《Foods》：Ultrasound-Assisted Enzymatic Deamidation Treatment for Developing Soft Surimi Gel for Dysphagia: Gel Properties, In Vitro Digestibility, and Protein Mechanisms
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迫切需要开发满足吞咽障碍患者需求的食物。研究人员通过超声辅助蛋白谷氨酰胺酶（Protein-glutaminase, PG）脱酰胺处理，制备了适用于吞咽障碍患者的软化鱼糜凝胶。与对照组相比，添加0.2% PG的软化鱼糜凝胶的硬度和凝胶强度分别从607.40 g
迫切需要开发满足吞咽障碍患者需求的食物。研究人员通过超声辅助蛋白谷氨酰胺酶（Protein-glutaminase, PG）脱酰胺处理，制备了适用于吞咽障碍患者的软化鱼糜凝胶。与对照组相比，添加0.2% PG的软化鱼糜凝胶的硬度和凝胶强度分别从607.40 g和530.79 g·mm降至244.60 g和78.61 g·mm，符合国际吞咽障碍饮食标准化倡议（IDDSI）5级分类标准（p < 0.05）。PG的掺入将鱼浆凝胶中的自由水转化为不易流动水，显著提高了凝胶的持水性。超声辅助酶法脱酰胺处理使鱼糜凝胶在消化过程中产生更多小分子肽和游离氨基酸。该处理减弱了肌原纤维蛋白凝胶中的疏水相互作用，增强了氢键作用，将α-螺旋结构提高至46.27%，并将β-折叠结构降低至19.18%，与对照组相比差异显著（p < 0.05）。色氨酸残基微环境的极性发生改变，阻碍了热诱导凝胶化过程中未折叠蛋白质结构的进一步折叠。该研究为开发具有安全吞咽和营养特性的特殊食品提供了基础理论框架。
**论文解读：超声辅助酶法脱酰胺处理在吞咽障碍用软鱼糜凝胶开发中的应用**
吞咽障碍患者需要同时满足安全吞咽和营养摄入需求的食物。目前市售的吞咽障碍食品普遍存在营养密度低、感官品质差、质地不稳定、种类少且成本高等问题。国际吞咽障碍饮食标准化倡议（IDDSI）将食物按质构特性分为0–7级，其中5级（细碎且湿润）适用于具有中度至重度吞咽障碍、咀嚼能力下降但仍保留部分舌推进能力的患者。鱼糜富含优质蛋白，但传统鱼糜凝胶硬度过高，难以直接用于吞咽障碍膳食。蛋白质谷氨酰胺酶（PG）脱酰胺处理可将谷氨酰胺转化为谷氨酸，增加蛋白质净负电荷和静电排斥，从而削弱凝胶网络结构、降低硬度，但单独酶处理效果有限。超声辅助可改变蛋白质构象、增强酶的可及性。为此，研究人员提出采用超声辅助PG脱酰胺处理制备符合IDDSI 5级标准的Nemipterus virgatus软鱼糜凝胶，并系统评价其凝胶特性、体外消化率及蛋白机制。该研究发表在《Foods》。
研究人员以冻藏Nemipterus virgatus鱼糜（购自青岛同惠食品有限公司）和鱼片（购自锦州海鹰水产商店）为原料，通过单因素实验和响应面法（RSM）优化超声时间、超声功率和低温酶反应时间，制备软鱼糜凝胶。主要技术方法包括：质构仪（TPA）和凝胶强度测试评价质构；低场核磁共振（LF-NMR）及质子密度成像分析水分分布；HE染色和扫描电镜（SEM）观察微观结构；IDDSI框架测试进行质地分级；体外模拟胃肠消化结合高效液相色谱（HPLC）测定消化率、肽分子量分布和游离氨基酸含量；拉曼光谱、三维激发-发射矩阵荧光光谱（3D-EEM）和内在荧光光谱分析肌原纤维蛋白（MP）二级/三级结构变化。
**3.1 软鱼糜凝胶的凝胶特性分析**
**3.1.1 凝胶强度和质构特性**：随PG添加量增加，凝胶的硬度、弹性、内聚性和咀嚼性均下降；对照组硬度为607.40 g，0.2% PG时降至244.60 g。凝胶强度从530.79 g·mm降至78.61 g·mm，破断力从92.97 g降至51.46 g。这种软化归因于PG脱酰胺将谷氨酰胺转化为谷氨酸，增加负电荷和静电排斥，破坏疏水相互作用，削弱蛋白网络结构。
**3.1.2 白度**：随PG添加量增加，白度显著下降（p < 0.05），与PG本身的棕色及凝胶结构变化导致光吸收增加有关。对照组白度为68.81，低于一般白肉鱼鱼糜，这与Nemipterus virgatus为红肉鱼、肌红蛋白含量较高有关。
**3.1.3 脱酰胺度**：脱酰胺度随酶浓度增加而升高，但当酶添加量达到0.2%后，增速减缓，可能与底物结构改变影响酶与底物接触位点有关。
**3.1.4 IDDSI测试**：对照组和0.1% PG组凝胶为IDDSI 6级（软且块状）；0.2%和0.3% PG组符合IDDSI 5级（细碎且湿润）标准；0.4%和0.5% PG组因黏度过高无法归入5级。
**3.1.5 水分行为**：0.2% PG组持水性达到最高73.81%，较对照组提高42.96%（p < 0.05）；0.3% PG组蒸煮损失最低8.81%，降低63.63%。LF-NMR显示，酶添加使固定水比例从78.85%提高至84.40%，自由水比例从15.95%降至6.94%，表明脱酰胺产生的羧酸根与水分子的氢键作用限制了水分流动性。
**3.1.6 微观结构**：HE染色和SEM显示，PG添加使凝胶网络孔径减小、纤维结构变细、网络更致密。但网络密度与凝胶强度并不正相关，原因是新网络主要由氢键等弱相互作用重建，导致结构强度下降，但有利于水分保留。
**3.2 超声辅助PG脱酰胺处理工艺参数优化结果**
单因素实验表明，超声时间30 min、超声功率240 W、低温反应时间60 min时，凝胶强度、硬度和蒸煮损失最低，持水性最佳。响应面分析显示，影响软化程度的主次因素依次为超声功率、超声时间和酶反应时间；最优工艺参数为超声时间31 min、功率240 W、低温反应时间59 min。
**3.3 超声和酶处理对鱼糜凝胶消化特性的影响**
**3.3.1 消化率变化**：78%水分凝胶（NP78）的体外消化率低于85%水分凝胶；超声处理显著提高高水分凝胶的消化率；PG添加同样提高消化率；超声辅助PG处理组（UPG85）消化率最高。超声空化作用可展开凝胶结构、暴露酶结合位点，PG脱酰胺则抑制热诱导交联，增加氨基酸残基暴露。
**3.3.2 肽段分布**：NP78组大分子量肽比例较高，小于1 kDa的小分子肽少。超声和酶处理均能降低大于5 kDa的肽段比例，提高小于500 Da和1–5 kDa肽段比例，其中UPG85组小分子肽比例最高。
**3.3.3 游离氨基酸含量**：消化产物中检测到11种游离氨基酸，包括缬氨酸、甲硫氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和赖氨酸等必需氨基酸。PG85和UPG85组游离氨基酸总量及必需氨基酸比例更高，表明脱酰胺和超声处理可促进蛋白质降解。
**3.4 超声和PG处理对肌原纤维蛋白结构的影响**
**3.4.1 分子间作用力**：超声处理增强了与疏水相互作用相关的蛋白质提取量；脱酰胺处理降低疏水作用相关组分，增加氢键相关组分。这种弱相互作用的转变部分解释了凝胶硬度和强度下降。
**3.4.2 脱酰胺度**：单独超声处理对脱酰胺度无显著影响（p > 0.05）；超声辅助酶处理组脱酰胺度升高，因为超声展开蛋白质结构，暴露更多谷氨酰胺残基。
**3.4.3 二级结构**：超声使α-螺旋从38.17%降至30.57%，β-折叠从21.77%增至26.33%；脱酰胺使α-螺旋升至42.59%，超声辅助后进一步升至46.27%，同时β-折叠降至19.18%。α-螺旋的弹性结构特性与凝胶硬度降低有关。
**3.4.4 三级结构**：超声处理导致色氨酸和酪氨酸荧光强度下降（荧光猝灭）；酶处理可保护这些残基；超声辅助酶处理使荧光强度增强，表明脱酰胺增加色氨酸周围极性，改变疏水微环境，阻碍蛋白质在热诱导凝胶化中的进一步折叠。
**3.4.5 微观结构**：HE染色和SEM显示，超声预处理会破坏蛋白网络，但后续热诱导中会形成致密三维网络；酶处理使网络更紧凑有序；超声辅助酶处理增大凝胶基质中的孔洞尺寸，减少无序交联，从而降低硬度和凝胶强度。
总结讨论：该研究证实PG脱酰胺通过电荷改变和分子间作用力平衡，可在降低硬度的同时保持水分和内聚性，满足IDDSI 5级要求；超声辅助可提高脱酰胺效率和蛋白质消化性。IDDSI测试和体外消化实验仅提供初步质地分类和消化特征，仍需视频荧光吞咽检查（VFSS）或纤维光学内镜吞咽评估（FEES）等临床手段验证吞咽安全性。
结论翻译：总之，PG脱酰胺处理显著降低了Nemipterus virgatus鱼糜的凝胶强度和硬度（p < 0.05）。添加0.2% PG时，鱼糜凝胶硬度和凝胶强度从607.40 g和530.79 g·mm降至244.60 g和78.61 g·mm，质构符合IDDSI 5级标准，为吞咽障碍膳食的潜在适用性提供了初步指标。但IDDSI框架测试仅提供初步质地分类，仍需临床研究确认吞咽安全。PG脱酰胺使鱼糜中自由水转化为不易流动水，显著提高持水性（p < 0.05）。微观分析表明脱酰胺处理阻碍热诱导凝胶化过程中的交联，形成均匀致密网络。超声处理促进低温脱酰胺反应，提高鱼糜凝胶柔韧性，并增强酶与底物作用。但实验未系统优化PG浓度与超声组合，降低酶用量的潜力有待进一步研究。超声辅助脱酰胺鱼糜凝胶产生更多小分子肽和游离氨基酸，提示体外蛋白消化率提高，但体外结果不能直接等同于体内吸收。超声处理单独增强疏水相互作用，而超声辅助酶法脱酰胺减弱疏水作用、增强氢键，α-螺旋升至46.27%，β-折叠降至19.18%。该处理改变色氨酸微环境极性，阻碍未折叠蛋白的进一步折叠，使蛋白网络呈现均匀方形孔洞。该技术可软化鱼糜产品，同时保持优质蛋白营养价值，为吞咽障碍患者提供新选择。31 min超声和59 min酶反应时间温和，可整合至现有生产线，但工业化前需评估能耗、酶成本和放大可行性。本研究未涉及感官品质、贮藏稳定性或微生物安全性，有待未来研究补充。
