蛋白質是生命活動的主要承擔者，也是人體所需的重要營養物質，具有豐富的功能特性和營養價值。蛋白質改性通過改變天然蛋白質原有的結構或基團，能賦予其更好的功能特性，并進一步拓展蛋白質在食品、醫藥、材料等領域的研究和應用。目前，蛋白質改性的方法主要包括物理改性、化學改性和酶法改性。酰化修飾是指在蛋白質的側鏈引入羧酸基團，通過改變靜電荷的方式對蛋白質進行改性。總體來看，酰化改性是改變蛋白質功能性質的一種簡單、有效的方法（圖2）。

華中農業大學食品科學技術學院的姚璇、呂曉慧、金永國*等對近些年國內外蛋白質酰化改性的研究進展進行了綜述，總結酰化改性對蛋白質理化性質、分子結構與功能特性的影響，以及在食品和其他領域的應用，并對目前研究的不足與未來的方向做出評價，填補近些年蛋白質酰化改性的綜述空白，以期為深入研究蛋白質改性、提高食品蛋白質資源的利用率和經濟價值提供理論參考。

1 蛋白質酰化改性的作用原理

酰化修飾是通過蛋白質分子中的親核基團（氨基、羥基、巰基等）與酰化試劑中的羰基發生加成反應，從而將新的官能團引入蛋白質分子的過程。酰化反應條件溫和，便于控制，pH值是調控酰化反應的重要參數。改性中采用較高的pH值可以將靜電吸引力變為排斥力，有利于促進包埋的親水基團解折疊和暴露，從而改進蛋白質的部分功能特性。酰化改性中最常用的是乙酰化和琥珀酰化，具體反應過程見圖3。蛋白質中的親核基團與酸酐之間發生典型的親核取代反應，引入帶負電的酰基基團，表面靜負電荷增加，減弱蛋白質分子間的相互作用，使分子結構伸展。

多項研究證實，蛋白質的酰化修飾程度與酸酐用量密切相關。隨著酸酐用量的增加，蛋白質的酰化程度迅速增大，但當酸酐添加量達到一定水平以后，酰化程度增加緩慢甚至不再變化。以琥珀酰化為例，當琥珀酸酐未過量時，酰化反應主要發生在蛋白質的ε-氨基上，當絕大多數氨基被酰化后，才會與羥基、巰基等進行反應。劉冠男等研究發現，當蛋白質酰化度達到70%以上，酰化反應的速率會逐漸下降。這可能因為酰化是從蛋白質的表面到內部逐步發生（圖4），酸酐首先與表面的氨基快速反應，當酸酐含量進一步增加時，蛋白質的天然結構發生顯著變化，酸酐與內部的氨基進行反應，因此速率下降。

2 酰化改性對蛋白質理化性質、分子結構及功能特性的影響

2.1 理化性質

2.1.1 電負性

蛋白質的電負性取決于其氨基酸側鏈上所含的官能團，如氨基、羥基、羧基、巰基等，這些官能團的電荷狀態和分布會對蛋白質的結構和功能產生影響。Zhao Chengbin等研究發現，與天然燕麥分離蛋白相比，無論是乙酰化還是琥珀酰化，改性后燕麥分離蛋白的Zeta電位絕對值均顯著升高，表明酰化會使蛋白質表面的負電荷增加，導致電負性增強，且隨著酸酐與蛋白質比例的增加，這種現象更加明顯。此外，添加量相同時，琥珀酰化蛋白的Zeta電位絕對值比乙酰化的改變程度更大，表明酰化對Zeta電位的影響與酸酐種類有關。因為在琥珀酰化的情況下，蛋白質的陽離子氨基（尤其是賴氨酸殘基）被陰離子琥珀酰基所取代，而在乙酰化的情況下，這些陽離子基團則被中性乙酰基所取代。同時，酰化改性會引起蛋白質等電點的改變。帶負電的酰基基團增加了蛋白質表面負電荷的密度，使等電點移向更低的pH值。Hu Gan等將琥珀酰化與pH值偏移相結合，形成了大孔、均勻的卵白蛋白凝膠，證實引入帶負電荷的酰基基團可以改善蛋白質的功能特性。值得注意的是，琥珀基團的引入會對蛋白質的帶電狀態產生直接影響，進而改變蛋白質的多種性質。多項研究指出，隨著酸酐含量的增加，特別是到內部氨基反應階段，蛋白質的分子結構會發生顯著改變，導致部分功能下降。因此，后期研究中需要控制優化改性劑的添加量。

2.1.2 表面疏水性

疏水性在蛋白質的構象、聚集性及與其他蛋白質的相互作用等方面具有重要意義，酰化對蛋白質表面疏水性的影響同樣與修飾程度密切相關。Hu Gan等研究發現，琥珀酰化卵白蛋白的表面疏水性明顯低于天然卵白蛋白。出現這一現象的原因可能是琥珀酰化后蛋白質表面的游離氨基被親水性更強的羧基所取代，導致疏水性下降。此外，也可能是酰化反應導致蛋白質分子表面極性電荷基團增加，帶負電荷的琥珀酰基分布密集，產生屏蔽效應，因此限制了帶負電荷的熒光探針與蛋白質表面疏水基團的結合，而不是蛋白質本身的表面疏水性降低。

左鋒等研究乙酸酐添加量對蕓豆分離蛋白表面疏水性的影響發現，與天然蕓豆分離蛋白相比，隨著乙酸酐含量的增加，改性蛋白的表面疏水性呈先減小后增大的趨勢。因為乙酰化程度較低時，蛋白質分子沒有完全變性展開，疏水基團由于蛋白質結構的變化被包裹在內部，因此表現為疏水性下降；隨著乙酰化程度的增加，酰化反應引入疏水性的乙酰基團，同時蛋白質結構發生顯著改變，原本處于內部的疏水基團大量暴露（圖5），表現為疏水性顯著增加。整體來看，酰化修飾對蛋白質表面疏水性的影響與酸酐種類有關，同一蛋白質經過不同酸酐的修飾，改性結果可能截然相反。因此，實驗中需要選擇合適的酰化試劑，以達到改性效果。

2.1.3 溶解性

蛋白質的溶解性是其主要的功能特性之一，更是蛋白質生理功能和其他加工特性的前提和基礎，對蛋白質資源的利用具有重要作用。通常情況下，親水性越強，靜電荷越多，蛋白質的溶解性越高。并且隨著溶解性的提高，蛋白質的凝膠性、乳化性和起泡性也能得到改善。

一般情況下，蛋白質的溶解性與分子內引力和斥力的動態平衡有關。pH值是影響蛋白質溶解性的重要因素，酰化基團的引入使蛋白質的電負性增強，等電點向更低的pH值移動。因此，酰化蛋白質的溶解度在偏酸性條件下較低，在堿性條件下顯著增加。左鋒等研究蕓豆分離蛋白乙酰化改性時發現，低含量的乙酸酐使蛋白質表面電負性增加，蛋白分子間的靜電斥力作用增強，從而抑制了蛋白質的聚集，表現為溶解性增強；當乙酸酐含量增大后，蛋白分子間疏水性作用增強又會誘導蛋白質聚集，導致改性蕓豆分離蛋白的溶解度呈下降趨勢。因此，酰化對蛋白質溶解性的影響同樣與改性程度有關，后續研究中需要嚴格控制蛋白質的改性程度。

2.1.4 熱穩定性

在食品加工中，熱處理是最常用的加工方式。隨著蛋白質消費需求的增加，改善蛋白質的熱穩定性在食品加工中具有重要意義。已有研究證實，琥珀酰化是一種提高蛋白質熱穩定性的有效方法。蛋白質的熱穩定性可以通過差示掃描量熱法（DSC）進行評估。熔融峰溫（T p ）與維持蛋白質構象的力呈正相關，因此較高的T p 表示較好的熱穩定性。Hu Gan等通過DSC評估琥珀酰化前后卵白蛋白的熱穩定性。結果表明琥珀酰化可以顯著提高卵白蛋白的熱穩定性。He Rong等通過DSC和熱重分析觀察到類似的結果。與天然和琥珀酸酐添加量為15%的菜籽分離蛋白相比，添加量為5%的琥珀酰化菜籽分離蛋白表現出更好的持水性和熱穩定性。這可能是由于適度酰化使β-折疊結構含量增加，更有序的蛋白質結構表現出更高的熱穩定性。除此之外，蛋白質的熱穩定性與其電負性密切相關，不同酰化試劑對蛋白質電負性的作用效果不同。以琥珀酰化為例，琥珀酰基帶負電荷，酰化后蛋白質靜負電荷增加，分子間靜電斥力增大，因此熱穩定性增加。

2.1.5 流變性

蛋白質是食品中一種重要的表面活性劑，天然蛋白通常流變性較差，使其應用受到一定限制，如何進一步改善蛋白質的流變特性對擴大蛋白質的應用范圍具有重要意義。Shilpashree等研究指出，琥珀酰基的引入增加了蛋白質所帶的負電荷，其通過氫鍵吸引更多的水分子，從而增加了蛋白質溶液的流動阻力，因此表現為黏度增大。劉金陽研究指出，酰化改性后，燕麥分離蛋白溶液的黏度隨著酸酐含量的增加而升高，且琥珀酰化的黏度系數大于乙酰化，表明琥珀酰化對蛋白質黏度的改善更有效。Pan Yi等報道，與未改性的乳清分離蛋白/乳清蛋白水解物乳液相比，改性后的乳液具有更高的黏度和更明顯的假塑性。在頻率掃描范圍內，彈性模量（G ’ ）相對高于黏性模量（G ” ），表明形成了彈性凝膠狀乳液。乳液的G ’ 和G ” 隨著琥珀酸酐含量的增加而增大，反映出黏彈性增強，剛性增強。Ren Liuyang等在蛋黃蛋白的酰化改性研究中觀察到類似的結果。因此，酰化改性可能有助于蛋白質形成更強的乳液網絡結構，以抵抗油滴絮凝，為改善蛋白質的流變特性、擴寬蛋白質在乳液凝膠中的應用提供了新的思路。

2.2 分子結構

蛋白質的功能特性與其分子結構密切相關，酰化后的蛋白質多表現出結構伸展。Hu Gan等研究琥珀酰化對卵白蛋白結構的影響：電泳結果表明，酰化可以增加卵白蛋白的分子質量；紅外光譜觀察到酰胺I和酰胺II譜帶中的峰強度增強；圓二色光譜觀察到隨著酰化程度的增加，無規卷曲結構的含量無明顯變化，而α-螺旋和β-轉角結構的含量不斷減少，β-折疊結構含量急劇增加。這表明琥珀酰化可能引起蛋白質二級結構中的α-螺旋和β-轉角向β-折疊轉變。但Yang Min等研究指出，在琥珀酰化牦牛酪蛋白的二級結構中，α-螺旋和β-折疊含量增加，β-轉角含量減少。這些結果說明，酰化改性對二級結構的影響取決于蛋白質類型。

Wan Yangling等通過內源熒光發射光譜觀察到，大豆分離蛋白的最大發射波長隨著酰化程度的增加而增大，出現紅移。蛋白質折疊結構逐漸展開，表明酰化會使蛋白質的三級結構發生改變。劉冠男等通過掃描電子顯微鏡觀察酰化前后大豆分離蛋白的微觀結構，可以看到光滑致密的蛋白表面出現一些小孔，且隨著酰化程度的增加，小孔數量增多。但當酰化程度達到一定水平后，小孔數量不再顯著增加，進一步證實酰化是從蛋白質的表面到內部逐步發生的。由此可見，酰化改性可以在不同水平上影響蛋白質的結構，并且效果顯著，對改善蛋白質的功能特性具有指導作用。

2.3 功能特性

2.3.1 起泡性

起泡性是蛋白質重要的功能特性，被廣泛應用于蛋糕、啤酒、冰激凌等食品加工中。蛋白質的泡沫性質通常用起泡性（發泡能力）和泡沫穩定性來表示。前者由蛋白質的溶解度、氣-水界面的表面活性決定，后者則與界面黏度和成膜性密切相關。Hu Gan等研究發現，琥珀酰化使卵白蛋白的起泡性和泡沫穩定性顯著增強。

也有研究報道，酰化改性改善了蛋白質的起泡性，但降低了泡沫穩定性。例如，劉金陽研究表明，與天然蛋白相比，琥珀酰化與乙酰化燕麥分離蛋白的起泡性隨酸酐含量的增加得到顯著提高，但泡沫穩定性呈先升高后降低的趨勢。產生這一現象的原因可能是酰基基團含量過高，致使改性后蛋白質的凈電荷密度增加，抑制了蛋白質之間的相互作用，進而在空氣周圍難以形成連續、穩定的網絡結構，因此起泡穩定性降低。因此，酰化修飾能夠提高蛋白質的起泡性，但對泡沫穩定性的改善與蛋白質種類有關。在食品加工中，蛋白質的起泡性與泡沫穩定性都會影響產品的質量，如何控制修飾程度，使提高起泡性的同時不對穩定性產生負面影響，還需要進一步深入研究。

2.3.2 乳化性

乳化性可以理解為物質與油和水混合后形成乳狀液的性能。蛋白質是既親水又親油的兩親性分子，在油-水界面，蛋白質的親水性基團在水相中定向排列，親脂性基團在油相中定向排列，在界面處形成物理屏障，從而降低界面張力，表現出乳化性。通常情況下，界面張力越低，蛋白質的乳化活性越好。這一特性在食品、醫藥、化妝品等領域具有重要作用，許多研究證實酰化修飾可以改善蛋白質的乳化性。

Hu Gan等研究觀察到，天然卵白蛋白的初始界面張力顯著高于酰化卵白蛋白，這一結果可能與琥珀酰化引起的蛋白質構象變化有關。在該研究中，琥珀酰化導致卵白蛋白的β-折疊結構含量增加，分子結構的伸展促進了蛋白質在油-水界面的擴散和吸附。另外，較高含量的β-折疊結構增強了油-水界面處蛋白質分子間的相互作用，促進形成更致密和更剛性的界面膜。因此，琥珀酰化有效降低了油-水界面處的界面張力，提高了蛋白質的乳化性。Shilpashree等研究指出，琥珀酰化濃縮乳清蛋白乳化能力的增加可以歸因于改性后蛋白質的溶解度和結構靈活性增加。一方面，溶解度的增加能夠促進蛋白質在油滴表面形成蛋白層，從而更好地與水相作用，發揮乳化性；另一方面，酰化后蛋白質的構象發生改變，包埋于內部的疏水性基團暴露，增強了蛋白質與油相的相互作用。

總體來看，酰化修飾對蛋白質乳化穩定性的改變不僅與酰化程度有關，還取決于蛋白質類型。例如，酰化程度較低時，大豆水解蛋白的乳化活性也較低。隨后，其乳化性隨著酰化程度的增大而提高，且酰化后乳化穩定性顯著增大。然而在燕麥分離蛋白中，由于酰化修飾增加了蛋白質的負電荷，使蛋白質之間的斥力增大，因而不易在油-水界面形成穩定性較高的蛋白質膜，因此對燕麥分離蛋白的乳化穩定性產生負面影響。

2.3.3 凝膠性

凝膠性是指蛋白質在一定條件下形成凝膠狀物質，在其三維凝膠網絡結構中可以包裹水分、營養及風味物質，并能賦予食品更好的形態和咀嚼性。一般情況下，采用適度加熱的方式實現蛋白質的凝膠化。加熱后，球狀蛋白經歷變性和解折疊，導致活性基團暴露于極性溶劑中。隨后，蛋白質分子通過蛋白質-蛋白質相互作用、蛋白質-水相互作用發生重排和聚集。解折疊的分子鏈部分重排，聚集體之間彼此交聯，形成三維凝膠網絡。近些年，蛋白質凝膠性的應用從食品加工擴展到組織工程、藥物遞送、細胞培養等多個領域。但大多數天然蛋白質形成凝膠后透明度差、機械強度低、結構松散，在一定程度上限制了其在食品及其他領域的應用。一直以來，酰化對蛋白質凝膠性的改善效果顯著（圖6），在食品蛋白質改性中得到了廣泛研究。

何榮等對菜籽蛋白的酰化修飾使其凝膠后的溶脹性能、流變性能和機械強度均得到顯著改善。Hu Gan等研究酰化對卵白蛋白加熱誘導下凝膠行為的影響，與天然蛋白凝膠相比，酰化卵白蛋白水凝膠的透光性提高96.9%，硬度和回彈性分別增加647.2%和26.4%，持水率從61%增加到90%以上。掃描電子顯微鏡顯示，酰化改性有效促進了水凝膠形成均勻、致密的網絡結構。這些研究證實，在酰化改性的過程中，酰基基團的引入使蛋白質表面的Zeta電位升高，同時促進了蛋白質的解折疊和熱聚集，使其在變性過程中緩慢聚集，形成均勻、有序的凝膠網絡，從而獲得更好的凝膠性能。因此，酰化改性可以作為一種簡單、有效的方法改善蛋白凝膠的功能特性。

2.3.4 持水性

在食品加工中，原料的持水性會直接影響食品的色澤、風味和口感；在生物材料中，水分含量較高的蛋白質水凝膠因其良好的生物相容性和可降解性受到廣泛關注。近年來，蛋白質基材料憑借優異的功能特性成為食品和生物醫學材料領域的研究熱點。持水性是衡量蛋白質與水之間相互作用的重要參數，研究表明，酰化修飾對不同蛋白質持水性的改善具有不同效果。在劉金陽的研究中，無論是琥珀酰化還是乙酰化，改性燕麥分離蛋白的持水性均隨酸酐含量的增大而降低，并且酸酐添加量相同時，琥珀酰化燕麥分離蛋白的持水性小于乙酰化燕麥分離蛋白。這可能是因為高水溶性的蛋白質通常吸水能力較差，琥珀酰化后燕麥分離蛋白具有更高的溶解性，因此持水性小于乙酰化燕麥分離蛋白。但在姚玉靜等研究中，乙酰化和琥珀酰化對大豆分離蛋白的持水性能均有改善，且琥珀酰化的改性效果更顯著。總體來看，酰化改性對蛋白質持水性的影響沒有明確的變化規律，因為不同的酰化劑和蛋白質自身的親水性存在較大差異。結合改性的作用原理，對于酰化改性后持水性的提高可以從以下2 個方面進行解釋：一方面，改性引入的親水基團可以增加蛋白質的親水結合力；另一方面，蛋白質的持水性很大程度上會受分子結構的影響。酰化改性后，蛋白質結構伸展，包裹在內部的親水基團暴露，親水性增強，同時均勻的三維網絡和多孔結構更有利于吸收水分，能夠有效減少水分流失，因此持水性顯著提高。

2.3.5 吸油性

蛋白質的吸油性受到多種因素的影響，包括蛋白質含量、表面積、疏水性、帶電情況、油的流動性等，而吸油性的增加主要歸因于物理截留。Mirmoghtadaie等研究發現，酰化修飾能夠提高燕麥分離蛋白的吸油性。這可能是因為酰基基團占有一定的空間體積，會導致蛋白質體積增大，空隙增大，比表面積增大，因此酰化后蛋白質對油的吸附會增強。

不同的蛋白質結構不同，使用不同的酰化試劑也會產生不同的效果。例如，Lawal等的研究中指出，乙酰化提高了刀豆蛋白的吸油能力，但琥珀酰化后的吸油趨勢顯著降低。該結果與酰化大豆蛋白分離物吸油能力的結果一致。這可能是因為乙酰化將親脂性基團引入到蛋白質分子中，而琥珀酰化引入的是親水性基團，琥珀酰化增加凈負電荷的同時降低了蛋白質的親脂性，因此蛋白質的吸油性降低。

2.3.6 成膜性

蛋白質的成膜性是指蛋白質分子在表面形成連續、均勻、穩定薄膜的能力。當蛋白質處于溶液中時，破壞蛋白質內部的相互作用使其變性，內部的疏水基團暴露，分子間的相互作用加強，同時分子內的一些二硫鍵斷裂并重新形成二硫鍵，建立起立體網絡結構，便可以得到具有一定機械強度和阻隔性能的蛋白膜。基于蛋白質的可食用膜因其成膜性好、無毒、可降解，在環境保護和食品保鮮研究中深受歡迎。但天然蛋白質成膜后往往機械性能和阻隔性能較差，使其應用范圍在一定程度上受到了限制。到目前為止，研究酰化改性對蛋白質成膜性影響的報道還較少。

李揚等研究琥珀酰化對菜籽蛋白基復合膜的改性效果。結果表明，與天然蛋白膜相比，琥珀酰化后的菜籽蛋白膜透明度提高121%，拉伸強度提高18.7%，斷裂伸長率提高38.7%，并且微觀結構更加均勻緊湊，阻水性能顯著提高。

2.4 營養品質

蛋白質是人體所需的重要營養物質，化學修飾后蛋白質的結構和功能發生顯著改變。蛋白質的營養品質包括蛋白質含量、必需氨基酸含量及消化率。蛋白質的消化率是指食物蛋白質可被消化酶分解的程度。通常認為，蛋白質消化率越高，被機體吸收利用的可能性越大，其營養價值也越高。近年來，大量文章研究了化學改性對蛋白質功能的改善，但鮮有研究報道改性對蛋白質營養品質及安全性的影響。酰化改性對不同蛋白質營養品質的影響具有不同的效果，具體結果見表1。

唐文婷研究指出，蛋白質消化率降低可能是改性過程中蛋白質中的氨基酸發生變旋作用，由L-型轉變為D-型，因此難以被胃蛋白酶分解。同時，在改性過程中加堿調節pH值也會使氨基酸殘基發生異構化，從而影響蛋白質的體外消化作用。賴氨酸有效性降低的原因可能是小麥面筋蛋白本身含少量糖類，改性過程中，賴氨酸的ε-氨基與還原糖中的羰基發生美拉德反應，生成沒有營養價值的衍生物。總體來看，酰化改性對蛋白質營養品質，特別是蛋白質酶解特性的影響因蛋白質種類、酶的種類、酰化程度的不同而不同。大多數蛋白質酰化改性后消化率有所改善，這可能是因為酰化使蛋白質的溶解度提高，并且結構更加伸展，暴露出更多的酶作用位點，因而更易于酶解。目前，關于酰化蛋白消化率的研究方法主要是體外酶解，對改性之后的毒理學和營養學問題研究甚少，今后有待通過動物實驗和體內消化進行更準確測定，為改性蛋白質的安全性研究提供有力支撐。

3 蛋白質酰化改性的應用

3.1 酰化蛋白質在食品中的應用

3.1.1 植物性蛋白質酰化修飾

食物蛋白質根據來源可以分為植物性蛋白質和動物性蛋白質兩大類。植物性蛋白質主要來自谷物、豆類、堅果，如小麥蛋白、大豆蛋白、花生蛋白等。隨著消費者對可持續發展的意識不斷增強，越來越多的人開始選擇植物性蛋白，有大量研究報道了酰化植物性蛋白質在食品加工領域的應用。

在實際生產中，張紅印等報道，琥珀酰化的小麥面筋蛋白應用于蛋糕生產。結果表明，琥珀酰化使小麥面筋蛋白的溶解度、乳化性、起泡性等均顯著改善，添加適量的酰化面筋蛋白可以起到和專用蛋糕油幾乎相同的品質改良效果。國外部分植物蛋白的酰化改性已經實現了工業化生產。例如，美國PTI公司經酰化改性后制備的植物蛋白具有優異的凝聚性，能夠提高肉制品的彈性，并有利于產品形成良好的組織結構，這一系列的產品在10多年前已經實現了商業化應用。

3.1.2 動物性蛋白質酰化修飾

動物性蛋白質通常從禽、畜和魚類等的肉、蛋、奶中獲得，其蛋白質組成以酪蛋白為主，含有豐富的必需氨基酸，且這些氨基酸構成比例合理，因此比一般的植物性蛋白質更容易消化、吸收和利用，具有較高的營養價值。為了強化營養，豐富食品功能，酰化動物蛋白在食品加工領域得到了廣泛應用。

乳清蛋白被譽為“蛋白之王”，是營養制品和功能性食品的重要成分。Thompson等通過琥珀酰化對熱凝固的干酪乳清蛋白濃縮物進行改性，發現除攪打性外的其他功能性質均得到改善。琥珀酰化乳清蛋白濃縮物容易分散為具有高黏度的溶脹顆粒，可以吸收11～13 倍的水和2～3 倍的脂肪，優異的乳化能力可以在1%的用量下形成穩定的乳液。并且，琥珀酰化增加了乳清蛋白濃縮物的蛋白質含量，且其生物學價值和產率幾乎沒有損失。將琥珀酰化改性乳清蛋白應用在即食布丁和冰激凌中，發現酰化使冰激凌黏度增加，凝固時間縮短且更耐融化，在不添加乳化劑和穩定劑的情況下冰激凌仍能保持穩定狀態。因此，琥珀酰化蛋白可以應用在需要較高的水和脂肪吸收能力、黏度和乳化性質的產品中，例如烘焙食品、加工肉類和乳制品。

3.1.3 微生物蛋白酰化修飾

隨著世界人口增長和畜牧業的不斷發展，人類對優質蛋白的需求日益增加，微生物蛋白在解決糧食與蛋白質資源短缺方面表現出巨大的發展潛力。1968年，美國科學家提出，將“單細胞蛋白”作為微生物蛋白的最佳替代術語。利用溫室氣體、廢棄生物質等有機氮源和環境中的無機氮源生產單細胞蛋白，不僅有利于保護環境，還能促進農業經濟的可持續發展。單細胞蛋白含有豐富的必需氨基酸，不僅能用于食品加工，還可以轉化為動物飼料。與傳統動植物蛋白相比，單細胞蛋白原料來源廣泛、生產周期短、能量利用率高，可以作為傳統動植物蛋白的良好替代。

Mcelwain等研究證明，琥珀酰化的單細胞蛋白濃縮物乳液黏度增加，穩定性更好。Mahajan等對螺旋藻蛋白進行乙酰化和琥珀酰化改性。結果表明，酰化修飾降低了螺旋藻蛋白的溶解性和乳化性，但黏度、起泡性和起泡穩定性顯著改善，在肉制品、冰激凌、烘焙食品中具有應用潛力。目前關于單細胞蛋白改性的研究還非常有限，酰化修飾對單細胞蛋白功能特性和營養品質的影響有待進一步挖掘。

3.1.4 酶類蛋白酰化修飾

關于酶的酰化改性研究很少，現有報道主要集中于酰化修飾對酶活性及穩定性的影響。Roy等研究指出，與天然木瓜蛋白酶相比，琥珀酰化修飾后酶的活性從46.57 IU/mg增加到62.8 IU/mg，穩定性得到改善，并且在各種有機溶劑中具有活性。Fernández-Lorente等研究證明，琥珀酰化可以增加脂肪酶的選擇性，有助于從魚油中釋放更多的二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）。因此，脂肪酶的琥珀酰化可以用于制備富含EPA和DHA的食品添加劑，提高其營養價值。Tong Yingying等的研究拓展了酶的酰化修飾在腫瘤醫學領域的應用。琥珀酰化能使谷氨酰胺酶K311的活性升高，從而提高胰腺癌細胞對氧化應激誘導的凋亡的敏感性，并且對胰腺癌細胞的增殖具有明顯抑制效果。

3.2 酰化蛋白質在其他領域的應用

近幾年已有研究證實，酰化的蛋白質納米顆粒，如乳清分離蛋白、菜籽蛋白、玉米醇溶蛋白等在顆粒穩定性和藥物遞送方面具有很大的發展潛力。例如，在Liu Guangyu等研究中，琥珀酰化改善了納米顆粒在物理緩沖液和水中的穩定性。通過琥珀酸酯的交聯使VB 12 在1 個月的貯藏期內滲漏最小化至4.5%。此外，琥珀酰化減慢了蛋白質殼的胰腺消化，酰化修飾的納米顆粒使VB 12 的攝取效率增加20 倍以上。Hu Gan等評價負載姜黃素的酰化卵白蛋白納米凝膠的藥物釋放行為。研究結果表明，酰化修飾可以顯著改變納米凝膠的構象，表現出更高的機械強度和穩定性，且酰化納米凝膠具有更高的載藥率，實現了姜黃素的持續穩定釋放。

除此之外，酰化修飾能夠顯著改善蛋白質的凝膠性能。越來越多的酰化蛋白質水凝膠被應用于傷口敷料、組織工程等領域。這些研究進一步證實，酰化改性可以作為一種有效的方法來改善蛋白質的功能特性，擴展其在生物醫學領域的研究和應用。

4 結語

本文綜述了蛋白質酰化改性的作用原理，以及對蛋白質理化性質、分子結構和功能特性的影響，結合生產實際，簡要介紹了酰化蛋白質在食品加工和其他領域的應用。酰化改性作為一種常見的蛋白質化學修飾方法，具有顯著的改性效果和低成本的優點。適度的酰化修飾能有效提高蛋白質的溶解度、熱穩定性、起泡性、乳化性等功能特性，特別是對凝膠性的改善拓展了蛋白質在組織工程、細胞支架和藥物遞送等方面的應用。

盡管酰化改性效果顯著，但要實現酰化蛋白質的產品應用和市場化還有很多工作要做。首先，關于蛋白質改性的研究目前還處于實驗室階段，研究對象多為單一的動、植物蛋白，且主要針對蛋白質理化性質和功能特性的改善。尤其在化學改性中，有關微生物蛋白和酶類的酰化研究非常有限，對改性劑作用機理的研究不夠深入，改性后的感官品質、營養學和毒理學問題沒有得到充分驗證，因此還沒有具體產品產出。其次，反應后多余的酰化試劑需要通過透析去除，大量透析成本較高，可能對工業化生產提出新的挑戰。除此之外，目前還沒有相關的標準或法規對酰化改性的用法及用量進行統一，希望有關部門可以強化改性蛋白質在食品中應用的監管標準，為科學研究提供指導，以便更有針對性、方向性地開展科研工作，開發更加綠色、安全、可持續的酰化蛋白產品。隨著研究的不斷深入，蛋白質酰化改性技術將為食品工業和其他領域提供更多的選擇和發展機會，并成為一種重要的蛋白質化學改性方法。

通信作者

金永國，華中農業大學食品科學技術學院食品安全與微生物系教授，博士生導師，國家蛋雞產業體系蛋品加工研究室蛋品加工崗位科學家。2008年畢業于韓國江原大學生物產業工學部食品生命工學科，獲工學博士學位，2009年受聘于華中農業大學食品科技學院從事教學科研工作。主要從事蛋品科學等領域的研究，參與肉品加工與蛋品保鮮、檢測、深加工等方面的研究，并致力于蛋品加工，對傳統蛋制品加工工藝進行改進，并開發相應新型蛋制品；圍繞蛋清抗菌體系為研究對象，系統評價蛋清中抑菌性物質的組成及其抑菌機理；分析不同品種雞蛋的營養成分差異，闡釋其原因，提升禽蛋資源在人類營養與保健方面的應用價值。主持國家蛋雞產業體系項目、國家自然科學基金青年基金項目、國家自然基金重點項目子課題和中央高校基本科研業務費專項資金項目；參與公益性行業（農業）科研專項、國家自然基金面上項目、國家自然基金青年項目、多項橫向和基礎研究項目等；參與完成成果鑒定/成果評定7 項，申報發明專利19 項，其中授權3 項；以第一/通信作者在本專業領域核心期刊《食品科學》《Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety》《 Food Hydrocolloids》 等公開發表學術論文50余篇。

第一作者

姚璇，女，中共黨員，華中農業大學食品科學技術學院2022級食品加工與安全碩士研究生，研究方向為禽蛋蛋白質加工與應用。

本文《 動、植物蛋白的酰化改性及其應用研究進展》來源于《食品科學》2024年45卷16期337-346頁。作者：姚璇，呂曉慧，金永國，胡敢。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20230605-039。點擊下方 閱讀原文 即可查看文章相關信息。

實習編輯：李雄；責任編輯：張睿梅。點擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網

為深入探討未來食品在大食物觀框架下的創新發展機遇與挑戰，促進產學研用各界的交流合作，由北京食品科學研究院、中國肉類食品綜合研究中心、國家市場監督管理總局技術創新中心（動物替代蛋白）及中國食品雜志社《食品科學》雜志、《Food Science and Human Wellness》雜志、《Journal of Future Foods》雜志主辦，西華大學食品與生物工程學院、四川旅游學院烹飪與食品科學工程學院、西南民族大學藥學與食品學院、四川輕化工大學生物工程學院、成都大學食品與生物工程學院、成都醫學院檢驗醫學院、四川省農業科學院農產品加工研究所、中國農業科學院都市農業研究所、四川大學農產品加工研究院、西昌學院農業科學學院、宿州學院生物與食品工程學院、大連民族大學生命科學學院、北京聯合大學保健食品功能檢測中心共同主辦的“第二屆大食物觀·未來食品科技創新國際研討會”即將于2025年5月24-25日在中國 四川 成都召開。

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聯系人：楊紅；電話：010-83152138；手機：13522179918（微信同號）

為進一步深入探討食品產業在當前復雜多變環境下的高質量發展路徑，并著重關注食品科學、營養安全保障的基礎研究與關鍵技術研發，貫徹落實“大食物觀”和“健康中國2030”國家戰略，北京食品科學研究院和中國食品雜志社《食品科學》雜志、《Food Science and Human Wellness》雜志、《Journal of Future Foods》雜志，將與國際谷物科技協會（ICC）、湖南省食品科學技術學會、湖南省農業科學院農產品加工研究所、湖南農業大學、中南林業科技大學、長沙理工大學、湘潭大學、湖南中醫藥大學、湖南農業大學長沙現代食品創新研究院共同舉辦“第十二屆食品科學國際年會”。本屆年會將于2025年8月9-10日在中國 湖南 長沙召開。

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