κ-卡拉胶、刺槐豆胶和转谷氨酰胺酶对植物基鱼丸类似物质构及流变特性的协同调控机制研究

为解决传统鱼丸过度捕捞及植物基替代品感官营养不足的问题，研究人员通过调控微生物转谷氨酰胺酶(mTGase)、κ-卡拉胶(KC)和刺槐豆胶(LBG)的协同作用，开发出绿豆蛋白基鱼丸类似物。结果表明，1% mTGase与0.3% KC组合使硬度达794.16 g，持水性提升至81.45%，感官评分显著优于市售素食鱼丸。该研究为可持续海鲜替代品开发提供了创新解决方案。

　　

全球渔业资源因过度捕捞面临严峻挑战，传统鱼丸生产对海洋生态造成持续压力。与此同时，植物基海鲜市场虽快速增长，但现有产品在质构和营养上难以媲美真实海鲜——豌豆、大豆蛋白易致敏，小麦蛋白含麸质，且市售素食鱼丸常存在硬度不足、汁液流失等问题。新加坡国立大学食品科学与技术系的Poornima Vijayan团队在《Future Foods》发表研究，创新性地选用低致敏性的绿豆蛋白，结合微生物转谷氨酰胺酶(mTGase)和两种天然胶体κ-卡拉胶(KC)、刺槐豆胶(LBG)，成功开发出质构接近真实鱼丸的植物基替代品。

研究采用质构剖面分析(TPA)定量硬度参数，通过共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)观察蛋白网络结构，结合流变学温度扫描揭示凝胶形成动力学，并邀请61人进行感官评价。营养分析采用AOAC标准方法测定蛋白质、脂肪等成分。

3.1 mTGase添加对质构的影响

1% mTGase使硬度提升至474.69 g，持水性改善显著（可压出水分降至24%）。但过量酶(1.4%)会导致交联过度，硬度反降至383.8 g。CLSM显示1% mTGase组形成均匀蛋白网络，证实其最佳交联效果。

3.2 κ-卡拉胶的协同增效

0.3% KC与mTGase联用使硬度跃升至794.16 g，持水性达80.45%，显著优于单一酶处理组。流变学显示其储能模量(G′)在55°C孵育阶段升至5973.36 Pa，表明KC通过氢键增强蛋白网络稳定性。FTIR证实该组合使β-折叠含量高达86.25%，赋予凝胶更强机械强度。

3.3 刺槐豆胶的局限性

0.13% LBG虽提高持水性，但因热致相分离导致硬度降至537.89 g。CLSM观察到LBG自聚集现象，揭示其与绿豆蛋白存在热力学不相容性，这为复合胶体配比优化提供了关键依据。

3.5 营养与感官突破

优化配方PTKL（1% mTGase+0.3% KC+0.13% LBG）蛋白质含量达12.3 g/100g，高于传统鱼糜制品(7.2-9.4 g)。61人盲测显示其感官评分（外观6.38、质地6.08）显著优于市售素食鱼丸，尤其在弹性咬劲方面接近真实鱼丸。

该研究首次系统解析了mTGase与κ-卡拉胶在植物基鱼丸中的协同机制，证实0.3% KC能有效填补交联蛋白网络孔隙，而LBG需严格控制添加量。所开发的绿豆蛋白基配方不仅解决了过敏原和麸质问题，其高蛋白、低碳水特性更符合现代健康饮食趋势。研究为海洋资源可持续利用提供了关键技术支撑，同时为清洁标签植物基海鲜产品开发树立了新范式。