上海海洋大学考研，上海海洋大学考研分数线
鳙鱼头含有丰富的必需氨基酸和脂溶性营养素，受传统饮食习惯的影响，鳙鱼头多以鱼头汤的形式食用。目前，关于汤品的研究主要集中于不同熬煮工艺对其营养及风味物质溶出的影响。随着食品胶体认知的深入，汤中微/纳胶粒（MNCPs）的形成过程、生物活性和药用价值逐渐被关注。
上海海洋大学食品学院的林 柳，李晓朋，陶宁萍*等人究通过马尔文粒度分析仪、光学显微镜及激光共聚焦显微镜对各阶段体外模拟胃肠消化后鳙鱼头汤（BCHS）消化产物中MNCPs的形态和微观结构变化进行多角度表征，并分析MNCPs中脂质的释放探究不同加工条件下BCHS中MNCPs的物理变化及生物可及性，解析加盐和均质对MNCPs消化特性的影响，为MNCPs在人体吸收利用与烹调条件之间的相关性提供一定理论基础。
1、处理方式对各消化阶段BCHS中MNCPs粒径及其分布变化的影响
如图1所示，经加盐和均质后，未消化的3种BCHS的外观并无显著变化，均为均一稳定的乳白色液体。由图2可知，未消化的3种BCHS中均存在着从纳米到微米级的MNCPs。在未消化阶段，BCHS与SBCHS均呈现多峰分布状态，但SBCHS右侧峰的高度相较于BCHS更低并整体向左靠拢。结合图3可知，未消化SBCHS中MNCPs的D3,2减小了0.42 μm，其原因是NaCl提高了蛋白质的水合作用，增强了蛋白质之间以及蛋白质和脂肪之间的结合，促进了汤中脂滴的乳化。进一步均质后，未消化HSBCHS的D3,2降低为0.507 μm，且粒度分布更集中，但同样没有呈现单峰分布；这可能是由于高压均质破坏了汤中MNCPs原本稳定的结构，并重新排布，而汤中的蛋白不足以将剪切形成的细微的MNCPs包裹完全，导致相邻的MNCPs间吸引力大于排斥力，进而聚集。
经胃消化后，3种BCHS均出现了明显的相分离，主要为最上面的油层，中间细软的絮凝层以及下面伴有少量絮凝物的水相（图1）；MNCPs粒径分布由原来的多峰分布逐渐趋向于单峰正态分布（图2），且D3,2极显著增大（P＜0.01）（图3），表示MNCPs发生了明显的聚集性行为。由图2、3可知，胃消化BCHS与SBCHS粒径分布的峰形更相似，而HSBCHS的粒径分布则更集中，且D3,2极显著大于BCHS与SBCHS（P＜0.01）。
经小肠消化后，3种BCHS中絮状物消失并形成肉眼可见的不溶性复合物（图1），MNCPs的粒径明显增大，峰向右偏移。原有粒径范围内的胶粒明显减少，表示汤中大部分MNCPs已被消化。生成的大粒径（100～1 000 μm）胶粒，可能是小肠消化形成的不溶性胆盐复合物，其次是消化液中的Ca2+与小肠消化过程中释放出来的脂肪酸结合，形成的不溶性皂钙。由图3可知，整个消化过程中3种BCHS中MNCPs的D3,2变化趋势相似，均表现为先增大后减小且大于消化前。
2、处理方式对各消化阶段BCHS中MNCPs形貌特征变化的影响
如图4所示，3种未消化的BCHS中均可观察到大小不一且边缘完整的球形胶粒并均匀分散于汤中；其中，HSBCHS中MNCPs的数量明显增加且尺寸明显减小，这与粒径结果一致。胃消化过程中，MNCPs主要表现为聚集性行为，且加盐和均质未改变MNCPs在整个胃消化过程中的形态变化规律，但在不同消化节点仍存在差异，特别是HSBCHS：胃消化前10 min胶粒的变化最为显著，MNCPs间不断靠拢，脂滴发生融合，胶粒变大；胃消化10 min时，BCHS中部分MNCPs聚集体的中心已观察不到完整的球形胶粒，但边缘依然凹凸不平，显示为半球形，而SBCHS的聚集物中还可观察到完整的球形胶粒。与BCHS和SBCHS具有明显差别的是，HSBCHS中的MNCPs同样发生聚集，但并未出现大的脂滴聚集体，而是以小胶粒的成团形式存在。在后续的消化过程中，胶粒不断融合；胃消化20 min时，BCHS中已经能够观察到边缘完整的大粒径球形胶粒，而SBCHS无明显变化；胃消化30 min时，SBCHS的聚集体中心已观察不到与未消化样品相同粒径的MNCPs存在，但边缘依然凹凸不平，未完全融合。胃消化60 min后，BCHS和SBCHS中脂滴形态无显著变化，并且在胃消化结束时，聚集体边缘变得光滑，形状变得完整；相较于BCHS与SBCHS，HSBCHS虽然同样形成了大的脂滴，但是依然存在广泛的细小胶粒物在聚集物的周围或单独存在，这是由于均质处理使脂滴破散，原本膜上的蛋白质不足以包被新形成的MNCPs，因此汤中原本分散的蛋白质以及表面活性物质重新吸附到界面，构成新的膜结构，增加了胶粒稳定性。
小肠消化过程中，MNCPs聚集物在胰酶的作用下，膜结构被完全破坏，MNCPs聚集体裂解。如图5所示，小肠消化到30 min时，BCHS与SBCHS中的胶粒已变得不规整，边缘开始破裂（如箭头所示）；HSBCHS中胶粒的裂解速度更快，已可观察到明显的破散（如方框所示）。小肠消化到60 min时，在胆盐的作用下脂滴的表面张力进一步降低，发生明显乳化并形成细微的乳滴，但这些微滴并未完全散开，依然成团存在。小肠消化结束时，大部分脂滴消失，但仍可观察到较大的聚集物以及零星存在的小胶粒物；相较于BCHS，SBCHS中观察到细微的胶粒物更为分散且数量更多，HSBCHS中的聚集体则更小。这些依然存在的聚集体可能是未消化完全的脂滴，也可能是胆盐与磷脂，单甘脂或脂肪酸等形成的含脂聚集体。
3、处理方式对各消化阶段BCHS中MNCPs微观结构变化的影响
如图6所示，未消化的各处理BCHS样品中，TG（红色探针）自组装形成MNCPs，蛋白质与MNCPs外围的脂质分子结合共同构成MNCPs双层膜，同时使MNPs之间的静电斥力增大，从而抑制MNCPs之间的聚集作用，使MNCPs以单独的球形胶粒均匀分布于汤中，这与已报道的研究一致。从SBCHS中观察到部分MNCPs粒径变大的现象且MNCPs中间可以明显观察到蛋白质的存在；可能是由于局部盐浓度过高，NaCl通过降低胶粒表面的静电排斥作用，使胶粒之间相互吸附形成了粒径较大的胶粒，并将汤中存在的水溶性蛋白胶粒或MNCPs膜上的蛋白包裹其中。经物理破碎后，从HSBCHS中观察到MNCPs的尺寸更小且分布更广，其原因可能是经物理剪切后，汤中蛋白质和胆固醇等类脂成分作为表面活性剂参与构成新的MNCPs膜，稳定了MNCPs结构，这与粒径和光学显微镜的结果一致。与未消化相比，3种BCHS经模拟胃肠消化后脂滴的大小以及分散程度存在明显差异。
由图6可知，经胃消化后，蛋白质凝块裂解，圆环消失，中心包裹的TG被释放并聚集，形成TG聚集物。MNCPs的聚集主要是由于膜蛋白被胃蛋白酶分解，其次是模拟胃液中的酸性环境以及高离子浓度，使原本稳定的MNCPs膜受损，TG暴露，胶粒发生聚集。同时，还可观察到HSBCHS的聚集物最小，这也与光学显微镜观察的结果一致。值得注意的是，胃消化完成后，还可观察到结构完整的球形胶粒，HSBCHS中最为明显。
此外，在3种BCHS的胃消化产物中，还可观察到未消化的蛋白质以及蛋白质位置的改变，部分蛋白质由原来以圆环的形式分布在MNCPs外围转移到了脂滴的中心，如箭头所示。同样，可观察到胃中未消化的蛋白质会在胰蛋白酶的作用下进一步水解。由图6可知，经小肠消化后，消化产物中依然存在着红色荧光区域并伴随有黑色孔洞，但其边缘模糊。这可能来自于未消化完全的MNCPs，或者区别于原本的MNCPs，是由胆盐、磷脂、脂解产物以及未降解的TG形成的含脂絮凝物。
4、不同处理方式各消化阶段BCHS中MNCPs的红外图谱分析
如图7所示，未消化的BCHS、SBCHS和HSBCHS在3 288、2 924、2 854、1 745、1 645、1 546、1 453、1 399、1 382、1 237 cm-1等波数附近出现明显特征峰，进一步说明，3种BCHS中的组成物质相似，加盐与均质处理并未改变汤中的物质组成。其中，2 924、2 854、1 745 cm -1 波数附近出现的明显吸收峰主要是由脂肪中—CH 3 、—CH 2 —的反对称伸缩振动以及C＝O对称伸缩振动所引起。图7中3 288 cm-1处的N—H键的伸缩振动、1 645 cm-1处的C＝O伸缩振动、1 546 cm-1处的N—H带结合C—N伸缩振动、1 453 cm-1处的—CH 2 —弯曲振动、1 399 cm-1处的—COO—对称伸缩振动、1 237 cm-1处的N—H和C—H弯曲振动、甘氨酸残基的—CH 2 —特征振动，主要贡献物质为蛋白质。
经胃消化后，3种BCHS中MNCPs的峰型基本保持不变，表明汤中的整体物质并未发生明显改变。小肠消化后，红外图谱变化明显，在1 300～1 200 cm-1（主要为酰胺III带）以及1744 cm-1（主要为脂肪羰基以及TG）波数附近均未出现明显吸收峰，表明经小肠消化后，部分蛋白质和脂质已完全降解。羧酸盐的特征基团（—COO—）中，C—O的对称伸缩振动在1 420～1 300 cm-1，因此推测小肠消化后，BCHS、SBCHS和HSBCHS在该波数段出现的明显吸收峰（红色圆圈所示），可能来自于消化过程中产生的游离脂肪酸与溶液中Na + 、Ca 2+ 等生成的羧酸盐。
5、消化后不同处理方式BCHS中MNCPs脂肪酸的释放分析
从图8A可以看出，SBCHS的TFA释放率相较于BCHS极显著降低（P＜0.01）。进一步均质处理后，HSBCHS的TFA释放率相较于SBCHS提高约3%；HSBCHS的SFA的释放率高于BCHS，但二者之间无极显著差异（P≥0.01）。 由图8B～D可知，3种BCHS释放的脂肪酸种类一致，均为8种SFA、6种MUFA以及9种PUFA，但每种类型脂肪酸的释放率各有不同。 由图8D可知，SBCHS的EPA和DHA的释放率相较于BCHS均明显降低，然而进一步均质处理后，EPA和DHA的释放率分别提高约29.1%和34.8%。
6、结论
通过体外模拟胃肠道消化模型从不同消化阶段消化产物的表征以及脂质的消化情况等角度探究BCHS中MNCPs的消化特性以及加盐和均质对其消化特性的影响。结果表明，3种BCHS在消化过程中的整体变化趋势相似。在胃消化过程中，MNCPs均表现为膜上蛋白质降解后，MNCPs之间融合，粒径增大，即MNCPs的聚集性行为；在小肠消化过程中，经胆盐和胰酶作用，脂滴破散，表现为MNCPs聚集体的裂解。加盐和均质未改变MNCPs在胃肠消化过程中的整体变化趋势，但相同阶段依然存在差异。通过对消化产物的表征发现，加盐后，SBCHS中MNCPs的D3,2均减小，但仍存在部分破乳现象，使胶粒之间相互吸附发生聚集，部分蛋白质被包裹其中，同时，加盐增加了MNCPs的稳定性，降低脂肪酸释放率。进一步均质后，HSBCHS中MNCPs的D3,2进一步减小，改变了原有的膜结构，MNCPs重新排布，增加了MNCPs中脂质和胰酶之间的接触位点，促进脂肪酸的释放。综上所述，在胃消化阶段胃蛋白酶对MNCPs界面稳定的膜结构的破坏是MNCPs消化的前提，并且均质处理在一定程度上弥补了加盐后汤中部分脂肪酸释放率的降低。
通信作者简介
陶宁萍，女，博士，教授，博士生导师。上海市营养学会理事。主要研究方向：脂质营养与品质调控。先后主持国家重点研发计划“蓝色粮仓科技创新”专项课题、国家科技支撑计划项目子课题、上海市自然科学基金项目等近10项。获农业部、中国商业联合会和上海市浦东新区科技进步三等奖各1项，发表学术论文100余篇，其中SCI收录论文35篇；获得中国发明专利授予权7项；主编和参编论著4部。教育部国家级虚拟仿真实验项目、国家级一流课程负责人；上海市高校外国留学生英语授课示范性课程、上海市一流课程负责人；主编教材获中国轻工业优秀教材二等奖；获上海市教育系统“三八”红旗手等称号。
本文《鳙鱼头汤中微/纳胶粒的体外消化特性及其影响因素》来源于《食品科学》2022年43卷22期43-51页，作者：林柳, 李晓朋, 曹振海，陶宁萍*，王锡昌，邓尚贵。DOI: 10.7506/spkx1002-6630-20220101-002。点击下方 阅读原文即可查看文章相关信息。
修改/编辑/责任编辑：张睿梅。图片来源于文章原文及摄图网。
Food Science of Animal Products（ISSN: 2958-4124, e-ISSN : 2958-3780）是一本国际同行评议、开放获取的期刊，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心主办，中国食品杂志社《食品科学》编辑团队运营，属于食品科学与技术学科，旨在报道动物源食品领域最新研究成果，涉及肉、水产、乳、蛋、动物内脏、食用昆虫等原料，研究内容包括食物原料品质、加工特性，营养成分、活性物质与人类健康的关系，产品风味及感官特性，加工或烹饪中有害物质的控制，产品保鲜、贮藏与包装，微生物及发酵，非法药物残留及食品安全检测，真实性鉴别，细胞培育肉，法规标准等。
投稿网址：
https://www.sciopen.com/journal/2958-4124
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