杏鲍菇调控猪肉饼冻融过程中肌原纤维蛋白氧化与凝胶特性的机制研究

本研究针对反复冻融(F-T)导致猪肉饼肌原纤维蛋白(MP)氧化变性、凝胶特性劣化等问题，通过添加0.5%杏鲍菇(PE)粉末，系统探究了其对MP理化特性、结构稳定性和凝胶性能的保护机制。结果表明PE能显著抑制羰基含量上升(11.69→6.67 nmol/mg)和巯基含量下降(12.80→10.46 nmol/mg)，改善凝胶持水性(WHC)和微观结构，为天然抗冻剂在肉制品保鲜中的应用提供理论依据。

　　

在现代肉制品加工与流通体系中，冷冻保鲜技术犹如一把双刃剑。虽然能有效抑制微生物生长和酶活性，但反复冻融过程(F-T cycles)却会引发肌原纤维蛋白(Myofibrillar Protein, MP)的结构损伤和功能劣化。当冰晶在肌肉组织内形成和重结晶时，会破坏细胞膜的完整性，导致促氧化物质释放，引发蛋白质氧化反应——巯基(-SH)氧化为二硫键，氨基酸侧链形成羰基化合物，最终造成MP溶解度下降、凝胶持水性(Water-Holding Capacity, WHC)降低、质构软化等系列问题。这种质量劣化不仅影响肉制品的食用品质，更制约着冷冻肉制品的市场价值。近年来，天然植物源添加剂成为肉品科学的研究热点，其中食用菌因其丰富的多糖和多酚类物质，展现出优异的抗氧化和冷冻保护潜力。杏鲍菇(Pleurotus eryngii, PE)作为重要栽培菌种，虽已知其具有营养和药用价值，但其在冷冻肉制品中的保护机制尚不明确。

为系统解析杏鲍菇对冻融猪肉饼中MP的保护机制，研究团队设计了一套多维度分析方案。从当地超市采购猪肩颈肉制备肉饼，实验组添加0.5% PE粉末（经50℃干燥粉碎过100目筛），对照组不添加。样品经历0-5次冻融循环（-20℃冷冻，4℃解冻12h）。采用磷酸盐缓冲液提取MP，通过生物缩脲法测定蛋白浓度。关键技术包括：紫外分光光度法测定浊度和溶解度；激光粒度仪分析粒径和Zeta电位；色差仪计算凝胶白度；离心法测定WHC；低场核磁共振(LF-NMR)分析水分分布；扫描电镜(SEM)观察微观结构；DNPH法测定羰基含量；DTNB法测定巯基含量；傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析二级结构；荧光光谱分析三级结构。所有数据采用SPSS进行方差分析，SigmaPlot 15.0制图。

^3.1.杏鲍菇对MP理化特性的影响

^3.1.1. MP浊度和溶解度

冻融循环显著增加了MP浊度（P<0.05），表明蛋白质聚集程度加剧。PE添加组浊度值显著低于对照组，这归因于PE中的生物活性多糖与MP通过范德华力、氢键等相互作用增强了结构稳定性。溶解度测定显示，随着冻融次数增加，所有样品溶解度均下降，但PE组始终显著高于对照组。PE中的多糖和多酚类物质通过结合水分子减少冰晶形成，清除活性氧(ROS)，从而减轻蛋白氧化变性。

^3.1.2. MP Zeta电位

Zeta电位结果均为负值，随着冻融循环次数增加，绝对值从初始-3.77 mV降至-2.94 mV（对照组）和从-3.26 mV降至-2.15 mV（实验组）。PE组较高的绝对值表明分子间排斥力增强，体系稳定性提高。

^3.1.3. MP粒径分布

粒径分析显示，0-1次冻融时MP主峰在10-100 nm范围；3-5次冻融后出现100-1000 nm的第二个峰，表明大聚集体形成。PE处理组的平均粒径更小，系统更稳定，证明PE能有效抑制蛋白质聚集。

^3.1.4. MP凝胶可视化

表观形态观察显示，随着冻融进行，凝胶结构逐渐松散，WHC下降，白度降低且泛黄。PE添加延缓了这种劣变，改善了凝胶的色泽和持水性。

^3.1.5. 凝胶白度和持水性

对照组凝胶白度在5次冻融后降低6.70%，实验组仅降低5.30%。WHC测定显示：对照组从77.05%降至48.67%，实验组从83.81%降至59.06%。PE中的多糖通过增强水分子结合能力，酚类物质通过抑制蛋白氧化，共同维持了凝胶的持水功能。

^3.1.6. MP凝胶水分分布

LF-NMR结果显示，冻融使水分弛豫时间延长，不可流动水比例(P₂₂)减少。PE添加不仅减缓了弛豫时间延长趋势，还提高了P₂₂比例，增强了蛋白-水分子相互作用力。

^3.1.7. MP凝胶微观结构

SEM图像显示，冻融使凝胶孔洞增多、变大，网络结构变得空心松散。PE组呈现更均匀有序的结构，表面更光滑，形成连续致密的凝胶网络。这得益于PE增强了疏水作用和蛋白-蛋白相互作用。

^3.2. MP结构特性

^3.2.1. MP一级结构

羰基含量测定显示：对照组从1.85 nmol/mg增至11.69 nmol/mg，PE组从1.72 nmol/mg增至6.67 nmol/mg。巯基含量变化：对照组从12.80 nmol/mg降至3.16 nmol/mg，PE组从12.85 nmol/mg降至10.46 nmol/mg。PE中的酚类物质通过清除自由基，抑制了氨基酸侧链氧化和巯基氧化。

^3.2.2. MP二级结构

FTIR光谱显示，冻融使酰胺I带（1600-1700 cm^-1）发生红移：对照组从1681 cm^-1移至1670 cm^-1，实验组从1685 cm^-1移至1674 cm^-1。PE添加使吸收峰向高波数移动（蓝移），表明化学键力常数增强，氢键破坏和重建得到缓解。

^3.2.3. MP三级结构

荧光光谱结果显示，冻融使所有样品荧光强度降低，最大发射波长红移（对照组从339.00 nm移至340.00 nm）。PE组荧光强度更高，且发生蓝移（5次冻融后为339.60 nm），表明色氨酸残基暴露减少，三级结构更完整。PE中的多酚和多糖减少了疏水性脂肪族基团的暴露。

该研究通过多尺度分析证实，杏鲍菇能有效缓解猪肉饼在反复冻融过程中的品质劣变。其保护机制主要体现在三个层面：在分子层面，PE中的酚类物质清除ROS，抑制巯基氧化和羰基形成；在结构层面，多糖通过氢键和疏水相互作用稳定MP的二级和三级结构；在功能层面，改善凝胶网络结构和水分分布，提高WHC和白度。这些发现不仅为理解食用菌的冷冻保护机制提供了深入见解，也为开发天然肉制品保鲜剂提供了理论依据和技术支撑。未来研究可进一步探索PE与MP、PE与冰晶在分子水平上的具体结合机制，推动该技术在肉制品工业中的实际应用。论文发表于《Food Chemistry: X》，为食品化学领域提供了重要的基础研究数据。