草鱼作为重要的淡水养殖品种，富含优质蛋白，是鱼糜制品和熟食产品的主要原料。然而，在传统热加工过程中，鱼类肌原纤维蛋白（Myofibrillar Protein, MP）极易受到氧化损伤。这不仅仅是热量在“捣乱”，鱼肉中丰富的不饱和脂肪酸——尤其是亚油酸（Linoleic Acid, LA）——在加热时也会发生脂质过氧化，产生大量的活性氧自由基和活性醛类物质（如丙二醛）。热量与氧化脂质“双管齐下”，共同攻击蛋白质，导致其发生碳酰化、交联聚集，溶解度下降，持水力（Water-Holding Capacity, WHC）降低，最终使得产品质地变差、口感劣化。这一问题严重制约了淡水鱼加工产品的品质提升和市场价值。
尽管此前研究已发现黄酮类化合物芦丁（Rutin）具有抗氧化潜力，并能改善肌原纤维蛋白的凝胶性能，但其具体作用机制，尤其是在“热”与“不饱和脂肪酸氧化”这一现实加工场景并存的双重氧化压力下，如何保护蛋白质仍不清楚。为此，西南大学食品科学学院的研究团队在《LWT - Food Science and Technology》上发表了一项研究，旨在揭示芦丁在热与亚油酸双重氧化模型中保护草鱼肌原纤维蛋白的详细机制。
为了探究芦丁的作用，研究人员主要运用了几项关键技术：首先，他们从草鱼肌肉中提取了肌原纤维蛋白，并构建了一个模拟实际热加工的双重氧化模型，即同时添加亚油酸并进行沸水浴处理。其次，通过测定羰基含量、总巯基含量、内源荧光光谱等指标系统评估了蛋白氧化程度。再者，利用表面疏水性、粒径、浊度、溶解度和傅里叶变换红外光谱（FTIR）、SDS-PAGE等技术分析了蛋白的热聚集行为和结构变化。此外，还制备了蛋白凝胶，并通过质构分析、扫描电子显微镜（SEM）、持水力测定和低场核磁共振（LF-NMR）等手段全面评价了凝胶的理化特性。最后，他们通过分子对接技术，在分子层面模拟了芦丁、亚油酸与草鱼肌球蛋白头部的相互作用模式，从理论上解释了竞争结合的可能性。
研究结果
3.1. 蛋白质氧化分析
研究表明，芦丁的添加有效缓解了高温和亚油酸共同处理引起的MP过度氧化。与未加芦丁的对照组相比，添加芦丁显著降低了MP的羰基含量。在低中浓度范围（5–40 μmol g-1protein），羰基含量随芦丁浓度增加而下降，但高浓度芦丁（80–160 μmol g-1protein）反而导致羰基含量回升，表现出潜在的促氧化效应。总巯基含量随芦丁浓度增加而逐渐降低，这可能主要归因于芦丁氧化产生的醌类物质与蛋白质侧链的巯基等亲核基团发生了共价结合，而非单纯的氧化损失。内源荧光光谱显示，芦丁的加入导致MP荧光强度显著降低并发生蓝移，Stern-Volmer模型分析表明，芦丁对氧化MP的荧光猝灭主要是通过形成稳定的复合物（静态猝灭）实现的。热力学参数计算进一步揭示，二者结合的主要驱动力是疏水相互作用。
3.2. 蛋白质热聚集分析
芦丁的加入降低了氧化MP的表面疏水性，这可能是由于芦丁与暴露的蛋白质疏水基团结合，或其酚羟基增强了蛋白质亲水性所致。当芦丁浓度不超过10 μmol g-1protein时，MP的Zeta电位绝对值增大；但继续增加浓度则导致其绝对值减小，电荷屏蔽效应可能削弱了蛋白质分子间的静电斥力，促进了聚集。在粒径方面，低浓度芦丁（≤20 μmol g-1protein）改善了过度氧化引起的粒径增大，而高浓度芦丁（尤其是160 μmol g-1protein）则显著增大了MP的粒径。低浓度芦丁提高了蛋白溶解度、降低了浊度，但高浓度芦丁因促进蛋白质聚集和交联，导致溶解度下降、浊度升高。
3.3. 蛋白质结构分析
紫外光谱显示，芦丁的加入使MP在280 nm处的特征吸收峰增强并发生蓝移，表明芦丁与蛋白质的相互作用改变了色氨酸和酪氨酸残基的微环境。傅里叶变换红外光谱分析表明，适量芦丁（≤40 μmol g-1protein）增加了MP的α-螺旋比例，降低了无规卷曲含量，说明其有助于维持蛋白质二级结构的稳定性和有序性；但过量芦丁则破坏了这种保护作用。SDS-PAGE电泳图显示，在还原条件下，芦丁的添加使肌动蛋白（Actin）和肌球蛋白重链（MHC）的条带强度高于纯氧化组，表明芦丁缓解了过度氧化引起的蛋白降解和交联，但凝胶顶部仍存在明显的聚集体条带，提示除二硫键外，还有其他共价交联参与。
3.4. MP凝胶特性分析
芦丁的加入使复合凝胶的颜色逐渐变深，白度值下降。扫描电镜观察显示，纯氧化MP凝胶结构呈不规则片层状且孔洞大而不均。添加适量芦丁（特别是40 μmol g-1protein）后，凝胶形成了致密、规整的三维网络结构，孔径均匀；但过高浓度芦丁（160 μmol g-1protein）则导致网络结构粗糙、无序。质构测试表明，适量芦丁能显著提高氧化凝胶的强度和弹性，其中80 μmol g-1protein芦丁组的凝胶强度约为纯氧化组的1.77倍，但浓度过高时强度和弹性均下降。在40 μmol g-1protein芦丁浓度下，凝胶的蒸煮损失最低，持水力（WHC）最佳。低场核磁共振分析进一步证实，该浓度下凝胶中不易流动水（T22）比例最高，自由水（T23）比例最低，磁共振伪彩图也显示其水分含量最高，表明网络结构能有效锁住水分。
3.5. 分子对接结果分析
分子对接模拟表明，芦丁与草鱼肌球蛋白头部结构域的结合自由能（-8.86 kcal/mol）低于亚油酸（-6.39 kcal/mol），表明芦丁具有更高的结合亲和力和稳定性。芦丁通过氢键（与LEU271、SER274、ARG275等残基）和疏水相互作用及π-π堆积（与PHE471、PHE473等残基）紧密结合在活性位点口袋中。当两者共存时，芦丁会优先占据结合位点，亚油酸则倾向于结合在口袋的其他区域，结合较弱。这从分子层面解释了芦丁可通过竞争性结合，部分阻断亚油酸及其氧化产物对MP的氧化修饰。
结论与意义
本研究系统阐明了芦丁在热与亚油酸双重氧化条件下对草鱼肌原纤维蛋白的保护作用与机制。核心结论是：适量芦丁（20–40 μmol g-1protein）能有效减轻MP的氧化损伤，抑制过度聚集，维持蛋白质结构稳定性，并显著改善凝胶的质构和持水性能。其作用机制主要是通过疏水相互作用与氧化MP形成稳定复合物，并凭借更高的结合亲和力，在分子水平上与亚油酸竞争肌球蛋白上的结合位点，从而发挥保护作用。然而，芦丁的作用具有浓度依赖性，过量（>40 μmol g-1protein）则可能产生促氧化效应，促进蛋白聚集，反而不利于凝胶品质。
这项研究的意义在于，它不仅深入揭示了酚类化合物与肌肉蛋白在复杂加工条件下的相互作用机制，为理解食品组分间的互作提供了理论依据；更重要的是，为实际生产提供了直接参考：在热加工鱼制品中，通过精准控制芦丁等天然抗氧化剂的添加量，可以高效调控蛋白质氧化状态，从而改善产品质地、减少水分流失、提升最终品质。这为开发高品质、低损耗的淡水鱼加工产品提供了切实可行的新策略。
