海鲈鱼(Lateolabrax japonicus)粉末与κ-卡拉胶复合凝胶的制备:非线性流变特性、IDDSI分类及凝胶化机制

《Food Chemistry》:Construction of sea bass ( Lateolabrax japonicus) powder/κ-carrageenan composite gels: Nonlinear rheological properties, IDDSI classification, and gelation mechanisms

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月09日 来源:Food Chemistry 10.4

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  •通过鲈鱼粉与κ-卡拉胶结合,制备出了复合凝胶。•在低盐条件下,κ-卡拉胶提升了鲈鱼粉/κ-卡拉胶复合凝胶的抗剪切能力。•这类复合体系可被归为4至6级食品。•κ-卡拉胶的加入增强了鲈鱼粉的保水能力和网络结构密度。•鲈鱼粉/κ-卡拉胶复合凝胶的形成主要依赖于氢键与疏水作用力。引言吞

  
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    通过鲈鱼粉与κ-卡拉胶结合,制备出了复合凝胶。
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    在低盐条件下,κ-卡拉胶提升了鲈鱼粉/κ-卡拉胶复合凝胶的抗剪切能力。
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    这类复合体系可被归为4至6级食品。
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    κ-卡拉胶的加入增强了鲈鱼粉的保水能力和网络结构密度。
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    鲈鱼粉/κ-卡拉胶复合凝胶的形成主要依赖于氢键与疏水作用力。

引言

吞咽困难是指从口腔咀嚼形成的食物难以顺利送入胃部的一种状况,这一问题影响着多达40%的老年人(Rodd等人,2022年)。随着人口老龄化,为吞咽困难患者设计定制化饮食已成为个性化营养领域的重要挑战。在这方面,质地柔软、形状易于控制的固体或半固体凝胶食品,有望用于制作针对吞咽困难患者的饮食(Li、Wang等人,2025年)。用于制作吞咽困难食品的原料包括蛋白质、多糖、碳水化合物以及蛋白质/多糖复合体等(Dong等人,2025年)。近期研究显示,蛋白质/多糖复合凝胶可通过分子间交联与网络强化,提升其凝胶性能与结构稳定性,从而制成符合国际吞咽困难饮食标准化倡议组织所规定的4至6级标准的半固体或固体凝胶食品(Ding等人,2025年;Li、Wang等人,2025年;Liu等人,2024年)。因此,蛋白质/多糖复合体系在食品质地改良方面具有重要的结构可调性与营养价值(Xu等人,2025年)。
蛋白质是设计用于解决吞咽困难的食品时的重要营养素,它能提供必需氨基酸,有助于维持整体营养状况。目前,由于其在营养价值、可持续性、安全性以及符合宗教饮食要求等方面的优势,海洋来源的蛋白质被广泛用作凝胶食品的原料(Yan等人,2024年)。已有研究表明,金鲷蛋白(Chen等人,2024年)、扇贝雄性生殖腺水解物(Yan等人,2025年)、三文鱼蛋白(Liu等人,2025年)以及舌鳎蛋白(Li、Ji等人,2025年)都被用于开发针对吞咽困难患者的食品。这些研究证明,以海洋蛋白为基料的凝胶食品可以通过调整其质地,达到国际吞咽困难饮食标准化倡议组织规定的4至6级标准,且具有适宜的弹性、黏聚性以及触变特性,非常适合吞咽。因此,寻找新的高质量海洋蛋白来源对于丰富和优化针对吞咽困难患者的食品配方具有重要意义。鲈鱼(学名:Lateolabrax japonicus)广泛分布于中国、泰国等地的沿海水域,其分布范围还覆盖太平洋和印度洋(Xiao等人,2022年)。作为一种常见的经济鱼类,鲈鱼蛋白质含量高、脂肪含量低,同时还富含不饱和脂肪酸、维生素及矿物质,对心血管健康、免疫功能调节以及骨骼发育都有积极作用(Yang、Lan等人,2022年)。鲈鱼通常以整鱼、鱼片或鱼糜制品的形式出售,是日常饮食中优质的蛋白质来源。然而,目前尚无关于将鲈鱼粉用于开发针对吞咽困难患者的特殊配方食品的研究。鲈鱼粉能够保留鱼肉中的天然成分、独特的氨基酸组成以及原有的营养价值。因此,有必要系统研究鲈鱼粉的凝胶特性及其吞咽时的质地特点,以此填补研究空白,为新型蛋白质补充剂的开发提供理论依据。
有研究指出,多糖的加入可通过静电作用与氢键形成非共价性的蛋白质/多糖复合物,从而提升蛋白质的质地与功能性(Chai等人,2025年;Yan等人,2024年)。κ-卡拉胶是一种从红藻中提取的线性阴离子多糖,由于其出色的增稠、保水及凝胶形成能力,已被广泛应用于食品工业中(Lan等人,2023年)。目前,已有研究报道了κ-卡拉胶与多种海洋蛋白的结合应用,包括牡蛎蛋白(Liu等人,2026年)、白虾蛋白(Wang、Zhou等人,2025年)、扇贝雄性生殖腺蛋白(Yan等人,2022年)以及金鲷蛋白(Lan等人,2023年)。这些基于海洋蛋白与κ-卡拉胶的复合体主要被用于释放生物活性物质、改善食品结构,以及提升低盐食品的咸味感知度,而这些作用都依赖于静电作用、疏水作用、氢键作用以及二硫键作用等分子间相互作用。不过,利用这类复合体开发针对吞咽困难患者的食品这一潜力目前尚未得到充分探索,这仍是相关研究中的空白。与陆地来源的肌原纤维蛋白相比,海洋蛋白的纤维直径更大,组织结构更为细腻。因此,我们推测,将海洋蛋白的柔性网络与κ-卡拉胶的刚性螺旋网络相结合,有望制备出质地均匀、易于咀嚼的凝胶,非常适合用于吞咽困难患者的食品。
本研究制备了不同浓度κ-卡拉胶的鲈鱼粉/κ-卡拉胶复合凝胶。通过流变学测试、水分分布分析以及微观结构观察,研究了这类复合凝胶的物理化学性质。同时,根据国际吞咽困难饮食标准化倡议组织的规定,对这类凝胶的吞咽难度等级进行了划分。此外,还分析了这类复合凝胶的结构特征,以揭示其作用机制。这项研究为开发具有更好质地与结构特性的新型海洋源食品提供了理论依据与技术支持。

章节摘要

材料与试剂

鲈鱼购自中国大连的乾河海鲜市场。首先将鲈鱼肉用纯水冲洗两次(每次15分钟),然后再用0.3%的NaCl溶液浸泡10分钟。处理后的鱼肉使用德国Braun品牌的MQ 5025 plus肉浆机搅拌2分钟,制得鱼糜糊。随后将鱼糜糊放入中国沈阳的沈阳航天新阳快速冷冻设备制造有限公司生产的LG-1.5型冻干机中进行冻干处理。冻干条件如下:架层

鲈鱼粉/κ-卡拉胶复合凝胶的外观

κ-卡拉胶、鲈鱼粉以及二者复合体系的外观如图1A所示。所有浓度为2、4和6毫克/毫升的κ-卡拉胶样品均为液态,而鲈鱼粉样品则出现了分层现象。一般来说,不溶性的天然蛋白质容易在溶液中聚集沉淀,无法通过分子间交联形成凝胶网络(Du等人,2023年)。相比之下,除了浓度为SBP/κ-C2的样品略显流动外,其余样品均形成了固体凝胶

结论

加热处理后,κ-卡拉胶增加了鲈鱼粉中的β折叠结构与无规卷曲结构的含量,同时减少了α螺旋结构的比例,这促进了蛋白质构象的重排。体系中增强的疏水作用以及二硫键的形成,有助于鲈鱼粉与κ-卡拉胶之间形成更紧密的交联与聚集。因此,更强的分子间作用力进一步促进了二者之间的交联与聚集。最终,研究成功制备出了稳定性良好的鲈鱼粉/κ-卡拉胶复合凝胶,且其

作者贡献说明

吕银银:论文撰写——初稿撰写、验证、方法设计、实验研究、数据整理、概念构思。周天奇:论文撰写——审阅与编辑、实验研究。张贤豪:实验研究。罗苗苗:实验研究。杜一楠:形式分析。王策:形式分析。赖斌:形式分析。范大明:形式分析。张娜娜:形式分析。江恒:形式分析。颜佳楠:论文撰写——审阅与编辑、项目监督、项目管理、资金申请。

未引用参考文献

Liu等人,2022年
Ryu与Mcclements,2025年
Zhang等人,2025年

利益冲突声明

作者声明,他们不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益关系或个人关联关系。

致谢

本研究得到了中国国家重点研发计划(编号:2023YFD2100805)、大连市科技创新人才支持计划(编号:2024RQ001)、中国科协青年英才托举计划(编号:2023QNRC001)以及辽宁省普通高等学校基本科研业务费专项资金(编号:LJBKY2025031)的支持。

伦理声明

作者声明,本研究未涉及人类或动物实验对象。
吕银银|周天奇|张贤豪|罗苗苗|杜一楠|王策|赖斌|范大明|张娜娜|江恒|颜佳楠|吴海涛
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