鱼糜制品加工过程中，肌原纤维蛋白（MP）的功能特性对鱼糜制品的品质特性至关重要，NaCl（2%～3%）可充分溶解MP以发挥其功能特性。然而，过量摄入钠盐会引发高血压等一系列疾病严重威胁人类健康。为此，世界卫生组织近年来一直倡导消费低钠盐食品。一般来说，低钠盐肉糜制品要求钠盐含量低于2.5%。但直接减少鱼糜制品中钠盐使用量会导致其品质与贮藏性能等的劣变。因此，肉糜制品减盐与质量劣变之间的矛盾是肉类工业领域亟需解决的一大难题。

福州大学生物科学与工程学院的陈旭、陈惠敏、汪少芸*等以鲷鱼MP为研究对象，以添加3% NaCl为对照组，以0.5%～1.5%（m/m）的人体必需金属盐（如CaCl₂、MgCl₂和KCl）替代NaCl为实验组，从宏观到微观的层面揭示CaCl₂、MgCl₂和KCl部分替代NaCl对热诱导MP凝胶性能的影响，为低钠盐鱼糜凝胶制品的生产提供理论依据。

1、凝胶强度分析

如图1所示，CaCl₂替代组和MgCl₂替代组的凝胶强度均小于对照组，MgCl₂替代质量分数为1.0%时，凝胶强度显著降低了33.4%（P＜0.05）。KCl替代组的凝胶强度随着替代比例的增大逐渐增强，替代比为1.5%时，MP凝胶强度与对照组相比增强了16.9%。这说明K⁺对MP凝胶强度的影响与Na⁺相似，且在一定浓度范围内可促进MP展开，促进三维凝胶网络结构形成，提高了凝胶质量。但对于二价金属离子而言，Mg²⁺和过高浓度的Ca²⁺可能会引起蛋白质聚集，阻碍肌球蛋白的交联，导致凝胶强度降低，这与之前的研究结果类似。

2、凝胶微观形貌分析

由图2A、B、E、H可知，CaCl₂、MgCl₂和KCl以低质量分数（0.5%）替代时，形成的凝胶微观结构与3%NaCl对照组相似。随着替代比例增大，CaCl₂替代组凝胶表面不再致密，开始变得粗糙无序，并且出现了纤维丝中断的现象，因此凝胶强度下降。较高质量分数的MgCl₂也使MP凝胶呈现更无序、更聚集的结构，导致凝胶强度下降。而KCl的替代对MP凝胶网络结构影响较小。热诱导过程中，脂肪颗粒和水分子精细分布在形成的胶体体系中，稳定了MP凝胶微观结构，增强了凝胶强度。较高浓度的NaCl可以使MP单体的解离程度增强，并且发生有规律的分子重排，形成有序均匀的网状结构，而不同氯盐的加入与MP产生交联可能会引起凝胶微观结构的变化，从而导致凝胶特性的改变。

3、凝胶持水力分析

如图3所示，0.5%～1.5%的替代质量分数范围内，用KCl替代NaCl对凝胶持水力无显著影响（P＞0.05），这与之前的报道一致，即KCl对于肉制品的保水性没有显著影响。这是因为钠盐和钾盐均是一价盐，具有相似的理化性质，因此添加NaCl或KCl的肉糜性质基本相似。但同样的替代质量分数下，CaCl₂替代NaCl后，MP凝胶的持水力有所降低，这可能是因为Ca²⁺的存在会诱导蛋白过度聚集导致凝胶网络中的水分被挤出，从而降低凝胶的持水性。对于MgCl₂替代而言，低质量分数（0.5%）替代组的凝胶持水力与对照组相比无显著差异（P＞0.05），扩大替代比例，凝胶的持水能力增强。MgCl₂替代质量分数达到1.5%时，MP凝胶的持水力达到了94.4%，这与谢婷婷等的研究结果一致，这可能是Mg²⁺在肽链之间发生交联，促进凝胶网络对水分子的截留。

4、流变学特性分析

由图4可知，25～80 ℃升温范围内，CaCl₂替代组、MgCl₂替代组和KCl替代组的流变行为与3% NaCl对照组的变化规律类似。随着不同氯盐替代质量分数的增大，CaCl₂替代组和MgCl₂替代组的G＇首次达到峰值的温度在依次降低，而KCl替代组与对照组无明显差异。温度从50 ℃升高到80℃时，增加替代比例，CaCl₂和MgCl₂替代组的G＇降低，而KCl替代组的G＇远大于对照组。

5、SDS-PAGE分析

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观察图5中SDSPAGE条带的变化，发现随着替代比例增加，CaCl₂替代组和MgCl₂替代组的条带颜色逐渐变浅。CaCl₂替代比例大于0.5%时，CaCl₂替代组的肌球蛋白重链，肌动蛋白和原肌球蛋白条带几乎消失。该结果与汤晓艳等的研究结果一致，即随着CaCl₂浓度升高，MP降解程度增加。MgCl₂替代比例大于1.0%时，肌球蛋白重链条带也几乎消失。有研究表明肌球蛋白和肌动蛋白的降解主要与蛋白酶相关。其中，钙离子可通过促进内源性肌原纤维降解酶（钙激活酶I和II）的活性诱导肌原纤维断裂，而镁离子可通过促进μ-钙蛋白酶的表达从而促进肌肉的降解。因此，蛋白条带丢失的原因可能是较高质量分数的CaCl₂和MgCl₂诱导MP中肌球蛋白和肌动蛋白的降解，使电泳条带强度减弱。

6、内源性荧光光谱分析

由图6可知，随着替代比例增加，CaCl₂、MgCl₂和KCl替代组的最大内源性荧光吸收峰均发生了蓝移现象，这表明Ca²⁺、Mg²⁺和K⁺的添加可能导致暴露的疏水基团发生聚集或重新结合，从而使色氨酸残基的微环境疏水性增强，极性减弱。与对照组相比，1.5% CaCl₂、MgCl₂以及1.0% KCl的替代使最大荧光强度从2.5×10⁶分别增强至2.8×10⁶、2.7×10⁶、2.6×10⁶。但0.5% CaCl₂、KCl和1.0% MgCl₂替代NaCl后，最大荧光强度均有所降低。

7、表面疏水性分析

如图7 所示。与对照组相比，CaCl₂替代组和MgCl₂替代组的表面疏水性均显著增强（P＜0.05），而KCl替代组的表面疏水性显著减弱（P＜0.05）。CaCl₂和MgCl₂对MP表面疏水性的影响可能是因为Ca²⁺和Mg²⁺的存在降低了非极性氨基酸向水中转移所需的自由能，从而削弱了分子内部的疏水相互作用，促进了蛋白质的展开及疏水氨基酸残基的暴露，即二价离子可诱导疏水氨基酸暴露，从而导致MP分子间疏水相互作用增强。

8、巯基含量分析

如图8所示，随着替代比例增加，CaCl₂替代组和MgCl₂替代组的总巯基和活性巯基含量均显著减少（P＜0.05）。CaCl₂和MgCl₂的替代质量分数为1.5%时，与对照组相比，总巯基含量分别降低了22%和42%，活性巯基含量分别降低了24.9%和45.9%。巯基含量的降低通常意味着二硫键的形成。

结论

3 种人体必需金属盐（CaCl₂、MgCl₂和KCl）替代NaCl对MP凝胶特性的影响研究中发现，在0.5%～1.5%替代范围内，KCl的替代增强了MP凝胶强度和流变学特性，持水力与对照组相比无显著差异；CaCl₂组在1.5%替代质量分数时凝胶强度显著下降（P＜0.05），持水力呈先下降后上升趋势；而MgCl₂的替代改善了凝胶的持水力，但降低了凝胶强度。这种差异是因为CaCl₂、MgCl₂和KCl的替代对MP构象产生了不同影响。其中，KCl的添加降低了MP表面疏水性，但总巯基和活性巯基含量总体趋势变化不大，可阻止MP过度聚集并维持MP结构稳定性，有利于形成稳定的凝胶；而CaCl₂和MgCl₂的添加，促进了纤维蛋白的降解，增大了MP的表面疏水性，同时减少了总巯基和活性巯基含量，促进二硫键的生成，有利于形成持水力强的凝胶。因此，KCl替代钠盐适用于制备弹性较好的鱼糜制品，而MgCl₂替代钠盐适用于制备多汁性鱼糜制品。综上所述，本研究使用人体必需金属盐（KCl、CaCl₂和MgCl₂）部分替换钠盐的策略既实现了减盐的目的，又为调控鱼糜制品品质特性并满足不同产品需求提供了可能。因此，用部分人体必需金属盐替代NaCl是开发低钠鱼糜产品的潜在新途径，也为减盐鱼糜制品的深度开发提供参考。

通信作者简介

福州大学海洋科学技术研究院 院长

汪少芸，博士、二级教授、博士生导师，福州大学生物科学与工程学院执行院长，美国威斯康星大学（UW-Madison）和加州大学戴维斯分校（UC-Davis）博士后，入选国家“万人计划”科技创新领军人才、科技部中青年科技创新领军人才、省A类高层次人才、省高层次创新人才、省科技创新领军人才。兼任中国食品科技学会理事、福建省健康工程学会副理事长、福建省食品科技学会副理事长，Food Science and Human Wellness、Journal of Future Foods、Hans Journal of Food and Nutrition Science、《食品科学》、《食品工业科技》编委，Food Science of Animal Products科学主编，《中外食品技术》首批翻译专家。主持省部级以上项目30余项，编写著作8 部，授权发明专利69 件，发表学术论文300 篇，其中SCI/EI收录230 篇。主持的成果获国际ICOFF学术大会奖、中国产学研合作创新成果一等奖、全国食品产学研优秀科研成果一等奖、中国化工联合会科技进步一等奖、省科技进步一等奖、省科技进步二等奖、省自然科学二等奖。获宝钢优秀教师奖、省优秀教师奖、省优秀科技工作者奖、卢嘉锡优秀导师奖和教学名师奖。受邀担任教育部“长江学者”特聘教授和国家自然科学基金杰青/优青项目的评审专家。