山东省、海南省重点研发计划|中国海洋大学赵元晖教授/副院长：热压鲟鱼软骨明胶对冻藏虾糜品质的改善及肌原纤维蛋白的影响

食品工业科技编辑部

2025-11-04

导读：欢迎投稿EI期刊《食品工业科技》www.spgykj.com

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入选中国科技期刊卓越行动计划

本文获山东省重点研发计划（2021SFGC0701）；海南省重点研发计划（ZDYF2022XDNY191）；海南省科技计划（2021CXLH0006）。

中国海洋大学食品科学与工程学院海洋食品加工与安全控制国家重点实验室，中国海洋大学三亚海洋研究院，荣成市日鑫水产有限公司，荣成市日晟水产有限公司的李子妍，陈泽凡，汤佳佳，徐永钦，赵元晖等人重点介绍了以下内容：

1. 虾糜制品的优势与冷冻问题：虾糜低脂高蛋白、风味佳，但冷冻会导致冰晶破坏组织结构，引发蛋白质降解、脂肪氧化，进而劣化凝胶品质。

2. 原纤维蛋白（MP）的关键作用：MP是虾糜凝胶的核心，冻藏中易因冰晶和氧化导致变性（如巯基减少、羰基增加），影响产品性能。

3. 抗冻剂的必要性：传统抗冻剂（如糖类）虽有效但存在健康风险，需开发新型抗冻剂。抗冻蛋白/多肽因抑制冰晶活性成为研究热点。

4. 明胶的潜力：热压鲟鱼软骨明胶（SCG）前期研究显示良好抗冻活性，可能通过延缓蛋白氧化、改善质构来保护虾糜冻藏品质。

5. 研究目标：探究SCG对冻藏虾糜的凝胶特性、品质及蛋白结构的影响，为水产品抗冻剂应用提供新思路。

摘要：为探究热压鲟鱼软骨明胶（gelatin prepared through hot-pressing of sturgeon cartilage，SCG）对虾糜肌原纤维蛋白（myofibrillar protein，MP）的冷冻保护作用，以期提高冻藏虾糜的品质稳定性。本研究将不同浓度的SCG（0%、0.5%和1.0%，w/w）添加到虾糜中，并与传统商业抗冻剂（4%蔗糖+4%山梨糖醇）进行对比。在虾糜冻藏0、15、30、45和60 d时，通过感官评价、质构、色差、持水性、pH、TVB-N、TBARs和蛋白含量系统地分析了虾糜及其凝胶的品质变化，并通过测定总巯基含量、活性巯基含量、羰基含量、二硫键含量、圆二色谱和内源荧光光谱，分析了虾糜MP在结构和功能完整性上的差异。结果显示，SCG的添加增强了虾糜的弹性和凝胶强度，优化了感官属性，并提高了持水性。同时，SCG能够减缓冻藏过程中MP的氧化，不仅减少了氧化标记物羰基的含量，还增加了抗氧化相关的总巯基和活性巯基含量。在0.5%的添加量下，SCG对虾糜凝胶特性的改善及MP氧化抑制效果最佳，且优于传统商业抗冻剂。经60 d冻藏后，添加0.5% SCG的虾糜凝胶相比添加商业抗冻剂在弹性和凝胶强度上分别提升了43.30%和14.36%，持水性增加了12.73%，MP总巯基和活性巯基含量分别增加了12.90%和34.39%，羰基含量降低了27.08%，Ca²⁺-ATPase活性增加了21.21%（P<0.05）。综上所述，添加0.5% SCG具有与商业抗冻剂相当的抗冻效果，能有效减缓虾糜在冷冻过程中的蛋白变性，并维持其良好品质。

PART.01

结果

本章节重点研究了热压鲟鱼软骨明胶（SCG）对冻藏虾糜品质及肌原纤维蛋白（MP）的影响，主要结论如下：

1.感官品质：添加0.5% SCG的虾糜在60天冻藏后感官评分下降最小，综合表现最佳，优于商业抗冻剂组。其能延缓凝胶口感劣化（保持爽滑Q弹），抑制色泽变黄，并保留风味物质。

2.质构特性：0.5% SCG显著减缓虾糜硬度、弹性和凝胶强度的下降，效果与商业抗冻剂相当。其机制包括抑制冰晶破坏MP结构、通过亲水基团稳定凝胶网络，但过量添加（1.0%）会因干扰蛋白交联而降低性能。

3.色泽与氧化稳定性：0.5% SCG有效维持虾糜亮度（L*值），抑制红度（a*值）和黄度（b*值）上升，延缓蛋白质和脂肪氧化（TBARs值最低），且TVB-N值（7.87 mg/100 g）显著低于其他组，表明其抗氧化和抑菌作用。

4.蛋白质保护作用、结构完整性：0.5% SCG组盐溶蛋白含量、巯基保留率最高，二硫键和羰基生成量最少，Ca-ATPase活性下降幅度最小（仅59.2%），表明其能显著抑制MP变性。

5.二级/三级结构：圆二色谱显示0.5% SCG组α-螺旋含量（21.3%）显著高于其他组；荧光光谱证实其减少色氨酸暴露，维持MP三级结构稳定性。

6.持水性与冰晶抑制：0.5% SCG通过亲水基团结合水分，持水性（82.53%）显著高于空白组（62.29%），并抑制冰晶生长，减少汁液流失。

综上，0.5% SCG通过多重机制（抑制冰晶、抗氧化、稳定蛋白结构）综合延缓虾糜冻藏劣变，效果优于商业抗冻剂，而过量添加（1.0%）可能因干扰蛋白交联产生负面影响。

图 1 冻藏过程中虾糜的感官品质变化

Fig.1 Changes in sensory evaluation of shrimp surimi during freezing process

注：a~e分别为0、15、30、45、60 d的感官评价。

图 2 冻藏过程中虾糜的质构变化

Fig.2 Changes in texture of shrimp surimi during freezing storage

图 3 冻藏过程中虾糜的色差变化

Fig.3 Changes in color of shrimp surimi during freezing storage

图 4 冻藏过程中虾糜的品质变化

Fig.4 Quality changes of shrimp surimi during freezing storage process

图 5 冻藏过程中虾糜的MP结构与功能完整性的变化

Fig.5 Changes in MP structure and functional integrity of shrimp paste during freezing storage

图 6 冻藏过程中虾糜MP的二级结构变化

Fig.6 Secondary structural changes of shrimp surimi MP paste during freezing storage

注：a：空白组圆二色谱图；b：空白组二级结构含量；c：商业抗冻剂组圆二色谱图；d：商业抗冻剂组二级结构含量；e：0.5% SCG组圆二色谱图；f：0.5% SCG组二级结构含量；g：1.0% SCG组圆二色谱图；h：1.0% SCG组二级结构含量。

图 7 冻藏过程中虾糜MP的荧光强度变化

Fig.7 Fluorescence intensity changes of shrimp mince MP during freezing process

注：a：空白组；b：商业抗冻剂组；c：0.5% SCG组；d：1.0% SCG组。

PART.02

结论

本章节重点： 1. SCG（热压鲟鱼软骨明胶）作为新型抗冻剂，可延缓虾糜冻藏过程中的冰晶生长、抑制蛋白与脂肪氧化，并保持肌原纤维蛋白（MP）稳定性。 2. 添加0.5% SCG能提升虾糜持水性、弹性等物理特性，减缓色泽劣变，维持感官品质，但整体效果仍逊于商业抗冻剂。 3. 研究为虾糜冷冻保护及SCG在水产品中的应用提供理论依据，未来需通过修饰改性提升其抗冻性能。 4. SCG有望发展为绿色抗冻剂，推动食品保鲜技术进步。

PART.03

思维导图

引用本文：李子妍，陈泽凡，汤佳佳，等. 热压鲟鱼软骨明胶对冻藏虾糜品质的改善及肌原纤维蛋白的影响[J]. 食品工业科技，2025，46（19）：336−346. doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2024090243.

Citation：LI Ziyan, CHEN Zefan, TANG Jiajia, et al. Improvement of Frozen Shrimp Surimi Quality by Gelatin Prepared through Hot-pressing of Sturgeon Cartilage and Its Effects on the Myofibrillar Protein[J]. Science and Technology of Food Industry, 2025, 46(19): 336−346. (in Chinese with English abstract). doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2024090243.

通信作者简介

赵元晖，男，博士，教授，副院长，研究生导师。美国康奈尔大学访问学者，山东省食品科学技术学会常务理事，山东省生物发酵产业协会和山东省特殊医学用途配方食品产业技术创新战略联盟理事，山东省学校食品安全工作专家委员会专家。主要研究方向为水产资源的精深加工与综合应用开发。近五年作为主要完成人先后承担30余项国家、省市级科研项目和横向课题。以通讯作者发表SCI论文50余篇，以主要发明人授权发明专利20余项。主编《走进鲟鱼》、《神奇的牡蛎》，参编《Marine Proteins and Peptides》等专著，参与制定团体标准2项。入选2021年连云港市“花果山英才计划”、2023年“江苏省双创人才”、2023年“杭州市钱江特聘专家”，获2021年中国商业联合会全国科学技术奖特等奖（第一完成人）等省部级奖项7项。