Page 97 - 《精细化工》2020年第2期

第 2 期 马天怡，等: 碱性氨基酸改造食品蛋白质功能性研究进展 ·299·

天然肌球蛋白单体（Ⅰ/Ⅰ）经历蛋白中间体活 4.1.2 蛋白质其他水化能力
化态（Ⅱ/Ⅱ）形成蛋白中间体（Ⅲ/Ⅲ）；这些中间 蛋白质的水化能力实质上是蛋白质与水的相互
体再次经历缔合大分子活化态（Ⅳ/Ⅳ）后，形成蛋 作用能力，而蛋白质与水的相互作用则关系到蛋白
白聚集体（Ⅴ）或抑制肌球蛋白聚集（Ⅴ）。在未 质的其他功能性，如分散性、溶解性、溶胀性、增
加入 Arg 的肌球蛋白体系中（图 4b），处于单体状 稠性、持水性、乳化性、凝胶性等。关于蛋白质水
态的天然肌球蛋白（Ⅰ）发生部分结构展开（Ⅱ） 化可分为：由表面张力引起的水合作用、由体积排阻
形成蛋白中间体（Ⅲ），而这些中间体不断相互靠近 引起的水合作用以及由水结合引起的水合作用 [39] 。以
形成Ⅳ后发生聚集致使蛋白细丝形成Ⅴ。 Arg 作为添加剂为例，先不考虑它在水中与蛋白质表
然而，在加入 Arg 的肌球蛋白体系中（图 4c）， 面的弱相互作用，简单解释上述 3 种水化模式。
Arg 首先发生自缔合形成二聚体，随后与处于单体 理论上，Arg、NaCl 均能增加水的表面张力，
状态的肌球蛋白结合形成Ⅰ，致使蛋白-Arg 复合物 与蛋白质表面会发生不利的相互作用，所以 Arg 与
发生部分展开（活化态Ⅱ）而形成复合物中间体Ⅲ， NaCl 都会趋于远离蛋白质表面，尽可能发生溶剂
这些中间体相互靠近，形成更大的缔合物，“间隙效 化，即形成水合离子（图 5a）。由于 Arg 分子半径
应”导致 Arg 二聚体从孔隙被排阻，体系自由能增 大于水分子，所以 Arg 会被排阻在最外层，水分子
[60]
加，导致形成的小聚集体活化能提高，从而抑制了 也具有一定的体积，也会被排阻在蛋白质表面 （图
肌球蛋白聚集体（蛋白细丝）的形成。 5b）。

图 5 3 种水合模式（a、b 和 c）和蛋白质的分散过程（d）
Fig. 5 Hydration models (a, b and c) and dispersion process (d) of protein

不论是否存在 Arg 等添加剂，蛋白质在水中能 的实质是水分子通过与蛋白质特定基团（如带电基
够与水分子发生结合，结合过程比较复杂，而结合 团、主链肽键、侧链上酰胺基、羟基等）发生相互