《Food Chemistry》：Bimetallic CuTb
2O
2 nanozyme-enabled enzyme-luminophore-nanozyme electrochemiluminescence sensor for sensitive detection of xanthine
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该研究探究了离子强度和琼脂浓度对肌原纤维蛋白（MP）/琼脂（CUR）混合体系相分离行为及凝胶特性的影响。结果表明，低于4%的CUR浓度下，MP主导形成致密凝胶网络，超过4%则发生自聚集导致松散结构。低盐条件（0.1mol/L NaCl）下凝胶力学性能更优，盐离子抑制CUR水合作用和结构无序化，影响凝胶硬度与持水能力。4% CUR为临界浓度，低盐环境可优化复合凝胶特性，为功能性凝胶开发及低盐肉制品、3D食品打印等应用提供理论依据。
杨叶|李玲琪|熊雅婷|杨宗云|李振|徐星莲|王鹏
中国农业部动物产品加工重点实验室、教育部肉类加工与质量控制重点实验室、江苏省肉类生产与加工协同创新中心、南京农业大学食品科学与技术学院，中国江苏省南京市210095
摘要
本研究探讨了在不同离子强度和CUR浓度下，肌原纤维蛋白（MP）/curdlan（CUR）混合物的相分离行为与其凝胶特性之间的内在关系。微观结构分析表明，在CUR浓度低于4%时，MP作为主要的凝胶基质，形成致密的复合网络；当浓度超过4%时，会发生自聚集，导致网络结构变得松散。流变学结果结合凝胶机械强度的降低和Df值的减小，证实了局部相分离的发生。在不同多糖浓度下，0.1 mol/L NaCl条件下形成的凝胶表现出比高盐条件下更好的应力响应。这一观察结果表明，盐离子抑制了CUR的水合作用和结构无序，从而影响了凝胶的整体硬度和持水能力。4%的CUR是该混合系统的临界浓度，在低盐条件下观察到凝胶性能的改善。
引言
蛋白质和多糖是食品成分中的两大类重要生物聚合物。它们之间的分子相互作用，包括氢键、静电相互作用和疏水相互作用，在稳定食品质地和构建复杂食品结构方面起着关键作用（Lu等人，2016；Schmitt & Turgeon，2011）。近年来，多糖-蛋白质混合系统的凝胶化相行为已成为研究的热点领域。系统参数如pH值、离子强度、聚合物浓度、分子结构特征、电荷密度和组分比例决定了凝胶化模式。这些因素不仅影响相行为，还通过形成蛋白质-多糖复合物或共聚物来提高食品产品的质地稳定性、结构强度和感官属性，为功能性凝胶基食品的精确设计提供了理论基础。在蛋白质-多糖复合系统中，随着多糖含量的增加，流变行为和质地特性通常呈线性增长，因为这两种生物聚合物通过分子相互作用共同建立了一个均匀稳定的网络。Xing等人（2024）报告称，添加0.5%至2.5%的Lycium barbarum多糖（LBP）可以浓度依赖性地增强大豆蛋白分离物凝胶的凝胶强度、持水能力（WHC）和粘弹性。然而，一旦多糖含量超过某个临界阈值，系统的微观结构会发生质的变化。由于这两种生物聚合物的热力学不相容性，可能会发生熵驱动的相分离，导致结构不均匀和质地质量下降（Turgeon等人，2003）。然而，以往的研究并未明确描述多糖浓度线性增加时凝胶网络结构的变化，也未详细说明此类系统中发生的具体相分离形式。
肌原纤维蛋白（MPs）是可溶于盐的蛋白质，因其富含氨基酸和关键营养素而被认为是高质量的营养补充剂。MPs具有优异的热诱导凝胶化特性，其凝胶化过程包括蛋白质展开、聚集和交联的动态阶段。由此形成的3D凝胶网络直接决定了肉制品的质量属性，如WHC和质地特性。Curdlan（CUR）是一种由微生物产生的线性、无分支的中性外多糖，由β-(1,3)-糖苷键连接的葡萄糖单体组成。这种多糖具有独特的热凝胶化特性：在55–65°C加热时，胶束通过氢键与单螺旋分子交联，形成低强度的热可逆凝胶；当温度超过80°C时，疏水相互作用驱动形成3D网络，生成高强度的热固性凝胶（Wei等人，2018）。作为增稠剂和凝胶化剂，它能有效改善食品质地，增强WHC并提高结构稳定性（Yu等人，2023）。先前的研究表明，热可逆的CUR促进了MPs中α-螺旋向β-折叠的转变，并与MP基质缠结，形成稳定且致密的互穿聚合物凝胶网络（Jiang, Ren等人，2020）。
离子强度是影响MPs聚集行为的关键外部因素，从而调节其凝胶特性。它改变了蛋白质分子表面的电荷分布，影响它们之间的静电相互作用。在特定范围内，离子强度的变化通过诱导MP分子的构象变化、改变巯基含量和ζ电位以及优化分子间相互作用来促进凝胶的形成（Zhu等人，2018）。此外，离子强度的变化还影响MP的溶解度和分子膨胀行为，进而影响蛋白质的交联，导致不同的凝胶网络结构（Feng等人，2017）。例如，低离子强度会促进形成短链聚合物，而高离子强度则促进形成长链聚合物，最终对MP凝胶的质地和WHC等质量属性产生显著影响（Sun等人，2011）。此外，添加盐会降低CUR凝胶的机械强度。Zhang、Meenu等人（2024）和Xu等人（2024）的研究表明，CUR浓度和类型对MP的凝胶特性有显著影响，尽管这种效应仅在低多糖浓度下观察到。
本研究旨在探讨不同离子强度和多糖浓度对热诱导MPs的流变特性、凝胶特性和微观结构的影响，以阐明MP与CUR之间的相互作用机制。从宏观和微观角度系统地研究了相分离行为与MP/CUR复合系统凝胶特性之间的内在关系。此外，还阐明了相分离行为在决定凝胶质地方面的调节作用。这些发现不仅为修改蛋白质-多糖复合凝胶的质地属性提供了新方法，也为3D食品打印、脂肪替代和低盐肉制品配方材料的开发提供了有价值的见解。
材料
新鲜鸡胸肉购自Freshippo超市（中国南京），CUR由Yuanye生物科技有限公司（中国上海）提供。研究中使用的其他所有化学品均为分析级或更高级别。
MP的制备
MP的提取方法遵循Tao等人（2023）描述的方法，并进行了轻微修改。去除鸡胸肉的筋膜和结缔组织后，使用绞肉机将其绞碎。将绞碎的肉与四倍体积的分离液混合（w/v）。
浊度
浊度是反映MP和CUR多糖之间相互作用以及它们复合物形成过程中聚集行为的关键指标。如图1(A)所示，在0.6 mol/L NaCl的离子强度下，MP/CUR复合溶液的浊度显著低于0.1和0.3 mol/L NaCl组（P < 0.05）。这一现象与MP的盐溶性特性密切相关。随着NaCl浓度的增加，静电桥接作用增强
结论
本研究表明，CUR促进了MP分子结构的展开，暴露出更多的功能基团，从而促进了MP分子之间的交联。这一效应通过R-SH基团含量的增加、内源性荧光的降低以及FTIR光谱中观察到的氢键和共价键得到证实。添加CUR显著增强了热诱导MP凝胶的WHC、硬度和流变特性。在低CUR浓度（<4%）下，
CRediT作者贡献声明
杨叶：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原始草稿，可视化，验证，软件，方法学，研究，正式分析，数据管理，概念化。李玲琪：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原始草稿，验证，方法学，研究，正式分析，数据管理。熊雅婷：可视化，方法学，研究，正式分析，数据管理。杨宗云：可视化，研究，数据管理。李振：可视化，
未引用参考文献
Holmgren, 1972
Li等人，2023
Yang, Zhang, Luo, Luo和Hou, 2025
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
我们衷心感谢中国农业研究系统（CARS-41）和国家自然科学基金（编号32172243）的支持。
