安徽科技学院Xinxin Yan等在Food Chemistry :X期刊上发表了《Optimizing preparation of low-NaCl protein gels from goose meat and understanding synergistic effects of pH/NaCl in improving gel characteristics》 （通讯作者：Zongyuan Zhen）
背景
中国是世界上最大的鹅肉生产国。鹅肉富含蛋白质，但其纤维相对粗糙，所以从鹅肉中制备蛋白质凝胶与其他传统方法相比更具挑战性。肉制品加工中肌肉蛋白溶解度的多少取决于NaCl和少量复合磷酸盐的组合。然而，高钠产品对人体健康有害，增加了消费者患高血压或心血管疾病等慢性疾病的风险。相比之下，MgCl2具有更类似于NaCl的咸味；同时，Mg2+有利于降低血压。因此，本研究以鹅肉为原料，通过添加MgCl2制备低NaCl蛋白凝胶，并利用响应面法研究了时间、温度、MgCl2、pH、NaCl浓度等参数对蛋白凝胶性能的影响。同时，基于最佳参数，本文解释了pH和NaCl的协同作用如何影响蛋白质的微观结构、二级结构和水分分布。研究结果表明，通过调整pH值，可以降低蛋白凝胶中的NaCl含量，减轻低钠含量对凝胶性能的不利影响，为鹅肉生产高质量的低NaCl蛋白凝胶产品提供了理论框架。
摘要
本研究探讨了用MgCl2部分取代NaCl制备鹅肉凝胶产品的可行性。此外，通过分析其二级结构、微观结构和水分分布特性，探讨了不同pH值和NaCl浓度之间的协同相互作用对凝胶结构和特性的影响。结果表明，在最优条件下可用MgCl2部分取代NaCl制备鹅肉凝胶产品，最优条件如下：NaCl（0.83 mol/L）、pH（7.3）、MgCl 2（0.04 mol/L）、加热温度（79℃）、加热时间（20 min）和固液比（1:3）。此外，pH值对凝胶结构和特性的影响比NaCl浓度更显著。因此，我们的优化工艺可以减少凝胶制品中NaCl的使用，同时通过降低pH值改善低NaCl凝胶制品的特性，为鹅肉生产低NaCl蛋白凝胶制品奠定坚实的理论基础。
研究成果
图1 不同MgCl2浓度、NaCl浓度、pH、料液比、加热温度和时间对鹅肉中盐溶性蛋白凝胶强度和持水能力的影响
图2 响应面图显示了鹅肉盐溶性蛋白凝胶参数之间的显著相互作用。响应面分析显示，3种交互作用显著(p < 0.05)。a, pH值和NaCl浓度相互作用对凝胶强度的影响;b, MgCl2浓度与加热温度相互作用对凝胶强度的影响;c, MgCl2浓度和NaCl浓度相互作用对持水能力的影响
图3 pH值和NaCl浓度对盐溶性蛋白凝胶特性的协同作用。A组代表响应面测试结果的最佳条件。P1组和P2组分别代表低pH值和高pH值条件。N1组和N2组分别代表低NaCl和高NaCl条件
图4 不同pH/NaCl组合下蛋白质凝胶二级结构的差异。A组β-折叠含量最高;P1组β-折叠含量最低;P2组α-螺旋含量最低;N1组β-转角含量最高;而N2组四组分的比例相对均匀。结果以均数±标准差表示(三次重复)。同一图例中不同小写字母表示处理间差异有统计学意义(p < 0.05)
图5 不同pH/NaCl条件下鹅肉盐溶性蛋白凝胶横向弛豫时间T2及水分分布的变化。
观察到T2b (0.1-1 ms)、T21 (1-10 ms)、T22 (10-200 ms)和T23 (>200 ms)四个不同的峰。T2b、T21为结合水;T22表示不易流动水(a);T23为自由水。A组的弛豫时间较短(A)，并且与较高的不易流动水百分比相关(b)。结果以均数±标准差表示(三次重复)。同一图例中不同小写字母表示处理间差异有统计学意义(p < 0.05)
图6 不同条件下蛋白质凝胶的微观结构
A组结构致密均匀，孔径小;P1组凝胶孔隙较大;P2组结构缺陷明显;N1组凝胶网络结构密度较小;N2组呈现相对不连续的凝胶结构。N1组凝胶结构比P1和P2组致密
结论
在本研究中，利用MgCl2部分替代NaCl生产鹅肉盐溶性蛋白凝胶。通过一系列实验确定了最佳工艺条件：NaCl (0.83 mol/L)、pH(7.3)、MgCl2 (0.04 mol/L)、加热温度(79℃)、加热时间(20 min)、料液比(1:3)。在此参数下，凝胶强度为113±6 g, 持水能力为96.15±2.54%，与模型预测值吻合较好；内部组织更加稳定，持水能力增强。此外，我们在不同pH和NaCl浓度下进行对比分析表明，这两个因素都有助于密集凝胶网络结构的形成。这主要是通过将α-螺旋结构转化为β-折叠结构，并通过增加凝胶中不易流动水的比例来实现的。协同效应分析表明，当pH和NaCl浓度低于最优条件时，凝胶特性基本一致，说明调节pH可以进一步降低NaCl的用量。综上所述，MgCl2可部分替代NaCl制备低NaCl鹅肉蛋白凝胶，调节pH可增强低NaCl条件下蛋白凝胶的结构和特性。本研究为鹅肉生产优质低钠蛋白凝胶奠定了理论基础。进一步的研究可以集中在探讨不同MgCl2和NaCl配比对鹅肉凝胶质构和营养特性的影响。此外，调查消费者对这些低盐凝胶的接受程度及其在各种烹饪环境中的潜在应用，可以为食品工业提供有价值的见解。
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原文链接
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Yan, X., Xie, M., Hu, Z., Li, J., Zheng H., Xie, N., & Zhen, Z. (2024).Optimizing preparation of low-NaCl protein gels from goose meat and understanding synergistic effects of pH/NaCl in improving gel characteristics. Food Chemistry: X, 22, 101333.
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文字：成思雨
校编：赵 雪
排版：陈天龙
审核：李春保
