的进行，分子基团逐步增大，G’显着上升，直到G’＝G’’，此时称为胶凝点，溶液形成半固体的凝胶态；胶凝点之后，G’＞G’’，半固体的样品发生弹性形变，呈固态。
与未超声样品相比，经过600 W、30 min的超声处理后，tan θ增大，黏性变大，说明蛋白溶液表现出更加偏向液体的流变性，黏性越来越大，形成的凝胶弹性较差；同时，与未超声样品相比，在同一振动频率下，600 W、30 min超声处理组样品的G’、G’’明显降低，可能是600 W、30 min处理组样品发生了一定的降解，蛋清溶液的粒度减小，此推测与动静态光散射结果符合，从而形成凝胶的交联程度降低，凝胶性能下降。随着振动频率增加，200 W、10 min超声处理组G’显着下降，tan θ增大，说明蛋白溶液形成的凝胶弹性降低，黏性增大，类似于600 W、30 min超声处理的样品，蛋白溶液也偏向液体的流变性，但由于超声的强度此时并不高。
3. 超声对蛋清溶液空间结构的影响
通过SDS-PAGE分析超声对蛋清蛋白条带的影响，发现蛋白样品经过超声处理之后，蛋白质条带没有明显的变化，说明超声对蛋白质的一级结构并不造成影响。
未超声样品在195 nm波长处有正峰，在219～221 nm波长处有负峰，说明未超声样品的二级结构以β-折叠为主。超声处理后，光谱曲线与X坐标轴的交点没有明显迁移，大部分在192 nm波长处有一个正峰，在208 nm和222 nm波长处有负峰，表明超声处理后，蛋清样品的二级结构主要以β-螺旋结构为主，但部分超声的蛋清溶液仍表现以β-折叠结构为主的特征峰。蛋清溶液的蛋白质分子主要是β-折叠结构，在超声处理下，随超声时间的延长，蛋清溶液的β-螺旋结构和β-折叠结构出现了无规则变化。说明超声处理下，部分蛋清溶液的蛋白质二级结构发生改变。
在200 W和400 W的超声处理下，蛋清溶液的荧光强度均降低，暴露在溶液中的芳香族氨基酸残基减少，而游离巯基含量在超声10 min和20 min显着减少（P＜0.05），超声30 min无显着性变化（P＞0.05），疏水基团增加。
在600 W的超声作用下，相对于未处理的蛋清样品，超声10 min的荧光强度明显降低，超声20 min和30 min的荧光强度和暴露在溶液中的芳香族氨基酸残基、疏水基团增加，游离巯基含量显着增加（P＜0.05）。
4. 超声对蛋清凝胶特性的影响
在超声200 W时，和超声0 min相比，超声处理使蛋清凝胶保水性显着增加（P＜0.05），但超声10 min和20 min之间无显着性变化（P＞0.05）。在超声400 W时，超声10 min保水性无显着性变化（P＞0.05），超声20 min和30 min的凝胶保水性显着增强（P＜0.05）。在超声600 W时，和超声0 min相比，超声10、20、30 min均使蛋清凝胶保水性显着增强（P＜0.05），但超声10、20 min和30 min处理组之间蛋清凝胶保水性无显着性变化（P＞0.05）。
在200 W和400 W超声处理下，随着超声时间的延长，蛋清的凝胶强度显着增强（P＜0.05），可能是由蛋白质分子间或分子内发生了一定的交联反应，蛋白质发生了一定的折叠和聚集，这能导致蛋白质聚集体的相对分子质量增大，而暴露在溶液中的游离巯基含量减少，二硫键增多，导致分子间或分子内发生交联的机会增多，因此蛋清溶液的凝胶强度增强。相反，在600 W、30 min的超声处理下，蛋清溶液的凝胶强度显着降低（P＜0.05）。
结 论
在200 W和400 W的超声处理下，蛋清蛋白发生了折叠和聚集，也有小部分发生了降解。在600 W的超声处理下，蛋清蛋白发生了部分降解，同时还有小部分蛋白发生了聚集。因此，超声使部分蛋白质分子粒径变大，部分蛋白质分子粒径变小，整体分子粒径分布变窄。200 W、10 min 和600 W、30 min 的超声处理下，蛋清溶液偏向于液体的流变性。在200、400 W和600 W 3 种功率的超声处理下，蛋清凝胶的保水性增强。200 W和400 W的超声处理有利于增强蛋清的凝胶强度，使凝胶更加坚固和致密。600 W、30 min的超声处理会使蛋清的凝胶强度显着降低，从而使凝胶的稳定性降低。研究结果可为改善蛋清的凝胶性能提供一定的参考。
