微波加热下肌原纤维蛋白乳化凝胶中Na+非均匀分布特征及迁移衰减机制解析

本研究通过对比肌原纤维蛋白(MP)凝胶与乳化凝胶(EG)在微波加热过程中Na+的迁移规律，揭示了油滴存在对离子分布的调控作用。发现EG外环区Na+含量较中心区增加2.23%-22.09%，但分布不均性低于蛋白凝胶(PG)。通过CLSM和X-ray CT技术证实，EG中α-螺旋增多、β-折叠减少的蛋白构象变化，以及疏水相互作用减弱，共同形成了抑制Na+迁移的致密结构，为通过微结构调控实现减钠目标提供了新思路。

　　

Highlight

不同微波功率下PG/EG中Na⁺分布差异

人类对咸味的感知源于味觉受体细胞对Na⁺的检测（Chen等，2023）。为明确PG和EG中Na⁺迁移特征，研究检测了两种凝胶在不同微波功率（2-10W/g）下的离子分布。结果显示：1）所有样品外环区Na⁺含量均显著高于中心区（P<0.05），EG在6W/g时差异最大达22.09%；2）PG的Na⁺梯度差普遍比EG高1.8-3.2倍，表明油滴能有效缓冲离子迁移。这种差异可能与EG中形成的"油滴-蛋白"复合屏障有关。

水分状态与Na⁺迁移关联性

低场核磁（LF-NMR）分析显示：1）PG外环区自由水比例（T₂₃）比中心区高14.7%，而EG仅高5.3%；2）EG的固定水（T₂₁）占比比PG高18.6%。这提示油滴通过限制水分相变，形成了"分子刹车"效应。拉曼光谱进一步证实，EG中α-螺旋含量（1652cm^-1）比PG高9.8%，而β-折叠（1675cm^-1）低12.4%，这种柔性结构更利于包裹Na⁺。

微观结构可视化证据

CLSM三维重建显示：1）PG形成孔径5-20μm的贯通网络，而EG为1-5μm的蜂窝状结构；2）X-ray CT显示油滴在EG中呈梯度分布（外环区密度高37%）。这种"油滴装甲"结构使Na⁺迁移路径曲折度增加2.1倍，有效延缓了离子扩散。分子动力学模拟揭示，油-水界面处的带电基团能捕获Na⁺，形成局部"离子库"。

Conclusion

本研究通过多尺度分析阐明：1）乳化系统通过"结构致密化"和"界面捕获"双重机制抑制Na⁺迁移；2）微波功率与油滴含量存在协同效应，6W/g时减盐效果最佳。该发现为开发"减钠不减咸"的乳化肉制品提供了理论依据。