课题来源与背景： 超高压技术作为现代食品加工领域中发展迅猛的一项绿色非热处理技术[1]，将其应用在冷冻领域，通过调整水的结晶相变路径以辅助冷冻过程，达到传热传质速度快、冻结形成的冰晶细小并均匀分布于食品内部的效果，从而解冻后汁液流失率低、保护食品感官和营养品质[2]。这些特性不仅满足了现代消费者对冷冻食品营养和健康的高要求，也是推动冷冻产业现代化转型的关键技术。然而，超高压速冻过程中食品内源酶变性问题成为了影响食品品质和商业价值的一个重要因素，同时也限制了这一高效技术的应用。

    研究目的与意义： 本项目以果蔬中的共性酶——多酚氧化酶（Polyohenol oxidase，PPO）为研究对象，以酶的初始状态（固态C-PPO、液态（高/低浓度HL/LL-PPO））为变量，采用计算机分子模拟和光谱手段，考察HPF作用下PPO的结构和活性等特性变化，并以单独超高压、超高压和冷冻分阶段组合为对比，分析压力、温度、酶的初始状态等因素对变性的影响，建立结构变化与活性之间的关系，阐释变性机制。研究成果不仅将为解析温压协同作用下酶结构变化提供新的方法和视角，进一步拓展酶变性的理论基础，同时也将为超高压速冻技术在食品加工领域的应用提供科学指导，具有显著的理论意义和实际应用价值。 主

    要论点和论据：高浓度具有削弱PPO溶液的冷压变性的作用；常温高压下，α-螺旋和浓度因素在稳定结构中起着至关重要的作用。初始状态对酶的冷压协同变性影响显著，按影响程度和活性下降程 度分别可排序为：物理状态>浓度>压力>冷冻，LL-PPO>HL-PPO>C-PPO。HPF导致二级结构重排、三级结构被破坏；L/HL-PPO，蛋白的颗粒尺寸和聚集体增大，表面结构有所受损。冷冻因素则会降低压力因素对C-PPO活性的影响，冷冻条件下能够更好的保护C-PPO的结构稳定性，抑制肽链残基的柔性波动。肽链中70-90、240-260残基是与LL/HL-PPO不稳定性相关的柔性蛋白残基。冷压分阶段协同作用下PPO的三级荧光强度、巯基含量皆发生显著下降，表面疏水性则显著上升。冻融循环次数及冷冻速率不同可诱导酶蛋白 分子构象的改变并引起酶蛋白分子粒径增大及表面结构破坏而导致蛋白交联和氧化。

    创见与创新：（1）采用分子模拟和光谱技术相结合的手段，探索了PPO在HPF作用下的结构和活性变化，发现氢键数量、氢键平均距离、疏水相互作用力、活性位点表面结构与残基运动模式、分子形态的改变，直接影响酶活性的表达。 （2）解析了超高压速冻的构成因素（压力因素和冷冻因素）及酶的初始特性因素对其变性的影响，发现高浓度具有保护酶空间结构的效果，冷冻因素可减弱压力因素对PPO变性的影响，使固态PPO的稳定性增强。200 MPa是多酚氧化酶α-螺旋结构弹性变化、可逆形态的转折点。

    社会经济效益，存在的问题：项目研究结果可丰富冷压协同诱导酶变性机制，促进超高压速冻技术在农产品和食品领域的应用；未来需要进一步加强研究，以加速HPF技术的推广应用。 历年获奖情况：项目负责人2022年入选广州市科协青年托举人才，2023年入选广东省科协青年培育计划。