《International Journal of Biological Macromolecules》：Deciphering the thermal regulation of myofibrillar protein–capsaicin hydrogels: From temperature-dependent gelation behavior to potential CAP–protein interactions
编辑推荐：
•肌原纤维蛋白–辣椒素（MPs–CAP）水凝胶在70 °C时表现出最优凝胶特性。•在50–70 °C范围内，CAP似乎通过疏水相互作用参与网络结构的形成。•氢键与疏水相互作用的协同效应促成了致密的三维网络结构。•超过70 °C时，CAP解离和无序聚集与凝胶特性的恶化相关联。引
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肌原纤维蛋白–辣椒素（MPs–CAP）水凝胶在70 °C时表现出最优凝胶特性。
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在50–70 °C范围内，CAP似乎通过疏水相互作用参与网络结构的形成。
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氢键与疏水相互作用的协同效应促成了致密的三维网络结构。
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超过70 °C时，CAP解离和无序聚集与凝胶特性的恶化相关联。
引言
肌原纤维蛋白（MPs）的热致凝胶化是肉类加工中的关键过程，该过程形成三维网络结构，并决定保水性（WHC）、质构和感官品质[1]。在功能性肉制品中，将辣椒素（CAP）等天然生物活性分子引入MPs可提升其营养价值和风味复杂性。CAP具有抗氧化、抗菌和促进代谢等作用[2]、[3]，但其强疏水性以及其与MPs之间的非共价相互作用（如疏水相互作用、氢键）可能影响MPs的凝胶化行为[4]、[5]。在热加工过程中，温度驱动MPs的变性、聚集和交联[6]，并可能改变蛋白–CAP相互作用、蛋白–水相互作用和蛋白–蛋白相互作用之间的动态平衡。然而，现有研究大多聚焦于单一温度或单一CAP浓度，对不同加热温度如何调控MPs–CAP混合体系凝胶化的形成及其多尺度特性的系统研究仍较为缺乏。
以往研究已分别考察了加热温度对纯MPs水凝胶的影响以及CAP与MPs之间的静态结合机制。例如，部分研究者指出，低温预热可诱导肌球蛋白结构的适度展开，暴露巯基和疏水区域，从而为高温阶段精确调控水凝胶网络结构奠定基础[7]。另有研究表明加热速率对MPs水凝胶网络微观结构具有调控作用，即慢速加热速率（1 °C/min）有利于蛋白自组装形成孔径分布均匀的致密水凝胶网络，而较快的加热速率（5 °C/min）则导致微观结构劣化和水凝胶品质下降[8]。MPs与CAP主要通过氢键和疏水相互作用结合，伴随α–螺旋含量降低、β–折叠含量升高以及荧光猝灭现象，结合常数和热力学参数已得到初步阐明[9]、[10]。然而，在固定CAP浓度下，加热温度如何调控CAP的再分布、改变分子间作用力，进而影响水凝胶网络结构和宏观性质的机制尚不明确。CAP通常仅被视为风味添加剂，其作为水凝胶结构调控剂的潜力被忽视。这些局限性既阻碍了对MPs–CAP混合水凝胶的基础认识，也制约了其在食品工业中的实际应用。
因此，本研究聚焦于加热温度如何调控MPs–CAP混合体系的凝胶化行为和水凝胶特性。需要指出的是，本研究采用固定的CAP与MPs比例以隔离温度变量。因此，尽管我们能够识别CAP分配和凝胶性能的温度依赖性变化，但无法严格量化CAP相较于无CAP对照的浓度依赖性交联贡献。我们系统地分析了白度、质构、蒸煮损失、WHC、水分分布、热稳定性、微观结构、孔比表面积、分子间作用力、乙醇可提取CAP含量及动态流变特性等多种理化与结构指标在不同温度下的变化。本研究旨在完善天然生物活性小分子修饰MPs水凝胶的温度调控理论，为在肉制品及更广泛的食品凝胶领域中开发CAP功能化蛋白水凝胶提供理论与技术支持。
章节摘要
材料
从成都郫都区本地超市（永辉）购入三条三元杂交品系（去势公猪，同一批次）的鲜猪里脊肉（pH 6.04 ± 0.03）。这些猪饲喂以玉米、豆粕和小麦麸皮为主的饲料。里脊肉经冷藏箱运输后切成小块，随机分为三组，于?40 °C储存至实验使用。共进行三组重复实验。CAP（纯度≥97%）购自上海麦克林，
水凝胶白度
如图1(a)所示，MPs–CAP水凝胶白度从50 °C时的60.10增至70 °C时的72.61，随后显著下降（P < 0.05）。这种非单调趋势可能源于MPs温度依赖性变性与聚集之间的竞争效应。在50–70 °C范围内，肌球蛋白展开暴露结合位点，有序交联形成孔隙较小的致密均匀凝胶网络[19]，从而截留更多水分和CAP，增强光的漫反射，进而
结论
本研究系统考察了加热温度（50–90 °C）对MPs–CAP水凝胶凝胶化行为及理化性质的影响。结果表明，温度通过调控MPs交联程度主导水凝胶品质，70 °C被确定为最优条件。在该温度下，蛋白交联和聚集有序进行，疏水相互作用与氢键之间存在强烈的协同效应。CAP
CRediT作者贡献声明
曹嘉铭：写作 – 审阅与编辑。杨林：形式分析。郭学东：形式分析。苏畅：形式分析。杨立：形式分析。张兴忠：形式分析。A.M. Emara：形式分析。李铭远：形式分析。陈嘉欣：形式分析。李洪军：研究设计。唐杰：形式分析。张东：调查、资金获取。
利益冲突声明
作者声明不存在任何已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本文所报告的工作。
致谢
本研究得到国家自然科学基金（32260620）、四川省科技厅（2024NSFSC2081、2023YFN0015、2025ZNSFSC1053、2026NSFSC1025）和重庆市科技创新与应用发展专项重点项目（CSTB2023TIAD–KPX0029）的资助。
曹嘉铭|杨林|郭学东|苏畅|杨立|张兴忠|A.M. Emara|李铭远|陈嘉欣|李洪军|唐杰|张东
