《Food Research International》：Tailoring the stability of low-salt myofibrillar protein emulsions via a glycation–enzymatic deamidation strategy: An interfacial molecular assembly perspective
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肌原纤维蛋白低盐条件双修饰策略研究通过酶解-糖基化协同作用有效抑制分子自组装，提升界面吸附（63.36%）和zeta电位（37.12mV），构建了流体至凝胶状多流变乳液体系（稳定性达88.09%，滴径8.61μm）。
苗峰|黄旭欣|王学飞|朱宇晨|范龙义|郭增旺|孔宝华|刘浩天|张超
东北农业大学食品科学学院，哈尔滨150030，黑龙江，中国
摘要
肌原纤维蛋白（MP）在低盐条件下的固有自组装行为限制了其在基于乳液的食物系统中的应用。本研究探讨了一种双重修饰策略，结合了蛋白谷氨酰胺酶（PG）介导的脱酰胺作用和葡聚糖糖基化，以提高MP的乳化性能。通过调整油体积分数，制备出了具有可调流变特性的乳液——从流体状态（φ ≤ 43%）和类溶胶状态（43% < φ ≤ 74%）到凝胶状状态（φ > 74%）。这种联合修饰显著增强了乳液稳定性（45.83%–88.09%），减小了液滴尺寸（40.97–8.61 μm），并改善了不同油相条件下的液滴分布均匀性（P < 0.05）。此外，修饰后的乳液表现出更高的界面蛋白吸附能力（63.36%）和较高的绝对ζ电位（37.12 mV；P < 0.05），表明其界面特性得到了改善。显微镜观察进一步证实了乳液结构的更加均匀和稳定。总体而言，这项工作表明，针对MP的修饰与油相调节相结合是一种有效的策略，可用于开发具有可调结构的低盐MP基乳液，为多种食品应用提供了实际潜力。
引言
乳液是由两种不相溶的液体组成的均匀胶体系统，其中一种液体以微米或纳米级液滴的形式分散在连续相中（Han等人，2023年）。通过控制内相的体积分数，可以精细调节乳液的流变特性，从而实现广泛的食物应用。例如，凝胶状高内相乳液（HIPEs，φ > 74%）可以很好地模拟脂肪的质地，并具有出色的自支撑和恢复性能，非常适合用于3D打印墨水；中等内相乳液在适当的体积分数下，具有较高的稳定性和可控的粘度，适用于沙拉酱、酱料和饮料等日常产品，这些产品需要一致的质地和口感；而低油乳液则广泛用于低热量食品，如轻质蛋黄酱、酸奶替代品或无脂调味品，使制造商能够在不牺牲口感或稳定性的情况下提供更健康的选择（Pinto等人，2024年；Song等人，2026年）。尽管油包水（O/W）乳液被广泛使用，但其固有的热力学不稳定性会导致随时间推移发生相分离和液滴聚集（Liu等人，2026年）。这种由组分不相容性驱动的逐渐失稳会降低乳化效率和长期稳定性，从而限制了其实际应用（Han等人，2023年）。
蛋白质因其两亲性而被广泛认为是高效的天然乳化剂，这种性质使它们能够通过吸附在油水界面并形成粘弹性薄膜来稳定乳液，防止液滴聚集和合并，从而提高系统的物理稳定性（Yao等人，2025年）。肌原纤维蛋白（MP）是肌肉组织中的主要蛋白质，由于其完整的必需氨基酸组成和高消化率，是高蛋白功能饮料的理想候选者（Wang, Yang等人，2025年）。除了营养价值外，MP还表现出良好的功能特性，特别是在乳液稳定性方面。多项比较研究表明，在相似条件下，MP的乳化活性优于大豆蛋白分离物或酪蛋白钠（Chen等人，2017年；Zhang, Zheng等人，2025年）。这些差异通常归因于MP中肌球蛋白的两亲性和灵活性结构，使其能够在油水界面快速吸附和重新排列。这种结构特征有助于形成抗液滴聚集的粘弹性界面膜。此外，MP具有类似于多糖的长分子链，以及丰富的功能侧链和优异的表面活性，使其成为功能饮料和流体食品中非常有前景的乳化剂（Zhao, Zhao, & Xu，2025年）。然而，由于其固有的分子特性，MP在稳定O/W乳液方面仍存在某些限制。因此，其作为乳化剂的开发进度明显落后于植物和乳制品蛋白（Zhang等人，2023年；Badar等人，2024年）。
肌球蛋白杆状结构域含有高密度的带电氨基酸残基，并且沿其长度方向电荷分布不均匀（Liu, Zhang, Liu等人，2021年）。这些带电区域使得肌球蛋白尾部之间的静电相互作用成为可能。在低离子强度条件下，离子屏蔽作用的减弱使得长程静电相互作用变得更加明显，促进了尾部之间的关联和纤维的形成。同时，离子强度的降低也促进了疏水相互作用并减少了蛋白质的水合作用，进一步驱动自组装形成不溶性的纤维状聚集体。这种自组装过程显著降低了MP在低离子强度下的溶解度和胶体稳定性。即使MP通过有序吸附在油水界面实现了暂时的界面稳定，随后的分子自组装也会引发结构缺陷，最终导致界面失效（Zhao等人，2024年）。尽管在高盐环境（0.47–0.68 M NaCl）中的盐致聚集效应可以抑制分子间的静电组装，但由此产生的静电排斥力减弱也会影响乳液的稳定性。此外，过量摄入钠与多种不良健康效应相关（Jiang等人，2025年）。减少钠的摄入是预防和控制高血压的公认策略，它还在降低心血管疾病（包括冠心病和中风）的风险方面发挥着关键作用（Knauss等人，2025年）。由于高钠摄入是导致血压升高和相关健康问题的主要因素，开发由肉类蛋白稳定的低盐食品乳液不仅符合健康饮食的趋势，还有助于减轻过量摄入钠的不良影响。因此，确定如何在低盐条件下抑制MP在界面处的分子自组装对于开发由肉类蛋白稳定的创新食品乳液至关重要。
糖基化是一种有效的方法，通过将亲水性多糖共价连接到赖氨酸和精氨酸残基上，增加分子间的静电排斥力和空间位阻，从而提高蛋白质的乳化性能。这些结合物通过蛋白质的疏水基团高效吸附在油水界面，从而在广泛的pH范围内增强乳化和稳定性（Yu, Zhang等人，2025年）。Xu等人（2020年）报告称，不同分子量（20、40和70 kDa）的葡聚糖与MP共价结合后，逐渐提高了蛋白质的亲水性和乳化性能，其中70 kDa的结合物在溶解度和乳化性能方面表现出最显著的改善。与此一致，我们之前的研究评估了不同碳水化合物（包括葡萄糖、壳聚糖和70 kDa葡聚糖）通过湿热糖基化增强MP水溶性的效果（Han, Xu等人，2022年）。结果表明，与MP-葡萄糖结合物相比，MP-葡聚糖结合物显示出结构展开、颗粒尺寸减小、纤维聚合抑制以及水溶性提高（约50%）。这些结构和物理化学变化有利于界面吸附，可能有助于提高乳液稳定性。因此，本研究中选择了70 kDa葡聚糖以最大化空间稳定性和界面调节作用。尽管糖基化部分抑制了肌球蛋白的自组装，但它单独可能无法在低盐条件下完全破坏静电尾部之间的相互作用。
蛋白谷氨酰胺酶（PG）介导的脱酰胺作用已被广泛用于修饰蛋白质结构，从而增强其功能和结构特性（Xu等人，2026年）。Zhang等人（2024年）证明PG特异性催化谷氨酰胺残基的脱酰胺，形成带负电的谷氨酸。这种负电荷的增加破坏了肌球蛋白尾部区域的关键静电相互作用，从而抑制了肌球蛋白纤维的自组装。我们之前的研究通过结合酶促脱酰胺和糖基化，开发了一种在水溶液中制备可溶且稳定的MP溶液的有效方法（Feng等人，2025年）。然而，修饰后MP的界面特性及其在低盐条件下稳定乳液的能力仍不清楚。在此基础上，本研究系统地研究了酶促脱酰胺和糖基化如何影响MP在低盐条件下的界面分子组装和乳化性能，从而超越了单纯提高溶解度的目标。具体来说，我们关注这些修饰如何调节蛋白质在油水界面的吸附和扩散，以及这些效应如何影响乳液稳定性。通过调整油体积分数，成功制备出了具有可调流变特性的乳液——从流体状态（φ ≤ 43%）和类溶胶状态（43% < φ ≤ 74%）到凝胶状状态（φ > 74%）。然后，我们评估了一系列指标，包括液滴尺寸分布、乳液稳定性、离心稳定性、后散射谱、Turbiscan稳定性指数、微观结构和流变行为，以评估其作为新型乳化剂的有效性。这项工作为设计由肉类蛋白稳定的低盐乳液提供了新的见解，重点关注界面行为和结构可调性。
材料
猪长肌来自当地市场（中国黑龙江哈尔滨）。蛋白酶（PG，500 U/g）由上海天野酶制剂（江苏）有限公司提供。葡聚糖（DX，分子量为70 kDa，纯度≥99%）购自上海源业生物科技有限公司。所有其他化学品和溶剂均为分析级，包括磷酸二氢钠、硫酸铜和磷酸二氢钠（天津
乳液表征
图1A表明，调整油体积分数会导致具有不同流变特性的乳液。在较低的油体积分数（φ = 25%和33%）下，乳液表现出流体状行为，如剪切率扫描中的低表观粘度值所示（Fig. 7A，Badar等人，2024年）。在中等油体积分数（φ = 50%和66%）下，乳液显示出半固态、类溶胶的质地，粘度有所增加。在φ = 75%时，系统形成了
结论
脱酰胺和糖基化的协同作用提供了一种有效的策略，可在低离子强度条件下稳定肌原纤维蛋白乳液。通过调节界面分子组装和促进蛋白质在油水界面的吸附，这种方法弥补了低盐系统中遇到的界面组装限制。与依赖高盐浓度或磷酸盐添加剂的传统稳定策略不同，该系统能够
CRediT作者贡献声明
苗峰：撰写——原始草稿，可视化，研究，正式分析，概念化。黄旭欣：软件，研究，正式分析。王学飞：可视化，研究，正式分析。朱宇晨：可视化，正式分析。范龙义：研究，正式分析。郭增旺：研究，正式分析。孔宝华：软件，研究。刘浩天：监督，项目管理，资金获取。张超：撰写——审稿与编辑，监督。
未引用的参考文献
Chen, Di, Zhai, Zhao 和 Song, 2025
Luo 等人，2025
Zhang 等人，2023
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
本研究得到了国家自然科学基金（32472265）、国家“十四五”计划期间的重点研发计划（2024YFF1106604）以及中国博士后科学基金（2024 M750335）的支持。
