《Food Chemistry》：Non-muscle proteins alleviate 118?°C sterilization-induced gel quality deterioration by non-covalently modulating myofibrillar protein conformation and aggregation
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•4% SPI 显著改善了118 °C灭菌鱼糜凝胶的凝 gel 性能。•SPI 促进了90 °C凝胶过程中肌原纤维蛋白（MP）的展开与有序交联。•SPI的物理填充作用增强了鱼糜凝胶的连续性与完整性。•SPI 通过非共价相互作用与MP形成了热稳定的复合物。引言基于鱼糜的凝胶产品
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4% SPI 显著改善了118 °C灭菌鱼糜凝胶的凝 gel 性能。
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SPI 促进了90 °C凝胶过程中肌原纤维蛋白（MP）的展开与有序交联。
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SPI的物理填充作用增强了鱼糜凝胶的连续性与完整性。
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SPI 通过非共价相互作用与MP形成了热稳定的复合物。
引言
基于鱼糜的凝胶产品因其营养优势、成本效益和多样的风味特征，在消费者中越来越受欢迎。为了满足现代人对便利性的生活方式需求，市场对可长期常温储存的即食（RTE）鱼糜产品的需求不断上升。目前，尽管高温灭菌（≥100 °C）被广泛用于实现商业无菌并实现产品的常温储存，但它不可避免地会损害鱼糜产品的整体品质（Bu等，2023）。已有研究证实，高温处理（100 °C–121 °C）会导致肌原纤维蛋白（MP）过度聚集和降解，形成高度多孔且不连续的凝胶网络，从而降低凝胶强度和保水性（WHC）（Wu, Gao 等，2024a）。这种品质劣化严重阻碍了RTE鱼糜产品的开发与商业化，因此迫切需要提高鱼糜凝胶在高温灭菌条件下的稳定性并改善整体品质。
已有研究表明，增强外源多糖/蛋白与MP之间的相互作用，并促进凝胶过程中的相行为转变，是改善鱼糜凝胶性能的有效策略（Han & Li, 2024）。例如，添加葡聚糖可增强120 °C下鱼糜凝胶的断裂强度和保水性；然而，其在肠道中的消化率有限，限制了实际应用（Wei等，2018）。相比之下，非肌肉蛋白因其加工性能、成本效益、高营养价值和安全性等优势而受到更多研究关注，并被广泛报道为鱼糜凝胶产品中有效的品质改良剂（Ramírez等，2011；Tracy等，2014）。根据文献，这些外源非肌肉蛋白可以通过充当蛋白酶抑制剂、作为与鱼糜蛋白共凝的填充剂或作为结合剂来增强鱼糜凝胶，其具体作用方式取决于蛋白类型及其分子特征（Kudre等，2013）。例如，大豆分离蛋白（SPI）在85 °C下与MP相互作用，特别是通过增强11S球蛋白与肌球蛋白重链之间的结合，从而改善凝胶特性（Peng等，2010）。蛋清蛋白（EWP）在凝胶过程中可以部分展开为熔球状态，通过增加黏度促进三维凝胶网络的形成（Campo-Dea?o & Tovar, 2009；Niu等，2025）。乳清蛋白浓缩物（WPC）同样可以作为结合剂，增加与鱼糜蛋白的相互作用并改善凝胶品质（Zhang等，2025）。然而，目前关于非肌肉蛋白改性鱼糜凝胶性能的研究大多局限于常规加工温度（≤90 °C），对其在高温灭菌（≥100 °C）条件下的功能及分子机制关注不足。鉴于非肌肉蛋白在常规加热条件下对鱼糜凝胶性能有明确有益作用，可以合理假设这些蛋白也可能有效缓解高温灭菌导致的鱼糜凝胶品质劣化。然而，不同非肌肉蛋白的具体调控效果及其内在分子机制仍缺乏系统的阐明。
此外，传统的谱学和热力学方法在捕捉蛋白复合物在分子层面的动态构象变化方面存在局限（Wang等，2024）。为解决这一研究空白，本研究提出一种结合多光谱分析与分子对接和分子动力学模拟的整合方法，以实现配体诱导的构象转变可视化、关键相互作用的定量表征以及调控结合亲和力的关键氨基酸残基的鉴定（Li等，2023）。这种整合方法能够连接宏观实验观察与微观机理洞察，为阐明非肌肉蛋白在高温灭菌鱼糜凝胶中的作用提供新策略。
因此，本研究对三种常用非肌肉蛋白（SPI、EWP 和 WPC）在118 °C灭菌鱼糜凝胶中的调控效果进行了比较评估（温度选择基于我们之前的研究，Wu, Gao 等，2024a）。采用多光谱技术与分子对接分析相结合的方法，追踪从凝胶（90 °C）到高温（118 °C）灭菌过程中MP的构象转变、分子间相互作用和聚集行为，从而阐明缓解高温诱导凝胶品质劣化的分子机制。这些发现有望解决一项重要的产业需求，为合理设计具有增强高温稳定性的RTE鱼糜产品提供理论依据，从而减轻其对冷链储存与运输的依赖，最终扩大鱼糜产品的商业市场。
章节片段
材料
AAA级冷冻青鱼鱼糜购自京立水产食品有限公司（湖北洪湖），新鲜的青鱼购自江苏无锡当地市场，并在4 °C下保存直至加工。SPI、EWP 和 WPC 由万邦工业有限公司（中国河南）提供。L-组氨酸（CAS: 71-00-1）和牛血清白蛋白（BSA）分别购自阿拉丁工业有限公司和碧云天生物技术有限公司（均位于中国上海）。8-苯氨基-1-萘磺酸
凝胶强度与TPA的变化
随着SPI、EWP 和 WPC 浓度的增加，凝胶强度先升高后降低（图1A）。在SPI、EWP 和 WPC 分别为4%、4% 和 8% 的浓度时，凝胶强度较对照组分别提高了49.15%、18.66% 和 27.25%，表明适量添加非肌肉蛋白可增强高温灭菌下的凝胶结构完整性，其中SPI效果最为显著。此前的研究指出，SPI通过填充来
结论
本研究系统比较了三种典型非肌肉蛋白（SPI、EWP 和 WPC）对118 °C高温灭菌引起的鱼糜凝胶品质劣化的改善效果。结果证实，三种非肌肉蛋白对凝胶品质的改善作用是浓度依赖性的。适当浓度（4% SPI、4% EWP 和 8% WPC）可有效缓解鱼糜凝胶的受热品质劣化，其中4%
CRediT作者贡献声明
Wenmin Wu：撰写——初稿、验证、方法论、研究、形式化分析。Fan Chen：撰写——审阅与编辑、可视化。Pei Gao：撰写——审阅与编辑、可视化。Dawei Yu：撰写——审阅与编辑。Qixing Jiang：撰写——审阅与编辑、资金获取、概念构思。E. Liao：撰写——审阅与编辑、指导。Wenshui Xia：指导、项目管理。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
致谢
本研究得到了江苏省农业产业技术体系专项基金（JATS [2023] 464）和中国农业科研体系（CARS-45-28）的资金支持。
Wenmin Wu|Fan Chen|Pei Gao|Dawei Yu|Qixing Jiang|E. Liao|Wenshui Xia
