L-赖氨酸调控PSE样鸡肉蛋白-葵花籽油乳液稳定性及凝胶特性的机制研究

【字体: 时间:2025年06月22日 来源:Food Chemistry: X 6.5

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  本研究针对PSE样鸡肉蛋白(PPI)乳化凝胶性能差的问题,通过添加不同浓度L-赖氨酸(L-Lys)构建PPI-葵花籽油(SO)乳液体系。研究发现0.2% L-Lys可使乳液粒径减小76.16%,凝胶强度提升286.84%,离心损失降低51.98%,显著改善乳液稳定性和凝胶网络结构。该研究为低质肉蛋白的高值化利用提供了新策略。

  

在肉类加工领域,PSE(苍白、松软、渗水)样鸡肉因宰前应激导致的蛋白质变性,其功能特性如乳化性和凝胶性显著降低,造成每年约2亿美元的经济损失。这类高蛋白(20-23%)低成本的原料虽具有开发潜力,但现有研究多局限于单一维度的乳液或凝胶特性分析,缺乏对乳液稳定性与热诱导凝胶形成内在关联的系统探索。

针对这一瓶颈,国内某研究团队在《Food Chemistry: X》发表研究,创新性地构建了PPI-SO乳液体系,通过添加0.05-0.2% L-Lys,综合运用激光粒度分析、流变学测试、CLSM显微成像等技术,揭示了L-Lys通过改变蛋白质二级结构和界面行为提升乳液凝胶性能的分子机制。

3.1 EAI和ESI
研究发现L-Lys使PPI乳液乳化活性指数(EAI)提升38.33%,乳化稳定性指数(ESI)提高71.92%。这归因于L-Lys促进蛋白质在油水界面的吸附,形成更稳定的界面膜。

3.2 TSI稳定性指数
Turbiscan分析显示0.2% L-Lys组TSI值最低,表明其乳液稳定性最佳,这与脂肪酸类型改变蛋白质吸附构象有关。

3.3 乳液粒径分布
激光粒度仪检测发现L-Lys使乳液粒径从83.64μm降至19.94μm,降幅达76.16%。CLSM图像证实L-Lys促进形成均匀细小的油滴(绿色)和广泛分布的界面蛋白膜(红色)。

3.5 流变学特性
流变测试表明0.2% L-Lys组储能模量(G′)最高,证实其能增强蛋白质交联。温度扫描曲线显示在80℃时G′较对照组提升显著,说明L-Lys促进热诱导凝胶网络形成。

3.7 离心损失与凝胶强度
0.2% L-Lys使离心损失降低51.98%,凝胶强度提升286.84%。冷冻电镜显示其凝胶孔隙最小,油滴填充最均匀,印证了"填充效应"理论。

3.10 LF-NMR与MRI
低场核磁共振发现L-Lys使不可移动水(P22)占比增至92.68%,MRI伪彩图显示红色区域扩大,证实其能有效锁住水分。

3.11 FTIR二级结构
红外光谱分析表明L-Lys使α-螺旋含量降低49.49%,β-折叠增加12.59%,这种构象转变增强了蛋白质分子间作用力。

该研究创新性地阐明了L-Lys通过双重作用机制改善PPI乳液凝胶性能:一方面通过静电作用和竞争吸附形成稳定界面膜;另一方面诱导蛋白质构象转变,促进β-折叠形成。这不仅为PSE样鸡肉的高值化利用提供了可行方案,更为开发蛋白质基营养递送系统和3D打印食品奠定了理论基础。值得注意的是,研究中发现的乳液稳定性与凝胶性能的正相关性,突破了该领域长期存在的"单维度研究"局限,为复杂食品体系的构效关系研究提供了新范式。未来研究可进一步探索该体系在活性物质包埋和脂肪替代方面的应用潜力。

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