《Food Research International》：Acid-induced structural reorganization of fish myofibrillar protein gels: trade-off between elasticity and stability
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凝胶-like乳液（GEs）经鱼肌原纤维蛋白（FMP）稳定后，通过酸处理（pH6、4、2）探究其对GEs流变学、稳定性和氧化性的影响。研究发现，pH6处理显著提升储存模量（94 Pa→1121 Pa）并抑制脂质氧化（TBARS值0.32±0.01 mg/mL），而强酸处理（pH4、2）导致严重蛋白聚集，虽增强弹性却引发氧化（TBARS值0.58±0.04、0.81±0.03 mg/mL）。酸处理通过改变FMP聚集形态调控GEs固态特性，但需平衡pH强度与稳定性。
林莉芳|郝若仪|刘新林|徐贤兵|李胜杰|王轩鹏|王丹|王玉刚|孙海荣|董秀萍|潘金峰
国家海洋食品加工与安全控制重点实验室海洋工程研究中心，辽宁省省部共建海洋食品深加工协同创新中心，大连中国预制食品技术创新中心，大连工业大学食品科学与技术学院，中国大连116034
摘要
制备了由鱼肌原纤维蛋白（FMP）稳定的类凝胶乳液（GEs），随后进行了后乳化酸处理。共聚焦激光扫描显微镜显示，游离FMP发生聚集，GEs的粒径在酸修饰后增大。冷冻扫描电子显微镜观察到，随着pH值的降低，FMP的聚集程度逐渐增强，其结构从最初的规则蜂窝状转变为随机层状结构。流变性质和大振幅振荡剪切试验表明，酸修饰后的GEs储能模量显著增加了近10倍（从94 Pa增加到1121 Pa），并且在大应变下的抗性也得到了提高。pH值为6的修饰对O/W界面的稳定性没有影响，而pH值为4和2的修饰破坏了O/W界面的平衡。酸修饰抑制了FMP-GEs的相分离。pH值为6修饰的GEs表现出较低的TBARS值（0.32 ± 0.01 mg/mL），而pH值为4和2修饰的GEs则显示出较高的TBARS值（0.58 ± 0.04 mg/mL和0.81 ± 0.03 mg/mL）。因此，酸修饰可能增强了类固体性质，但会降低基于FMP的GEs的稳定性。
引言
类凝胶乳液（GEs）是指通过固化乳液滴或凝胶化分散相将液态乳液转化为半固态乳液的过程（Pei等人，2023年）。由于其半固态特性、高稳定性和抗氧化性，GEs在食品工业中具有巨大应用潜力（Gao等人，2021年）。GEs通常使用天然生物大分子（主要是蛋白质、多糖或它们的组合）作为稳定剂，以便在食品系统中应用（Lang等人，2024年；Zhang, Wang等人，2022年）。作为两亲性聚合物，蛋白质可以吸附在O/W界面上形成界面膜以稳定乳液（Xu等人，2023年；Zhang, Wang等人，2022年）。因此，这种安全性高的宝贵营养素可能是制备食品导向型GEs的良好材料。
肌原纤维蛋白（MP）是肌肉的主要成分，广泛用于食品或配方食品中。由于其两亲性，MP可以吸附在O/W界面上形成界面膜以固定脂质（X. H. Zhang, Liu, & Shi, 2024年）。利用MP成功制备了具有类固体性质的Pickering乳液（Zhang, Liu, & Shi, 2024年）。然而，MP的高分子量和低溶解度限制了其用于制备高稳定性GEs的应用（Rajasekaran等人，2023年）。因此，需要对其进行修饰以提高其界面活性和稳定性。通常可以通过物理或化学方法对MP进行修饰以改善其界面性质。超声波是一种广泛用于修饰MP性质的创新物理处理技术（Hong等人，2024年）。研究发现，超声波处理降低了MP及其制备的GEs的界面张力，并表现出优异的粘弹性和热稳定性。然而，物理修饰通常需要大型设备，成本较高。还尝试了通过多糖、多酚等化学方法来改善MP的界面性质。有研究表明，MP与壳聚糖结合可以形成具有良好自支撑功能的GEs（Zhang, Wang等人，2024年）。Liu等人（2025年）还报告说，添加芦丁可以增加接触角但降低MP的界面张力，从而制备出储能模量高且稳定性好的GEs。然而，化学修饰会将外来物质引入食品系统，且化学修饰的效果复杂，需要通过调整剂量、添加顺序等仔细控制，给应用带来不便。
最近，我们小组的研究发现，经过后乳化酸修饰的酪蛋白制备的GEs表现出显著增加的储能模量和自支撑作用（Xiao等人，2024年）。据认为，酸可能通过疏水作用和范德华力诱导分散在乳液滴周围的游离蛋白质形成纤维状聚集体，从而增强GEs的自支撑性质。由于酸修饰简单高效，它可能是一种制备具有良好半固态性质的GEs的潜在统一策略。然而，与球形蛋白质酪蛋白不同，MP是一种溶解性和界面性质相对较差的纤维状蛋白质。后乳化酸修饰是否能够提高由MP稳定的GEs的类固体性质尚不清楚。
因此，本研究的目的是揭示后乳化酸修饰对由鱼肌原纤维蛋白（FMP）稳定的GEs性质的影响及其潜在机制。研究了GEs的流变性质、大振幅冲击剪切和离心稳定性。通过对GEs的三相接触角、界面张力和形态进行分析，以探讨这一机制。该研究将为利用酸修饰改善蛋白质稳定GEs的性质提供理论支持。
材料与化学品
草鱼（Ctenopharyngodon idella）（1.5 ± 0.1 kg）从中国大连的当地前进市场购买。大豆油（SO）由鲁华集团（莱阳，中国）生产。蛋白质浓度测定试剂盒购自上海碧云天生物技术有限公司。所有其他试剂均为分析级，购自上海桑贡生物科技有限公司（上海，中国）。
FMP的制备
FMP的提取方法参考了Du等人（2021年）的研究，并进行了相应修改。通过敲击鱼头将其杀死。
GEs的微观结构
在图1-A1、B1、C1中，红色区域代表乳液滴，绿色区域是分散在乳液滴周围的游离蛋白质。随着pH值的降低，绿色区域变得更大且更明显，表明酸修饰导致蛋白质聚集。这一结果与Xiao等人（2024年）的研究结果一致，他们报道了在酸修饰过程中酪蛋白稳定的GEs中蛋白质的聚集现象。在酸性条件下，蛋白质的聚集可能是由于...
结论
温和的酸修饰（pH 6）会在乳液滴之间引起游离FMP的轻微聚集，从而增强蛋白质网络并抑制GEs中的脂质氧化，而不影响其稳定性。然而，强烈的酸修饰（pH 2和4）会导致严重的蛋白质聚集，涉及游离FMP和表面吸附的FMP。由游离蛋白质形成的聚集体会填充GEs内部的空隙，提高其弹性，但聚集或变性的表面吸附蛋白质...
作者贡献声明
林莉芳：撰写——初稿撰写、实验设计、数据管理。
郝若仪：撰写——审稿与编辑、数据管理。
刘新林：实验设计、数据管理。
徐贤兵：实验设计。
李胜杰：撰写——审稿与编辑。
王轩鹏：撰写——审稿与编辑。
王丹：撰写——审稿与编辑。
王玉刚：方法学设计。
孙海荣：撰写——审稿与编辑。
董秀萍：撰写——审稿与编辑。
潘金峰：撰写——审稿与编辑、项目管理、资金协调。
伦理声明
本研究中的感官评估没有人类伦理委员会或正式的文档流程。然而，所有参与者均已签署协议，确认他们同意参与并使用自己的信息。他们已充分了解研究要求及风险，并有权随时退出研究。
未引用参考文献
Liu和Guo, 2008
利益冲突声明
作者声明与本文内容无关的任何利益冲突。
致谢
本工作得到了
国家自然科学基金（项目编号：32372273）的支持。
