Food Hydrocolloids| 负载 EGCG-WPH 纳米乳液的肌原纤维蛋白打发凝胶：理化特性与冻融稳定性的提升
近日，青岛农业大学团队在《Food Hydrocolloids》期刊上发表了题为《EGCG-WPH nanoemulsion-filled myofibrillar proteins whipping gels: improved physicochemical and freeze-thaw stability》的研究性论文（一区，IF：12.4）。该研究以鲢鱼肌原纤维蛋白为基材，构建负载表没食子儿茶素没食子酸酯 - 乳清蛋白水解物纳米乳液的复合凝胶，系统探究不同添加量（0、3、4、5、6%）对凝胶白度、持水性、质构、分子间作用力及微观结构的影响，同时评估三次冻融循环后的稳定性。结果表明，添加该纳米乳液可显著提升凝胶白度、持水性与硬度，5% 添加组在冻融后仍保持最小硬度降幅与最稳定的网络结构，其保护机制源于 EGCG 的多羟基结构增强离子键与氢键作用，并抑制冻融导致的蛋白结构破坏。该研究从分子与微观层面阐明了纳米乳液对肌原纤维蛋白凝胶的抗冻保护机制，为冷冻鱼糜制品品质提升提供了新思路。
鱼糜制品因营养与质构优势成为水产加工主流产品，随着海水鱼类资源减少，鲢鱼成为优质替代原料。冷冻是鱼糜储运的关键技术，但冷链波动引发的反复冻融会形成冰晶，破坏肌原纤维蛋白（MPs）结构，导致其氧化变性、聚集，进而劣化凝胶质构、持水性与感官品质。传统蔗糖、山梨醇等防冻剂虽有效，但存在高甜、高热量缺陷。现有研究表明，表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）可与蛋白作用增强凝胶特性，乳清蛋白水解物（WPH）能保护蛋白结构，纳米乳液递送体系可提升多酚稳定性，然而将 EGCG-WPH 纳米乳液用于增强肌原纤维蛋白凝胶冻融稳定性的研究仍较为缺乏。为此，本研究构建复合凝胶，系统解析其作用机制，为开发低糖、高品质冷冻鱼糜提供理论支撑。
EGCG-WPH 纳米乳液在 4℃储存、低温及一定 NaCl 浓度条件下，粒径、分散性与电位均保持稳定，仅高温会导致粒径增大，可稳定应用于肌原纤维蛋白凝胶体系。
添加 EGCG-WPH 纳米乳液可使凝胶白度从 78.4 提升至 84.6，持水性由 40.4% 提高至 59.9%，硬度从 316g 增至 347g，蒸煮损失显著降低，整体品质得到明显优化。
三次冻融循环后，5% 组凝胶持水性基本保持不变，硬度降幅最小，离子键、氢键损失最少，疏水作用上升幅度最低，结构稳定性显著优于其他组。
EGCG 的多羟基结构与肌原纤维蛋白形成更强离子键和氢键，强化蛋白网络；冻融过程中可抑制蛋白过度解聚与疏水基团暴露，维持凝胶结构完整。
SEM 与 CLSM 显示，添加 4%–6% 纳米乳液的凝胶在冻融后仍保持连续致密的三维网络，孔隙均匀无塌陷，与理化指标变化规律一致。
Fig. 1. Particle size and PDI of EGCG-WPH nanoemulsions (0.5%, w/v) under environmental stress. (a) Particle size, PDI, and (b) zeta potential of nanoemulsions stored at 4 °C for 30 d; (c) Nanoemulsions treated at different temperatures (−18, 30, 50, 70, and 90 °C) for 1 h; (d) and (i) Nanoemulsions treated at different NaCl concentrations (0, 50, 100, 150, and 200 mmol/L) for 1 h, 25 °C; (e) Nanoemulsions treated at different power (300, 400, 500, and 600 W) for 4 min; (f) Nanoemulsions treated at different time (2, 4, 6, and 8 min) for the power of 500W; (g) Optical microscope (100 × ) and (h) CLSM images (20 × ) of EGCG-WPH nanoemulsions (0.5%, w/v). Note: Different lowercase letters (a-e) represent statistically significant differences between sample groups (p < 0.05).
Fig. 2. Cooking loss (a) and water-holding capacity (b) of composite gels (0, 3, 4, 5, and 6%, v/v, 0.5% EGCG-WPH nanoemulsion) before (F-T0) and after (F-T3) three freeze-thaw cycles (−18 °C/48 h, 4 °C/12 h). Note: Distinct lowercase letters (a-j) indicate statistically significant differences among the samples at the 5% significance level. F-T0, before three freeze-thaw cycles; F-T3, after three freeze-thaw cycles; CL, cooking loss; WHC, water-holding capacity.
Fig. 3. Effect of (a) temperature, (b) frequence and (c) shear strain on storage modulus (G′) and loss modulus (G″) of EGCG-WPH filled MPs composite gels (0, 3, 4, 5, and 6%, v/v, 0.5% EGCG WPH nanoemulsion).
Fig. 4. Changes in ionic bonding (a), hydrogen bonding (b), hydrophobic bonding (c) of EGCG-WPH composite gels (0, 3, 4, 5, and 6%, v/v, 0.5% EGCG-WPH nanoemulsion) before (F-T0) and after (F-T3) freeze-thaw cycles (−18 °C/48 h, 4 °C/12 h). Note: Distinct lowercase letters (a-j) indicate statistically significant differences among the samples at the 5% significance level. F-T0, before three freeze-thaw cycles; F-T3, after three freeze-thaw cycles.
Fig. 5. (a) SEM images (300 × ), (b) optical microscope (100 × ) and CLSM images (20 × ) of composite gels (0, 3, 4, 5, and 6%, v/v, 0.5% EGCG-WPH nanoemulsion) before (F-T0) and after (F-T3) three freeze-thaw cycles (−18 °C/48 h, 4 °C/12 h). Note: F-T0, before three freeze-thaw cycles; F-T3, after three freeze-thaw cycles.
https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2026.112671
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