蜂蛹粉对凡纳滨对虾肌原纤维蛋白凝胶特性的调控机制及营养强化作用研究

本研究针对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)肌原纤维蛋白(MP)凝胶存在持水性(WHC)低、质地粗糙等问题，创新性地引入蜂蛹粉(BPP)构建双蛋白体系。通过激光共聚焦显微镜和FTIR等技术证实，1:20 BPP:MP比例通过疏水相互作用和二硫键显著增强三维凝胶网络，突破传统虾糜制品性能瓶颈，为昆虫蛋白在海洋食品中的应用提供理论支撑。

　　

在海洋食品工业中，凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)作为全球最重要的水产养殖品种之一，其加工制品面临核心难题——肌原纤维蛋白(myofibrillar protein, MP)形成的凝胶网络结构脆弱，易导致产品持水性(water-holding capacity, WHC)差、质地粗糙。传统改良剂虽能部分改善性能，却难以兼顾清洁标签与营养强化需求。与此同时，联合国粮农组织倡导的昆虫蛋白资源中，蜂蛹(Apis mellifera)因其高达60%的蛋白质含量和完整氨基酸谱，成为极具潜力的天然改性剂，但其与水产蛋白的协同作用机制尚属空白。

大连某研究团队在《Food Chemistry》发表的研究，首次系统揭示了蜂蛹粉(bee pupa powder, BPP)调控虾源MP凝胶的分子机制。研究采用激光共聚焦显微成像、流变学分析和体外消化模型等技术，发现BPP通过"结构激活-空间阻遏"的双相作用规律：当BPP:MP比例为1:20(w/w)时，BPP中的活性成分促使MP三级结构展开，暴露出更多疏水基团并促进分子间二硫键(S-S)形成，使凝胶强度提升42%；但超过1:10比例时，空间位阻效应反而破坏蛋白界面相互作用。更突破性的是，BPP的引入使复合凝胶的胃蛋白酶消化率提高29%，实现了质构与营养的双重优化。

关键技术方法包括：通过激光共聚焦显微镜结合Nile red/FITC双荧光标记实现蛋白-脂质共定位分析；采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)解析β-折叠与α-螺旋的构象转变；利用低场核磁共振(LF-NMR)量化不同水分状态的迁移规律；建立体外胃肠消化模型评估蛋白质分解效率。实验样本来自大连梅林园市场采购的均重22.63±1.42 g鲜活凡纳滨对虾。

【材料与化学试剂】
研究选用市售凡纳滨对虾分离MP，与不同比例BPP(1:40至1:10)复合，通过化学交联剂阻断特定键合作用以验证相互作用类型。

【总巯基含量】
Ellman试剂检测显示，1:20 BPP组总巯基(-SH)含量最低(15.3 nmol/mg)，表明该比例下氧化交联最显著，这与凝胶强度峰值相对应。过量BPP(1:10)导致-SH含量回升至18.7 nmol/mg，证实空间位阻抑制了二硫键形成。

【结论与讨论】
该研究创新性地构建了"昆虫-水产"双蛋白凝胶优化模型：BPP在临界阈值内通过疏水相互作用(hydrophobic interaction)和分子间S-S键充当"分子桥"，使MP凝胶的储能模量(G')提升2.1倍；其磷脂成分还通过乳化作用稳定水分分布，使WHC提高19%。从可持续性角度，该策略使蜂蛹这种传统养蜂副产物增值3-5倍，每吨复合凝胶可减少15%虾肉用量。研究为清洁标签海鲜制品开发提供了新范式，其揭示的"构效关系-消化特性"关联规律，对老年食品和运动营养品的配方设计具有重要借鉴价值。未来研究可进一步解析BPP中特定多肽片段(如蜂毒肽类似物)对肌球蛋白重链交联的催化机制。