随着《“健康中国2030”规划纲要》的实施以及消费者健康意识的不断增强，营养健康肉制品逐渐成为行业发展的新趋势。然而，传统加工工艺中仍普遍依赖较高浓度的NaCl和多聚磷酸盐以改善肉蛋白的加工性能和肉制品的品质。已有研究表明，NaCl能够促进盐溶性蛋白的溶解，从而增强肉制品的持水性和质构特性；多聚磷酸盐则可显著提升保水性和产品得率。但过量摄入NaCl会增加高血压和心血管疾病等慢性疾病的风险，磷酸盐的过度摄入则可能干扰钙代谢，诱发低血钙症或佝偻病。然而，直接降低NaCl和多聚磷酸盐的使用量会显著削弱产品的品质，如持水性、嫩度和多汁性等。因此，开发绿色、安全的替代添加剂以及“低钠无磷”肉制品已成为推动肉制品产业健康发展的重要途径。
肌原纤维蛋白（MP）是原料肉中主要的功能性蛋白，决定着肉制品在加热过程中三维凝胶网络的形成，对肉制品品质起着最关键的作用。NaCl和多聚磷酸盐在提升原料肉加工性能方面的主要作用在于促进MP的解聚、显著提高其在原料肉中的溶出率和热诱导凝胶性能。在钠盐替代方面，KCl是目前应用最为成熟的替代物。KCl与NaCl的分子组成相似，能够产生接近NaCl的风味特征。感官时序优势分析显示，KCl具有与NaCl相似的口感特征；同时，作为钠盐替代物，KCl不会改变肉制品的宏量营养素组成（蛋白质、脂肪和水分含量），并具有与NaCl相当的抑菌活性（针对阪崎肠杆菌、小肠结肠炎耶尔森菌、弗氏耶尔森菌和金黄色葡萄球菌等），能够在降低钠盐水平的同时保证产品的营养性和安全性。
近年来，碱性氨基酸（精氨酸、赖氨酸、组氨酸）因营养价值和对肉蛋白加工性能的显著调控作用，在钠盐和多聚磷酸盐替代领域备受研究关注。根据GB 2760—2024《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》，L-赖氨酸（L-lysine，L-Lys）和L-精氨酸（L-Arg）已作为天然香精香料被允许用于食品中，且不设限量要求。此外，L-Lys和L-Arg还具有安全性高、营养健康、来源广泛和成本低等优势。现有研究表明，L-Lys可影响肌球蛋白的粒径分布及分子间作用力，从而优化凝胶的持水性和硬度。Lei Zhen等发现，添加L-Lys可增加肌动球蛋白的表面疏水性和活性巯基数量，进而提升凝胶性能。Wang Yaosong等在乳清蛋白体系中发现，L-Lys有助于形成均匀、多孔的热诱导凝胶结构。Zhou Cunliu等则证实L-Lys可改善猪肉肠的色泽、持水性及质构特性（如硬度、弹性和咀嚼性）。L-Arg对婴幼儿的生长发育至关重要，并具有增强免疫力、保护胃肠黏膜等生理功能。作为一种安全的营养强化剂和风味调节剂，L-Arg在肉制品加工中同样展现出广阔的应用前景。Zheng Yadong等发现L-Arg的添加可显著改善肉制品的感官品质并降低蒸煮损失；Qin Hao等的研究表明，L-Arg添加可以促进盐溶性鸡肉蛋白形成结构致密、均匀的热诱导凝胶；马文慧等的研究则表明，在氧化条件下L-Arg会降低猪MP凝胶的强度和白度，但能显著提高其凝胶得率。
KCl以及碱性氨基酸在替代钠盐和多聚磷酸盐改善肉蛋白加工性能和肉品品质方面具有极大的潜力。然而，在低钠复合盐体系下（部分KCl替代NaCl），碱性氨基酸（L-Lys和L-Arg）对MP结构、溶解性及凝胶性能的调控作用机制尚未阐明。因此，陕西科技大学食品科学与工程学院的武炎楠、乌悦和曹云刚*等人 选择焦磷酸钠（PP）作为多聚磷酸盐的典型代表，系统探究低钠复合盐条件下（0.4 mol/L，NaCl与KCl浓度比为2∶1），与1 mmol/L PP相比，不同浓度的L-Lys（1、3、5 mmol/L）和L-Arg（1、3、5 mmol/L）对MP结构特性、溶解性、流变学行为、凝胶质构和微观结构的影响及其内在机制，以期为碱性氨基酸作为绿色品质改良剂在“低钠无磷”肉制品中的应用提供理论依据与技术参考。
01
不同处理对MP二级结构的影响
如图1所示，常规盐处理组中，MP在225 nm波长处出现明显的负峰，表明其结构中富含α-螺旋（62.4%）。韩馨蕊等的研究也显示，在0.4 mol/L NaCl体系下，猪MP中α-螺旋相对含量为61.5%，与本研究结果相近。低钠复合盐组的MP在225 nm波长处的峰值有所减弱，说明钾盐部分替代钠盐降低了MP中α-螺旋的相对含量，这与Hu Yue等的研究结果一致。与低钠复合盐组相比，L-Lys与L-Arg的添加使该峰值进一步下降，说明α-螺旋含量减少。如表2所示，α-螺旋含量的降低伴随着β-折叠、β-转角与无规卷曲结构含量的升高，并且碱性氨基酸的添加对于MP结构的影响呈现出浓度依赖性（浓度越高影响越大）和种类相关性（L-Arg＞L-Lys）。例如，与低钠复合盐组相比，添加1、3、5 mmol/L L-Lys时，α-螺旋含量分别下降0.32、2.93、2.23 个百分点，β-折叠含量分别增加0.10、1.40、1.71 个百分点，β-转角含量分别变化了0.08、0.43、0.50 个百分点，无规卷曲含量分别增加了0.29、1.01、0.96 个百分点。添加1、3、5 mmol/L L-Arg时，α-螺旋含量分别下降3.46、10.20、16.11 个百分点，β-折叠含量分别增加2.02、4.43、7.39 个百分点，β-转角含量分别增加0.23、2.82、3.21 个百分点，无规卷曲含量分别增加1.08、2.87、5.45 个百分点。类似地，Li Shiyi等的研究也表明，加入0.05% L-Arg或L-Lys能够促进鸡肌球蛋白的α-螺旋向其他二级结构转变。其原因可能在于蛋白质的二级结构主要依赖氢键稳定，而L-Lys和L-Arg分子上的羧基及氨基可能会破坏原有氢键并诱导新氢键的形成，从而引发结构重排。
02
不同处理对MP三级结构的影响
蛋白质内源性色氨酸荧光对于其周边微环境的极性非常敏感，当蛋白质处于折叠状态时，色氨酸残基主要位于蛋白质内核这样的疏水环境中，此时被激发的色氨酸具有相对较高的荧光强度；而当蛋白质部分或完全展开时，色氨酸残基就会更多地暴露于蛋白质分子表面，此时被激发的色氨酸荧光强度降低。因此，内源性色氨酸荧光特性经常被用于反映蛋白质的三级结构的变化。如图2a所示，常规盐处理组的MP荧光强度的最大值为3.8×104。低钠复合盐处理后，荧光强度整体升高，最大值达到了4.2×104，这可能是由于部分钾盐替代导致了MP构象改变。L-Lys添加显著改变了MP的内源性色氨酸荧光强度，与低钠复合盐处理组相比，当L-Lys添加浓度为1～3 mmol/L时，MP的荧光强度略有降低但不明显；而当添加量增加至5 mmol/L时，荧光强度显著降低，与韩馨蕊的研究结果一致。出现该现象可能的原因是，一方面L-Lys的加入引起氢键重排，从而导致蛋白质构象发生改变；另一方面作为小分子氨基酸，L-Lys与MP中的色氨酸残基静态结合，导致荧光猝灭。相比之下，L-Arg的处理使MP荧光强度均显著降低。其中，当L-Arg浓度为3 mmol/L时，荧光强度下降最为明显，这与冷利萍关于金线鱼MP的研究结果一致。其可能机制在于：1）L-Arg的加入导致MP空间结构发生改变，从而改变了色氨酸残基所处环境的极性；2）L-Arg所含的亲水基团（—COOH和—NH2）可能与蛋白质发生相互作用，使部分色氨酸残基暴露于蛋白质表面，引起荧光基团的猝灭并进一步改变其极性环境，最终导致荧光强度的显著降低。
表面疏水性反映了蛋白表面疏水残基的分布情况，对维持蛋白构象稳定性和表面活性具有重要作用。溴酚蓝能够通过疏水相互作用与蛋白质结合，其结合量可用于表征蛋白质表面疏水性。如图2b所示。低钠复合盐处理后，MP的溴酚蓝结合量略有增加，这是由于K+通过静电相互作用与蛋白表面带负电荷的残基结合，破坏了分子间和分子内的离子键，从而使部分疏水性氨基酸残基暴露在表面。与低钠复合盐处理相比，1 mmol/L 的L-Lys和L-Arg处理使得MP的表面疏水性分别升高了8.32%和5.83%（P＜0.05），这是可能因为低浓度的L-Lys和L-Arg添加由于静电相互作用引起了MP结构的适度展开，从而暴露出更多的疏水性基团；与本研究结果类似，Guo等指出，在pH 6.5条件下，L-Lys带正电，而MP中的肌球蛋白整体带负电，由于静电效应，L-Lys可能与肌球蛋白的带电残基结合，破坏其内部和分子间离子键，从而改变蛋白构象并导致疏水基团的暴露，进而提高表面疏水性。值得注意的是，与1 mmol/L的L-Lys或L-Arg处理组相比，高浓度（3 mmol/L和5 mmol/L）的碱性氨基酸处理均会引起MP的表面疏水性降低。这可能是由于高浓度L-Lys和L-Arg引起MP结构的持续展开（表2和图2a），并通过非共价相互作用与MP结合，由于L-Lys和L-Arg含有丰富的亲水基团（—COOH和—NH2），因而导致了MP表面疏水性的显著降低。与L-Lys处理组相比，L-Arg处理组MP的疏水性更低（亲水性更强），这是因为L-Arg（亲水指数为－4.5）比L-Lys（亲水指数为－3.9）更亲水。
03
不同处理对MP溶解度的影响
溶解度能够反映蛋白质分子间以及蛋白质与水分子间相互作用的变化，可间接指示蛋白质的变性及聚集程度。如图3所示，经常规盐处理的MP溶解度为18.73%，而低钠复合盐处理后其溶解度降至18.1%，这表明钠离子的部分替代增强了MP分子间相互作用，促进了蛋白质聚集。与低钠复合盐组相比，添加1、3、5 mmol/L L-Lys时，MP溶解度分别提高至19.1%、21.5%和19.5%。L-Arg添加显著提高了MP的溶解度，3、5 mmol/L时分别达72.2%和78.0%；其中5 mmol/L L-Arg组的溶解度较低，钠复合盐+PP组显著提高了330.9%（P＜0.05）。L-Arg对MP的增溶作用可能与其诱导的蛋白质结构改变（如表面疏水性）和聚集变化有关。类似地，Li Shiyi等的研究也表明，L-Arg可显著增强猪肌球蛋白的溶解度，认为其机制涉及L-Arg与肌球蛋白特定氨基酸残基间的相互作用，从而抑制蛋白分子间聚集。此外，Nakai的研究指出，蛋白质溶解度常与其表面疏水性呈负相关，即电荷越高，疏水性越低，溶解度越高，这与本研究结果一致。综上所述，本研究结果表明，采用适当的KCl部分替代NaCl不会对MP的溶解性造成负面影响；在低钠复合盐体系下，采用1 mmol/L的L-Lys或L-Arg替代1 mmol/L的PP也不会对MP的溶解性造成负面影响，而高浓度L-Arg（3 mmol/L和5 mmol/L）可以显著提高MP的溶解度。
04
不同处理对MP的Zeta电位和粒径的影响
Zeta电位可反映MP表面所带净电荷，是评估蛋白质体系稳定性的重要指标。通常，具有较高Zeta电位绝对值的蛋白质样品通常具有较高溶解度。如图4a所示，所有样品的Zeta电位均呈现负电特征，这主要归因于蛋白分子表面携带阴离子的天冬氨酸和谷氨酸。采用部分钾盐替代钠盐后，MP的Zeta电位绝对值未发生明显变化。添加L-Lys后，MP的Zeta电位绝对值也没有发生明显变化 （P＞0.05）；然而，添加L-Arg后，Zeta电位绝对值显著增高，尤其是L-Arg浓度为5 mmol/L时，MP的Zeta电位绝对值升高了85%。上述MP溶解度的变化趋势也印证了这一结果。
蛋白质粒径是反映蛋白质结构状态的重要宏观指标，直接影响其功能特性。通过粒径分析可以表征蛋白的粒度分布及其聚集行为。如图4b所示，与常规盐处理相比，低钠复合盐处理后的MP体积平均粒径D（4,3）变化并不明显，而表面积平均粒径D（3,2）增加了4.6 μm，这可能是由于K+促进了蛋白质分子的交联与聚集。与低钠复合盐组相比，添加L-Lys后MP的D（4,3）变化并不显著，而D（3,2）则随L-Lys浓度升高逐步降低，当L-Lys浓度达到5 mmol/L时，D（3,2）下降至48.6 μm。L-Arg添加后MP粒径总体上表现出降低的趋势，其中3～5 mmol/L L-Arg处理的效果更为显著。尤其当L-Arg浓度为5 mmol/L 时，MP的平均粒径较低钠复合盐+PP组降低了22.1%。这些结果表明，在低钠盐条件下，碱性氨基酸（尤其是L-Arg）具有比PP更好的解离肌动球蛋白效果。类似地，Gao Ruichang等研究发现L-Arg能够降低热诱导鳙鱼肌球蛋白的粒径，其机制可能与L-Arg抑制肌球蛋白成丝聚集有关。然而，马文慧等在氧化条件下发现L-Arg反而引起MP粒径增大。不一致的研究结果表明，碱性氨基酸对MP粒径的影响可能受到原料种类、离子强度、氧化状态及加工条件等多种因素的调控。
05
不同处理对MP流变特性的影响
G′和G″是流变学特性中的两个重要参数，分别表示材料的弹性和黏性。G′用于反映凝胶形成网络结构的过程，也能用于反映其网络结构的属性，同时与凝胶强度联系密切。如图5a所示，在常规盐处理组中，G′随温度变化呈现三阶段特征。在初始阶段（20～40 ℃），MP的G′缓慢上升，表明蛋白质开始变性聚集，促进凝胶结构的形成；在凝胶形成阶段（40～60 ℃），G′迅速增高，对应肌球蛋白与肌动蛋白的变性聚集；在高温阶段（＞60 ℃），G′上升趋势变缓，凝胶结构在高温条件下趋于稳定。低钠复合盐处理的MP在初始阶段G′高于常规盐组，但在第1阶段（20～40 ℃）G′出现小幅下降，可能与K+在升温过程中暂时破坏弱相互作用有关，抑制了早期的蛋白交联；随后在凝胶形成阶段（40～75 ℃），G′随温度升高持续上升，表明多种离子协同作用使得肌球蛋白分子充分展开并增强了交联稳定性，形成稳定的不可逆凝胶网络结构。这与Yuan Dongxue等的研究结果一致。
加入碱性氨基酸后，基本不影响MP凝胶过程中的G′值的曲线趋势。整体上，L-Lys的添加提高了MP在热诱导过程中的G′值，且与其浓度呈正相关。L-Arg的引入同样使G′上升，但随着浓度增大，G′反而出现下降趋势。这可能是因为溶液中带正电荷的L-Arg与带负电的肌球蛋白结合，在高浓度条件下对肌球蛋白分子间的聚集产生抑制作用，从而削弱了凝胶的弹性模量。
如图5b所示，在热诱导过程中，各样品组的G′和G″曲线所呈现出的变化趋势大致相同，且每组的G″始终显著低于G′。结果表明，所有MP凝胶以弹性为主。添加碱性氨基酸后同样表现出典型的G″曲线。
通过频率扫描进一步探究低钠复合盐体系中L-Lys和L-Arg对凝胶网络形成的影响。在该过程中，剪切作用导致蛋白凝胶分子间作用键的断裂与重组，引起结构动态变化，进而影响其流变行为。如图6a、b所示，所有样品的G′均显著大于G″，且两者均随频率增加而上升，呈现典型的弱凝胶特征，表明MP凝胶网络主要由非共价交联主导，样品表现出良好的弹性行为。在所有处理中，添加1 mmol/L L-Arg的MP凝胶具有最高的G′与G″。tan δ可用于评估凝胶特性，其值越高说明体系黏性越强或弹性越低。如图6c所示，所有样品的tan δ均介于0.17～0.4之间（＜1），表明MP凝胶内部分子间作用力较强，其结构更接近固体而非黏性流体，说明凝胶具有显著的热稳定性与形态保持能力。其中5 mmol/L L-Arg处理组的tan δ最低，表明该条件下可以形成黏弹性更优、网络结构更稳定的MP凝胶。
06
不同处理对MP凝胶蒸煮损失和持水性的影响
MP凝胶的保水性能与其热诱导凝胶化过程密切相关，是评价凝胶结构品质的重要指标。如图7所示，常规盐处理制得的MP热诱导凝胶蒸煮损失率为36.7%，而经低钠复合盐处理后下降至35.5%。与低钠复合盐组相比，添加L-Lys后进一步降低了凝胶的蒸煮损失率，且随着L-Lys浓度的增加，蒸煮损失率逐渐降低。同样，添加L-Arg也使蒸煮损失率显著下降，当L-Arg浓度达5 mmol/L时蒸煮损失率显著下降至19.7%（P＜0.05）。冷利萍研究发现，经Arg处理的金线鱼MP凝胶蒸煮损失也显著降低，推测其机制为Arg引起蛋白质结构展开，暴露出更多活性基团，从而促进形成更为致密的三维凝胶网络结构，该结构能够有效截留并束缚游离水分，提升凝胶的保水能力。
持水性是衡量凝胶品质的关键指标，与凝胶强度及微观结构密切相关。如图7所示，常规盐处理制得的MP热诱导凝胶持水性为45.4%，经低钠复合盐处理后提高至46.8%。这可能与KCl部分替代NaCl后促进肌球蛋白交联，从而增强水分滞留能力有关。与低钠复合盐组相比，添加L-Lys进一步提升了MP凝胶的持水性，当添加量达到5 mmol/L时，持水性显著上升至55.8% （P＜0.05）。添加L-Arg后，持水性也随其浓度的增加明显增加，在添加量为5 mmol/L L-Arg时，持水性较复合盐组显著提高约33.9%（P＜0.05）。与本研究结果类似，Xiong Zhiyu等研究发现，在低盐鱼糜凝胶中添加0.1% L-Arg可增加β-折叠结构含量，促进蛋白质间相互作用及凝胶网络形成，改善了保水性。综上所述，采用适当的KCl部分替代NaCl可以降低MP凝胶的蒸煮损失、并提高其持水性；在低钠复合盐体系下，与1 mmol/L的PP相比，1 mmol/L的L-Lys或L-Arg在降低MP凝胶的蒸煮损失及提高其持水性方面效果更佳；在低钠复合盐体系下，高浓度碱性氨基酸（尤其是L-Arg）可以显著降低MP凝胶的蒸煮损失并提高其持水性。
07
不同处理对MP凝胶白度的影响
如图8所示，常规盐处理的MP热诱导凝胶白度为83.4，低钠复合盐处理后MP凝胶的白度有所上升。与低钠复合盐组相比，随着L-Lys添加浓度的增加，MP凝胶的白度略有下降但并不明显，这可能与L-Lys本身略带颜色有关。然而，添加L-Arg后凝胶白度显著降低，且随其浓度增加而持续下降，当浓度达到5 mmol/L时，凝胶的白度下降至79.8，与韩馨蕊的研究结果一致，主要归因于L-Arg自身色泽的影响。
08
不同处理对MP凝胶质构的影响
TPA通过模拟口腔咀嚼过程，可定量评估蛋白质凝胶的力学与感官性质。由表3可知，经低钠复合盐处理后的MP凝胶硬度略有上升。Pasin等也发现，NaCl和KCl的混合物可以提高产品硬度。相较于低钠复合盐组，添加碱性氨基酸进一步改善了MP凝胶的质构特性。L-Lys的引入显著提升了凝胶的硬度、胶黏性和咀嚼性，且当浓度增加到5 mmol/L时，硬度、胶黏性和咀嚼性显著提高了158.1%、162.2%和151.7%。雷振等的研究也表明，L-Lys增强了鸡肉蛋白的凝胶硬度。类似地，L-Arg处理也呈现出与L-Lys相似的影响趋势，并且在5 mmol/L 条件下，弹性与回复性的指标相较于低钠复合盐组也显著提高（P＜0.05）。Qin Hao等的研究表明，添加0.25 % L-Arg可降低肌球蛋白尾部的变性温度并增加变性焓，促进形成更为致密均匀的凝胶网络结构，从而改善其保水性、硬度、弹性、黏结性与咀嚼性。综上所述，采用适当的KCl部分替代NaCl可以改善MP凝胶的质构特性（提高了凝胶的硬度）；在低钠复合盐体系下，与1 mmol/L的PP相比，1 mmol/L的L-Lys或L-Arg可以显著改善MP凝胶的质构特性，且高浓度碱性氨基酸的效果更加显著。
09
不同处理对MP凝胶中水分分布的影响
低场核磁共振通过检测质子自旋-自旋弛豫时间（T2）的分布特征，可精准解析MP凝胶体系中水分子的状态。如图9所示，MP凝胶的T2弛豫谱呈现4 组特征峰：T21（0.01～1 ms，强结合水）对应于蛋白质极性基团，通过氢键紧密结合的初级水化层；T22（1～10 ms，弱结合水）对应受表面电荷影响的次级水化层；T23（10～1 000 ms，固定化水或不易流动水）表征受凝胶网络束缚的滞化水相；而T24（1 000～10 000 ms，自由水）则指示存在于三维网络孔隙中的可移动水分子。T23的信号强度占很大比例，说明凝胶中固定化水占据大部分。
T2可用于表征凝胶中部分固定化水分的迁移率及其结构状态，较短的横向T2意味着水与非水组分（如蛋白质）之间的相互作用更强，结合更为紧密。由表4可知，低钠复合盐处理组的T23较常规盐组缩短，说明该条件下凝胶对水分的束缚能力增强，水分子流动性下降。在低钠复合盐基础上添加碱性氨基酸后，MP凝胶的T23进一步缩短，且随L-Lys和L-Arg浓度增加T23缩短越明显，当L-Arg浓度达到5 mmol/L时，T23降低了9.3%。表明L-Lys与L-Arg的引入增强了凝胶体系对水分的固定作用，进一步限制了水分的流动。
由表4可知，低钠复合盐处理并未对MP凝胶的水分分布状态产生显著影响。说明单纯依靠钾离子部分替代钠盐并不足以显著改变MP凝胶网络的持水能力。添加L-Lys后，固定化水相对含量（PT23）逐渐上升，自由水相对含量（PT24）逐渐降低，且当浓度达到5 mmol/L时，PT23增加至90.938%，PT24降低至3.341%。添加L-Arg显著增加了弱结合水相对含量（PT22）和PT23，降低了PT24 （P＜0.05）。这说明碱性氨基酸能够促使凝胶体系中的自由水向弱结合水和固定化水转化，进一步改善了水分分布状态。上述结果侧面反映出碱性氨基酸可能诱导形成了更为致密的三维凝胶网络结构，从而增强了对水分的截留能力。这与持水性分析结果相印证，共同证实了碱性氨基酸在提升MP凝胶保水性能方面的积极作用。
10
不同处理对MP凝胶中蛋白分子间作用力的影响
MP凝胶的分子相互作用涉及多尺度下的共价与非共价键协同，主要包括离子键、氢键、疏水相互作用及二硫键。如图10所示，疏水相互作用是构成MP凝胶网络的主要作用力，而氢键对凝胶结构的维持作用相对较弱。与常规盐组相比，低钠复合盐处理不会显著改变凝胶中的疏水相互作用。随着L-Lys添加量的增加，疏水相互作用逐渐增高；当L-Lys添加量为5 mmol/L时，疏水相互作用含量提高了5.9%。这可能是由于其促使蛋白质疏水基团暴露，进而在凝胶形成过程中增强了疏水相互作用。同样，当L-Arg添加量为5 mmol/L时，疏水相互作用含量显著提高了11.8%。作为凝胶网络结构的主要决定因素之一，疏水相互作用的增强也解释了该条件下凝胶硬度最高的现象（表3）。
与常规盐组相比，低钠复合盐处理不会显著改变凝胶中的二硫键含量。与低钠复合盐组相比，随着L-Lys添加量的增加，二硫键含量逐渐上升，当L-Lys添加量为5 mmol/L时，二硫键含量显著提高了13.3%。当L-Arg添加量为5 mmol/L时，二硫键含量显著提高了666.7%。这可能是由于L-Lys与L-Arg通过改变蛋白质的构象从而暴露出更多巯基，并促进热诱导凝胶过程中巯基向二硫键的转化。
尽管氢键在MP凝胶结构稳定性中的贡献有限，但其在调控凝胶水分分布方面具有重要作用。本研究也发现氢键强度与持水性变化趋势一致，说明其在维持水分状态方面具有功能意义。总体来看，添加碱性氨基酸有利于MP分子间疏水相互作用、二硫键与氢键的增强，这些变化均有助于形成更稳定的三维凝胶网络，从而改善凝胶的质构特性和最终产品的品质。
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不同处理对MP凝胶微观结构的影响
凝胶的微观结构与其质构特性、持水性及流变行为密切相关。如图11a所示，常规盐处理组MP凝胶的微观结构较为粗糙，孔径较大且分布不均。相比之下，低钠复合盐处理使凝胶结构更为均匀（图11b），与Hu Yue等 的研究结果一致。碱性氨基酸的引入进一步改善了MP凝胶的微观形貌。如图11c～h所示，随着L-Lys与L-Arg浓度的增加，凝胶孔径逐渐减小，三维网络结构变得更加致密和均匀，这与韩馨蕊的研究结果一致。这是由于碱性氨基酸可诱导蛋白质部分解折叠，使原处于分子内部的疏水区和巯基暴露，从而增强蛋白质分子间相互作用，促进更细致、有序的凝胶网络形成。此外，Sun Xiangdong等指出，均匀致密的凝胶结构有助于水分在凝胶基质中的截留，这也解释了本研究中L-Lys与L-Arg处理组蒸煮损失显著降低和持水性明显升高的现象。
12
结论
本实验系统探究了在低钠复合盐体系中不同浓度L-Lys和L-Arg对MP结构及凝胶性能的影响。结果表明，与常规盐组相比，低钠复合盐虽在一定程度上改善了MP的凝胶性能，但效果非常有限。这表明采用部分KCl替代NaCl不会对MP的凝胶性能产生负面影响。在低钠复合盐条件下，与1 mmol/L PP相比，添加碱性氨基酸（L-Arg和L-Lys）促进了MP二级结构中α-螺旋含量的降低和β-折叠、β-转角与无规卷曲结构含量的升高，并且碱性氨基酸对于MP结构的影响呈现出浓度依赖性和种类相关性（L-Arg＞L-Lys）。L-Lys对MP的Zeta电位绝对值和溶解度影响不显著，而L-Arg显著提高了MP的Zeta电位绝对值和溶解度，尤其是3～5 mmol/L L-Arg。碱性氨基酸对MP空间结构和表面性质的影响，进一步改变了MP分子间的相互作用和流变行为，有利于MP在热诱导过程中形成更加细腻均匀致密的三维空间网络结构，显著降低了MP在热诱导成胶过程中的蒸煮损失率，提高了凝胶的持水性和质构特性。综上所述，碱性氨基酸（尤其是L-Arg）可以在低钠复合盐体系中替代PP显著改善MP的凝胶性能，在开发高品质“低钠无磷”和“必需氨基酸强化”绿色健康肉制品方面展现出极大的应用潜力。未来需要在实际肉糜体系中系统研究碱性氨基酸对“低钠无磷”肉制品品质（质构、色泽及风味等）和蛋白体外消化率的影响。
作者简介
通信作者：
曹云刚 教授
陕西科技大学畜产品加工技术研究院负责人
曹云刚，博士，陕西科技大学食品学院教授，博士生导师；陕西科技大学畜产品加工技术研究院负责人。国家肉类加工产业科技创新联盟理事、国家农产品加工产业科技创新联盟-预制菜专业委员会常务理事、中轻食品工业管理中心技术专家委员会委员、陕西省特殊食品生产工艺审查专家。2016年6月博士毕业于江南大学食品科学与技术国家重点实验室，并于2014.01—2016.01期间赴美国University of Kentucky联合培养两年，研究领域为食品蛋白质化学与功能特性、肉制品绿色加工技术与安全、蛋白氧化机理及抗氧化策略等。研究成果以第一作者或通信作者（含共同）身份发表学术论文65 篇，其中SCI一区论文25 篇、ESI高被引论文3 篇、期刊封底（Back cover）论文1 篇；参编十三五规划教材2 部；申请国家发明专利16 件（已授权10 件）；先后主持国家级/省部级/企事业单位委托项目20余项，担任教育部学位中心论文评审专家、国家自然科学基金评审专家、《Food Science of Animal Products》编委、《Journal of Integrative Agriculture》青年编委、《Food Quality and Safety》青年编委、《Journal of Future Foods》青年编委、《eFood》青年编委、《Food Materials Research》青年编委、《Food Innovation and Advances》青年编委、《食品工业科技》青年编委、《食品研究与开发》青年编委、《肉类研究》青年编委、《Foods》客座主编、《Gels》客座主编。获陕西省自然科学二等奖、中国食品工业协会科技进步奖一等奖、中国轻工业联合会技术发明三等奖、陕西省高等学校科学技术一等奖、咸阳市自然科学优秀学术论文一等奖；入选陕西省普通高校“青年杰出人才”、陕西省秦创原“科学家+工程师”人才队伍首席科学家、2025全球前2%顶尖科学家。
第一作者：
武炎楠 硕士研究生
武炎楠，陕西科技大学食品科学与工程学院硕士研究生在读。
引文格式：
武炎楠, 乌悦, 王伟, 等. 低钠复合盐体系中L-赖氨酸和L-精氨酸对肌原纤维蛋白结构及凝胶性能的影响[J]. 食品科学, 2026, 47(8): 19-31. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251112-097
WU Yannan, WU Yue, WANG Wei, et al. Effects of low-sodium salt mixture combined with L-lysine or L-arginine on the structure and gel properties of myofibrillar protein[J]. Food Science, 2026, 47(8): 19-31. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251112-097.
实习编辑：李帆；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网
为了帮助食品及生物学科科技人员掌握英文科技论文的撰写技巧、提高SCI期刊收录的命中率，综合提升我国食品及生物学科科技人员的高质量科技论文写作能力。中国食品杂志社拟定于2026年8月13—14日在安徽合肥举办“第13届食品与生物学科高水平SCI论文撰写与投稿技巧研修班”，为期两天。
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为系统提升我国食品营养与安全的科技创新策源能力，加速科技成果向现实生产力转化，推动食品产业向绿色化、智能化、高端化转型升级，由北京食品科学研究院、中国食品杂志社《食品科学》杂志（EI收录）、中国食品杂志社《Food Science and Human Wellness》杂志（SCI收录）、中国食品杂志社《Journal of Future Foods》杂志（ESCI收录）主办，合肥工业大学、安徽省食品行业协会、安徽大学、合肥大学、合肥师范学院、北京工商大学、中国科技大学附属第一医院临床营养科、安徽粮食工程职业学院、皖西学院、滁州学院、蚌埠学院共同主办的“ 第六届食品科学与人类健康国际研讨会 ”，将于 2026年8月15-16日（8月14日全天报到） 在 中国 安徽 合肥 召开。
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为对标农业农村部2035年科技规划及“十四五”“十五五”发展方向，推动农产品加工与储运的工程化、智能化、绿色化升级，由湖南省农业科学院、湖南农业大学、北京食品科学研究院、国际食品科技联盟（IUFoST）、中国农业大学、岳麓山工业创新中心主办，湖南大学、中南林业科技大学、长沙理工大学、湖南中医药大学、湘潭大学、岳麓山实验室协办，中国食品杂志社、洞庭实验室、湖南省食品科学技术学会、湖南省农产品加工与质量安全研究所、湖南农业大学食品科学技术学院、Springer Nature-《Agricultural Products Processing and Storage》杂志承办的“第二届农产品加工与食品制造国际学术研讨会—创新引领绿色智造，AI赋能科技进步”，将于2026年9月19-20日（9月18日会议报到）在中国 湖南 长沙召开。
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