超声波：一种调节蛋白质基食品基质中食品成分相互作用的稳健方法
导 读
2022年9月，南京农业大学徐幸莲教授课题组在国际期刊Trends in Food Science & Technology（Q1，IF: 16.002）发表题为“Ultrasound: A reliable method for regulating food component interactions in protein-based food matrices”的高分综述论文。该论文获国家自然科学基金（31972097）、江苏省研究生科研创新实践活动项目（KYCX22_0718）和江苏高校优势学科建设工程专项资金（PAPD）的支持资助。论文第一作者为陈家辉博士，共同作者为周光宏教授和陈星副研究员，通讯作者为徐幸莲教授，第一单位为南京农业大学。
调节蛋白质和其他膳食成分之间相互作用的传统方法通常伴随着热量的形成，这导致过度的分子聚集和性能退化。现代新兴技术在管理食物成分之间的相互作用方面产生了创新，最终在人类如何食用食物方面也产生了创新。一些新兴技术，如高压、超声波、微波和脉冲电场，被视为促进各种食物中食品成分相互作用的理想工具。近年来，超声波处理比其他非热处理方式受到了更多的关注。这是因为它通常对不同食物成分的功能有显著的有利影响。此外，超声波也被认为是一种有前途、有效和环境友好的技术。因此，关注超声波对蛋白质基食品基质中食品成分相互作用的影响至关重要。
本文首先介绍了蛋白质基食品基质和超声波的基本概念。然后，总结了这些相互作用的模式。在此背景下，讨论了确定蛋白质基食品基质中内部组分相互作用的不同方法，以及对其选择的建议。最后，回顾了当前研究的优缺点，以促进超声波技术在该方向上的应用。
综述亮点
强调了声物理和声化学性质之间的差异。
阐明了超声波对食品成分相互作用的影响。
总结了确定食品成分相互作用的不同方法。
超声后的相互作用变化影响基质特性。
超声对食品有明显的声物理和声化学影响。
综述结论
该研究阐明了超声波的声物理和声化学效应对蛋白质基食品基质中食品成分相互作用的影响，以及评估这些变化的方法。超声可以通过抑制过冷和冰晶的形成来增强蛋白质和其他基质成分之间的非共价相互作用。由于蛋白质的敏感性，超声波产生的声化学自由基可以显著改善蛋白质与其他基质成分的共价键合。超声诱导的蛋白质结构改变可能影响其与其他成分的非共价相互作用。因此，这类食物基质中食物组分相互作用的变化经常伴随着分子结构的变化，这已被证明对基质的特性具有显著影响。
考虑到蛋白质的敏感性，过热会在一定程度上降低其质量。鉴于该技术的强调节性和稳定性，温和超声（~300W/L）可以显著提高蛋白质的质量，而不会改变其活性。如本综述所述，超声后蛋白质-水、蛋白质-多酚、蛋白质-多糖和蛋白质-脂质相互作用的变化通常会提高系统的溶解度、乳化特性、抗氧化特性、消化率和感官特性。超声波后，蛋白质和水之间的相互作用增强，导致产品的持水能力和质地增加。超声波加速了多酚包埋，从而改变了产品的颜色和生物利用度。此外，超声波促进了酚酸改性和美拉德反应，这与抗氧化能力、感官质量和乳化性能有关。然而，我们目前对膳食成分相互作用和基质特征之间关系的理解仍然有限。
图文赏析
图1与基于蛋白质的食品基质中超声诱导的食品成分相互作用相关的出版物和引用次数（A），这些论文的术语共现分析（B）。
图2 声化学效应与粘度、过氧化氢解离、蛋白质纤维结构和内在相互作用之间的联系。标记“a”和“b”分别对应于Chen et al.（2022a）和Chen et al.（2022c）改编的许可。
图3 影响超声波对蛋白质与其他食品成分相互作用效果的可能因素（包括外部和内部因素）。
表1 超声后蛋白质基食品基质中共价相互作用的变化
徐幸莲
徐幸莲，江苏省苏州市人，博士，南京农业大学教授。现任国家肉品质量安全控制工程技术研究中心副主任、中国畜产品加工研究会常务副会长。
徐幸莲教授长期致力于肉品加工与质量控制研究。针对我国低温肉制品出水出油严重、质构差，冷却禽肉异质肉发生率高等产业瓶颈难题，系统研究并揭示了肌肉蛋白凝胶-乳化形成和生鲜禽类 PSE 肉形成机制，在此基础上研发出低温肉制品质量控制和异质肉控制关键技术，并进行技术集成与示范推广，相关成果获得国家科技进步二等奖 2 次（排名第二和第三）, 为肉类产业的发展作出重要贡献。坚持教书育人，创新课程教学：副主编《畜产品加工学》入选“十二五”国家级规划教材、课程被评为“国家精品资源共享课程”和“国家双语教学示范课程”。主持国家首批卓越农林人才培养改革计划项目，指导本科生获得全国“挑战杯”创业计划竞赛金奖，实现学校该项赛事零的突破，培养博士研究生 22 名，硕士研究生 66 名。获 2018年度南京农业大学“教书育人楷模”称号。
徐幸莲教授先后获得江苏省“333”高层次领军人才和江苏省有突出贡献中青年专家等荣誉称号，以主要完成人获得国家、部省级科研奖励8项，江苏省教学成果奖2项。
原文链接
https://doi.org/10.1016/j.tifs.2022.08.014
