低温压力耦合热处理机制在冷藏储存过程中提高Nemipterus virgatus鱼糜凝胶的质量稳定性

时间：2026年3月29日

来源：Food Chemistry

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本研究比较了不同加工方法，探讨最优低压耦合热处理（OPH）通过增强蛋白质交联与维持构象稳定来改善鲭鱼糜凝胶特性及冷藏（0-60天）保质机制。结果显示，OPH处理显著提升凝胶强度（27.19%活性巯基增加），减少水分迁移（降低自由水比例达15.8%），维持α-螺旋（-12.30%）和β-转角（-8.60%）结构稳定，其效果优于单一热处理（H）和超高压处理（OP）。该研究为低值鱼类 surimi 加工提供了理论依据。

吴志勤|潘卓冠|邹一倩|李欧红毅|索塔瓦特·本贾库尔|周爱梅

华南农业大学食品科学学院，中国广州510642

摘要

本研究比较了不同的加工方法，以探讨最佳低压力耦合热处理（OPH）改善鱼糜凝胶性能的机制，并研究其在冷藏储存（0–60天）期间保持品质的效果。OPH处理促进了鱼糜蛋白质分子的变性和交联，从而增强了凝胶性能，活性巯基含量比对照组增加了27.19%。经过OPH处理的鱼糜凝胶在冷藏储存期间保持了相对稳定的蛋白质构象，α-螺旋和β-转角含量分别减少了12.30%和8.60%，而β-折叠含量仅增加了9.25%。这些变化明显小于其他实验组。此外，OPH处理减少了冷藏过程中不可移动水向自由水的迁移，从而保持了鱼糜凝胶的持水能力。结果表明，OPH处理通过维持蛋白质构象和分子间相互作用延缓了鱼糜凝胶的变质。本研究为鱼糜的加工和储存提供了理论基础。

引言

鱼糜制品是通过热处理制成的弹性凝胶，因其营养价值、美味和便利性而在全球广泛消费（Zhang等人，2018年）。Nemipterus virgatus是一种低价值海洋鱼类，以其快速生长和广泛的水产养殖而闻名，已成为鱼糜加工的关键原料；其资源量仅次于阿拉斯加狭鳕（Mi等人，2021年）。

低价值鱼类肌肉蛋白质较差的凝胶形成性能以及盐溶性蛋白质的热不稳定性导致传统热处理方法制备的凝胶质地不佳（Guo等人，2019年）。超高压（UHP）是一种非热处理技术，已被证明可以有效改善鱼糜制品及其纯化蛋白质成分的凝胶性能（Li等人，2019年）。UHP可以诱导鱼类蛋白质的展开和变性，提高肌原纤维蛋白的溶解度，并增强疏水力和二硫键等分子间相互作用，从而有效改善鱼蛋白的凝胶化性能（Chen等人，2021年）。然而，UHP技术在鱼糜加工行业中仍未得到充分利用。许多研究表明，要实现鱼糜凝胶性能的提高，需要较高的压力水平（400–600 MPa）（Liang等人，2017年）。Zhou等人（2022年）发现，最佳单次超高压（OP）处理需要300 MPa处理30分钟，才能显著改善Nemipterus virgatus鱼糜凝胶的性能，优于传统的两阶段热处理（40°C/30分钟和90°C/20分钟）。同样，Wu等人（2025年）发现，对于Aristichthys nobilis鱼糜凝胶，500 MPa处理30分钟才能获得更好的凝胶性能。这些高压力水平和较长的处理时间导致UHP设备的运行和维护成本较高，阻碍了该技术在鱼糜加工行业的应用。近年来，UHP与热处理的结合在鱼糜凝胶加工中显示出良好的效果（Chen等人，2020年）。我们之前的研究表明，最佳低压力耦合热处理（OPH）显著改善了低价值海洋鱼类（Nemipterus virgatus）和淡水鱼类（Aristichthys nobilis）鱼糜凝胶的性能，优于单独的热处理或OP处理（Chen等人，2023年；Wu等人，2025年）。OPH处理促进了鱼糜肌球蛋白的变性和聚集，增强了凝胶网络结构和分子间化学力，并提高了持水能力（Chen等人，2021年）。OPH处理大幅降低了所需的压力水平和处理时间，显示出改善鱼糜凝胶性能和推广UHP技术的巨大潜力。

冷藏储存是储存和分销鱼糜制品的主要方法之一（Lu等人，2025年）。因此，评估不同处理方法在冷藏储存期间对鱼糜凝胶品质变化的影响至关重要。尽管OPH处理可以改善鱼糜凝胶的初始性能，但其保持冷藏储存期间品质的机制仍需进一步研究。我们的初步研究表明，OPH处理（100 MPa/5分钟，随后进行40°C/30分钟和90°C/20分钟的热处理）提高了Nemipterus virgatus鱼糜凝胶的性能，包括凝胶强度、持水能力和白度（Pan等人，2024年）。此外，在60天的冷藏储存期间，OPH处理的鱼糜凝胶在质地、凝胶强度、微观结构、持水能力、感官评价得分和其他物理特性方面均优于热处理和OP处理，并且总细菌计数和总挥发性碱氮（TVB-N）水平也有所降低（Pan等人，2024年）。这种显著的保存效果突显了阐明其潜在生化和结构机制的必要性。总之，OPH处理是一种有前景的策略，可以改善鱼糜凝胶的品质并延缓其变质。

因此，基于以往的研究，本研究旨在通过分析水分迁移、二级结构、化学相互作用、巯基团和表面疏水性的变化，探讨OPH处理改善鱼糜凝胶性能并在冷藏储存期间保持其品质的机制。这项工作为提高鱼糜凝胶品质和延长其保质期提供了有前景的策略。

材料与试剂

Nemipterus virgatus冷冻鱼糜由青岛腾本威食品有限公司（中国青岛）提供。冷冻鱼糜的基本信息如下：总蛋白质含量为18.33±0.29 g/100 g；水分含量为（75.27±0.2）%；pH值为6.95±0.01；初始总活菌数为（3.65±0.2）×10³ CFU/g。盐由广东盐业集团（中国广州）提供。玉米淀粉和大豆蛋白分离物均为食品级，从当地超市购买。

水分迁移

横向松弛时间（T₂）和单位质量的峰面积（A₂）反映了鱼糜凝胶中氢原子的自由度和不同状态下的水分含量（Guo等人，2019年）。如图1所示，两种加工方法和储存时间都影响了凝胶中的水分分布。所有样品都显示出2–4个松弛峰：T_21a和T_21b（0–10 ms）代表与蛋白质大分子紧密结合的水；T₂₂（10–200 ms）代表不可移动的水

结论

本研究探讨了OPH处理对Nemipterus virgatus鱼糜凝胶在60天冷藏储存期间的理化性能的影响，并与热处理（H）和OP处理进行了比较。结果表明，OPH处理通过增强疏水相互作用和促进共价键的形成，增强了蛋白质的分子间交联（第0天）。随着冷藏时间的延长，离子键含量减少，氢键被破坏，α-螺旋和

CRediT作者贡献声明

吴志勤：撰写——原始草稿、软件使用、方法论设计、实验设计、数据分析、概念化。潘卓冠：软件使用、方法论设计、数据分析、概念化。邹一倩：软件使用、数据分析。李欧红毅：软件使用、数据分析。索塔瓦特·本贾库尔：撰写——审稿与编辑。周爱梅：项目管理、方法论设计、资金获取、概念化。