低场核磁共振技术评估冷冻保护剂对鳕鱼鱼糜3D打印功能特性的影响及替代策略研究

本文创新性地采用低场核磁共振（LF-NMR）技术系统评估了D-阿洛酮糖（D-allulose）和鳕鱼蛋白水解物（FPH）替代传统蔗糖基冷冻保护剂对鳕鱼鱼糜3D打印性能的影响。研究发现D-allulose能通过美拉德反应增强蛋白交联，维持与商业冷冻保护剂相当的持水性（WHC）和凝胶强度（p>0.05），而FPH则因热诱导蛋白变性导致水分流失（T22达223.9 ms）和打印结构收缩（高度变化-1.31%）。研究为开发低糖功能性鱼糜制品提供了新思路。

　　

冷冻保护剂对鳕鱼鱼糜3D打印性能的影响

研究比较了传统水洗（CW）和pH偏移法（PS）制备的鳕鱼鱼糜，分别添加商业冷冻保护剂（4%蔗糖+4%山梨醇）、D-阿洛酮糖（4% D-allulose+4%山梨醇）和鳕鱼蛋白水解物（4% FPH+4%山梨醇）。通过低场核磁共振（LF-NMR）分析发现，PS处理的鱼糜单指数弛豫时间T_2mono（64.1-72.4 ms）显著低于CW组（75.6-83.9 ms），表明PS能形成更紧密的凝胶网络。

3D打印性能与结构稳定性

D-allulose组表现出优异的形状保真度（97.1%-96.4%），加热后高度增加3.25%（CW）和3.16%（PS），而FPH组因蛋白变性导致高度收缩1.31%。LF-NMR显示FPH组在烹饪后出现双指数弛豫（T₂₂≈200 ms），对应26.8%的自由水流失，与高蒸煮损失（7.9%）和低持水性（80.3%）相关。

凝胶特性与分子机制

质构分析表明，D-allulose通过美拉德反应促进蛋白交联，使硬度达2910 g（PS组），与商业保护剂无显著差异（p>0.05）。而FPH组因小肽干扰蛋白基质，硬度降至719 g（CW）和1129 g（PS）。色度分析显示D-allulose组的b*值（3.99）显著升高，证实其参与褐变反应。

技术应用与健康意义

研究证实LF-NMR的T₂弛豫参数与质构特性高度相关（R²>0.9），可作为鱼糜打印质量的快速评估工具。D-allulose凭借70%蔗糖甜度但仅0.39 kcal/g的热量，为开发低糖功能性海洋蛋白制品提供了新选择，而FPH需优化水解度以改善其冷冻保护性能。