闽南师范大学费鹏老师课题组在《Food Chemistry》期刊（IF=9.8）上发表题为“Study on the high viscosity and gel-prone properties of glycine-amidated pectin and its regulatory role on the freeze-thaw stability of sea bass surimi”文章，主要探讨了通过超低温酶法（-5°C）制备的甘氨酸酰化果胶（Gly-Pe）的理化特性及其在海鲈鱼糜冻融稳定性中的保护机制。研究以酶促酰化改性为切入点，系统表征了Gly-Pe的结构变化（如分子链柔性增强、结晶结构破坏），并评估其在酸性、低剪切条件下粘度可达原果胶（Na-Pe）1000倍的优异性能，以及在冻融循环中对鱼糜质构的调控作用。核心创新在于Gly-Pe通过牺牲部分动态刚性增强静态承载能力，实现选择性结构重组，为开发新型天然冷冻保护剂提供了理论基础。

一、研究背景
天然果胶因其分子结构限制，存在功能特性不足的问题，例如：高甲氧基果胶需要高酸高糖才能凝胶，而其溶液粘度相对较低，限制了在高粘性食品体系中的应用。化学改性（如酰胺化）可以改善这些缺陷，但往往条件苛刻。因此，温和的酶法改性成为趋势。此外，冷冻储存会严重损害鱼糜制品的蛋白质网络结构，导致凝胶强度和质地软化。传统的冷冻保护剂（如山梨醇、磷酸盐）常需要高浓度添加并影响口感。本研究基于酰胺化果胶同时具备增强分子间作用力和提高分子链柔韧性的双重特性，假设其在冻融胁迫下能够通过适应性结构调整，实现与传统保护剂不同的独特保护效果。

二、研究方法
甘氨酸酰胺化果胶的制备与表征
研究采用改进的超低温（-5°C）酶法制备Gly-Pe，以木瓜蛋白酶作为催化剂，在L-半胱氨酸盐酸盐和EDTA激活下进行酰胺化反应，成功获得了12.77%接枝率的Gly-Pe。利用 HNMR、13CNMR、FTIR、XPS和XRD等多种技术对天然果胶和酰胺化果胶的结构进行了全面表征。

天然果胶和甘氨酸酰胺化果胶的动态粘度测定

将经过不同条件依赖行为（pH、溶液浓度、Ca2+、温度）处理的天然果胶和氨基酸酰胺化果胶溶液置于60°C水浴中，磁力搅拌20分钟直至完全溶解。根据需要添加3 mol/L NaOH 或HCl来控制pH值。通过添加CaCl2引入钙，并在添加钙后调整pH以确保其在整个过程中保持稳定。冷却至室温后，使用RH-20流变仪（上海保圣实业发展有限公司，中国上海）在不同转速下测量样品的动态粘度，该仪器使用旋转主轴测量动态条件下的粘度。

鱼糜样品评价
鱼糜的流变特性使用流变仪进行频率扫描和温度扫描测定，以获取储能模量 (G') 和损耗模量 (G'')。此外，还测定了鱼糜凝胶的质构特性（弹性、内聚性、咀嚼性、胶粘性）、保水性（WHC）和热失水率。

三、结果与讨论（部分）
保圣RH20流变仪测定的结果表明，Na-Pe和Gly-Pe溶液均表现出剪切稀化流体行为，但Gly-Pe在所有测试条件下均表现出显著增高的粘度，在特定最优条件下（pH 3，6%）浓度，低剪切速率）粘度甚至达到了Na-Pe的1000倍。这种增强归因于酰胺基团的引入，其通过增强氢键和疏水力，促进了更稳定、更紧密的分子网络结构，并使得Gly-Pe在不依赖Ca2+的情况下也能保持适中的粘度，拓宽了其应用范围。

图1. Na -Pe和Gly-Pe的粘度随条件的变化行为。A和B：pH依赖性行为；C和D：溶液浓度依赖性行为；E和F：Ca 2+浓度依赖性行为；G和H：温度依赖性行为。

在鱼糜应用中，Gly-Pe-S展现了独特的“选择性结构重组”保护机制。虽然流变仪测得的储能模量 (G')随着冻融循环的增加略有下降（表明动态刚度降低），但这一变化却是网络进行“刚柔平衡调整”的表现。在宏观质构测试（大形变静态强度）中，Gly-Pe-S经过4次冻融后，咀嚼性和胶粘性保留率分别达到340%和385%，远超对照组和Na-Pe-S。这种优异的承载能力源于Gly-Pe在冻融过程中形成的有序的空间异质结构（致密的承载区域和疏松的缓冲区域协同作用）。然而，这种优化伴随着水分保持力（WHC）的最大程度下降（从 95.22%降至80.61%)，这被解释为“牺牲-增益”的权衡机制：牺牲水储存能力以换取增强的机械稳定性和应力传递性能。

四、结论
本研究证实了超低温酶法制备的甘氨酸酰胺化果胶具有极佳的增粘和凝胶特性，在特定条件下粘度可提升千倍。更重要的是，它在鱼糜冻融稳定性方面表现出卓越的保护作用，其机制在于“选择性结构重组”，通过优化网络结构的刚柔平衡，牺牲了部分动态刚度和水分保持力，却换来了优异的大形变静态承载能力（即咀嚼性和胶粘性）。尽管保水性的降低是其应用局限之一，但该研究为利用酰胺化多糖开发出能通过适应性结构调整来提供冷冻保护的新型天然食品配料开辟了新途径

https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2025.146206