常压等离子体射流对鸡肉肌原纤维蛋白结构和流变特性的影响

李 可，李 燕，康超娣，相启森，赵电波，白艳红

（郑州轻工业大学食品与生物工程学院，河南省冷链食品质量安全控制重点实验室，食品生产与安全河南省协同创新中心，河南 郑州 450001）

冷等离子体，也叫非热平衡等离子体、非热等离子体、大气冷等离子体和冷大气等离子体。冷等离子体是部分或全部电离的气体。在冷等离子体中，电子温度远高于全体气体温度和恒定离子温度，气体接近环境温度（30～60 ℃）[1]。大气压气体放电是产生冷等离子体的常用方法，气体放电类型主要包括电晕放电、介质阻挡放电（dielectric barrier discharge，DBD）、常压等离子体射流（atmospheric pressure plasma jet，APPJ）、薄层介质屏障放电和射频放电[2]等，产生的冷等离子体包含大量的反应性活性物质，包括羟自由基、过氧化氢、单线态氧、超氧阴离子、臭氧、一氧化氮、亚硝酸盐、过氧亚硝酸盐等[3]。

冷等离子体技术是一种新型的非热加工杀菌技术。在肉类生产与加工中，冷等离子体技术主要率先应用在肉类杀菌，即直接使用冷等离子体或制备等离子体活化水进行肉类食源性致病菌或腐败菌灭活研究[4-5]。近几年来，国内外研究者也逐步探究冷等离子体对肉与肉制品护色[6]和品质的影响。有研究认为该技术是“绿色”的亚硝酸生成方法，可替代直接添加的亚硝酸盐或芹菜粉，其使肉制品中残留的亚硝酸盐含量显著降低，口感在可接受范围[7]。Yong[5]、Bauer[8]和乔维维[9]等研究表明，冷等离子体处理能够有效杀灭肉与肉制品表面的微生物，同时对肉与肉制品的色泽、硫代巴比妥酸值、汁液流失率、嫩度等无显著影响。目前关于冷等离子体对肉与肉制品成分影响的研究主要关注脂肪变化方面，对其他成分性质影响，尤其是肌肉蛋白方面研究报道仍然较少。

肌肉蛋白质是肉制品主要的结构和功能性成分，其中肌原纤维蛋白质占总蛋白的50%～55%，是赋予肉制品良好功能特性的重要蛋白质。肌原纤维蛋白的功能性质可通过肌原纤维蛋白的理化性质和结构体现出来。肌原纤维蛋白功能性质受温度、pH值、提取方法、处理条件、离子强度等因素影响[10]。冷等离子体应用于肉与肉制品的杀菌中可能同时会对肌原纤维蛋白的理化性质和结构产生影响。最近，Ekezie等[11]通过APPJ修饰对虾肌原纤维蛋白，结果表明虾肌原纤维蛋白pH值和溶解度下降，粒径和浊度显著增加，并且二级结构发生改变。Sharifian等[12]研究表明，在DBD处理牛肉里脊肌原纤维蛋白一定时间后，牛肉保水性和乳化特性有一定提升，并且促进了羰基的氧化。然而，关于冷等离子体对鸡肉肌原纤维蛋白的理化性质、流变学特性及结构影响鲜见报道。本课题组前期研究发现冷等离子体制备活化水能够有效抑制鸡肉假单胞菌生长，并未对鸡肉颜色、质构特性和感官品质产生明显影响[4,13]。因此，本研究期望通过APPJ直接作用于鸡肉肌原纤维蛋白，评估其对肌原纤维蛋白的理化性质、结构变化和流变特性的影响，为等离子体技术在肉品加工中的潜在应用提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鸡胸肉购自郑州市丹尼斯超市，在购买后30 min内转移到实验室。剔除鸡胸肉中的结缔组织及多余脂肪，分袋真空包装鸡胸肉，每袋200 g，-20 ℃贮存，2 周内完成实验。

乙二胺四乙酸（ethylenediaminetetraacetic acid，EDTA）、5,5’-二硫代双(2-硝基苯甲酸)（5,5’-dithiobis-(2-nitrobenzoic acid)，DTNB）、二硫苏糖醇（DL-dithiothreitol，DTT）、乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸（ethylenebis (oxyethylenenitrilo) tetraacetic acid，EGTA）、十二烷基硫酸钠（sodium dodecyl sulfate，SDS）、丙烯酰胺、甘氨酸（glycine，Gly）、8-苯胺-1-萘磺酸（8-anilino-1-naphthalenesulfonic acid，ANS）和三羟甲基氨基甲烷（Tris）等试剂均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

TS-PL200等离子表面处理机 深圳市东信高科技自动化设备有限公司；Discovery流变仪 美国TA仪器公司；高速搅拌器 德国IKA公司；XHF-D高速分散器（内切式匀浆机） 宁波新芝生物科技股份有限公司；AvantiJ-26S XPI大容量高速冷冻离心机 美国Beckman Coulter公司；TU-1810紫外-可见分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司；PHS-3C pH计 上海仪电科学仪器股份有限公司；Nano-ZS90激光粒度仪 英国马尔文仪器公司；F-7000荧光分光光度计 日本日立公司；Vertex70傅里叶变换红外光谱（Fourier transform infrared spectrometer，FTIR）仪 德国布鲁克公司。

1.3 方法

1.3.1 鸡胸肉肌原纤维蛋白的提取

参考Zhao Yingying等[14]方法，并进行适当的修改。将贮藏的鸡胸肉于4 ℃解冻12 h，剔除可见结缔组织和多余脂肪，切成1～2 cm3小块，3 000 r/min绞碎15 s，重复4 次。0～4 ℃条件下提取肌原纤维蛋白。均匀绞碎的鸡胸肉与分离缓冲液（10 mmol/L Na2HPO4/NaH2PO4、0.1 mol/L NaCl、20 mmol/L MgCl2、10 mmol/L EGTA，pH 7.0）以料液比1∶4均匀混合，6 000 r/min下均质4 次，每次15 s；混合物用20 目筛网（孔径0.9 mm）过滤后，2 000×g离心20 min，收集沉淀物质，相同的步骤再重复两次，得到肌原纤维蛋白沉淀。将沉淀物按1∶4（m/V）的比例均匀分散在0.1 mol/L NaCl溶液中，2 000×g离心20 min，重复相同步骤两次，得到纯化的肌原纤维蛋白。肌原纤维蛋白质量浓度测定采用双缩脲方法，以牛血清白蛋白作为标准蛋白。用缓冲液（20 mmol/L Na2HPO4/NaH2PO4、0.6 mol/L NaCl，pH 7.0）定容蛋白质量浓度至10 mg/mL，肌原纤维蛋白于4 ℃保存。

1.3.2 等离子体射流处理肌原纤维蛋白

采用APPJ装置产生冷等离子体，处理肌原纤维蛋白溶液，设备采用高工作电压和高频正弦波逆变器（5 kV、40 kHz），放电功率为750 W，以低压空气（0.18 MPa）为载体气体，气体流速30 L/min，喷嘴与蛋白样品面之间的距离约为3 cm，将50 mL样品放置于塑料烧杯（高16.0 cm、直径5.5 cm）（图1），处理时间为0、10、20、30、40 s。为防止样品温度过高并且保证冷等离子体活性成分在样品中分布均匀，在样品处理的过程中，每隔10 s，在冰水浴中搅拌30 s，样品于4 ℃保存，在48 h内进一步分析。

图1 APPJ处理肌原纤维蛋白示意图Fig. 1 Schematic diagram of APPJ used to treat MP

1.3.3 pH值的测定

将处理好的肌原纤维蛋白样品溶液从4 ℃冰箱中取出，采用PHS-3C pH计测定处理前后样品溶液的pH值。将pH计电极浸入肌原纤维蛋白溶液中，记录pH值。每个样品至少测定3 次，记录平均值。

1.3.4 浊度的测定

采用Benjakul等[15]的方法测定1 mg/mL肌原纤维蛋白的浊度，采用TU-1810紫外-可见分光光度计测定样品的吸光度，用660 nm波长处吸光度来反映样品浊度。

1.3.5 粒径的测定

取1 mL l mg/mL肌原纤维蛋白于比色皿中，使用Nano-ZS90激光粒度仪测量样品的粒径，通过马尔文标准操作程序软件自动获取粒径，每个样品重复3 次。

1.3.6 溶解度的测定

在4 ℃下，将1 mg/mL肌原纤维蛋白以10 000 r/min离心15 min，取1 mL的样品上清液与4 mL的双缩脲混合均匀，避光30 min，在540 nm波长处测定吸光度。溶解度用上清液蛋白质量浓度与样品中蛋白质量浓度的比例表示。

1.3.7 动态流变特性的测定

选择温度扫描模式，样品均匀涂布于测试平台，用硅胶油密封，防止样品中的水分蒸发。测试的具体参数设定为：频率0.1 Hz、应变0.5%、夹缝间距0.4 mm、起始温度25 ℃、升温速率2 ℃/min、终止温度85 ℃、降温速率10 ℃/min。测定储能模量（G’）和损耗模量（G’）。

选择25 ℃条件下进行角频率扫描，频率扫描范围为0.1～100 rad/s，应变为0.5%。测定G’和G’。

1.3.8 十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析

用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（polyacrylamide gel electrophoresis，PAGE）检测在还原和非还原条件下肌原纤维蛋白质的组分，根据Laemmli[16]的方法进行适当的修改，在还原条件下，4 mg/mL的肌原纤维蛋白与缓冲液（0.5 mol/L Tris-HCl、20%（质量分数，后同）Gly、10% SDS、3.33% DTT和2%溴酚蓝）以体积比1∶1均匀混合，混合物在100 ℃沸水浴中加热5 min，采用质量分数10%分离胶和4%浓缩胶，上样量为10 μL。在非还原条件下，缓冲液中不包含DTT。电泳电压：浓缩胶60 V、分离胶110 V。用考马斯亮蓝R250染色1 h，然后用脱色液脱色40 min。

1.3.9 表面疏水性的测定

参考Haskard等[17]的方法进行适当修改，用ANS为探针测定肌原纤维蛋白样品的表面疏水性（S0-ANS），激发波长为386 nm，发射波长为466 nm。肌原纤维蛋白样品质量浓度调整到0.125、0.25、0.5、0.75、1 mg/mL，40 μL的ANS（8 mmol/L）与5 mL的蛋白溶液混合，室温反应20 min，然后根据蛋白质量浓度与相应的荧光强度绘制标准曲线，曲线的初始斜率以S0-ANS表征。

1.3.10 自由巯基含量的测定

参照Ellman[18]的方法。稀释肌原纤维蛋白质量浓度至2 mg/mL，取1 mL的蛋白溶液与4 mL的混合溶液（含10 mmol/L EDTA的磷酸盐缓冲液，pH 7.0）混合，在混合物中加入100 μL 10 mmol/L的DTNB，混合物在4 ℃反应1 h，用分光光度计在412 nm波长处测定吸光度，以摩尔消光系数13 600 L/（mol·cm）计算自由巯基含量。

1.3.11 FTIR分析

参考Li Ke等[19]的方法。经等离子体处理后肌原纤维蛋白悬浮液冷冻干燥24 h。取1 mg样品与150 mg溴化钾混合，用玛瑙材料制备的仪器研磨混合物。粉末放入直径为1 cm的圆盘里，在一定的压力下保持1 min压片制样，重复扫描64 次，分辨率4 cm-1，记录4 000～400 cm-1区域的所有FTIR图。利用Peak Fit软件对酰胺I带（1 700～1 600 cm-1）进行二阶导数峰拟合获得了二级结构的信息。计算二级结构α-螺旋、β-转角、β-折叠和无规卷曲的相对含量。每个样品重复3 次。

1.4 数据统计分析

本实验重复3 次，结果以平均值±标准差表示。采用SPSS Statistics 19.0软件进行数据分析，Duncan’s多重比较检验法进行显著性分析（P＜0.05），数据绘图采用Origin 8.5软件。

2 结果与分析

2.1 APPJ处理肌原纤维蛋白pH值、溶解度和浊度的变化

表1 APPJ处理肌原纤维蛋白的pH值、浊度和溶解度的变化Table 1 Changes in pH, turbidity and solubility of APPJ-treated MP

如表1所示，APPJ处理肌原纤维蛋白样品后显著降低pH值（P＜0.05）。APPJ处理40 s后，样品pH值由6.75降至6.56。本课题组前期研究发现相对于对照组，APPJ处理去离子水制备的等离子体活化水理化性质发生明显改变，pH值显著降低；溶液的氧化还原电位升高，同时H2O2、NO3-和NO2-的浓度增加[13]。这些理化性质变化也可能发生在APPJ处理肌原纤维蛋白溶液中，活性物质与液体基质反应产生的酸性物质可以为肌原纤维蛋白营造酸性环境[20]。Traylor等[21]研究发现，冷等离子体作用液体物质，溶液pH值的变化不仅同水分子与过氧化氢的作用产生酸性H3O+离子相关，与氮类物质形成亚硝酸（HNO2）和硝酸（HNO3）也相关。Sharifian等[12]研究发现，等离子体处理牛肉肌原纤维蛋白悬浮液20 min后，其pH值由5.8下降到5.2，本研究中pH值下降的程度没有该结果高，这可能是由于肌原纤维蛋白本身和所使用的缓冲液减少了pH值下降程度。

蛋白质溶解度是水和蛋白质之间通过偶极-偶极和离子-偶极力相互作用的结果[12]，是蛋白质变性和聚集的直接反映。由表1可知，与未处理组对比，APPJ处理肌原纤维蛋白的溶解度显著降低（P＜0.05）；处理40 s后，肌原纤维蛋白的溶解度下降到30.14%。蛋白质溶解度下降的主要原因可能是由于蛋白质结构发生变化。在APPJ处理肌原纤维蛋白时，蛋白质的空间结构可能发生改变，蛋白链展开，最初被掩埋在蛋白质分子内部的疏水基团和活性巯基被暴露出来，增强疏水基团相互作用，氧化活性物质可能会氧化活性巯基生成二硫键。上述原因可能造成蛋白质亲水性能力减弱，蛋白质聚集后会发生凝聚沉淀，导致溶解性降低。Chen Lin等[22]研究发现，不同浓度H2O2处理的类灰白肉和正常猪肉肌原纤维蛋白溶解度随着H2O2浓度的增加而降低。此外，肌原纤维蛋白的浊度也随APPJ处理时间延长而增加，结果印证了APPJ处理肌原纤维蛋白溶解度的降低。浊度的增加可能是由于肌原纤维蛋白分子的展开和聚合，通过双酪氨酸、活性羰基-NH2相互作用和二硫键进行聚合，使单体蛋白质变成更大的蛋白质[23]。

2.2 APPJ处理肌原纤维蛋白粒径的变化

图2 APPJ处理肌原纤维蛋白的粒径变化Fig. 2 Changes in particle size of MP treated by APPJ

图2反映APPJ处理后肌原纤维蛋白溶液粒径变化。未处理和APPJ处理肌原纤维蛋白的粒径在680.15 nm和759.00 nm之间，所有APPJ处理样品的粒径显著高于未处理组（P＜0.05）。可能是由于两个原因造成样品粒径增加：一方面，APPJ产生的高能量离子轰击肌原纤维蛋白，导致其活性位点的暴露；另一方面，氧化的活性物质可能诱导肌原纤维蛋白氧化，并且促进疏水相互作用和分子间二硫键的形成。Ji Hui等[24]的研究结果表明DBD等离子体处理的花生蛋白样品在4 min后，其平均粒度增加，可能是活性物质的作用增强了水胶束与蛋白质分子的附着，导致聚集体形成。

2.3 动态流变特性分析结果

图3 APPJ处理肌原纤维蛋白在升温过程中G’的变化Fig. 3 Changes in storage modulus (G’) of APPJ-treated MP as a function of heating temperature

图4 APPJ处理肌原纤维蛋白在角频率变化过程中的G’和G″的变化Fig. 4 Changes in G’ and G″ of APPJ-treated MP as a function of angular frequency

G’表示凝胶结构中由弹性变形量变化而引起的能量变化，G″表示加热过程中黏性的变化，可以反映肌原纤维蛋白结构的折叠和聚集。本实验研究了肌原纤维蛋白温度和角频率的流变图。温度扫描的动态流变G’曲线变化如图3所示，所有处理组G’曲线变化趋势一致，肌原纤维蛋白样品表现出黏蛋白溶胶向黏弹性凝胶网络转化的典型流变特性[25]。在25～45 ℃之间，处理组的G’趋于平缓模式。当温度上升到46～51 ℃时，G’呈线性升高，这是凝胶网络形成的初始阶段，部分肌球蛋白变性，此时肌球蛋白头部通过二聚作用开始交联，形成弹性的蛋白质网络结构。在温度升高到51～57 ℃时，G’急剧下降，肌球蛋白尾部变性，导致蛋白质分子发生重组，之前低温下形成的蛋白质网络结构可能遭到破坏，温度为57～85 ℃时，G’第二次上升，由于共价二硫键和疏水相互作用而形成永久性不可逆交联的肌球蛋白丝，此时样品体系已形成良好的三维凝胶网状结构。在加热过程中，不同处理时间APPJ肌原纤维蛋白的弹性之间差异明显。APPJ处理时间为40 s的肌原纤维蛋白的G’最大，未处理的肌原纤维蛋白的弹性最小。结果表明，APPJ改善了肌原纤维蛋白的弹性，这可能是由于等离子体活化水中过氧化氢和羟自由基等物质[13]，使肌原纤维蛋白发生氧化，从而改善其弹性。另外，凝胶弹性的增强可能与肌原纤维蛋白质交联模式的改变有关。在加热APPJ处理的肌原纤维蛋白形成凝胶过程中，氧化物质的存在可能氧化肌球蛋白尾部二硫键交联，肌球蛋白尾部的二硫键的交联比非氧化条件下的肌球蛋白头和头交联更加稳定[26]，促进肌原纤维蛋白凝胶结构更加稳定。Xiong Youling L.等[27]的研究表明羟自由基氧化系统能增强肌原纤维蛋白凝胶网络结构。另外，胡忠良等[28]研究不同浓度H2O2氧化体系对肌原纤维蛋白的凝胶特性的影响，发现H2O2浓度低于0.10 mmol/L时，随着氧化剂浓度升高，蛋白质的凝胶特性得到改善。

角频率扫描中，根据G’和G″曲线可以把样品分为4 个等级的分散体系，分别为稀溶液、浓溶液、弱凝胶和强凝胶[29]。稀溶液在角频率扫描区域G″一直高于G’。浓溶液G’和G″两条曲线在角频率扫描区域的中间位置相交，这个现象揭示随着溶液浓度的提高，在一定的角频率下，样品的表现行为接近固体[30]。弱凝胶在整个角频率扫描区域，G’高于G″，两条升温曲线的趋势一致，两条曲线几乎平行。强凝胶与弱凝胶相似，G’的升温曲线在G″曲线的上方，其中G’的曲线的初始斜率为0，G″曲线在角频率的中间区域有最小值[31]。不同APPJ处理时间的肌原纤维蛋白凝胶黏弹性的变化曲线如图4所示，在角频率扫描区域，G’曲线的初始斜率为0，G″曲线在角频率的中间区域有最小值，样品状态符合强凝胶体系。每个处理组中高角频率区的G’大于低角频率区的G’，在角频率扫描过程中，肌原纤维蛋白的G’与APPJ处理时间成正比，依次为40 s＞30 s＞20 s＞10 s＞0 s。整个角频率扫描区域，G″曲线变化趋势和G’一致。G’和G″曲线对比，G’＞G″，APPJ处理肌原纤维蛋白增强了其加热过程中的黏弹性。

2.4 SDS-PAGE分析结果

如图5所示，SDS-PAGE反映肌原纤维蛋白的组成变化。未处理组和APPJ处理的肌原纤维蛋白主要条带包括肌球蛋白重链、肌动蛋白和原肌球蛋白，分别对应的分子质量为200、43 kDa 和35 kDa。在还原和非还原条件下，相对于未处理组，随着APPJ处理时间的延长，APPJ处理组蛋白的条带没有明显的改变。本实验结果说明APPJ处理肌原纤维蛋白没有改变其分子质量，或者降解肌原纤维蛋白分子。Ekezie等[32]研究APPJ处理对虾肌动球蛋白，在还原和非还原条件下，APPJ处理没有降解或改变肌动球蛋白的组成。DBD处理花生蛋白时，随着处理时间的延长，花生蛋白的一级结构没有被破坏，并且花生蛋白质没有与糖类以及其他蛋白质等分子之间形成共价键[24]。Liao Xinyu等[33]的研究也表明，贮存过程中低温等离子体活化水冰块没有加速基围虾肌动球蛋白分子的降解。

图5 APPJ处理肌原纤维蛋白的SDS-PAGE谱图Fig. 5 SDS-PAGE of MP treated by APPJ

2.5 APPJ处理肌原纤维蛋白表面疏水性变化

疏水基团对蛋白质三级结构的形成和稳定起着重要作用。非极性氨基酸残基侧链间的疏水作用是导致特定蛋白质分子折叠成三级结构的主要原因。由于ANS对微环境的敏感性，ANS荧光探针法是检测蛋白质表面疏水性的常用方法。S0-ANS的变化可以表征蛋白质结构变化，如三级结构的变化[34]。

图6 APPJ处理肌原纤维蛋白的表面疏水性变化Fig. 6 Changes in surface hydrophobicity in MP treated by APPJ

如图6所示，APPJ处理样品的S0-ANS显著增加（P＜0.05），表明APPJ对样品S0-ANS有显著影响。这可能是APPJ诱导肌原纤维蛋白分子链展开和拉伸，导致以前位于肌原纤维蛋白分子内部和非极性环境的疏水基团的暴露。因此，ANS探针更容易与之前包埋在分子内部的疏水基团结合，增加S0-ANS。肌原纤维蛋白的疏水作用增强可能导致2.1节中溶解度的降低，蛋白质的水溶性能力降低，蛋白质聚集。这与先前的研究一致，APPJ处理对虾肌原纤维蛋白有利于S0-ANS的增加[11]。但是与Ji Hui等[24]的研究结果相反，可能是由于产生等离子体的设备和载气的不同，或者是由于作用的蛋白样品不同。

2.6 APPJ处理肌原纤维蛋白自由巯基含量的变化

图7 APPJ处理肌原纤维蛋白的自由巯基含量变化Fig. 7 Changes in free sulfhydryl content of APPJ-treated MP

巯基是表达蛋白质功能的重要活性基团，肌原纤维蛋白中肌球蛋白含有丰富的活性巯基，包含3 种活性巯基：SH1、SH2和SHa，前两种分布在肌球蛋白头部，与肌球蛋白ATP酶活性密切相关；最后一种位于轻酶解肌球蛋白，影响肌球蛋白重链的氧化及肌球蛋白二聚体形成。图7反映APPJ处理的肌原纤维蛋白活性巯基含量的变化，相比未处理组，随着APPJ处理时间的延长，肌原纤维蛋白的活性巯基含量先增加后降低，但处理组肌原纤维蛋白的活性巯基含量分别显著高于对照组（P＜0.05）。2.4节SDS-PAGE结果中，处理组的肌原纤维蛋白组分和分子质量没有变化，表明APPJ处理肌原纤维蛋白没有改变SHa的活性。

自由巯基含量的变化揭示APPJ对肌原纤维蛋白结构有一定的影响，在一定程度上可能打开肌原纤维蛋白链，以前位于蛋白质的分子内部的巯基暴露在分子的表面，结果导致活性巯基的含量显著增加（P＜0.05）。APPJ处理时间进一步延长时，自由巯基含量显著降低（P＜0.05），可能是由于APPJ处理肌原纤维蛋白产生的活性氧化物（O3和H2O2）的存在，氧化活性巯基生成二硫键。Zhang Tao等[35]研究报道，采用不同浓度的臭氧水处理花鲢，肌原纤维蛋白的活性巯基含量先上升后下降。可能是由于臭氧氧化活性巯基形成二硫键。另外一种原因是，主要含有巯基成分的半胱氨酸对H2O2极敏感，可能是由于活性巯基经过氧化生成次磺酸和亚磺酸[36]。Chen Xing等[37]研究表明，巯基含量变化也是由于H2O2氧化的结果，导致一些复杂的反应发生，生成多种含硫产物。

2.7 FTIR分析结果

蛋白质的酰胺带具有多种不同的振动模式，其中酰胺I带（1 700～1 600 cm-1）对外界的感应非常敏感，该区域振动主要包括多肽中N—H基团的面内弯曲、Cα—C—N弯曲、C＝O基团的伸缩振动，以及肽键中C—N的伸缩振动，主要用来反映蛋白质的二级结构的变化。

图8 APPJ处理肌原纤维蛋白的FTIR图Fig. 8 Fourier transform infrared spectrometer spectra of APPJ-treated MP

表2 APPJ处理肌原纤维蛋白的二级结构相对含量变化Table 2 Changes in secondary structure content of APPJ-treated MP

由图8和表2可见，与未处理组相比，APPJ处理的肌原纤维蛋白，有序的二级结构比例减少，α-螺旋相对含量从47.92%逐渐下降到26.21%。而β-折叠相对含量先显著增加，然后又降低，处理40 s后，与未处理组无显著差异（P＞0.05）。β-转角相对含量从19.99%逐步增加到35.75%，无规卷曲相对含量从11.68%增加到22.97%。肽链中的全部肽键都可形成氢键，每个肽键都有由N—H和C＝O的极性产生的偶极距，α-螺旋靠肽键间氢键维持稳定，α-螺旋中所有氢键都沿螺旋轴指向同一方向；β-折叠靠肽键的C＝O和位于同一肽链或相邻肽链N—H之间形成的键间氢键维持；在APPJ处理肌原纤维蛋白的过程中，可能造成肌原纤维蛋白的链打开，氢键能力减弱。随着APPJ处理时间延长，二级结构的比例分布发生改变。二级结构中无序结构（β-转角和无规卷曲）含量增加，有序结构（α-螺旋和β-折叠）含量减少。Misra等[38]使用FTIR探究常压冷等离子体对小麦面粉的二级结构的影响，发现在短时间内常压冷等离子体处理的小麦面粉中平行和反平行β-折叠含量减少，α-螺旋和β-转角含量上升；Dong Shuang等[39]研究发现，在不同压强和处理时间，常压冷等离子体轻微的影响了玉米醇溶蛋白的二级结构；Sharifian等[12]报道了DBD的等离子体显著影响了牛肉里脊肌原纤维蛋白二级结构相对含量。等离子体处理10 min的牛肉肌原纤维蛋白α-螺旋含量下降，蛋白质结构展开，结构的可变动性增强。处理20 min后，β-折叠和β-转角含量增加，表明肌原纤维蛋白发生聚集。综上所述，APPJ作用于肌原纤维蛋白，会影响肌原纤维蛋白的解折叠与聚集程度，应注意APPJ直接放电时间。

3 结 论

APPJ处理肌原纤维蛋白会改变其理化性质。鸡肉肌原纤维蛋白的pH值和溶解度降低，浊度和粒径增加。因此，利用APPJ直接处理肉类蛋白时，应控制放电时间，减少肌原纤维蛋白溶解性和pH值下降程度。APPJ促进肌原纤维蛋白链展开，结构发生改变，蛋白质链内部的疏水基团和自由巯基暴露，表面疏水性显著增加，自由巯基含量先增加后降低。二级结构中氢键能力减弱，二级结构的比例分布改变，二级结构中无序结构（β-转角和无规卷曲）含量增加，有序结构（α-螺旋）含量减少。在还原和非还原条件下，蛋白质的组成成分和分子质量没有发生改变。动态流变结果表明APPJ处理能够增强蛋白的动态流变学特性。这些变化都会影响肌原纤维蛋白的结构功能及肌肉蛋白的品质，利用APPJ处理肉类蛋白时，应注意放电处理时间。本实验结果为冷等离子体技术在肉制品加工中的应用提供了一定的理论参考依据。