高压均质改性藜麦蛋白对鸡胸肉糜水分布、凝胶和流变特性的评价

《Food Chemistry: X》：Evaluation of high-pressure homogenization modified quinoa protein on water distribution, gel and rheology properties of chicken breast batters

　　

本研究探究了高压均质改性藜麦蛋白（HQP）对鸡胸肉糜凝胶行为、水流动性、流变属性及微观结构的影响。随着HQP添加量的增加，肉糜凝胶的烹饪产率从88.93%升至95.35%，凝胶强度从859.56 g增至1467.34 g。同时，L^*和a^*值逐渐下降，而b^*值显著升高（P < 0.05）。质构指标均呈现先升后降趋势，在12% HQ添加时达到最优值。流变学评估表明，HQP在热扫描和频率扫描分析中显著提高了储能模量（G′）。低场核磁共振（LF-NMR）数据显示，HQP显著提高了固定化水比例，同时降低了自由水比例。傅里叶变换红外光谱（FTIR）显示α-螺旋比例显著下降，β-折叠比例升高。扫描电镜（SEM）图像证实，HQP添加促进了更光滑、更致密的凝胶结构形成。综上，HQP作为增强乳化鸡肉系统的功能性成分表现出巨大潜力。

**论文解读：高压均质改性藜麦蛋白对鸡胸肉糜水分布、凝胶及流变特性的影响**

**研究背景与问题**
肉糜制品因其独特风味、弹性质地、高营养价值及便捷性而广受消费者欢迎。然而，与猪肉糜相比，鸡肉糜在热加工后表现出较差的凝胶特性、持水性和质构属性，难以满足消费者对优质碎肉乳化制品的期望。蛋白质浓度是决定肉糜系统理化与功能属性的主要因素，提高蛋白质水平可促进凝胶网络形成并提升产品品质。因此，添加非肉蛋白成为改善凝胶质量的有效策略。藜麦蛋白作为一种营养全面的植物蛋白，富含全部九种必需氨基酸且无常见过敏原，具有开发功能性食品的潜力。但天然藜麦蛋白溶解度差，限制了其在食品加工中的应用。物理场改性技术（如超声、脉冲电场、高压均质）可用于改善蛋白质功能性质，其中高压均质（HPH）因其在常温下通过机械剪切、空化和撞击实现可控结构重排，且无热或氧化风险、易于放大，在工业蛋白质功能化中具有优势。前期研究已证实HPH改性可有效改善藜麦蛋白的理化与功能属性，但尚未有研究探讨HPH改性藜麦蛋白（HQP）对鸡胸肉糜凝胶的影响。因此，本研究旨在系统阐明不同浓度HQP添加对鸡胸肉糜凝胶的烹饪产率、颜色、质构、凝胶强度、流变行为、水分布、蛋白质二级结构及微观结构的影响，为HQP在优质肉制品创新中的应用提供技术基础。该论文发表在《Food Chemistry: X》。

**主要技术方法**
研究人员从干藜麦中经超声辅助碱提法提取蛋白质，再通过高压均质（120 MPa，3个循环）制备HQP。将不同质量比例（0%–15%）的HQP与鸡胸肉糜（来源于中国滁州市场一批白羽鸡，6周龄，屠宰后24 h）混合，经真空斩拌、热加工（85°C，30 min）制备凝胶。采用烹饪产率称重法、色差计（CR-400）、质构仪（TA-XT plus）测定凝胶强度与TPA参数；旋转流变仪（HAAKE MARS）进行温度扫描（20–80°C）和频率扫描（0.1–20 Hz）；低场核磁共振（LF-NMR，PQ001）测定T₂弛豫时间及水分比例；傅里叶变换红外光谱（FTIR，TENSOR 27）分析酰胺I带二级结构；扫描电镜（SEM，Quanta 200）观察微观形貌（1000×）。

**研究结果**
- **3.1 烹饪产率**：随着HQP浓度从0%增至12%，烹饪产率从88.93%显著升高至95.34%（P < 0.05），增幅达6.41%。这归因于HQP与肌原纤维蛋白结合，促进氢键形成，增强持水能力；HPH改性使藜麦蛋白结构展开，暴露更多侧链基团，强化氢键与二硫键。
- **3.2 颜色**：随着HQP添加量增加，L^*、a^*和白度值显著下降，b^*值显著升高（P < 0.05），主要源于藜麦蛋白本身的淡黄色及热凝胶过程中蛋白/发色团的氧化转变。
- **3.3 质构与凝胶强度**：硬度、弹性、内聚性和咀嚼性均先升后降，在12% HQP时达到峰值（分别为10839.82 g、0.91、0.75、7553.54 g·mm），较对照组分别增加95.15%、13.75%、38.89%和121.62%。凝胶强度同样在12% HQP时最高（1467.36 g）。HPH处理使HQP颗粒变小、溶解度提高，可渗透入肌原纤维蛋白网络空隙，增加固体体积分数并作为“分子桥”促进疏水相互作用与二硫键交联；但过量（15%）会引发竞争性水合或相分离，破坏网络完整性。
- **3.4 动态流变学**：温度扫描显示G′值在20–52°C、52–58°C、58–78°C三个阶段呈现典型变化，G′值随HQP浓度增加而升高，12%时最大；频率扫描中G′值呈正频率依赖性，同样在12%时最优，表明HQP增强了凝胶弹性与结构稳定性。
- **3.5 低场核磁共振**：T₂弛豫时间随HQP浓度从3%增至12%而显著缩短，固定化水比例（P₂₁）从89.55%升至94.28%，自由水比例（P₂₂）下降，表明HQP通过几何限制和氢键作用有效束缚水分子，减少迁移。
- **3.6 傅里叶变换红外光谱**：酰胺A带向低波数移动，显示蛋白质-水相互作用增强。酰胺I带分析表明，α-螺旋和无规卷曲比例下降，β-折叠和β-转角比例显著升高，β-折叠的片层结构通过分子间氢键促进紧密交联网络形成，从而提升持水性和凝胶强度。
- **3.7 微观结构**：对照组凝胶粗松、多孔；随HQP浓度增加，凝胶网络逐渐致密、均匀、有序；12%时呈现紧凑、光滑的微观结构，空隙减小，与LF-NMR中自由水减少、固定化水增加一致。

**讨论与结论**
讨论部分指出，HQP添加通过诱导蛋白质二级结构从α-螺旋向β-折叠转变，促进分子间疏水相互作用与交联，形成致密均匀的凝胶网络，从而显著改善质构、流变特性、持水性和烹饪产率。结论部分翻译如下：HQP添加通过改变蛋白质二级结构、水流动性、流变属性及微观结构，有效改善了鸡胸肉糜的凝胶特性。具体而言，HQP添加驱动了α-螺旋向β-折叠的结构转变，形成了具有细小均匀孔隙的微观结构，从而提升了质构属性、储能模量（G′）和凝胶强度。此外，由此产生的均匀且高度交联的凝胶网络有效降低了水流动性，增加了固定化水比例，提高了烹饪产率。综上，这些发现表明HQP是一种有前景的功能性成分，可用于改善鸡胸肉糜产品的凝胶品质，并在优质碎鸡肉制品生产中具有相当大的潜力。