《食品科学》：渤海大学李颖畅教授等：超声波辅助没食子酸改善海鲈鱼肌原纤维蛋白的凝胶性能

海鲈鱼又称咸水鲈鱼，属硬骨鱼纲、鲈形目、鲈鱼种，在海洋中的分布比较广，是产量较高的海洋经济鱼类之一，其蛋白质、不饱和脂肪酸含量丰富。海鲈鱼可以鲜食，也可以制成鱼糜制品。其盐溶性肌原纤维蛋白含量较高，对鱼糜制品品质有着关键作用，直接影响鱼糜制品质构特性与风味特性。

渤海大学食品科学与工程学院，生鲜农产品贮藏加工及安全控制技术国家地方联合工程研究中心的李颖畅、师丹华、仪淑敏*等通过测定凝胶强度、质构特性、水分分布状态、色差、持水性与蒸煮损失率、化学作用力等，并采用原子力显微镜（AFM）观察凝胶微观结构，探究超声波辅助没食子酸对海鲈鱼肌原纤维蛋白凝胶特性的影响，为凝胶类肉制品的加工提供技术参考和理论支持。

1、没食子酸添加量和超声处理对肌原纤维蛋白凝胶强度的影响

如图1所示，未超声处理条件下，未添加没食子酸的肌原纤维蛋白和添加没食子酸组的肌原纤维蛋白凝胶强度差异显著（P＜0.05），没食子酸的添加量小于2 mg/g时，凝胶强度随着没食子酸添加量的增加而增加，而没食子酸的添加量大于2 mg/g时，各组凝胶强度又出现下降趋势；没食子酸添加量为2 mg/g时，肌原纤维蛋白凝胶强度最大，这是因为适度的多酚氧化会使蛋白中巯基向二硫键转化，促进肌原纤维蛋白发生交联；而当没食子酸的添加量为6 mg/g时，凝胶强度从612.07 ggmm（添加量为2 mg/g时）下降至496.92 ggmm，可能是由于没食子酸过度氧化形成醌类物质，也有可能是因为其过度氧化产生的自由基使凝胶结构遭到破坏。

2、没食子酸添加量和超声处理对肌原纤维蛋白质构特性的影响

由表1可知，随着没食子酸添加量在0～2 mg/g范围内的增加，凝胶硬度和咀嚼度不断增大，当没食子酸添加量为2 mg/g时，凝胶硬度、咀嚼度达到最大值，且此时硬度与其他添加量没食子酸处理组差异显著（P＜0.05）。

3、没食子酸添加量和超声处理对肌原纤维蛋白水分分布状态的影响

如图2所示，T2在弛豫时间0～1 000 ms分布4个峰，依次为0～1 ms强结合水峰、1～10 ms弱结合水峰、10～100 ms不易流动水峰、100～1 000 ms自由水峰。其中不易流动水所占比例最大，结合水和自由水比例较小。

由表3可以看出，各处理组中未添加没食子酸组P22最小，而P23最大，未添加没食子酸组和添加组差异显著（P＜0.05）。随着没食子酸添加量的增加，P22先升高后降低。当添加量为2 mg/g时，P22最大，P23最小，这是因为适量的没食子酸羟基可与蛋白质分子相互作用，形成致密的肌原纤维蛋白凝胶网络，使一部分自由水转化为不易流动水，结合在蛋白质周围或被固定在凝胶结构中。

由表4可知，超声波处理后，与未经超声处理组相比，P22明显提高，而P23总体呈下降趋势。这是因为超声诱导的空化作用以及样品中肌纤维结构的变化可以减少不易流动水的损失，对水分分布状态产生积极的影响。

4、没食子酸添加量和超声处理对肌原纤维蛋白色泽的影响

色泽与肉制品食用品质及消费者偏好和可接受程度相关。未超声和超声波辅助下没食子酸对蛋白凝胶色泽的影响分别如表5、6所示，随着没食子酸添加量的增加，蛋白凝胶的L*值、白度呈下降趋势，a*值变化不显著，而b*值增加，表明没食子酸的添加会干扰凝胶色泽的形成，添加量越大，颜色变化越明显。

5、没食子酸添加量和超声处理对肌原纤维蛋白凝胶持水性和蒸煮损失率的影响

如图3所示，随着没食子酸添加量增加，凝胶持水性先上升后下降，蒸煮损失率变化趋势相反。未超声处理组中未添加没食子酸的肌原纤维蛋白持水性最低，而蒸煮损失率最高；其次是没食子酸添加量为6 mg/g的肌原纤维蛋白；当没食子酸添加量为1、4 mg/g时两者的持水性、蒸煮损失率差异都不显著（P＞0.05）；而添加量为2 mg/g时，持水性最高，约达到70%，蒸煮损失率仅约为5%。

6、没食子酸添加量和超声处理对肌原纤维蛋白化学作用力的影响

由图4A可知，随着没食子酸添加量的增加，离子键含量呈下降趋势，氢键和二硫键含量呈上升趋势，且二硫键的含量随没食子酸添加量的增加变化显著（P＜0.05）。这是由于没食子酸含有3个酚羟基，亲水基团数量多，可与蛋白结合形成氢键；同时在凝胶形成过程中，添加的没食子酸可以改变蛋白质内部结构，与暴露出的基团相互结合，更容易发生蛋白质交联，形成二硫键，使蛋白结构更加紧密。而疏水相互作用随没食子酸添加量的增加呈先升高后下降的趋势，当没食子酸的添加量为2 mg/g时疏水相互作用最强，因为适量的没食子酸会促进蛋白质的展开，而没食子酸的含量过高时，导致蛋白质聚集，甚至变性，进一步折叠使疏水性氨基酸埋藏在内部。其他一些酚类物质，如儿茶素、茶多酚等也均会对疏水作用产生影响。

由图4B可知，经400 W超声波处理后，随着没食子酸添加量的增加，氢键含量逐渐增加，二硫键含量显著增加（P＜0.05），但是离子键含量变化不明显。这是因为超声处理后的空化效应会加速蛋白质的展开，同时暴露出更多的巯基和氨基，使蛋白质交联进一步加强。400 W超声波可以产生高反应性自由基，与没食子酸反应生成没食子酸醌类物质，形成蛋白质-硫-没食子酸-硫-蛋白质聚合物，使二硫键含量上升。

7、没食子酸添加量和超声处理对肌原纤维蛋白凝胶微观结构的影响

如图5A1、图6A1所示，未添加没食子酸时，肌球蛋白无序聚集，形成不规则的簇状聚集体。当添加1 mg/g的没食子酸时，凝胶分布相对均匀，存在轻微的交联现象（图5B1、图6B1）。添加2、4 mg/g没食子酸时，凝胶聚集体更小，分布更均匀，且交联有序，此时形成的凝胶结构最好（图5C1、图6C1和图5D1、图6D1）。说明随着没食子酸添加量的增加，凝胶微观结构由不规则、不均匀向更加规则均匀致密转化，这是因为适量的没食子酸可以改变蛋白的结构，使埋藏在内部的基团暴露，更易形成二硫键，同时，本实验中凝胶强度、二硫键含量、持水性的增加以及蒸煮损失率的降低进一步表明了凝胶性能的增强。然而，当没食子酸的添加量为6 mg/g时，此时凝胶分布虽然均匀，但形成了较密集的聚集（图5E1、图6E1）。因为添加过量的没食子酸后，肌球蛋白构象改变，两者进一步发生加成反应，形成醌类物质，产生较大的蛋白质聚集体。400 W超声处理后，凝胶微观结构整体增强，且更加均匀。观察发现未添加没食子酸凝胶呈现了有序的聚集（图5A2、图6A2），且有簇状聚集体。没食子酸添加量为1 mg/g和2 mg/g时凝胶聚集行为少，分布更加均匀（图5B2、图6B2和图5C2、图6C2），而没食子酸添加量为4 mg/g和6 mg/g凝胶分布呈现密集状态（图5D2、图6D2和图5E2、图6E2）。（点击下方阅读原文即可查看图5、6）

结论

结果表明，随着没食子酸添加量的增加，肌原纤维蛋白凝胶强度、硬度、咀嚼度、持水性出现先升高后下降的趋势，当没食子酸的添加量为2 mg/g时，凝胶性能最好，此时不易流动水峰面积比例最高，自由水峰面积比例最低，持水性最高，蒸煮损失率最低，形成的微观结构更加致密。超声波处理后，凝胶的蒸煮损失率明显降低，二硫键含量明显增加，原子力显微镜观察结果显示肌原纤维蛋白呈现有序的聚集，且有簇状聚集体形成，凝胶微观结构更加均匀。因此，超声波辅助没食子酸可有效改善海鲈鱼肌原纤维蛋白的凝胶特性。

第一作者简介

李颖畅，博士，食品科学教授，研究生导师。出生于辽宁省朝阳市，毕业于沈阳农业大学食品科学专业并获博士学位。目前在渤海大学食品科学与工程学院工作。辽宁省水产学会理事，锦州市第三批基础学术带头人；美国乔治亚大学访问学者。主要从事水产品的加工与贮藏及食品质量与安全控制方面的研究。主持国家自然科学基金青年基金项目1项，主持辽宁省教育厅重点实验室项目1项，辽宁省自然科学基金项目1项，辽宁省教育厅基础研究项目1项，参与“十三五”国家科技支撑计划项目2项。近年发表期刊论文100余篇；获辽宁省自然科学成果奖一等奖1项、三等奖3项；主编著作3部，副主编教材3部。申请发明专利15项，其中授权10项。

本文《超声波辅助没食子酸改善海鲈鱼肌原纤维蛋白的凝胶性能》来源于《食品科学》2022年43卷11期82-91页，作者：李颖畅，师丹华，张馨元，李笑涵，邹倩，仪淑敏。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20210409-121。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

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