超声波调控猪肉糜凝胶品质的分子机制：从肌原纤维蛋白聚集到构象转变

本研究针对高盐摄入引发的健康风险及传统肉制品凝胶品质调控难题，创新性地采用超声波处理（UT）技术改善猪肉糜凝胶性能。研究人员通过分析肌原纤维蛋白（MP）的聚集行为与构象变化，发现20分钟UT可显著提升凝胶强度（255.58→315.08 g·cm）并优化微观结构，揭示α-螺旋与β-折叠含量分别与凝胶品质呈负/正相关。该研究为低盐肉制品开发提供了理论依据和技术支撑。

　　

研究背景与意义
现代食品工业面临双重挑战：消费者既追求肉制品的弹性质构，又担忧高盐饮食带来的高血压风险。传统肉糜制品依赖2-3%的盐分溶解肌原纤维蛋白（Myofibrillar Protein, MP）形成热诱导凝胶，但直接减盐会导致蛋白网络松散、持水性（WHC）下降。尽管微生物转谷氨酰胺酶等添加剂能部分替代盐的功能，其成本与安全性限制应用。超声波处理（Ultrasonic Treatment, UT）因其非热效应和环保特性成为研究热点，但此前对UT如何通过调控MP分子行为影响凝胶品质的机制尚未阐明。

江苏大学的研究团队在《International Journal of Biological Macromolecules》发表论文，系统探究了UT时长（0-50分钟）对猪肉糜凝胶的影响。通过多尺度分析MP聚集态与构象变化，首次建立蛋白质结构参数与宏观品质的定量关联，为精准调控肉制品质构提供新策略。

关键技术方法
研究采用新鲜猪里脊肉（longissimus thoracis et lumborum
）制备肉糜，设置不同UT时长组别。通过质构仪测定凝胶强度，离心法评估WHC，激光粒度仪分析MP粒径，ζ-电位仪检测表面电荷。采用ANS荧光探针测定表面疏水性，内源荧光光谱和拉曼光谱解析二级结构（α-螺旋/β-折叠），结合主成分分析（PCA）和Pearson相关性分析挖掘关键影响因素。

研究结果
1. 凝胶质量变化
20分钟UT组表现最优：凝胶强度提升23.3%，WHC增加11.2%，烹饪得率提高9.8%。扫描电镜显示该组形成致密均匀的三维网络，而过度处理（50分钟）会导致蛋白过度解聚。

2. MP聚集行为
UT显著降低MP粒径（从15.6 μm降至8.2 μm），ζ-电位绝对值上升，表明超声空化效应促进蛋白解聚并增强静电斥力，抑制随机聚集。Pearson分析证实较小粒径（r=0.82）与较高ζ-电位（r=0.76）均与凝胶强度呈强正相关。

3. 构象转变
拉曼光谱显示：UT使α-螺旋含量从43.1%降至28.7%，β-折叠从22.4%升至35.6%。α-螺旋与凝胶强度呈负相关（r=-0.91），β-折叠则呈正相关（r=0.88）。表面疏水性指数上升1.8倍，暴露的疏水基团促进分子间交联。

结论与意义
该研究阐明UT改善凝胶品质的双路径机制：物理层面通过空化效应细化蛋白聚集体，优化网络拓扑结构；化学层面诱导MP从α-螺旋向β-折叠转变，增强分子间作用力。发现20分钟为最佳处理窗口，过度处理会导致蛋白过度解聚。研究不仅为低盐肉制品开发提供理论支撑，更建立了一套从分子构象到宏观品质的预测模型。Huanhuan Li等作者特别指出，该技术可与其他物理场（如高压）协同应用，未来需探索UT参数（频率/功率）与不同肉源的适配性。