鱼糜组分间相互作用对其凝胶特性影响的研究进展

王卉楠，励建荣*，李学鹏，高瑞昌，周小敏，王明丽

（1 天津科技大学食品科学与工程学院 天津 300457 2 渤海大学食品科学与工程学院 国家鱼糜及鱼糜制品加工技术研发分中心生鲜农产品贮藏加工及安全控制技术国家地方联合工程研究中心 辽宁锦州 121013 3 江苏大学食品与生物工程学院 江苏镇江 212013 4 浙江兴业集团有限公司 浙江舟山 316120 5 蓬莱京鲁渔业有限公司 山东烟台 265600）

我国是世界渔业大国，水产品产量实现多年持续增长，总产量近6 500 万t，总产值1.5 万亿元左右，连续20 余年位居世界第一，渔业成为驱动国家经济发展的重要引擎。鱼糜制品因营养丰富，具有高蛋白、低脂肪、食用方便的特点而颇受现代消费者的喜爱[1]，市场需求旺盛。2021年，我国鱼糜制品总产量约134.9 万t，与2010年相比增长了44.91%[2]，行业规模已超过200 亿元，成为我国水产品加工行业中增长最快的门类。随着行业的快速发展，一些制约鱼糜制品行业可持续发展的瓶颈问题逐渐暴露出来，其中产品品质不高、质量不稳定、营养价值有待提升以及产品结构单一、同质化严重、缺少创新产品等问题尤为突出。如何有效提升鱼糜制品凝胶品质，开发健康新型的鱼糜产品，一直是水产加工领域的研究热点。

鱼糜（Surimi）一词源自上世纪50年代，最早出现在中国。鱼糜是将原料鱼宰杀后去除头部和内脏，去皮，经采肉、漂洗、精滤、脱水，斩拌等一系列过程制成的一种水产调理食品原料。鱼糜制品是以生鲜鱼糜或冷冻鱼糜为原料，添加辅料后经擂渍、成型、熟制，形成的富有弹性且具有独特风味的凝胶状水产食品。生活中常见的鱼糜产品包括鱼丸、鱼糕、鱼饼、鱼香肠、鱼豆腐等。

凝胶特性是评价鱼糜制品品质优劣的关键指标。在鱼糜凝胶形成过程中，通常需要添加一些外源物质来改善产品的凝胶、感官和功能特性。鱼肉蛋白可与其它聚合物以不同的方式相互作用，这取决于它们自身的分子特征（例如分子质量、粒子大小、电荷）和相互作用条件（例如初始浓度和比例、pH 值、离子强度、温度）。凝胶化是蛋白质变性和聚集的结果，受到分子间和分子内共价和非共价化学相互作用的影响所形成的三维网络空间结构。随着新型复合鱼糜制品的开发以及外源添加物质种类的不断增多，传统的鱼糜凝胶理论在解释复合鱼糜体系凝胶机制等方面面临诸多挑战，制约着鱼糜制品加工基础理论和技术创新以及行业的健康发展。鉴于此，需深入探究鱼糜中不同组分分子之间的互作机制，揭示组分相互作用和凝胶品质的内在联系，阐明组分互作对鱼糜混合体系相分离和复合凝胶品质影响的分子机制，创新发展新型鱼糜复合凝胶理论，为鱼糜制品新产品开发和凝胶品质调控技术提供理论依据。

1 鱼糜凝胶的形成机理

1.1 参与形成凝胶的鱼肉蛋白

鱼肉蛋白按其溶解性可分为三大类，分别为水溶性的肌浆蛋白、盐溶性的肌原纤维蛋白（myofibrillar protein，MP） 以及不溶性的肌基质蛋白。肌浆蛋白约占鱼肉蛋白的30%～35%，由于其具有水溶性并且热凝胶性能差，一般在鱼糜生产的漂洗过程中被去除。肌原纤维蛋白占肌肉蛋白的55%～60%左右，是重要的结构蛋白，也是参与形成鱼糜凝胶的主要蛋白，由肌球蛋白、肌动蛋白、肌动球蛋白、肌钙蛋白等构成，其中肌球蛋白占43%以上，对鱼糜凝胶结构的形成有至关重要的影响。

肌球蛋白（myosin）是肌原纤维蛋白粗丝的主要组成蛋白，是一种多结构域蛋白，具有6 个多亚肽单位、两条重链（MHC）和四条轻链（MLC），相对分子质量为540 ku。两个球形疏水性头部附着在一条长螺旋杆状亲水尾部上，组成一个不对称的“Y”型分子[3]。肌球蛋白的头部（S1）由运动域（MD）和轻链域 （LCD） 组成，其中包含两条基础轻链（ELC）和调节轻链（RLC）。肌球蛋白的尾部（S2）是由两条重链的c 端部分相互缠绕形成的螺旋结构[4]。在加热条件下，肌球蛋白变性，肌球蛋白的头部和尾部发生结构变化使肌球蛋白能够通过蛋白质-蛋白质相互作用发生聚集，形成了三维网状空间结构，这种交联的网状结构是鱼糜凝胶形成的基础也是产品具有良好持水力和感官的必备条件[5]。

1.2 鱼糜凝胶的形成过程

传统的鱼糜生产一般采用热诱导鱼糜形成凝胶，这个过程主要包括凝胶化（Suwari）、凝胶劣化（Modori）和鱼糕化（Kamaboko）3 个阶段[6]。凝胶化发生在加热初始阶段（＜50 ℃），首先肌球蛋白和肌动蛋白发生水化作用聚合成肌动球蛋白 （溶胶体）。温度升高使蛋白质构象发生变化，肌球蛋白的α-螺旋展开，β-折叠和无规则卷曲结构增加，分子内部的疏水基团和巯基暴露出来，在分子间作用力、疏水相互作用、氢键、二硫键等作用力下发生聚集，形成一定的三维网状结构，由溶胶态变为具有一定弹性的凝胶态[7]。凝胶劣化是温度达到50～70 ℃时，鱼肉中的内源性蛋白酶被激活，从而降解肌原纤维蛋白，导致已形成的凝胶网络逐渐瓦解、断裂，严重影响凝胶的结构，造成凝胶产品品质下降。当温度升高至70～90 ℃时，内源性蛋白酶的活性受到抑制，鱼糜凝胶结构重新变得致密有序，凝胶强度和弹性显著增加，形成不可逆的空间结构，决定了最终鱼糜产品的质量，此过程称为鱼糕化。

图1 肌球蛋白的结构Fig.1 The structure of myosin

图2 鱼糜凝胶的形成过程Fig.2 The formation process of surimi gel

2 鱼糜凝胶品质的影响因素

影响鱼糜凝胶特性的因素可以分为内部因素和外部因素。内部因素主要是鱼种的差异，导致鱼肉中肌肉蛋白的含量、脂肪含量和内源性蛋白酶的激活温度等不同。一般来说，海水鱼与淡水鱼相比，生活环境温度低，肌肉蛋白含量高，脂肪含量相对较少，因此形成的鱼糜凝胶性能好，品质高[8]。另外，白肉鱼要优于红肉鱼，硬骨鱼要优于软骨鱼[9]。如今，由于人们消费需求的增多以及过度捕捞等问题致使适合做鱼糜的高值海水鱼资源日益锐减、人工成本增高，因此淡水鱼以及低值海水鱼逐渐成为鱼糜制品行业的重要原料，低值鱼糜高值化成为水产品开发的新趋势。

外部影响因素有：1）加工条件：漂洗方式（漂洗液的酸碱度、漂洗温度、漂洗时间等）；擂渍方式（擂溃温度、时间、速度等）[10-11]；环境因素（蛋白质浓度、pH 值、温度和离子强度）。2）凝胶方式：热诱导凝胶（水浴加热、欧姆加热、微波加热、射频加热）、超声波/微波辅助、超高压技术诱导等[16]。3）外源添加物：蛋白质（肌肉蛋白、非肌肉蛋白）、多糖（淀粉、纤维素、食用胶体）、脂质（动物脂肪、植物油脂）、无机盐、酚类物质、凝胶增强剂等[18]。其中，外源添加物对鱼糜及其制品凝胶特性的改善以及口感的提升效果显著，并且可以降低部分生产成本，因此受到国内外研究人员的广泛关注。

3 组分间相互作用及其对鱼糜凝胶特性的影响机制

鱼糜是一种多组分共存并相互作用的食品体系，组分间的相互作用是鱼糜凝胶三维网络结构形成的基础，并最终决定其产品的品质特性。结构影响功能，充分了解不同组分与鱼糜蛋白之间的互作机制，可以更加合理地使用外源添加剂来改善鱼糜的凝胶特性，也有助于开发新型的复合鱼糜制品以及凝胶增强剂。下面主要就三类生物大分子（蛋白质、多糖、脂质）以及小分子物质-多酚与鱼肉蛋白的相互作用对鱼糜凝胶特性影响的研究进展进行阐述和分析。

3.1 外源蛋白-鱼肉蛋白相互作用

鱼糜制品制作过程中，为了改善凝胶特性、增加风味成分以及降低生产成本，经常会添加一些外源蛋白。蛋白质的结构和分子质量决定了蛋白质的功能，蛋白质的浓度影响其在体系中的分散性和组织化，环境的pH 值和离子强度影响蛋白质的表面电荷和溶解度，从而影响蛋白质-蛋白质的相互作用。根据蛋白质间相互作用的方式不同，鱼糜生产中常用的外源蛋白可分为两类： 酶类蛋白和非酶类蛋白。

3.1.1 非酶类蛋白 非酶类蛋白与鱼肉蛋白之间主要存在两种作用方式： 一种是外源蛋白通过自身的凝胶作用与鱼肉蛋白发生交联，作为填充剂填补鱼糜凝胶网络中的空隙，从而使网络结构更致密，改善凝胶特性。关键点在于要选择适宜的蛋白添加浓度，浓度太高会稀释鱼肉蛋白的浓度，影响凝胶网络基质的形成；浓度太低则不利于两种蛋白之间产生相互作用。另外一种方式是一些外源蛋白可以作为内源性蛋白酶抑制剂，抑制蛋白酶对鱼肌原纤维蛋白的降解，防止凝胶劣化现象的发生。根据蛋白质的来源不同，非酶类蛋白又可以分为植物性蛋白和动物性蛋白。

1） 植物性蛋白 近年来，植物蛋白因具有多种生理活性以及较高的经济价值而得到人们的重视，通常作为营养强化剂或者脂肪及动物蛋白的替代物应用到鱼糜制品的加工中。添加植物蛋白不仅可以均衡鱼糜制品的营养价值，而且可以提高制品的凝胶强度。首先，它们可以作为鱼糜中的蛋白酶抑制。一般豆类种子分离蛋白中都含有内源性蛋白酶抑制剂，能够抑制蛋白凝胶的自溶现象，改善鱼糜的凝胶性能。Kudre 等[23]发现，黑豆分离蛋白和绿豆分离蛋白能有效抑制沙丁鱼鱼糜蛋白的水解，提高了鱼糜凝胶强度和保水性。其次，植物蛋白可以与鱼肉蛋白发生相互作用，在鱼糜蛋白凝胶中形成共凝胶或者在原有的基质结构上作为不连续的凝胶相，填补凝胶基质的空隙。在这种情况下，蛋白质与蛋白质的相互作用包括聚集、相分离和协同作用，这取决于蛋白质的特性、浓度、环境和加工技术。Dla 等研究了添加混合植物蛋白（大豆分离蛋白（SPI）+花生分离蛋白（PPI）、大米分离蛋白（RPI）+PPI、SPI+RPI）对肌原纤维蛋白（MP）凝胶微观结构、流变学性质和分子驱动力的影响，结果显示，SPI 自身可以形成较为均匀的凝胶结构，且SPI 的凝胶能力优于PPI 和RPI；将MP 与SPI+PPI 和SPI+RPI 混合后，凝胶结构变得更加致密、光滑，说明添加混合植物蛋白能够促进凝胶化，提高凝胶质量。植物蛋白凝胶和MP 与植物蛋白混合凝胶的分子驱动力主要是疏水相互作用和二硫键。面筋蛋白因其含有丰富的Gln 和Cys，在鱼糜内源性TGase 的催化下，与鱼肉蛋白发生交联反应，促进了鱼糜蛋白之间以及鱼糜蛋白与面筋蛋白之间的相互作用，有助于形成具有一定弹性的凝胶结构，进而提高了鱼糜凝胶的延展性和质构特性[24]，除此之外，面筋蛋白还可以与水形成富有黏弹性的网络结构来填补鱼糜凝胶结构的空隙，从而改善鱼糜的凝胶性能[25]。

2） 动物性蛋白 鱼糜中常添加的动物性蛋白包括动物肌肉蛋白（鸡肉、猪肉等）、动物血浆蛋白、乳清蛋白和蛋清蛋白等。添加动物肌肉蛋白可以增加混合鱼糜凝胶中肌原纤维蛋白的含量，促进蛋白质间的交联，使复合体系的网络结构更加紧凑，从而改善鱼糜的凝胶形成能力；另一方面，肌肉蛋白也可以作为交联剂，在混合过程中与鱼糜中的肌原纤维蛋白相互作用，通过氢键和疏水作用促进凝胶网络的形成。Wang 等[26]发现加入鸡胸肉后的未漂洗鱼糜凝胶比漂洗过的鱼糜凝胶网络结构更加均匀和致密，肌球蛋白重链和肌动蛋白的含量明显增加，凝胶的持水性和含水率显著提高。动物血浆中含有蛋白酶抑制剂和内源性转谷氨酰胺酶（ETG）酶，一方面可以抑制鱼糜内源性蛋白酶的活性并降低鱼糜凝胶的自溶；另一方面，血浆蛋白具有一定的凝胶能力，可以与鱼糜蛋白产生相互作用。与此同时ETG 催化肌原纤维蛋白分子以非二硫共价键的形式产生交联，形成致密的三维网络结构，提高鱼糜凝胶的形成能力[27]。研究证明[27]，猪血浆蛋白中特有的半胱氨酸蛋白抑制剂和牛血浆蛋白中的丝氨酸蛋白酶抑制剂能有效抑制鱼糜蛋白的降解，并且可以显著提高鱼糜的凝胶强度。Rawdkuen 等[31]研究发现乳清浓缩蛋白（whey protein concentrate，WPC）对大眼鲷、金线鱼和蜥蜴鱼鱼糜的凝胶自溶有抑制作用，随着WPC 浓度的增加，鱼糜凝胶的凝胶强度和持水力显著提高。

3.1.2 酶类蛋白 谷氨酰胺转移酶（transglutaminase，简称TGase）是鱼糜生产中最常用的一种酶类蛋白，它能够催化蛋白质中赖氨酸残基上的ε-氨基和谷氨酸残基上的γ-酰胺基发生转酰基反应，诱导蛋白质分子内和分子间生成ε-（γ-Glu）-Lys 共价键，发生交联反应，从而促进鱼糜蛋白凝胶网络结构的形成。虽然鱼肉中含有内源性的TGase 酶，但是含量极少，通常需要添加外源的TGase 酶来提高鱼糜凝胶的性能。Kurdre 等[32]研究了不同质量分数（0%～6%）的班巴花生分离蛋白（BGPI）与不同质量浓度（0，0.3，0.6 U/g 鱼糜）的微生物转谷氨酰胺酶（MTGase）对沙丁鱼（Sardinella albella）鱼糜凝胶特性的影响。加入MTGase 后，沙丁鱼糜凝胶的破断力和破断距离显著增大（P＜0.05），并且与BGPI 的浓度变化无关。随着BGPI添加量的提高，凝胶的白度略有下降，但MTGase的加入对白度没有显著的影响（P＞0.05）。电泳图谱显示，肌球蛋白重链随着MTGase 的加入而减少，证明MTG 酶促进了肌球蛋白之间的交联反应。Zhu 等[33]将阿拉斯加鳕鱼在25 ℃下进行超高压处理（HPP），加入MTGase 后，凝胶强度和形变性（断裂应力、应变）均高于其它测试组。并且添加MTGase 的处理组游离巯基（SH）基团减少，证明了蛋白质的聚合作用增强。经扫描电子显微镜观察，添加MTGase 后，鱼糜的凝胶结构变得更加平整、细腻。

图3 TGase 酶催化转酰胺反应机理[34]Fig.3 Mechanism of transamide reaction catalyzed by TGase[34]

3.2 多糖-鱼肉蛋白相互作用

多糖因其成本低、凝胶性能好，成为鱼糜制品加工中常用的一种外源添加物。根据水化作用不同，常用的多糖可以分为三类：淀粉（马铃薯淀粉、木薯淀粉、小麦淀粉、玉米淀粉、改性淀粉等）、食用胶体（魔芋胶、卡拉胶、明胶、果胶等）和纤维素（微晶纤维素，羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、纳米纤维素等）。多糖与蛋白质之间的相互作用是基于两种物质中不同的分子侧链、片段以及基团之间产生的静电相互作用、疏水相互作用、氢键、范德华力，二硫键等多种化学作用力以及生物大分子之间相互缠绕共同作用的结果。不同种类的多糖由于自身结构以及所带电荷不同，对鱼糜凝胶特性的影响也有所差异。

3.2.1 淀粉 淀粉的保水能力，以及其改善冻藏稳定性的能力，可以在不影响鱼糜凝胶特性的基础上代替部分鱼糜降低生产成本，故而成为鱼糜制品生产中应用最广泛的添加物之一。天然淀粉倾向于提高鱼糜的凝胶强度，而改性淀粉能提高凝胶制品的冻藏稳定性[36]。不同种类的淀粉对鱼糜凝胶特性的影响大不相同，一般来说，直链淀粉含量高的淀粉不易吸水膨胀，会产生脆性凝胶；支链淀粉含量高的淀粉容易吸水糊化，发生聚合反应形成弹性凝胶结构[36]。因此，在实际生产中常选用支链淀粉含量高的淀粉。

图4 多糖对MP 凝胶性能的影响[35]Fig.4 Effect of polysaccharides on MP gel properties[35]

淀粉可与鱼肉蛋白在加热过程中发生相互作用，首先鱼糜中的蛋白质变性展开，鱼肉蛋白之间相互作用，形成基本的凝胶网络结构。在糊化温度下，淀粉吸收鱼糜中游离的水分，溶胀形成半透明颗粒，此时可作为填充剂向凝胶基质施加压力，使凝胶网络结构更为致密，也在一定程度上提高了鱼肉蛋白的浓度和鱼糜凝胶的持水能力[38]。王丽丽等[39]比较了马铃薯淀粉、小麦淀粉和木薯淀粉对带鱼鱼糜凝胶特性的影响，发现木薯淀粉糊化温度低，在鱼糜-淀粉体系中能较早吸水溶胀，糊化充分，进而可提高体系的凝胶强度。Mi 等[40]研究表明，淀粉的加入能促进鱼糜凝胶的疏水作用，疏水基团的聚集能显著提高鱼糜凝胶网络结构的致密度，这可能是因为淀粉中的羟基或葡萄糖残基与肌原纤维蛋白残基交联，增加了疏水相互作用。同时，添加淀粉后，凝胶的凝胶强度、硬度、弹性、黏聚性、咀嚼性、WHC 和白度都得到了显著提高。

3.2.2 食用胶体 食用胶体是从植物和海藻中提取，或由微生物合成的具有高分子质量的多聚糖，在室温下可以通过氢键进行凝胶化，高温下氢键断裂进入流态化。蛋白质-食用胶体之间的相互作用主要是由蛋白质上带正电荷的基团与亲水胶体上的阴离子基团之间产生的静电相互作用。在热诱导凝胶过程中，亲水胶体可以作为填充剂或黏合剂分散在鱼糜蛋白凝胶基质中，并在重组结构中发挥其功能作用，影响鱼糜凝胶的结构和性质。Chen 等[41]研究了可得然胶、黄原胶、k-卡拉胶和明胶在不同添加水平下对鲢鱼鱼糜凝胶特性和蛋白质构象的影响。研究结果表明，添加低水平的可得然胶、k-卡拉胶或明胶均能显著提高鱼糜凝胶的凝胶强度、质构特性和保水性（WHC）（P＜0.05），但是随着黄原胶添加量的增加，鱼糜的凝胶强度和WHC 逐渐降低。可得然胶和k-卡拉胶的加入都显著提高了鱼糜凝胶的白度，但k-卡拉胶浓度达到5 g/kg 时，鱼糜凝胶的白度有所下降。随着可得然胶、k-卡拉胶或明胶浓度的增加，疏水相互作用和氢键含量先升高后降低，而离子键指数先降低后升高。根据拉曼光谱学分析数据，少量可得然胶或k-卡拉胶促进了鱼糜蛋白从α-螺旋到β-折叠的构象转变，导致了鱼糜凝胶特性的变化。扫描电镜图像显示，添加4 g/kg 可得然胶或2 g/kg k-卡拉胶的鱼糜凝胶网络结构最致密。以上研究结果表明鱼糜凝胶特性的变化与添加的食用胶体的种类和浓度密切相关。

图5 亲水胶体与鱼糜蛋白相互作用机制[42]Fig.5 Interaction mechanism between hydrophilic colloid and surimi protein[42]

3.2.3 纤维素 天然纤维素是自然界中含量最丰富的多糖，由于分子间存在大量氢键，影响了与其它物质的相互作用[43-44]。通过改性，纤维素可以作为稳定剂、保水剂、乳化剂等应用在肉制品加工中，以共聚物或填充物的形式影响蛋白质的三维网络结构，填补空隙，从而提高凝胶体系的热稳定性、凝胶强度和保水性。目前已在食品行业得到应用的纤维素及其衍生物有纤维素醚类（羧甲基纤维素（CMC）、羟丙基甲基纤维素（HPMC）、羟乙基纤维素（HEC）、羟丙基纤维素（HPC）等）、微晶纤维素（MCC）以及细菌纤维素（BC）、纳米纤维素（NC）、非晶态纤维素（AC）等。纤维素与蛋白质之间的相互作用主要是非共价作用力，包括静电相互作用（静电引力和静电斥力）、疏水相互作用、氢键、范德华力等。在中性条件下，蛋白质大多带负电荷，纤维素不带电荷或带负电荷，可以通过调节混合体系的pH 值和离子强度来改变两者间的静电相互作用性质和强度。鱼糜中的蛋白质和纤维素之间可能存在两种相互作用： 一是由于静电引力使鱼肉蛋白和纤维素之间相互吸引作用增强，易发生聚集，形成不溶性复合物（结合型相分离）；二是由于静电斥力或热力学不相容，混合体系发生相分离，形成两个不相容的富集相（离散型相分离）[45]。有研究表明，由于HPMC 的分子链上含有羟丙基和甲基基团，因此具有加热凝胶化，冷却熔融化的能力。添加HPMC 可以改善鱼糜的凝胶结构及其流变性能，增强鱼糜的表观黏度、流动稠度指数和屈服应力，同时降低了鱼糜的剪切稀化性能，提高了鱼糜的储能模量（G′），并且添加HPMC粉末比添加HPMC 溶胶能更有效地增强鱼糜蛋白网络结构的稳定性[46]。

3.3 脂质-鱼肉蛋白相互作用

脂类物质对肉制品的质地、多汁性、色泽和风味等特性有重要影响。然而，在鱼糜的生产过程中，为了提高肌原纤维蛋白的浓度，延长储存期，漂洗过程中通常会将鱼脂肪去除，与此同时也降低了产品的风味和口感。因此，通常在鱼糜产品加工过程中添加一些富含不饱和脂肪酸的外源性油脂来弥补鱼糜漂洗过程中脂质的流失，改良品质的同时保证凝胶特性不被降低。常用的油脂主要有玉米油、大豆油、花生油、椰子油等以及动物脂肪[47]。

在鱼糜凝胶形成过程中，油脂与蛋白质间主要存在两种作用力关系，首先是由静电引力作用形成界面蛋白膜的蛋白质间的相互作用；其次是油脂与界面蛋白膜间相互作用。最终形成油脂－界面蛋白膜－蛋白质基质乳化体系。而油脂的种类和pH 值等环境因素，通过影响油脂与蛋白质间作用力的形成，改变鱼糜凝胶的微环境和分子结构，进而影响鱼糜凝胶的理化性质。由于植物油脂较动物脂肪含有更多的不饱和脂肪酸，如今，对于营养与健康多方面的需要，通常使用植物油替代动物脂肪，降低鱼糜制品中饱和脂肪酸的含量。油脂可以改变鱼糜凝胶的微环境和分子结构，进而影响鱼糜凝胶的理化性质。Zhou 等[50]研究了不同浓度茶油对鱼糜凝胶理化性质和蛋白质二级结构的影响。随着茶油浓度（0～8 g/100 g 鱼糜）的增加，鱼糜凝胶硬度、白度、WHC、总可接受性、贮存模量（G′）、离子键和疏水相互作用指数显著增加（P＜0.05）。冷冻扫描电镜（Cryo-SEM）显示，油脂占据了蛋白质基质的空隙，并形成了较为坚固的结构。拉曼光谱学的研究表明，油脂浓度的增加改变了鱼糜蛋白的二级结构和局部环境，导致疏水相互作用和β-折叠含量增加，α-螺旋含量减少。相关性分析表明，鱼糜凝胶的硬度与α-螺旋含量呈负相关，与β-折叠含量和疏水作用呈正相关。Shao等[51]也曾报道，在加热过程中，乳状液体系中蛋白质-脂质和蛋白质-蛋白质相互作用导致β-折叠结构的增加。油脂的存在可以改变鱼糜蛋白质的微环境，引起疏水基团的暴露，疏水性侧链嵌入到油滴中，产生更强的脂质-蛋白质相互作用，进一步影响鱼糜凝胶的性能。

3.4 其它小分子物质-鱼肉蛋白相互作用

鱼糜生产过程中往往会发生一定程度的氧化，特别是油脂和水分含量较高的鱼糜制品，蛋白质的氧化会影响蛋白分子的交联、聚集，进而影响凝胶网络结构的形成。因此需要添加一定的抗氧化剂来抑制氧化反应的发生。多酚作为一种天然抗氧化剂，常被用于抑制肉制品的脂肪氧化及保鲜，除了抗氧化作用外，多酚还可以与蛋白质发生相互作用，修饰氨基酸侧链基团，改变蛋白质的结构及功能特性。有研究表明，向鱼糜中添加天然植物多酚尤其是氧化态多酚，能促进凝胶的形成并且可以显著提高鱼糜凝胶的凝胶强度和持水性[53]。多酚可以作为蛋白质交联剂来提高蛋白质凝胶制品的凝胶性能，目前已在肉制品行业中得到了应用，常用的有表没食子儿茶素没食子酸酯、白藜芦醇、茶多酚、咖啡酸，绿原酸等。影响蛋白质-多酚相互作用的两个主要因素是： 蛋白质的类型和酚类化合物的结构。酚类化合物可以通过非共价键和共价键与鱼肉蛋白相互作用，改变蛋白质的结构稳定性、聚集性和可溶性，导致其功能性变化[54]。多酚与鱼肉蛋白之间的非共价作用，通常包括疏水相互作用、氢键、范德华力和静电相互作用等[56]。黄渊等[58]研究发现，多酚与肌球蛋白之间为自发结合过程，并且表没食子儿茶素没食子酸酯和白藜芦醇与鲢鱼肌球蛋白的非共价相互作用主要是氢键和范德华力。多酚与鱼肉蛋白质的共价相互作用通常是一种不可逆的加成反应，相互作用的结果与酚类化合物的种类、溶解度和分子质量大小密切相关。酚类化合物在分子质量、甲基化、羟基化和糖基化程度上有所不同且随着分子质量的增加，酚类化合物与蛋白质的结合亲和力增加[59]。鱼肉蛋白与多酚的共价互作位点主要为氨基和巯基，多酚的酚羟基被氧化为醌类物质后与肌原纤维蛋白发生加成反应生成“氨基-醌”和“巯基-醌”，使肌原纤维蛋白游离氨基、总巯基水平显著降低，肌原纤维蛋白的二级结构和三级结构发生改变[60-61]。Feng 等[63]发现EGCG 和肌原纤维蛋白之间的共价交联形成了巯基醌和胺基醌加合物，促进了非二硫键聚合的形成。Tang 等也发现RA 的醌可以与含有巯基的化合物发生反应，形成了巯基醌加合物。Dai 等[65]阐明了迷迭香酸（RA）与肌球蛋白在凝胶形成过程中的相互作用。在30～40 ℃时，主要相互作用为疏水作用和氢键。在40～60 ℃时，肌球蛋白头部聚集减弱转变为尾部交联。在加热后期，部分氧化型RA 与肌球蛋白的巯基形成共价交联。RA 与肌球蛋白的相互作用促进了肌球蛋白结构的去折叠，导致肌球蛋白的α-螺旋含量降低，疏水基团暴露，加速了加热过程中肌球蛋白凝胶的形成并且提高了肌球蛋白凝胶的强度、保水性和弹性模量。因此，在鱼糜中添加多酚类物质可以作为交联剂促使肌原纤维蛋白交联，从而形成更稳固的凝胶结构，改善鱼糜凝胶特性。

图6 多酚与鱼糜蛋白相互作用机制[66]Fig.6 Interaction mechanism between polyphenol and surimi protein[66]

4 总结与展望

本文主要论述了多糖、蛋白质、脂质等生物大分子以及多酚等小分子物质与鱼肉蛋白之间的相互作用及其对鱼糜凝胶特性的影响。尽管目前国内外关于鱼糜凝胶特性及其影响因素的研究较多，但现有的相关研究仍多以鱼糜蛋白为单一凝胶主体、其它组分仅起物理填充效应或者协助作用的凝胶机理上。研究内容主要集中在不同外源组分对鱼糜蛋白凝胶性能的表观影响和凝胶条件优化等方面，对于鱼糜中大分子与大分子之间、大分子与小分子之间相互作用机理的研究仍不够深入全面，研究方法较为局限；关于不同种类外源添加物的复配使用及其相互间作用的研究也较少。在今后的研究中，可以借鉴其它学科的研究方法，利用一些先进的设备和手段，进一步探究不同组分间的相互作用对鱼糜凝胶特性的影响，创新发展新型鱼糜复合凝胶理论。另外，可以依据不同种类添加物之间的协同作用进行复配，开发新型的凝胶改良剂以及多组分复合鱼糜产品，促进行业的健康发展。