茶黄素调控冷冻未漂洗鱼糜蛋白氧化与凝胶特性的剂量效应机制研究

《LWT》：Effects of theaflavins on protein structure and gel properties in frozen unwashed surimi

本研究针对未漂洗鱼糜在冻融循环中肌原纤维蛋白（MP）与肌浆蛋白（SP）易发生氧化变性、导致凝胶品质劣变的问题，系统探究了茶黄素提取物（TFs）对蛋白质结构稳定性及凝胶性能的保护作用。结果表明，1 g/kg TFs可通过抑制MP羰基生成、维持Ca2+-ATPase活性、改善凝胶微观结构，显著提升鱼糜凝胶强度与持水性；而2 g/kg TFs因过度交联作用反而削弱保护效果。该研究为TFs在未漂洗鱼糜冷冻保鲜中的精准应用提供了理论依据。

　　

在快节奏的现代生活中，鱼丸、鱼豆腐等鱼糜制品因其高蛋白、易烹制、口感佳而广受消费者青睐。然而，传统漂洗鱼糜工艺存在得率低、营养流失、耗水量大等问题，未漂洗鱼糜逐渐成为产业新趋势。但未漂洗鱼糜中残留的脂质、内源酶及水溶性蛋白易在冷冻储存、运输及销售环节的温度波动中引发蛋白质氧化变性，导致凝胶强度下降、持水性变差，成为制约行业发展的痛点。如何通过天然添加剂提升未漂洗鱼糜的冷冻稳定性，成为科研与产业界关注的焦点。

在此背景下，长沙理工大学食品科学与生物工程学院孙超飞、王思雨等研究人员在《LWT》发表论文，系统探讨了茶黄素提取物（TFs）对冷冻未漂洗鱼糜蛋白结构及凝胶特性的调控作用。研究通过冻融循环模拟实际冷链波动，分析TFs对肌原纤维蛋白（MP）和肌浆蛋白（SP）氧化变性、构象变化及凝胶性能的影响，为TFs在鱼糜制品中的应用提供剂量指导与理论支撑。

研究主要采用以下关键技术方法：通过冻融循环（-20°C/4°C各12小时为1周期）加速鱼糜品质劣变；分别提取MP与SP并测定溶解度、羰基含量、活性巯基、Ca²⁺-ATPase活性等氧化与构象指标；利用光谱法（内源荧光、表面疏水性）及拉曼光谱分析蛋白质结构变化；通过凝胶强度、质构分析、持水性（WHC）、低场核磁共振（LF-NMR）及扫描电镜（SEM）综合评价凝胶性能。实验以鲜活鲢鱼为原料，设对照组（CK）及1 g/kg、2 g/kg TFs添加组，每组重复3次。

3.1. TFs对未漂洗鱼糜中MP和SP的溶解度及氧化程度的影响

冻融处理导致MP溶解度显著下降（6周期后降幅达61.18%），而SP仅在6周期后出现下降。1 g/kg TFs有效抑制MP溶解度降低，但对SP无显著影响。羰基含量在MP和SP中均随冻融循环增加，TFs添加组（尤其是1 g/kg）显著抑制羰基生成（P < 0.05），表明其通过酚羟基抗氧化作用阻断蛋白侧链氨基酸氧化。MP的活性巯基含量在冻融后下降，而SP变化不显著；TFs对两者巯基含量无显著影响，因其同时存在抗氧化与促进硫醇-醌加成的双重作用。

3.2. TFs对未漂洗鱼糜中MP和SP构象的影响

Ca²⁺-ATPase活性在MP和SP中均随冻融循环下降，1 g/kg TFs显著缓解MP活性损失，2 g/kg TFs反而加剧失活。内源色氨酸荧光强度与表面疏水性在冻融后降低，TFs进一步强化该趋势，尤其在高浓度组，提示TFs通过疏水或共价相互作用诱导蛋白解折叠。拉曼光谱显示冻融使α-螺旋减少、无规卷曲增加，而TFs（特别是2 g/kg）抑制α-螺旋解离，维持二级结构稳定性。SDS-PAGE表明冻融促进肌球蛋白重链（MHC）通过二硫键聚合降解，TFs加剧该现象，但对SP蛋白条带无影响。

3.3. TFs对鱼糜凝胶特性的影响

冻融循环导致凝胶强度、持水性（WHC）下降，蒸煮损失增加，质构参数（硬度、弹性等）恶化。1 g/kg TFs添加组在6周期后凝胶强度与WHC显著高于对照组（P < 0.05），LF-NMR显示其固定水比例更高、自由水迁移受限；MRI与SEM证实该组凝胶网络均匀、孔洞细小。2 g/kg TFs则因过度交联导致凝胶结构致密、水分分布不均，反而不利于品质保持。

3.4. TFs对鱼糜凝胶结构的影响

宏观形态显示1 g/kg TFs组凝胶表面光滑、孔隙均匀，6周期后仍保持完整；2 g/kg TFs组出现黄色斑点与局部塌陷。SEM微观结构表明，1 g/kg TFs促进凝胶形成连续三维网络，平均孔径从对照组的3.80 μm缩小至2.99 μm；冻融后该组纤维断裂较少，而对照组出现大量不规则孔洞（12.96 μm）与结构崩塌。

本研究明确1 g/kg TFs可通过抑制MP氧化变性、维持蛋白质构象稳定性，显著改善未漂洗鱼糜在冻融过程中的凝胶性能，而高浓度TFs（2 g/kg）会因过度交联产生负面效应。研究成果为茶黄素在鱼糜制品保鲜中的精准剂量应用提供了实验依据，对提升淡水鱼高值化利用与冷链食品品质控制具有重要参考价值。