国内外对肉制品在热加工过程中蛋白质间化学作用力和结构变化的研究多集中在火腿肠、鱼糜等方面，并且通常在100 ℃以下，而对牛肉高温肉制品的研究较少。来自河南科技大学食品与生物工程学院的康怀彬、邹良亮和张慧芸等人以不同高温处理的牛背最长肌为研究对象，采用化学法并结合傅里叶变换红外光谱、紫外光谱、内源荧光光谱以及十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE），研究高温处理对蛋白质间化学作用力和结构的影响，以期为进一步分析高温处理过程中牛肉蛋白质变化的机理提供参考。
1. 牛肉蛋白质化学作用力的变化
离子键相对含量在加热初期与生鲜样品（0min）相比显着下降（P＜0.05），并随着加热时间的延长呈不断下降的趋势，但在加热后期变化不显着（P＞0.05）。在110、115℃和121℃加热15min后离子键相对含量分别下降了71.3%、88.4%和92.2%。氢键相对含量随着加热时间延长呈急剧下降的趋势，但在加热中期（6～9min）变化不显着（P＞0.05）。121 ℃加热3 min后，氢键相对含量比110、115 ℃下降幅度高，达到57.8%；说明加热温度越高，氢键出现断裂的时间点越早。结果表明随着温度升高，离子键、氢键发生了断裂，相对含量减少。
疏水相互作用相对含量在110、115℃时随加热时间的延长呈急剧上升的趋势（P＜0.05），加热15 min后分别增加了82.9%和92.1%，而在121℃时呈先升高后下降的趋势。二硫键相对含量随加热时间的延长呈先升高后下降的趋势（P＜0.05），且高于离子键和氢键，110、115 ℃条件下均在9min时达到最大值（17.51%、18.46%），而在121℃加热12min时才达到最大值（28.18%）。
同一加热时间（9 min），分析不同加热温度下牛肉蛋白质间化学作用力的变化，可以看出随着处理温度的升高，离子键和氢键相对含量不断下降，而疏水相互作用和二硫键相对含量呈上升的趋势，并在110 ℃和115 ℃时差异不明显。
2. 牛肉肌原纤维蛋白傅里叶变换红外光谱分析
与对照相比，经110、115℃和121℃高温处理后，牛肉肌原纤维蛋白的酰胺A带从3285 cm-1处右移至3280 cm-1附近。
与对照组相比，高温处理后1664 cm-1处反映α-螺旋的特征吸收峰向右偏移至1650 cm-1附近，并随加热时间的延长继续向右轻微偏移，说明加热后牛肉肌原纤维蛋白的α-螺旋转变为无规卷曲结构。在1534 cm-1附近，随着加热时间的延长，酰胺II带的特征吸收峰峰形逐渐变宽，表明发生了N—H弯曲和C—N的伸缩振动。随加热时间的延长，1244 cm-1处的酰胺III带无明显变化。同一加热时间不同温度下，随着温度的升高，酰胺A带、酰胺I带、酰胺II带和酰胺III带均向右偏移，1664 cm-1和1534 cm-1附近的吸收峰峰形变宽，说明肌原纤维蛋白氨基酸残基总吸光度发生了变化，蛋白质的二级结构改变。
3. 牛肉肌原纤维蛋白紫外吸收光谱分析
高温处理后，表征色氨酸和酪氨酸残基侧链基团的275 nm波长处特征吸收峰发生了明显的蓝移，并伴随着紫外吸收强度的增强而增强。与对照组相比，110、115 ℃和121 ℃加热使牛肉肌原纤维蛋白紫外最大吸收峰波长（λmax）由波长275 nm蓝移至259 nm处，但随着加热时间的延长，牛肉肌原纤维蛋白λmax无明显偏移。在110、115 ℃加热条件下，随着加热时间的延长，紫外吸收强度先升高后下降，并分别在9 min和12 min时达到最大值，表明肌原纤维蛋白展开，越来越多的芳香族氨基酸残基暴露于蛋白质表面。温度升至121 ℃时，紫外吸收强度随加热时间的延长先下降后升高并趋于稳定，表明肌原纤维蛋白二级结构中α-螺旋受到了较大程度的破坏，傅里叶变换红外光谱分析也证实了这一点。相同加热时间下，随着加热温度的升高，牛肉肌原纤维蛋白λmax无明显偏移，紫外吸收强度随温度升高而降低，峰型变窄。
4. 牛肉肌原纤维蛋白紫外吸收光谱分析
高温处理使得牛肉肌原纤维蛋白λmax明显红移，荧光强度不同程度的增强。在110℃下，牛肉肌原纤维蛋白λmax从波长332nm红移至349nm附近，随加热时间的延长继续红移至波长355nm处；荧光强度随加热时间的延长先增大后减小，在9min时达到最大。
温度升至115℃时，牛肉肌原纤维蛋白λmax进一步红移至波长351nm附近，而随着加热时间的延长，牛肉肌原纤维蛋白λmax并没有发生明显的偏移；荧光强度变化趋势与110℃相似，随加热时间的延长先增大后减小，并在12min时达到最大。121℃下，λmax红移至波长352nm附近，并随加热时间延长轻微蓝移至波长349nm处直至稳定。
5. 牛肉肌原纤维蛋白SDS-PAGE分析
随着处理温度的升高和加热时间的延长，牛背最长肌中肌原纤维蛋白发生了明显的降解聚集，形成了小分子质量的蛋白片段，从而导致了许多电泳条带的消失以及新条带的生成。与对照组相比，高温处理后牛背最长肌肌原纤维蛋白的电泳条带在200～66.4 kDa和44.3～29.0 kDa范围内均出现了明显的模糊变淡甚至消失现象。200 kDa处的肌球蛋白重链（MHC）条带随着加热时间的延长逐渐变淡，在110 ℃加热9 min之前无明显变化，在115 ℃加热6 min时突然消失，而在121 ℃加热条件下则完全消失。而44.3 kDa处的肌动蛋白在加热初期发生轻微降解后，随着加热时间的延长无明显变化，表明肌动蛋白的热稳定性明显高于肌球蛋白。
结 论
随着处理温度的升高和加热时间的延长，牛肉蛋白中离子键和氢键含量显着下降（P＜0.05），疏水相互作用和二硫键含量显着升高（P＜0.05）。肌原纤维蛋白二级结构发生重排，N—H和C—N伸缩振动以及N—H弯曲振动较为明显。高温处理促使芳香族氨基酸残基暴露于分子表面，并改变了肌原纤维蛋白质疏水区域的局部结构和蛋白质的三级结构。此外，在高温处理下肌原纤维蛋白发生了明显的降解聚集，并形成了大量小分子质量的蛋白片段。可见，高温处理能够显着改变牛肉蛋白质的化学作用力及肌原纤维蛋白的结构，本研究为高温处理下牛肉蛋白质变化机制的研究提供参考。
