皂苷改善金线鱼鱼糜凝胶特性的机制研究及其多功能添加剂应用前景

本研究针对金线鱼鱼糜凝胶强度不足及蛋白酶导致的"modori现象"，创新性地采用皂苷(SPN)作为多功能添加剂。通过添加0-2.5%皂苷的实验发现，1%添加量(SPN1)显著提高破断力(breaking force)和形变(deformation)，降低可表达水分含量(EMC)，并通过FTIR证实β-折叠结构增加。研究证实皂苷通过氢键和疏水作用与肌原纤维蛋白交联，为开发兼具凝胶改良和保健功能的鱼糜制品提供了新思路。

　　

鱼糜制品作为重要的水产加工食品，其凝胶特性直接决定产品品质和市场价值。然而，金线鱼等原料存在的内源性蛋白酶（如Sp-50-MIP和Sp-60-MIP）在50-60°C会引发"modori现象"，导致凝胶网络降解。传统添加剂如蛋清可能引起过敏，而微生物转谷氨酰胺酶(MTGase)成本较高。更棘手的是，多数改良剂会降低产品白度或带来不良风味。这些痛点促使研究者将目光转向天然多功能添加剂——皂苷(SPN)。

这项发表在《Applied Food Research》的研究创新性地探索了皂苷对金线鱼鱼糜凝胶特性的影响。皂苷作为植物源两亲性化合物，其疏水性苷元（如quillaic acid）和亲水性糖链（含GlcA、Glc等）赋予其独特的蛋白交联能力。更重要的是，皂苷还具有降胆固醇、抗氧化等保健功能，符合现代功能性食品的发展趋势。

研究采用动态流变学监测G′变化、质构分析测定破断力/形变、SDS-PAGE分析蛋白模式、FTIR解析二级结构、SEM观察微观结构等关键技术。实验设置0-2.5%梯度浓度，重点考察1%最优添加量(SPN1)和2.5%过量添加(SPN2.5)的对比效应。

3.1 皂苷浓度对凝胶强度的影响

通过质构分析发现，1%皂苷使破断力显著提高（p<0.05），形变值达最大值。FTIR显示SPN1的β-折叠结构占比升至45.49%，而随机卷曲降至12.03%，证实有序网络形成。但当浓度超过1%时，皂苷自聚集导致蛋白交联能力下降，形成松散结构。

3.2 水分保持能力变化

SPN1的EMC最低（p<0.05），与其致密微观结构相符。研究推测皂苷糖链的-OH基团通过氢键固定水分子，而过度添加会破坏网络连续性，这与SEM显示的孔洞增大现象一致。

3.3 色泽特性

随着皂苷浓度增加，L*值从77.76降至71.77，白度下降6个单位。这是皂苷自身黄褐色所致，但研究者指出其健康效益可弥补色泽劣势。

3.4 蛋白相互作用机制

SDS-PAGE显示所有样品中肌球蛋白重链(MHC)条带均消失，表明皂苷不影响转谷氨酰胺酶介导的ε-(γ-谷氨酰)赖氨酸交联。FTIR未检测到新共价键，证实皂苷主要通过氢键（糖链-OH与蛋白供体）和疏水作用（苷元与氨基酸侧链）增强网络。

3.5 微观结构验证

SEM直观显示SPN1形成均匀致密网络，而SPN2.5出现蛋白聚集和较大孔隙。动态流变学进一步证实SPN1在90°C时的最终G′值最高，对应最优弹性。

这项研究不仅确立了1%皂苷的最佳添加量，更揭示了其"双向调节"作用机制：适量时通过两亲性结构桥接蛋白分子，过量时则因自聚集破坏网络。该发现为开发"清洁标签"鱼糜产品提供了新方案，同时拓展了皂苷在食品工业的应用场景。未来研究可探索皂苷与其他添加剂（如MTGase）的协同效应，并评估其在低盐鱼糜体系中的表现。值得注意的是，作为GRAS物质，皂苷的添加无需额外审批，这为其产业化提供了便利条件。