近日，《食品化学》（Food Chemistry）期刊在线发表了中国农业大学动物科学技术学院呙于明教授/张炳坤副研究员团队题为《蛋白组学揭示蛋鸡衰老过程中蛋清蛋白热诱导凝胶特性差异的机制》（Quantitative proteomics provides insights into the mechanism of the differences in heat-induced gel properties for egg white proteins with different interior quality during ageing in laying hens）的研究论文，该研究系统揭示了蛋鸡衰老过程中蛋清蛋白热诱导凝胶性能差异的机理，为改善老龄蛋鸡衰老过程中鸡蛋内部质量较差的蛋清品质提供了新的思路。

鸡蛋是一种重要的、廉价的优质蛋白质来源，能提供人体所需的所有必需氨基酸。蛋清蛋白占鸡蛋总蛋白的80.8 ~ 88.3%，含有200多种蛋白质，主要由卵清蛋白、卵转铁蛋白、卵黏蛋白、卵类黏蛋白和溶菌酶组成。由于这些蛋白质对人类有很好的营养价值，并具有独特的功能特性，如乳化性、发泡性和凝胶特性，因此在食品加工工业中发挥着重要作用。特别是，蛋清蛋白凝胶特性在食品的加工和制备方面有广泛的应用，如各种鱼丸、蛋肠和蛋豆腐等。大量研究表明，许多因素通过影响蛋清蛋白热诱导凝胶的形成过程，从而改变热诱导凝胶的性质和食品加工应用价值，这些影响因素包括蛋清蛋白的物理修饰、化学修饰以及蛋清蛋白组成和含量的变化。延长产蛋周期和改善蛋品质是行业的共同目标，但会导致老龄蛋鸡的鸡蛋内部质量问题。

蛋鸡衰老过程中不同内部质量蛋清的热诱导凝胶特性差异的机制无据可循。因此，该研究通过蛋白组学、凝胶质构分析、低核磁共振、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和荧光光谱，从“蛋白质组成与分子结构”的综合角度来揭示蛋鸡衰老过程中不同内部质量的蛋清蛋白热诱导凝胶特性差异的机理。定量蛋白质组学分析表明，在蛋鸡衰老过程中，卵转铁蛋白、抗生物素蛋白、卵黏蛋白5B和丛生蛋白的丰度随着哈夫单位的降低而显著增加，这将导致蛋清蛋白的空间结构发生变化，形成絮状聚集物（图1）。因此，进一步分析了随着哈夫单位降低蛋清蛋白二级和三级结构的变化。傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和荧光光谱结果显示，随着哈夫单位的降低，蛋清蛋白溶液的α-螺旋和β-折叠呈增加趋势，而β-转角和蛋清蛋白的内源荧光强度逐渐降低，这说明蛋清蛋白的二级和三级结构从无序到有序的转变。有趣的是，这种空间构象的变化导致带负电荷的氨基酸残基和更多的疏水基团被埋藏在蛋白分子中，使得蛋白表面的负电荷显著降低，从而导致蛋清蛋白溶液的静电排斥力和稳定性显著降低。这些变化会加速蛋清蛋白在加热过程中的聚集速度，导致分子链失去方向，从而形成粗糙多孔的凝胶网络结构（图2）。

此外，蛋白质间分子间作用力的变化是影响蛋白凝胶特性的因素之一，与凝胶的强度和微观结构密切相关。研究发现，随着哈夫单位的降低，蛋清凝胶中氢键的破坏和疏水相互作用的增加，导致凝胶稳定性降低，蛋白质颗粒过度聚集，形成较差的凝胶特性。而且，随着哈夫单位的降低，蛋清蛋白凝胶中的结合水向自由水转变，进一步导致蛋清蛋白热诱导凝胶形成较大的蛋白质聚集物和大孔隙微观结构，从而使蛋清蛋白凝胶强度和系水能力进一步降低（图3）。该研究首次揭示了蛋鸡衰老过程中不同内部质量的蛋清蛋白热诱导凝胶性能差异的机理，为改善蛋鸡衰老过程中内部质量较差的蛋清热诱导凝胶性能提供了新的思路。

图1. 蛋鸡衰老过程中蛋清蛋白的变化规律

图2. 蛋鸡衰老过程中蛋清蛋白的二级结构和空间结构由有序向无序转变

图3. 蛋鸡衰老过程中热诱导蛋清凝胶性能下降的机制

中国农业大学动物科技学院动物营养系博士生李光为论文第一作者，呙于明教授团队的张炳坤副研究员为论文通讯作者。该研究工作获得了国家重点研发计划“政府间国际科技创新合作”重点专项、以及中国农业大学2115人才培育发展支持计划的共同资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2023.136031