《Food Chemistry》：Cytoskeletal protein integrity and its relationship with texture formation and rehydration property of dried fish: biochemical and microstructural evidence
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细胞骨架蛋白降解动态与干制品质构复水特性关联性研究。以银鱼为例，通过生化与显微结构分析发现，干燥过程中蛋白降解呈现时间梯度：nebulin（0-4h）→MHC和tropomyosin（8-16h）→desmin和actin（32-48h），导致肌原纤维结构逐步破坏。质构硬度及剪切力在16h显著增加（p<0.05），而8h和16h样品因结构完整性差异表现出差异化的复水性能。随机森林模型和Mantel相关性分析表明，MHC和nebulin与质构及复水特性相关性最强（
袁鹏|欧阳丹|周景松|尹世贤|荣志星|李双|吴金红|王发祥|刘永乐|李向红
长沙理工大学食品科学与生物工程学院，中国湖南省长沙市410114
摘要
本研究从生化和微观结构的角度探讨了干燥过程中细胞骨架蛋白的动态变化及其与鱼肉质地和复水性能之间的关系。首先降解的是神经蛋白（0–4小时），伴随着I带和A带的严重变形。随后，肌球蛋白重链（MHC）和原肌球蛋白的降解（8–16小时）导致I带和A带逐渐模糊。最后，desmin的降解和肌动蛋白的变性（32–48小时）进一步破坏了肌节结构。干燥16小时后，鱼肉的硬度和剪切力显著增加（p<0.05）。细胞骨架蛋白结构完整性较高的样品（8小时和16小时）表现出更好的复水性能。随机森林预测和Mantel检验分析表明，MHC和神经蛋白是与鱼肉质地和复水性能相关性最强的细胞骨架蛋白，其次是肌动蛋白和原肌球蛋白。这些发现将为改善干鱼产品的质地和复水性能提供实践指导。
引言
干鱼制品是传统食品，在食品加工中也有广泛应用（如即食鱼零食），因为它们便于储存且具有独特的风味（An等人，2022年；Cheng、Su、Yuan和Tan，2021年）。然而，传统的干鱼制品通常质地较硬，复水性能较差，迄今为止，关于干燥过程中导致这些变化的特征参数仍然很少。细胞骨架蛋白的降解可能与干鱼的质地形成和复水性能密切相关，因为在干燥过程中可去除的水分大约有85%位于由结缔组织内肌膜和细胞骨架蛋白组成的肌原纤维网络中（Chen等人，2022年；Cheng等人，2021年；Estévez，2011年）。鱼肉中的结缔组织含量相对较低。因此，了解加工过程中细胞骨架蛋白的结构变化对于调节和改善干鱼的质量至关重要。
细胞骨架蛋白是维持脊椎动物（包括鱼类）骨骼肌细胞中有序肌原纤维网络结构的重要成分（Frontera和Ochala，2015年；Yang等人，2019年）。最近的研究证实，细胞骨架蛋白的结构是影响产品质地（如肉类、鱼类和虾类）的关键因素（He等人，2025年；Yang等人，2019年；Zhu等人，2025年）。He等人（2025年）报告称，鸡胸肉的剪切力与desmin、神经蛋白和talin-2的表达和基因转录水平呈正相关。Yang等人（2019年）发现，在低温储存条件下，titin、神经蛋白、desmin和原肌球蛋白T的降解导致草鱼中的Z盘和M线的崩解，从而导致质地软化。Zhu等人（2025年）利用组织学技术观察了虾肌肉在冷藏过程中的肌原纤维降解情况，证实了结构蛋白降解与质地恶化之间的直接相关性。大多数现有研究集中在细胞骨架蛋白稳定性与常温或冷藏条件下质地软化之间的关系。然而，干燥过程涉及快速脱水，导致肌肉细胞骨架蛋白的质地硬化和更复杂的物理化学变化（Cheng等人，2021年）。相比之下，干燥过程中细胞骨架蛋白的动态变化及其与质地硬化之间的分子机制尚未得到充分研究，这限制了工艺优化的理论支持。
干水产品通常需要复水后才能进行进一步加工（Zhu等人，2024年）。复水能力是评估干鱼质量的重要参数，反映了产品在浸泡后恢复其原始质地和感官特性的能力（Zhang等人，2020年）。在干燥过程中，肌肉蛋白的变性、降解和聚集会引起微观结构的变化，如肌肉纤维收缩和多孔结构的破坏。这些变化影响肌肉组织中的水分分布和迁移，最终影响复水性能（Yan、Wu、Qiao、Cai和Ma，2019年）。Zhu等人（2024年）报告称，与热风干燥相比，冷风干燥更有效地保持了冰鱼的肌肉纤维和蛋白质网络结构的完整性，从而提高了复水性能。Jiang等人（2025年）进一步证明，金属离子与蛋白质之间的相互作用决定了冻干鲑鱼的初始吸水速率，而干燥储存引起的微观结构损伤和蛋白质降解限制了最终的复水能力。然而，关于细胞骨架蛋白与干鱼复水性能之间关系的研究仍然有限，这些变化的分子基础需要进一步阐明。
本研究以银鱼为例，探讨了干鱼中细胞骨架蛋白（包括神经蛋白、肌球蛋白、desmin、肌动蛋白和原肌球蛋白）的动态变化。同时评估了干鱼的质地形成和复水性能。利用随机森林预测建模和Mantel相关性分析来识别特征性的细胞骨架蛋白，并阐明细胞骨架蛋白、质地形成和复水性能之间的相关性。本研究旨在提供关于细胞骨架蛋白对干鱼质量影响的新视角，并为提高干鱼产品质量建立理论基础。
材料
新鲜的银鱼（Hypophthalmichthys molitrix，3.0±0.5公斤）从中国湖南省长沙的高云市场购买。活鱼在含有水的聚乙烯袋中运输到实验室，袋内通入氧气，并放置在保温泡沫箱中。到达实验室后，立即使用头部敲击方法对鱼进行人道麻醉，确认失去意识后进行进一步处理。去除鱼的内脏、鳞片和脂肪。
干燥过程中干鱼超微结构的变化
鱼肉的超微结构反映了肌原纤维网络及其蛋白质的变化，这些都是决定质地的关键因素（Yang等人，2019年；Zhuang等人，2023年）。如图1所示，新鲜样品的纤维形态清晰，肌节排列有序。I带、H带和A带可以清晰区分，Z盘和M线也清晰可见。经过腌制后，肌肉纤维结构保持完整，尽管肌浆...
结论
本研究探讨了银鱼在干燥过程中细胞骨架蛋白的降解行为，并阐明了其与质地恶化和复水性能之间的机制关系。结果表明，大分子量细胞骨架蛋白（神经蛋白和MHC）的早期降解引发了肌节的崩解和不可逆的肌原纤维致密化。随后，原肌球蛋白和desmin的降解，以及热诱导的...
CRediT作者贡献声明
袁鹏：撰写 – 原始草稿，研究。
欧阳丹：研究。
周景松：研究。
尹世贤：研究。
荣志星：研究。
李双：研究，资金获取。
吴金红：正式分析。
王发祥：项目管理，概念构思。
刘永乐：监督。
李向红：撰写 – 审稿与编辑，资金获取，概念构思。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
本研究得到了国家自然科学基金（编号32472372和32502260）和湖南省重大研发项目（编号2024JK2144）的财政支持。
