富含叶黄素酯的SC-PHP乳液对金色丝鳍鲷（Nemipterus virgatus）鱼糜凝胶特性的影响

《Food Hydrocolloids》：Effects of Lutein Ester-Loaded SC-PHP Emulsion on the Gel Properties of Golden Threadfin Bream ( Nemipterus virgatus) Surimi

　　

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  开发了一种含有叶黄素酯的SC-PHP乳液，用作活性凝胶增强剂。
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  4.5%的乳液达到了最佳的凝胶强度和保水能力。
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  蛋白质构象转变在凝胶化过程中增强了疏水相互作用。
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  乳液填充剂和界面效应生成了致密、保水的凝胶网络。

引言

在鱼糜加工过程中，通常会进行反复洗涤以去除水溶性蛋白质、色素、脂质和其他不良成分，从而富集肌原纤维蛋白并提高鱼糜的凝胶形成能力。然而，洗涤过程中脂质的去除可能会影响最终鱼糜产品的质地、营养价值和感官特性（Walayat等人，2025年）。因此，外源性脂质被广泛添加到鱼糜产品中，作为质量改良剂、加工助剂和色素增强剂，以提升其感官品质和营养价值（Xue等人，2021年）。外源性脂质对鱼糜凝胶特性的改善高度依赖于脂质的类型及其添加方式。与直接添加油脂相比，以乳液形式添加脂质可以通过物理强化和界面改性进一步改善凝胶性能。具体来说，围绕乳液滴的界面蛋白层有效稳定了油滴，使油滴直径变小，并防止其聚集。这些细分散的油滴均匀分布在蛋白质基质中，从而促进形成致密且均匀的三维凝胶网络（Gani等人，2019年）。先前的研究表明，直接添加大豆油会导致油滴聚集并破坏鱼糜中的蛋白质凝胶网络。相比之下，当大豆油以由草鱼肌原纤维蛋白-芸香苷复合物稳定的乳液形式添加时，油滴会均匀有序地分散在蛋白质凝胶基质中。类似的效果也出现在基于淀粉的乳液中，这些乳液在增强鱼糜凝胶强度方面更为有效（Mi等人，2024年）。值得注意的是，这种现象似乎仅限于油包水（O/W）乳液系统。相反，将水包油（W/O）乳液添加到鱼糜凝胶中会产生与直接添加油脂类似的效果。

在凝胶化过程中，乳液滴的絮凝和融合可能会破坏蛋白质网络，从而不利地影响凝胶性能，而稳定的界面层可以促进蛋白质-蛋白质和蛋白质-界面之间的相互作用，从而增强凝胶网络（Zhang等人，2023年；Gani等人，2020年）。此外，均匀分散的乳液滴可以起到物理屏障作用，减少油引起的破坏并限制水分迁移，从而提高凝胶强度和保水能力（Lv等人，2023年；Zhao等人，2024年；Sun等人，2024年）。这些效应已报道适用于各种蛋白质、多糖和颗粒稳定的乳液，这些乳液被添加到鱼糜凝胶中（Gao等人，2018年；Yu等人，2022年；Mi等人，2024年）。然而，添加量至关重要，因为过多的乳液添加可能会导致油滴拥挤和界面覆盖，干扰蛋白质-蛋白质相互作用，最终削弱凝胶网络。例如，二酰甘油乳液已被证明可以通过促进紧凑的三维网络来改善金线鱼鱼糜的凝胶强度、保水能力和白度（Xu等人，2022年）。这些发现表明，乳液滴的界面特性和空间分布对于确定乳液是增强还是破坏鱼糜凝胶网络起着关键作用。

叶黄素酯是脂溶性的类胡萝卜素，天然存在于万寿菊花瓣、菠菜、羽衣甘蓝和各种水果中。由于其复杂的化学结构，合成难度较大；因此，市售的叶黄素酯主要来自万寿菊（Tagetes erecta）提取（Zhang等人，2024年）。叶黄素是一种人体无法合成的必需化合物，必须通过饮食摄入。将叶黄素酯添加到食物中可以提供营养和天然色素的功能。在人体小肠中，叶黄素酯被胰脂肪酶和酯酶水解，释放出游离叶黄素和脂肪酸，这些物质随后被吸收进入混合胶束并被肠上皮细胞吸收。叶黄素酯的水解效率受膳食脂肪含量的影响，导致其生物利用度相对较低。然而，研究表明，与非酯化叶黄素相比，叶黄素酯的生物利用度提高了61.6%（Bowen等人，2002年）。酯化显著提高了叶黄素酯的亲脂性，同时增强了其化学稳定性和抗氧化能力（Zhao等人，2026年）。将叶黄素酯添加到鱼糜产品中可以赋予产品天然的金黄色-橙色，同时实现与内源性蛋白质和脂质的乳液系统的结合。这种乳液环境增强了叶黄素酯的分布均匀性，并提高了其在肠道中的释放效率。此外，鱼糜加工过程中的适度热处理和均质化有助于脂质和叶黄素酯的共封装，从而促进肠道中胶束的形成，最终提高生物利用度。因此，酯化叶黄素酯非常适合用于鱼糜产品，既可作为营养强化剂，也可作为天然色素，实现了感官品质和健康促进功能之间的平衡。

本研究以金线鱼鱼糜为对象，采用两阶段加热工艺系统地研究了添加含有叶黄素酯的SC-PHP乳液对鱼糜的凝胶性能、蛋白质结构、流变特性和微观结构的影响。通过评估保水能力、质地特性、凝胶强度和颜色变化来确定最佳的乳液添加量。同时，使用傅里叶变换红外（FTIR）光谱、内源荧光光谱和拉曼光谱等技术来阐明SC-PHP乳液与鱼糜蛋白质之间的相互作用机制，揭示乳液如何影响表面疏水性、疏水相互作用和二硫键构型。此外，还进行了动态流变温度和频率扫描，以评估凝胶化过程中的粘弹性变化，并通过光学显微镜和扫描电子显微镜（SEM）观察凝胶的微观网络结构和叶黄素酯的分布，从而阐明乳液调节鱼糜凝胶行为的机制。本研究旨在为在鱼糜产品中应用高稳定性和生物利用度的叶黄素酯提供理论基础，为设计多功能乳液基策略提供新的机制见解，以同时提高鱼糜产品的结构质量和营养功能。

部分摘录

材料

叶黄素酯（HPLC级）购自西安天丰生物技术有限公司（中国西安）。酪蛋白酸钠购自浙江银诺生物技术有限公司（中国金华）。车前草多糖（纯度≥99.9%）购自上海卫青生物技术有限公司（中国上海）。亚麻籽油购自山东丁兴粮食油脂食品有限公司（中国日照）。戊二醛购自Solarbio科技有限公司（北京）。

鱼糜凝胶的白度

白度是评估鱼糜产品质量和消费者接受度的关键指标；通常，白度值越高，质量越好（Sun等人，2025年）。图1显示了不同乳液添加量对鱼糜凝胶白度的影响。与对照组（未添加乳液）相比，直接添加乳液或以乳液形式添加乳液都显著提高了鱼糜凝胶的白度值（P < 0.05）。

结论

本研究表明，添加含有叶黄素酯的SC-PHP乳液有效改善了金线鱼（Nemipterus virgatus）鱼糜的凝胶行为和物理化学特性。在测试的配方中，添加4.5%的乳液产生了最强的凝胶网络，表现出最高的凝胶强度、改善的质地特性、增强的保水能力以及热凝胶化过程中的更好粘弹性行为。

CRediT作者贡献声明

徐永霞：可视化、验证。 李建荣：验证、监督。 张琦：软件。 王文强：方法学、调查。 李丹：正式分析、数据管理、概念化。 李学鹏：可视化、验证、监督。 易淑敏：监督、项目管理、资金获取。 朱文辉：可视化、验证

未引用参考文献

Eisenhauer等人，2017年；Gani和Benjakul，2018年；Gani和Benjakul，2019年；Gani和Benjakul，2020年；Lv等人，2023年；Mi等人，2024年；Zhang等人，2023年；Zhao等人，2020年。

作者声明

作者声明没有利益冲突。论文的内容和撰写由作者本人负责。

资金来源

辽宁省自然科学基金General Program：“研究再加热方法对鱼糜产品凝胶劣化和风味形成机制的影响”（2024010632-JH3/107）。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。论文的内容和撰写由作者本人负责。

致谢

我们衷心感谢辽宁省自然科学基金General Program：“研究再加热方法对鱼糜产品凝胶劣化和风味形成机制的影响”（2024010632-JH3/107）的支持。

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