《Food Chemistry》：Impact of
Monascus purpureus fermentation on the gel properties of Alaska Pollock surimi: Dysphagia-oriented foods
编辑推荐：
紫红曲霉发酵通过蛋白酶水解破坏 surimi 凝胶蛋白交联网络，显著降低硬度并提升水分保持能力，最终使凝胶达到 IDDSI Level 6 吞咽标准，为开发老年人友好型软质吞咽困难饮食提供新策略。
刘新宇|王飞|王瑶|张金平|夏玲璐|吴旭刚|赵国平|谢静|邱伟强
上海海洋大学食品科学与技术学院，中国上海201306
摘要
本研究探讨了紫色红曲（Monascus purpureus）发酵对阿拉斯加鳕鱼鱼糜凝胶的物理化学/结构特性的影响，以评估其在吞咽障碍患者饮食中的潜在应用价值。结果表明，紫色红曲发酵使凝胶变软，降低了硬度、储能模量（G'）和损耗模量（G"）。其机制主要归因于紫色红曲中的蛋白酶分解肌原纤维蛋白并破坏蛋白质交联网络。同时，发酵还增加了凝胶中的固定水和持水能力。蛋白质构象分析显示，发酵促进了α-螺旋/β-折叠结构向β-转角/无规卷曲结构的转变，改变了蛋白质的空间结构，显著减少了疏水相互作用和二硫键，从而削弱了蛋白质交联作用，尤其在后期效果更为明显。微观结构观察证实，经过紫色红曲发酵的凝胶形成了更加疏松、多孔的网络。根据国际吞咽障碍饮食标准化倡议（IDDSI）的标准，该凝胶符合6级饮食要求。这些发现为开发适合老年人的吞咽障碍友好型食品提供了新的策略。
引言
全球人口结构变化显示老年人口呈指数级增长。联合国2024年的数据显示，全球平均预期寿命达到73.3岁，预计到2054年将上升至约77.4岁，65岁及以上的人口数量将在2070年底超过22亿（Gallego等，2022年；Nations，2024年）。这一转变加剧了老年人的健康风险，包括吞咽障碍的发病率（Thiyagalingam等，2021年）。吞咽障碍表现为吞咽/咀嚼能力受损，导致食物从咽部到胃部的传输延迟（Pant等，2021年），从而显著增加了营养不良、吸入性肺炎或窒息的风险（Clavé & Shaker，2015年）。然而，目前的吞咽障碍患者专用饮食通常是泥状或糊状的，缺乏感官吸引力，导致营养不足和体重下降（Xing等，2022年）。因此，开发口感良好、营养均衡且质地柔软的食品对于降低风险和改善患者生活质量至关重要。
阿拉斯加鳕鱼鱼糜因其独特的凝胶特性和营养价值（低脂肪、低胆固醇、高蛋白质）而成为吞咽障碍患者的理想食品基质（Alakhrash等，2016年）。然而，传统鱼糜凝胶往往硬度过高、弹性过大，不适合咀嚼能力较差的老年人食用。微生物发酵可以通过酶的作用将大分子分解为更小、更易于消化和吸收的分子（Hama等，2021年），这对开发吞咽障碍患者专用食品非常有益。目前，许多研究致力于利用微生物发酵来改善鱼糜的凝胶性能，例如利用乳酸菌发酵来改善罗非鱼鱼糜的凝胶和质地（C. Li等，2024年）。然而，关于利用这些微生物制备适合吞咽障碍患者的柔软鱼糜凝胶的研究仍然有限。最近有一项研究从凝胶网络和蛋白质构象的角度证明了通过乳酸菌发酵生产柔软鱼糜凝胶的可行性，最终产品符合IDDSI 6级标准（F. Wang等，2025年）。目前，常用的发酵剂主要是乳酸菌，其他微生物是否同样适合软化鱼糜凝胶仍有待进一步研究。
紫色红曲（Monascus）已被广泛用于发酵产品中（Nie等，2023年）。与乳酸菌和酵母等常见发酵微生物不同，紫色红曲的主要优势在于其独特的代谢特性。具体来说，它能有效合成多种次级代谢产物，包括多糖、色素和单康醇K（N. Wang等，2021年；X. Yang等，2020年）。这些代谢产物具有显著的生物活性，如抗菌、抗氧化和降胆固醇作用，能够提升食品的营养价值和功能性（Huang等，2017年；H. C. Wu等，2019年；Xia等，2020年）。值得注意的是，紫色红曲含有多种酸性蛋白酶，能高效催化鱼糜中蛋白质的水解，从而实现质地软化（F. Xie等，2017年；Zeng等，2022年）。此外，研究表明紫色红曲发酵还能提高蛋白质的消化率并调节肠道微生物群，更符合吞咽障碍老年患者的生理需求（J. Liu等，2022年）。总体而言，这些优势使其成为开发吞咽障碍友好型食品的理想发酵微生物。然而，现有研究主要集中在探索其对风味和物理化学特性的影响（He等，2025年；Yumei Tan等，2024年），而在鱼糜凝胶质地改良方面的应用较少，发酵过程中的调控机制也不清楚。
先前研究了不同接种浓度（0.5%、1%、2%、3%和4%）的紫色红曲对鱼糜凝胶的质地特性（表S2）和感官评价（表S3）的影响，确定最佳接种浓度为3%。本研究探讨了3%紫色红曲发酵对鱼糜凝胶特性的时间依赖性影响，并深入揭示了凝胶质地软化的内在机制，包括蛋白质构象、分子相互作用及其相关性，为开发安全性和感官营养平衡更优的老年友好型食品奠定了理论基础。
材料与化学品
阿拉斯加鳕鱼鱼糜（A级）购自厦门恒德顺贸易有限公司（中国厦门），并在-80°C下保存。鱼糜预先添加了0.3%的三聚磷酸钠、4.5%的山梨醇和4.5%的蔗糖，水分含量≤75.0%。红曲米购自福建古田九曲有限公司。NaCl和玉米淀粉则从当地超市（中国上海）购买。
发酵鱼糜凝胶的制备
冷冻鱼糜在4°C下解冻过夜。所有实验材料需
pH值
图S1A显示了发酵过程中鱼糜凝胶的pH值变化。与对照组（CK组）相比，紫色红曲组（MF组）的pH值在整个发酵过程中显著降低（p<0.05）。这可能是由于紫色红曲在发酵过程中吸收了营养物质并产生了有机酸（J. Wang等，2023年）。随着发酵的进行，CK组和MF组的pH值先上升后下降，48小时时的最低pH值分别为6.39
结论
本研究利用紫色红曲进行微生物发酵，使鱼糜凝胶变软，同时改善了其物理化学性质和吞咽性能，为开发具有适当质地和安全性的吞咽障碍友好型食品提供了新方法。结果表明，紫色红曲发酵提高了凝胶的持水能力和固定水含量，同时使凝胶质地变软，表现为质地和储能模量的降低
CRediT作者贡献声明
刘新宇：撰写初稿、数据可视化、验证、软件使用、方法设计、数据分析、概念构建。王飞：数据验证、软件使用、实验设计、数据分析。王瑶：数据验证、概念构建。张金平：概念构建。夏玲璐：资源协调。吴旭刚：项目管理和资金筹集。赵国平：项目监督、概念构建。谢静：项目监督、资源协调、项目管理。
未引用的参考文献
Li等，2025
Li等，2025
刘等，2022
刘等，2023
刘等，2022
刘等，2023
王等，2023
王等，2023
利益冲突声明
作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了北京科技与商学院的跨领域创新开放项目（FFHCI-2025066）和浙江省湖州市科技局的农业研发计划项目（项目编号2024GN01）的支持。
