食品中的蛋白质营养价值不仅取决于蛋白质和氨基酸的含量，还取决于其结构特征。对蛋白质进行不同加工处理（热处理、冷冻和解冻等）时，会改变蛋白质的功能特性（溶解度、浊度、乳化性、起泡性和胶凝性）。所以，在开发新的蛋白质成分或富含蛋白质的食品时需维持加工过程中蛋白质结构的稳定性和功能性，以扩大其应用领域。新型电物理加工技术主要包括电场技术和电磁场技术（图1），因其适用性广、成本低等特点最早应用在疾病治疗方面，之后逐渐进入食品领域，成为食品加工的一种新技术。

静电场技术是一种新型的食品加工技术，其可根据输出电压可将静电场分为高压静电场（HVEF）（＞2.5 kV）和低压静电场（LVEF）（≤2.5 kV）。HVEF的输出电压很高，可以通过非热力系统避免热量对食品风味、颜色和营养价值的不利影响。与传统解冻相比，在质量变化最小且能耗较低的情况下，可以缩短冷冻食品的解冻时间，但其存在安全隐患，难以应用于大规模肉类加工；LVEF技术通过静电板产生静电场再经变压器升压产生直流电压，避免了物料与放电板的直接接触，提升了安全性能。静电场技术对多尺度蛋白质结构的变化影响如表2所示。

3.1 微波加热

微波加热已成为现代工业食品加工中的常用方法。微波是一种频率在300 MHz～300 GHz之间变化的电磁波。微波加热的原理是由材料吸收微波能量并将其转化为热。食品材料的微波加热主要是通过双极化和离子传导，与传统加热相比，微波加热速度更快、作用更均匀、能耗更少、效率更高、整体更环保。

不同的微波加热条件对多尺度蛋白质结构有明显的影响。研究表明，经微波加热处理的蛋白质溶解度随着微波功率的升高呈现出先增大后减小的趋势，但随着微波功率的增加，发泡性和乳化性能略有增加。微波加热可以通过断裂蛋白质的非共价键（氢键、离子键等），使得蛋白质结构展开，暴露出更多的疏水基团，从而影响蛋白质的结构和功能。

而且微波加热的非热效应也可能对蛋白质的二级和三级结构产生影响最终会导致蛋白质功能特性的改变。然而，到目前为止，微波加热非热效应与蛋白质分子结构演变的相关性并不明确，主要原因是缺乏能够精确控制加热速率或模拟加工过程的设备和方法；并且现在行业主流认为，工业生产使用的微波加热技术并不考虑非热效应。

目前冷冻保藏是肉及肉制品贮运保鲜最重要的方式，肉制品品质的优劣不仅取决于冷冻保鲜技术，还取决于解冻技术，而微波解冻就是常用的解冻技术之一。微波解冻是利用微波能将冷冻品进行穿透性迅速加热，使原料肉内外同步解冻并升温至不滴水的状态。微波解冻具有速度快、均匀度高且对肌肉组织损伤少等优点，同时也伴随着原料肉局部过热的现象。

微波解冻对蛋白质变化的影响如表3所示。微波解冻会使物料迅速融化，使得物料的表面温度迅速降低，出现局部过热的现象，微波场中食品的温度难以测定，不利于把握解冻时间、控制食品品质。因此，后续的设备应注重物料解冻时的均匀加热和对过程中温度的精准把控。

射频（1～300 MHz）是非电离电磁波，原理是由于偶极子分子旋转的极化机制和直接传导效应，在介电材料中产生体积热，从而形成快速均匀的加热过程。与传统加热相比，其设备成本高，但能耗低；与欧姆加热不同，射频能量可以穿透传统的纸板或塑料包装，且产品和电极之间没有任何接触；与微波相比，射频能量可以深入到样品中，更适合处理大尺寸和大块材料。

5.1 低频磁场

LF-MF可以增强蛋白质之间的静电相互作用，为水分子提供更多的结合点，并促进蛋白质展开，促使发生聚集反应，改变凝胶强度和WHC，不同的磁场处理条件对食品加工中的蛋白质结构展开有明显的影响。磁场可以增加肌红蛋白总游离巯基的暴露量，且磁场强度越高，暴露的总游离巯基越多，这可能是肌红蛋白结构的展开或巯基还原为游离巯基造成的；并有研究发现，随着LF-MF强度的增加，蛋白质结构展开，疏水基团暴露，氢键减弱，导致α-螺旋断裂，形成β-折叠、无规卷曲和β-转角。

综上所述，在一定的LF-MF下，加热速率、加热方式、pH值等均会影响蛋白质分子间的静电相互作用，导致蛋白质分子重新有序排列，并提供更多的水分子结合位点；随着强度的增加，蛋白质分子逐渐展开，暴露出更多的基团，且减弱了分子内的氢键，导致α-螺旋断裂，使得蛋白质二级结构变得不稳定，最终影响蛋白质的多尺度结构。

5.2 直流磁场

5.3 其他

目前，有研究使用2 mT的静磁场对冷冻面团进行冻融处理，随着冻融循环次数的增加，谷蛋白结构由无序向有序转变，说明磁场处理可以保持贮藏过程中谷蛋白的二级结构稳定性；使用振荡均匀磁场（应属交变磁场）对鱼糜进行冻融实验，发现在磁场作用下，含铁离子的冻融鱼糜具有较高的热稳定性，且具有较高的持水能力，而变性焓值较低的原因可能是亚铁离子与蛋白质的结合导致了鱼糜中蛋白质的变性，并说明热稳定性与小冰晶的形成有关。经高频磁场处理（180 mT、1 750 MHz、20 ℃、4 h）后，牛血清白蛋白的二级结构发生了变化。这种变化是由于磁场引起α-螺旋C＝O和N—H配体的弯曲排列、振动和弯曲，导致酰胺I带含量显著增加。

磁场对多尺度蛋白质结构的影响汇总如表5所示。

电物理加工（欧姆加热、静电场、微波、射频、磁场）作为一类新型的食品加工技术，与传统加工方式相比，不仅能缩短加工时间、节能环保，还能在一定程度上减少蛋白质损伤，改善食品品质，具有良好的应用前景。不同的电物理加工技术都会使多尺度蛋白质结构发生变化，如MP纤维间隙更为紧凑；蛋白质二级结构的主要构象α-螺旋在加工过程中被破坏，蛋白质稳定性下降；色氨酸等残基暴露，蛋白质分子之间产生静电相互作用，蛋白质分子拉伸、修饰或解折叠，从而发生不可逆的聚集反应和交联形成聚集体，而聚集体大小、形态等因素最终影响功能特性。本研究综述了新型电物理加工技术对多尺度蛋白质结构变化的影响，以期为新一代电物理加工的战略构想和进一步产业化提供理论参考。

然而，电物理加工过程中，多尺度蛋白质结构的变化还受很多因素影响，如盐分、pH值、电极间隙、升温速率、温度和作用时间等，值得更深入研究，尤其是不同加工技术的具体作用机制。电物理加工技术也显现出一些不足，如适用性低、加热不均匀和设备费用高、无法大规模生产等，需要进一步优化电物理加工的设备和工艺参数等，以达到对蛋白质结构变化的适当控制，提高产品品质。此外，尽管最近的研究趋势偏向于各种电物理加工技术和各种非热加工技术，但是也不能忽略传统的加热、冷冻、解冻等方法的可能性和固有优势，同时在工业化应用过程中，也不能排除电物理加工技术产生有害副产物的可能性。