《Foods》：Effects of Dried Pumpkin Powder on the Gel Properties and Protein Structural Characteristics of Trichiurus haumela Surimi
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带鱼（Trichiurus haumela）鱼糜中肌原纤维蛋白较差的凝胶形成能力限制了其在高品质鱼糜制品中的应用。本研究探讨了干燥南瓜粉（dried pumpkin powder，DPP）添加量（0、0.4%、0.75%、1.1%、1.5%和1.85%，w/w
带鱼（Trichiurus haumela）鱼糜中肌原纤维蛋白较差的凝胶形成能力限制了其在高品质鱼糜制品中的应用。本研究探讨了干燥南瓜粉（dried pumpkin powder，DPP）添加量（0、0.4%、0.75%、1.1%、1.5%和1.85%，w/w）对冷冻带鱼鱼糜凝胶的凝胶特性、蛋白构象及微观结构的影响。结果表明，DPP对凝胶品质的影响呈现非线性的剂量依赖效应。在1.1%添加量下，凝胶硬度和弹性分别达到最大值313.69 ± 2.54 g和0.86 ± 0.004，持水性（water-holding capacity，WHC）较对照组显著提高11.21%（p < 0.05）。傅里叶变换红外光谱（Fourier-transform infrared spectroscopy，FT-IR）显示α-螺旋含量显著降低，同时无规卷曲含量增加，表明蛋白二级结构发生变化，这可能有利于蛋白网络内的相互作用。扫描电子显微镜进一步揭示，适量添加DPP可填充网络空隙并形成更致密、更均一的微观结构，而过量添加（≥1.5%）则导致纤维聚集和结构劣化。综上，适量添加南瓜粉——特别是1.1%添加量——可改善带鱼鱼糜凝胶品质，且这些改善可能与蛋白二级结构变化及微观结构组织化相关，为开发富含膳食纤维的鱼糜制品提供了实用策略。
干燥南瓜粉改善带鱼鱼糜凝胶品质的机制研究：论文解读
一、研究背景与意义
带鱼（Trichiurus haumela）是中国最具经济价值的海产鱼类之一，具有季节性捕捞量大、加工规模大的特点。除鲜食外，大量带鱼被加工为鱼丸、鱼肠和模拟蟹棒等鱼糜制品。这类产品的品质关键取决于肌原纤维蛋白的凝胶形成能力，该能力直接决定制品的质构特性和持水性（WHC）。然而，带鱼肌原纤维蛋白固有的凝胶化性能较差，难以形成强韧稳定的凝胶网络，导致产品品质欠佳，制约了该资源的工业化开发利用。因此，提升带鱼鱼糜的凝胶性能是实现其高值化利用面临的主要挑战。
植物源配料的添加已被证明是改善鱼糜凝胶品质的有效策略。其中，植物源多糖和膳食纤维因其天然来源、成本低廉以及良好的营养和加工功能特性而受到广泛关注。已有研究表明，柑橘、燕麦、小麦和竹笋等来源的膳食纤维可通过填充效应、与肌原纤维蛋白的分子相互作用以及增强水分保留等多种机制改善鱼糜凝胶化。然而，许多已报道的方法依赖复杂的加工技术或特殊配方成分，可能增加生产成本并阻碍大规模工业化应用。因此，开发简单、天然且经济可行的植物源添加剂仍是当前的研究重点。
南瓜（Cucurbita moschata）是广泛栽培且营养丰富的植物资源，含有大量膳食纤维、多糖、蛋白质和类胡萝卜素等生物活性成分。干燥南瓜粉（DPP）主要由纤维素、半纤维素、果胶和木质素组成，具有多孔微观结构、高水合能力和优异的水结合特性。这些理化特性使DPP有望成为调控食品质构和凝胶特性的功能性配料。此前研究表明DPP可降低乳化肉制品的蒸煮损失并改善其质构特性，但其在鱼糜制品中的应用鲜有报道，南瓜粉对鱼糜凝胶化行为的影响及潜在机制尚不清楚。
基于上述背景，研究人员系统研究了不同添加量DPP（0.4%、0.75%、1.1%、1.5%和1.85%，w/w）对鱼糜凝胶WHC、蒸煮损失、质构特性、感官品质、蛋白二级结构和微观结构的影响，旨在确定DPP的最佳添加量并阐明其改善鱼糜凝胶品质的潜在机制。
二、主要技术方法
研究人员采用以下关键技术手段开展研究：利用质构仪进行质地剖面分析（TPA）测定凝胶硬度和弹性；通过离心法和称重法分别测定WHC和蒸煮损失；使用流变仪在25–90 °C温度扫描下测定储能模量（G′）和损耗模量（G″）以表征动态流变特性；采用色差仪测定白度；由12名受过专业训练的感官评价员进行感官评定；利用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）结合酰胺I带去卷积和曲线拟合分析蛋白二级结构；采用扫描电子显微镜（SEM）观察凝胶微观结构并用Image-J软件定量孔隙参数。实验所用冷冻带鱼鱼糜由福建升天食品有限公司提供，南瓜（香芋品种）购自福建福州当地农贸市场。
三、主要研究结果
3.1 质构特性。 随着DPP含量增加，带鱼鱼糜凝胶硬度呈现先升后降的三阶段响应，弹性则呈非单调波动。在1.1%添加量下，硬度和弹性均达到最大值，分别为313.69 ± 2.54 g和0.86 ± 0.004；继续增加添加量则两者逐渐下降。适量DPP颗粒在加热过程中吸水膨胀，填充蛋白凝胶网络空隙，增加结构密度和抗变形能力；过量添加则减少有效蛋白间接触，造成凝胶基质局部不连续。
3.2 持水性与蒸煮损失。 WHC随DPP添加量增加先升后降，1.1%时达到最大值57.25%，较对照组（46.04%）提高约24.3%（p < 0.05）。蒸煮损失呈现与WHC完全相反的趋势，在1.1%时最低。DPP表面富含羟基等亲水基团，可通过氢键结合自由水形成不易流失的结合水层；同时DPP吸水膨胀填充蛋白网络空隙，通过物理截留和毛细管力包裹水分。过量添加则导致膳食纤维聚集，破坏蛋白网络连续性。
3.3 动态流变特性。 所有样品在整个温度范围内G′均显著大于G″，表明体系以弹性响应为主。除对照组外，DPP添加组呈现“下降–急剧上升–下降”的三阶段趋势。在90 °C终温下，1.1%组的G′和G″均显著高于对照组和1.85%组，表明适量DPP有效增强鱼糜凝胶的最终粘弹性。
3.4 白度。 鱼糜凝胶白度随DPP含量增加显著降低（p < 0.05），主要归因于DPP富含类胡萝卜素（特别是β-胡萝卜素）带来的黄橙色固有色泽。尽管白度略有下降，1.1%添加量的凝胶仍保持视觉可接受的外观，且具有优异的凝胶特性。
3.5 感官评价。 DPP添加显著影响凝胶感官品质。色泽评分随DPP含量先升后降；气味评分随DPP浓度逐渐升高，表明DPP的特征香气部分掩盖了鱼腥味；质地评分呈钟形趋势，在1.1%时最高。1.1%组获得最高总感官评分（72.7分）。
3.6 蛋白二级结构。 FT-IR分析显示，对照组α-螺旋含量最高（35%）。DPP添加量增至1.1%时，α-螺旋含量显著降至10%，无规卷曲含量增至36%，β-折叠和β-转角含量分别为29%和25%。α-螺旋减少伴随无规卷曲增加，表明蛋白从相对有序的二级结构向更无序、更柔性的构象转变，有利于热凝胶化过程中的分子间相互作用。
3.7 微观结构。 对照组凝胶呈现疏松不均一的网络结构，具有大孔隙和弱连接。1.1%组表现出最均匀连续的网络，孔隙面积和周长在所有组中最小，形成致密有序的三维结构。当DPP含量增至1.5%和1.85%时，出现更大孔隙、更粗糙表面和更不均一的网络，表明过量膳食纤维超出蛋白网络容纳能力，干扰蛋白水化和凝胶过程中的分子间相互作用。
四、讨论与结论
研究人员提出一个剂量依赖的假设模型来解释DPP对鱼糜凝胶化的影响。在最佳添加量1.1%下，DPP通过填充效应、构象调控和水分保留三条途径协同作用，改善鱼糜凝胶的质构、持水性和感官品质。过量添加（≥1.5%）则破坏蛋白基质的空间组织，导致凝胶品质下降。这种双相响应凸显了维持最佳填料–蛋白平衡的重要性。
研究结论指出，1.1% DPP为最佳添加量，可显著改善凝胶硬度、弹性、WHC和感官品质。FT-IR分析表明适量DPP与蛋白构象重排相关，表现为α-螺旋含量显著降低和无规卷曲含量相应增加，从而促进热凝胶化过程中的蛋白聚集和交联。SEM观察进一步证实形成了更致密均一的凝胶网络。过量添加（≥1.5%）则与更大的结构异质性相关，破坏网络连续性并损害凝胶品质。该研究建立了填料–构象协同机制，为南瓜粉作为天然功能性配料在水产食品加工中的高值化利用提供了科学依据，也为开发富含膳食纤维、具有优良质构和感官属性的高品质鱼糜制品提供了实践指导。
