低分子量壳寡糖提升大鲵肉糜冻融稳定性及凝胶特性的分子机制研究

针对冷冻肉糜制品持水性差、凝胶性能弱的问题，本研究系统探究了不同分子量壳寡糖（COS-1:988Da、COS-2:1500Da、COS-3:3061Da）对养殖大鲵肉糜冻融稳定性的影响。研究发现0.2% COS-3可显著抑制水分迁移（T23 降至0.84%）、提升凝胶硬度（4670.24g）和咀嚼性（2816.61g），其效果优于商业抗冻剂（PC），为开发低甜度天然抗冻剂提供了理论依据。

　　

在速冻食品工业中，如何保持水产肉糜制品的质构特性始终是行业痛点。中国大鲵（Andrias davidianus）作为高蛋白低脂肪的优质食材，其肉糜制品在冷冻储存过程中面临冰晶破坏肌纤维、蛋白质变性导致的持水能力下降和凝胶网络塌陷等问题。传统4%蔗糖-4%山梨醇复配抗冻剂虽有效但甜度过高，对糖尿病患者等特殊人群不友好。为此，西北农林科技大学的研究团队在《Food Hydrocolloids》发表论文，首次系统揭示了不同分子量壳寡糖（Chitooligosaccharides, COS）对大鲵肉糜冻融稳定性的差异化保护机制。

研究采用冷冻曲线分析、低场核磁共振（LF-NMR）、质构分析等技术，对比了988Da（COS-1）、1500Da（COS-2）和3061Da（COS-3）三种分子量COS在0.1%-0.4%添加量下的效果。实验样本来自陕西汉中龙头山养殖场的鲜活大鲵肉糜。

研究结果

1. 冷冻特性与冰晶观察
   通过冷冻曲线发现，COS-1和COS-2能更有效缩短最大冰晶生成带时间（-0.6～-5°C），而COS-3表现出更强的抑制冰晶生长能力。显微镜观察显示，0.3% COS-3处理的样品冰晶面积比对照组减少62.3%。

2. 水分分布与凝胶性能
   LF-NMR数据显示，0.2% COS-3使不易流动水比例（T₂₃
   ）降至0.84%，显著优于商业抗冻剂。质构测试表明，同浓度下COS-3处理的凝胶硬度和咀嚼性分别达到4670.24g和2816.61g，形成更致密的三维网络结构。

3. 冻融稳定性机制
   经过5次冻融循环后，COS-3组水分损失率仅为PC组的73%，且能有效抑制蛋白质氧化标志物二酪氨酸（dityrosine）的形成。分子相互作用分析表明，3061Da的COS通过更强的静电作用稳定肌原纤维蛋白构象。

结论与意义
该研究证实低剂量（0.2%-0.3%）COS可替代传统高糖抗冻剂，其中3061Da的COS-3在维持凝胶网络完整性方面具有独特优势：其较长分子链能同时阻断冰晶界面和蛋白质聚集位点。这一发现不仅为开发糖尿病友好型冷冻食品提供了新思路，更揭示了多糖分子量与低温保护效能的构效关系，对水产加工产业升级具有重要指导价值。研究团队朱杰（Jie Zhu）特别指出，COS的阳离子特性使其在带负电的肌肉蛋白体系中具有广泛应用潜力。