利用蛋黄与三文鱼副产物油增强富含Omega-3鱼糜凝胶的结构与乳化特性：一种功能性食品的创新策略

本研究针对鱼糜制品Omega-3富集难度大、乳化稳定性差的问题，通过添加蛋黄与三文鱼副产物油，系统探究了其对鱼糜凝胶结构特性、乳化稳定性及营养强化的影响。研究发现，蛋黄添加显著提升了凝胶硬度、持水性及乳化稳定性，并成功实现每100g凝胶含2000mg Omega-3的目标。该研究为开发高附加值海洋副产物利用及个性化营养食品提供了重要技术支撑。

随着健康意识的提升，个性化营养产业快速发展，消费者对功能性食品的需求日益增长。Omega-3多不饱和脂肪酸，尤其是DHA（二十二碳六烯酸）和EPA（二十碳五烯酸），因其在认知增强、抗炎、心血管保护和脂质代谢改善等方面的健康益处而备受关注。日常摄入2000mg以上的DHA和EPA与有益的代谢结果相关。这些脂肪酸主要来源于海洋生物，如三文鱼和磷虾，以及鱼类加工副产物（如头、皮和内脏）。然而，鱼糜作为一种广泛消费的海产品，主要由精制的肌原纤维蛋白（MP）组成，脂质含量低于1%，导致其天然Omega-3水平较低。直接添加鱼油（FO）面临与水基食品基质兼容性差、易油水分离、凝胶强度降低和乳液不稳定等问题。因此，如何有效富集鱼糜中的Omega-3，同时保持其结构和乳化稳定性，成为当前研究的难点。

为了应对这一挑战，研究人员探索了多种技术，包括超声处理、高剪切均质以及添加外源乳化剂（如大豆分离蛋白、改性淀粉和魔芋葡甘聚糖）以改善油分散性和乳液稳定性。其中，蛋黄作为一种天然乳化剂，富含磷脂和脂蛋白，能够稳定油水界面，形成多种类型的乳液，包括水包油乳液、Pickering乳液和高内相乳液。尽管蛋黄具有优异的功能性，但由于其黄色色素可能影响鱼糜产品的视觉品质，其在鱼糜产品中的应用尚未充分开发。

本研究旨在利用蛋黄和三文鱼副产物油，开发一种富含Omega-3的乳化鱼糜凝胶，通过优化配方和工艺，提升其结构特性和营养品质。研究成果为基于鱼糜的乳化系统设计提供了宝贵见解，支持了高价值渔业副产物在功能性食品开发中的增值利用。

研究人员采用了几项关键技术方法：通过超临界二氧化碳（SC-CO₂）提取三文鱼副产物油；从阿拉斯加鳕鱼鱼糜中提取肌原纤维蛋白（MP）和提取残渣（RD）；利用 SDS-PAGE（十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳）分析蛋白质分子量分布；制备MP乳液并通过共聚焦激光扫描显微镜观察微观结构；测定表面疏水性（SH）和乳化稳定性指数（ESI）；制备乳化鱼糜凝胶并进行质地剖面分析（TPA）、流变学测试、持水性（WHC）和颜色测定；通过化学相互作用分析和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）研究凝胶网络结构；采用气相色谱-火焰离子化检测器（GC-FID）分析脂肪酸组成。

3.1. 三文鱼副产物油的脂肪酸组成

通过SC-CO₂提取的三文鱼副产物油呈淡橙色，其饱和脂肪酸主要由棕榈酸（C16:0，62.1%）和硬脂酸（C18:0，16.5%）组成。主要单不饱和脂肪酸为油酸（C18:1，82.5%）、二十碳烯酸（C20:1，8.4%）和棕榈油酸（C16:1，6.3%）。多不饱和脂肪酸DHA和EPA的浓度分别为45.50mg/g（12.0%）和53.40mg/g（14.1%），占总脂肪酸含量的3.7%和4.3%，与已有研究一致。

3.2. 鱼糜MP乳液的性质

通过SDS-PAGE分析，鱼糜的主要蛋白质包括肌球蛋白重链（MHC，∼220kDa）、肌动蛋白（∼45kDa）和原肌球蛋白（TM，∼41kDa）。MP与FO的乳化在Ф（油分数）≤0.10和Ф≥2.4时发生水和油分离，在Ф=1.6–1.8时形成刚性乳化相。共聚焦显微镜显示，FO（红色区域）沿MP气泡（绿色区域）界面分布，直至Ф=1.8。MP颗粒尺寸随FO分数增加而增大，形成致密的乳化层结构。然而，当Ф≥1.8时，由于MP乳化能力不足，发生油分离。在Ф=2.8时，系统转变为分散相，FO和MP区域完全重叠。RD与FO的乳化未能形成类似MP的乳化层，表明RD缺乏有效的表面活性蛋白质。

3.3. 含蛋黄乳化鱼糜凝胶的性质

3.3.1. 不同蛋黄浓度下乳化鱼糜凝胶的外观和质地剖面

对照组样品呈现均匀致密的外观，而SSOY25（蛋黄添加量为油重的25%）显示多孔表面和明显的FO泄漏。随着蛋黄含量增加，鱼糜凝胶表面透明度下降，多孔结构和FO泄漏减少。表面形态显示，对照组具有大空腔的3D网络结构，而随着蛋黄含量增加，结构逐渐填充，空腔尺寸减小。颜色测定表明，添加蛋黄后L值（亮度）显著增加，a值（红度）和b*值（黄度）也增加，这是由于蛋黄中类胡萝卜素的存在。

质地剖面分析（TPA）显示，随着蛋黄含量增加，鱼糜凝胶的硬度、弹性、内聚性和凝胶强度显著提高。流变学测试表明，添加蛋黄后，存储模量（G'）和损失模量（G''）增加，损失切线（tan δ）降低，表明形成了更弹性且交联的凝胶网络。蠕变恢复测试显示，SSOY75和SSOY100（蛋黄添加量为油重的75%和100%）具有较低的终端蠕变应变，表明抗变形能力增强。最优蛋黄添加量为油重的75%。

3.3.2. 蛋黄对乳化鱼糜乳液稳定性的影响

乳化稳定性指数（ESI）和表面疏水性（SH）测定显示，MP具有最高的ESI和SH，而RD最低。添加蛋黄后，除ROY外，所有样品的ESI和SH均增加。持水性（WHC）从89.57%提高到96.37%，且添加蛋黄后无油分离发生。共聚焦显微镜观察显示，MO和MOY形成稳定乳液，而RO和ROY存在未乳化的蛋白质和FO。添加蛋黄使鱼糜凝胶微观结构更加均匀和均质化。

3.4. Omega-3强化乳化鱼糜凝胶

3.4.1. 蛋黄增强乳化的机制

化学相互作用分析表明，对照组中交联组成约为40%疏水相互作用、30%氢键和10%二硫键。添加蛋黄后，氢键减少，而二硫键和疏水相互作用增加。FT-IR光谱显示，在3280cm^-1附近的峰值降低，表明氢键减少；在1016、1774和2925cm^-1的峰值增加，表明脂质掺入。二级结构分析显示，α-螺旋和无规卷曲减少，β-折叠和β-转角增加，表明蛋白质展开和凝胶形成。微观结构证实，蛋黄添加形成了网状乳液系统，增强了乳化稳定性和结构完整性。

3.4.2. Omega-3强化乳化鱼糜凝胶的脂肪酸组成

脂肪酸分析显示，未添加FO的鱼糜凝胶Omega-3含量约为111.04mg/100g。添加10%FO后，Omega-3含量增至1224.56mg/100g；添加20%FO后，进一步增至1956.19mg/100g。总脂肪酸含量从对照组的238.3mg/100g增至10%FO组的5929.8mg/100g和20%FO组的9624mg/100g。优化配方（20%FO和75%蛋黄）几乎实现了每100g产品含2000mg Omega-3的目标（实际含量1956.19mg/100g）。

本研究通过添加蛋黄和三文鱼副产物油，成功开发了一种富含Omega-3的乳化鱼糜凝胶。蛋黄作为天然乳化剂，显著增强了鱼糜凝胶的乳化稳定性、结构特性和持水性。优化配方（20%鱼油和75%蛋黄）使每100g凝胶的Omega-3含量接近2000mg，达到了功能性食品的目标。化学和结构分析表明，蛋黄通过增加二硫键和β-折叠结构，促进了致密凝胶网络的形成，从而稳定了油滴并强化了凝胶结构。该研究不仅为鱼糜基乳化系统的设计提供了深入见解，而且支持了海洋副产物在高附加值功能性食品开发中的增值利用，符合个性化营养的发展趋势。研究成果发表于《LWT》期刊，对促进健康食品创新和资源可持续利用具有重要意义。