剪切流场(Shearing field)是一种垂直于流体流动方向且具有速度梯度的流场,广泛存在于半流体或流体食品的加工过程中,剪切流场条件的控制直接影响到食品的物化性质及结构,对提高食品品质、风味及特性等具有重要作用。然而食品是一个非常复杂的体系,其大分子物质间存在很强的相互作用,使得剪切流场对食品物化性质及结构的影响分析变得比较困难,同时又使得它在剪切流场下的流速分布及传质、传热等问题难以获得数值解释,造成在食品加工过程中缺乏理论模型。本文选择蛋白质作为食品模型,以结构性质清楚、常被用于蛋白模型的溶菌酶为研究对象,研究剪切流场对其溶液特性及蛋白构象的影响,为优化食品加工过程、提高食品质量提供理论指导。本研究借助旋转流变仪在给溶菌酶溶液施加剪切流场的同时测得了其粘度的变化。浓度一定时,当剪切速率分别为50、200、500和1000 s-1时,溶菌酶溶液的粘度都呈现出先快速增大后缓慢增加的趋势,剪切时间相同时,剪切速率越大,溶液粘度越小；浓度越大,经过剪切流场作用后,溶液粘度也越大；间歇式剪切流场对溶菌酶溶液粘度的影响结果表明粘度的变化是不可逆的。利用差示扫描量热仪测定了剪切流场对溶菌酶溶液热稳定性的影响,浓度和剪切时间一定时,500 s-1和1000 s-1的剪切作用后,溶菌酶的变性温度从84.55℃分别降低至81.56℃和79.85℃,变性焓变值从1.68 J/g分别降低至1.51 J/g和1.43 J/g,剪切速率为50 s-1和200s-1时,其稳定性变化不显著；浓度和剪切速率一定时,经过1.5、2.5和3.5 h的剪切处理后,溶菌酶的变性温度由84.55℃分别降低至83.11、81.56和78.94℃,变性焓变值从1.68 J/g分别降低至1.60、1.51和1.42J/g,0.5 h的剪切处理对其溶液的稳定性影响不显著；10、50和100mg/mL的溶菌酶溶液分别经过剪切流场作用后,其变性温度由84.55℃分别降低至76.89、81.56和83.26℃,变性焓变值由1.68 J/g分别降低至1.39、1.51和1.63 J/g；贮存时间对剪切处理后的溶菌酶溶液稳定性影响不显著(p>0.05)。采用浊度法测定了剪切流场对溶菌酶活性的影响,浓度和剪切速率固定时,溶菌酶的相对活力随剪切时间的延长而逐渐减小,如200s-1分别剪切处理0.5、1.5、2.5和3.5 h后,相对活力分别下降6.7%、10.6%、16.1%和24.0%；浓度和剪切时间固定时,剪切速率越大,相对活力减少的越多,如50、200、500和1000 s-1分别剪切处理3.5 h后,溶菌酶的相对活力分别下降17.3%、24.0%、27.4%和39.7%；浓度越低,经过剪切流场作用后,溶菌酶的相对活力降低的越多,如10、50和100 mg/mL的溶菌酶溶液在500 s-1的剪切速率下分别经过3.5h的剪切处理后,其对应的相对活力分别下降30.7%、24.0%和18.9%；剪切处理后的溶菌酶溶液贮存不同的时间后其活力没有发生显著变化(p>0.05)。剪切流场对溶菌酶二级结构的影响结果表明：浓度和剪切时间恒定时,50、200、500和1000 s-1剪切处理后,其圆二色谱都发生了明显变化,表现出α-螺旋的减少,且经过1000 s-1的剪切作用后,还伴随着无序结构的增加；浓度和剪切速率一定时,分别经过0.5、1.5、2.5和3.5 h的剪切处理后,溶菌酶中的α-螺旋含量逐渐降低；浓度分别为10、50和100 mg/mL的溶菌酶溶液经过剪切流场处理后,其α-螺旋含量都有所降低,且浓度为10 mg/mL时,无序结构含量增加；剪切处理后的溶菌酶溶液经过不同的贮存时间后,其二级结构没有发生显著变化(p>0.05)；溶菌酶活性的降低与其丧失有序的二级结构有关。剪切流场对溶菌酶三级结构的影响结果表明：浓度和剪切时间一定时,200、500和1000 s-1剪切处理后,溶菌酶中的酪氨酸和色氨酸残基发生移动,剪切速率为50 s-1时,未能检测出芳香族氨基酸残基的移动,不同的剪切速率作用后,溶菌酶分子的平均粒径逐渐增大；浓度和剪切速率一定时,经过1.5、2.5和3.5 h的剪切作用后,溶菌酶中酪氨酸和色氨酸残基发生了移动,0.5 h的剪切处理后,本实验方法不能反映出芳香族氨基酸残基的移动,不同的剪切时间处理后,溶菌酶分子平均粒径都有所增大；剪切速率和剪切时间恒定时,浓度越低,剪切作用后溶菌酶中芳香族氨基酸残基的微环境及其平均粒径的变化越大；贮存时间对剪切处理后溶菌酶的芳香族氨基酸残基微环境、平均粒径都没有显著影响(p>0.05)。