引言
磷酸化已被广泛用于通过在蛋白质分子中引入磷酸基团来调节食品蛋白质的功能（Hu et al., 2024; Hu et al., 2023; Jia et al., 2023; Liu et al., 2026; Moradi et al., 2025a; Xiong et al., 2024）。与广泛的化学交联不同，磷酸化提供了一种相对温和的策略，通过可控的分子相互作用来修饰蛋白质的电荷、水合行为、分子间相互作用和构象组织（Hu et al., 2023; Huang et al., 2018; Wang et al., 2022）。然而，磷酸化的功能后果并非仅仅由所结合的磷酸基团的数量决定。磷酸试剂的分子架构和相互作用特性可能会影响磷酸结合以及随后的蛋白质重排，从而导致不同的结构和功能响应（Hu et al., 2023; Huang et al., 2018; Jia et al., 2023; Liu et al., 2026; Yang et al., 2022; Zhang et al., 2023）。因此，了解磷酸结构如何超越所测磷含量来调节蛋白质演变，对于合理的功能设计至关重要。
鱼明胶（FG）由于其来源丰富、可再生以及在食品应用中的广泛接受度，已成为哺乳动物明胶的可持续替代品而受到越来越多的关注（Ahda et al., 2026; Su et al., 2025b; Tang et al., 2026）。生物聚合物基材料的相关进展进一步突出了结构定制化水胶体在可持续食品应用中的更大潜力（Akbar et al., 2026; Dewi et al., 2024）。然而，与哺乳动物明胶相比，鱼明胶凝胶强度相对较弱、热稳定性不足以及界面性能较差，限制了其在高级食品系统中的应用，这主要与氨基酸组成、分子量分布和三螺旋恢复能力的差异有关（Ahda et al., 2026; Sone et al., 2026; Su et al., 2025b; Xu et al., 2024a; Xu et al., 2024b; Ying et al., 2025）。因此，改善鱼明胶的功能性不仅需要增强单个性质，还需要理解分子修饰如何在不同尺度上调节结构组织，从分子构象和表面特性到凝胶网络形成和界面稳定化（Sone et al., 2026; Su et al., 2025a; Su et al., 2025b; Tang et al., 2026）。磷酸化对鱼明胶特别有吸引力，因为磷酸基团可以同时调节静电相互作用、水合行为、分子缔合和网络发展（Cen et al., 2022; Huang et al., 2018; Kaewruang et al., 2014a; Kaewruang et al., 2014b; Tang et al., 2026）。
最近的研究表明，磷酸修饰的功能结果高度依赖于修饰条件和磷酸试剂的分子特性。据报道，三偏磷酸钠（STMP）修饰可以调节鱼明胶的流变行为、乳化性能和分子相互作用；然而，其效果受到反应时间和pH条件的强烈影响，表明结构调节的程度取决于修饰过程（Huang et al., 2018）。同样，焦磷酸钠（TSPP）修饰被证明可以增强鱼明胶的凝胶强度和结构有序性，而过度的磷酸结合降低了增强效果，这表明需要适当的修饰平衡以实现最佳功能（Cen et al., 2022）。此外，三聚磷酸钠（STPP）修饰被报道可以通过促进磷酸结合、分子间相互作用和网络形成来改善明胶的凝胶性质（Kaewruang et al., 2014a; Kaewruang et al., 2014b）。总之，这些发现表明磷酸试剂可能不仅仅作为磷酸供体发挥作用，还可能通过不同的修饰途径调节蛋白质结构。然而，磷酸分子架构对蛋白质结构演变和功能分化的具体贡献仍然知之甚少。以往的研究主要侧重于优化单个磷酸化系统以提高特定性质，如凝胶强度、流变行为或乳化活性，而在可比条件下对不同磷酸结构的系统比较仍然有限（Cen et al., 2022; Hu et al., 2023; Yang et al., 2022; Zhang et al., 2023）。因此，磷酸结合、构象重排、表面理化变化、凝胶网络发展和界面稳定化之间的关系尚未被全面建立。这一知识空白限制了磷酸化明胶原料的合理设计，因为增加磷酸结合并不一定会普遍改善功能，过度的结构修饰可能会破坏理想的分子组织（Cen et al., 2022; Hu et al., 2023; Zhang et al., 2023）。
因此，本研究旨在阐明不同磷酸试剂对鱼明胶功能的结构依赖性调节作用。选择了三种具有不同分子架构的磷酸盐，包括TSPP、STPP和STMP，以研究它们对磷含量、分子重排、表面性质、凝胶网络形成、流变行为和乳化性能的影响。通过整合分子表征、理化分析、流变评价、微观结构观察和乳液评估，本研究建立了磷酸结构、明胶结构演变和功能分化之间的关系。研究结果提供了一种结构导向的策略，用于定制具有目标凝胶和界面性质的磷酸化鱼明胶，以用于高级食品应用。
