《Food Research International》：Synergistic curdlan gum/xanthan gum system improves shrimp myofibrillar protein gel properties via enhanced network structure, texture and water holding capacity
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该研究系统评估了不同比例褐藻胶（CG）/黄原胶（XG）对虾肉肌原纤维蛋白（MP）凝胶特性的影响，发现5:5复合比例显著提升凝胶硬度（较对照组高99g）、水结合能力及网络均匀性，微观结构显示致密均匀的三维网络，FTIR证实氢键形成，流变学显示储能模量峰值。研究为复合多糖在虾制品中的应用提供理论依据。
周淑玲|于雪宁|王梦涵|刘晓阳|周大勇
中国辽宁省大连理工大学食品科学与技术学院，国家海洋食品工程技术研究中心海洋食品加工与安全控制课题组，海洋食品深加工协同创新中心，海洋食品科学技术重点实验室，邮编116034
摘要
本研究探讨了不同曲拉胶（CG）/黄原胶（XG）比例（10, 7, 5, 5, 3, 7, 0, 10）对虾肌原纤维蛋白（MP）凝胶性质的影响。当CG与XG的比例为5:5时，凝胶的质地和持水能力显著提高，硬度达到最大值（比对照组高99克），同时形成了最稳定的凝胶网络；这一最佳比例还促进了水分的固定，使自由水状态转变为更稳定的状态。傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析表明，CG-XG与MP之间形成了氢键，这得益于它们螺旋结构的相互作用。流变学测试证实了凝胶的粘弹性固体行为，储能模量（G'）和损耗模量（G"）在5:5比例时达到峰值。添加CG-XG后，凝胶的热稳定性也得到了提升；微观结构分析（原子力显微镜AFM、冷冻扫描电子显微镜Cryo-SEM）显示，5:5比例的凝胶具有最致密、最均匀的网络结构，且孔隙最少。总体而言，CG-XG（5,5）有效改善了MP凝胶的质量，为复合多糖在虾产品中的合理应用提供了理论基础。
引言
肌原纤维蛋白（MP）是构成肌肉中肌原纤维的关键蛋白质，约占肌肉总蛋白质含量的50%至55%。它对加工肉制品的最终品质至关重要（Gong等人，2022年）。由于MP能够通过热诱导过程形成三维凝胶网络结构，因此显著影响肉制品的功能特性（Jiang等人，2025年）。此外，持水能力（WHC）是MP凝胶的重要功能属性，决定了凝胶网络中保留的水分量，这些因素共同决定了最终产品的质量。然而，MP所展现的独特功能特性（如乳化性和凝胶化能力）受多种因素影响，包括原料肉的质量、pH值和离子强度（Feng等人，2023年）。因此，从实际应用的角度来看，添加各种天然聚合物（如非肉类蛋白质、食品凝胶和可溶性膳食纤维）是一种更为直接有效的方法来提升肌原纤维蛋白的功能特性，从而提高肉制品的品质。其中，某些食品凝胶，特别是卡拉胶和黄原胶，已被证明能显著改善MP的功能特性，并被广泛用于相关肉制品的生产（Zhang、Bai等人，2025年）。
近期科学研究表明，多糖越来越多地被用作低脂肉制品中的多功能成分。作为有效的脂肪替代品、粘合剂和增稠剂，这些碳水化合物聚合物显著改善了肉制品的质地、持水能力和口感。营养分析还证实，多糖不仅增加了膳食纤维含量，还提升了肉制品的营养价值，满足了现代消费者对健康食品的需求（Wang等人，2023年）。多糖的分子结构含有大量亲水基团，这些基团通过非共价作用与MP相互作用。这些相互作用包括氢键、静电作用和疏水作用，增强了肉制品的三维网络结构，从而改善了其凝胶特性。有研究分析了三种多糖对MP凝胶性质的影响，发现多糖具有很强的保水能力，减少了凝胶网络中的水分流失，并保持了MP凝胶网络的完整性（Zhuang等人，2020年）。Hui等人发现，在鸡胸肉中添加黑莓多糖有助于MP蛋白结构的扩散，不仅增强了MP分子的氢键和二硫键，还加强了其网络结构，从而提高了肉制品的最终品质（Teng等人，2023年）。
黄原胶（XG）是一种低浓度、高粘度的细胞外酸性多糖，具有优异的增稠效果，能够缓解油水相之间的不相容性，从而提高食品系统的乳化性和稳定性。XG溶液具有出色的悬浮性、假塑性和安全性，显著改善了肉制品的口感，包括持水能力和嫩度（Souza & Garcia-Rojas，2017年）。同时，将具有独特功能特性的各种食品凝胶掺入肉制品已成为研究热点。曲拉胶（CG）是一种由葡萄糖通过(1–3)-β-糖苷键连接形成的线性大分子，具有显著的凝胶化、保水性和增稠性能，并且与疏水性物质具有良好的相容性。其悬浮液能够在加热时形成硬而弹性的不可逆凝胶或可逆凝胶（Hou等人，2024年）。先前的研究表明，向肉制品中添加CG可以有效减少烹饪过程中的水分损失，提高乳液稳定性，并显著改善产品的感官品质（Ganie等人，2024年）。在实际肉制品加工中，不同类型食品凝胶的结合可以产生协同效应，改善肉制品的质地、风味和整体口感，同时具有使用方便、工艺简单和成本效益高的优势。
尽管CG和XG在提升肉制品品质方面都具有潜力，但它们联合应用的机制尚不明确。值得注意的是，CG和XG在分子构象和凝胶行为上存在显著差异：CG倾向于形成刚性的、不可逆的三维网络，而XG主要提供高粘弹性的增稠效果，这表明两者可能存在功能互补性。我们假设通过适当的比例配比，CG的刚性框架和XG的柔性段可以相互作用，在肌原纤维蛋白的热凝胶化过程中形成相互渗透的“刚性-柔性”复合网络结构。这种相互作用可能共同提升凝胶的质地、持水能力和稳定性。然而，目前尚缺乏关于CG和XG在虾肉蛋白凝胶中作用机制和微观相互作用系统的研究。因此，本研究旨在通过调节CG和XG的比例，系统评估它们对虾肌原纤维蛋白凝胶性质的影响。
在本研究中，将CG和XG按指定比例（10, 7, 5, 5, 3, 7, 0, 10）混合后，以2%的浓度加入虾肌肉纤维蛋白中并加热形成凝胶。系统研究了这些复合凝胶对MP的乳化作用、凝胶性质和微观结构的影响。为了明确多糖修饰虾MP凝胶的结构-功能关系，采用了多种表征方法，如X射线衍射（XRD）进行晶体域分析，傅里叶变换红外光谱（FTIR）确定官能团，扫描电子显微镜（SEM）检测形态。此外，还进行了差示扫描量热法（DSC）和持水能力（WHC）评估。为了进一步探讨多糖比例对MP凝胶的影响，还使用低场核磁共振（NMR）、流变学、原子力显微镜（AFM）和冷冻扫描电子显微镜（Cryo-SEM）研究了多糖处理对MP凝胶的水分分布、流变性质和微观结构的影响。本研究强调了复合凝胶的潜在应用价值，为其在虾产品中的合理应用提供了理论基础和实践指导，为复合多糖在食品工业中的创新应用铺平了道路。
材料与试剂
虾（Penaeus vannamei）购自中国大连的当地市场。曲拉胶购自江苏益明生物有限公司（江苏）。黄原胶来自新疆桃花氨基酸有限公司（新疆）。分析级的NaCl、MgCl2、K2HPO4、KH2PO4以及乙二胺四乙酸（EDTA）购自天津大茂化学试剂厂（天津）。
MP的提取与制备
在现有方法的基础上进行了少量修改（Li，
不同比例下MP-CG-XG混合物的特性分析
为了了解MP、CG和XG之间的相互作用，我们分析了粒径的变化。图1A和B展示了MP-CG-XG混合物的粒径和ζ电位特性。粒径是样品聚集程度的关键指标，对复合凝胶的凝胶性质有显著影响。如图1A所示，随着XG比例的增加，MP-CG-XG混合物的平均粒径逐渐增大，从1234纳米增加到
结论
本研究表明，当CG与XG的质量比为5:5时，两者在MP的凝胶化过程中表现出显著的协同效应。这一现象的核心机制是，这两种物质通过分子间氢键作用形成了一个“刚性-柔性”的互补渗透网络结构。该网络在微观层面上具有高密度和均匀性，从而提升了
作者贡献声明
周淑玲：撰写初稿、实验研究、数据分析。于雪宁：数据管理。王梦涵：数据管理。刘晓阳：撰写、审稿与编辑、资源协调、资金争取、概念构思。周大勇：撰写、审稿与编辑。
未引用参考文献
Li等人，2020年
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究得到了“国家重点研发计划（2023YFD2401502）”的财政支持。
