閩南師範大学の費鵬先生課題チームは「Food Chemistry」ジャーナル（IF=9.8）に「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」と題した文章を発表し、主に超低温酵素法（-5°C）によって製造されたグリシンアシル化ペクチン（Gly-Pe）の理化特性と海バスの凍結安定性における保護メカニズムを検討したを選択します。酵素アシル化の改質を切り口とし、Gly-Peの構造変化（例えば分子鎖の柔軟性増強、結晶構造破壊）を系統的に特徴づけ、酸性、低せん断条件下で原質ペクチン（Na-Pe）の1000倍に達する粘度の優れた性能、及び凍結融解サイクル中の魚のすり身構造の調整作用を評価した。コアイノベーションはGly-Peが一部の動的剛性を犠牲にして静的担持能力を増強することにより、選択的構造再編を実現し、新型天然冷凍保護剤の開発に理論的基礎を提供した。
一、研究背景
天然ペクチンはその分子構造の制限のため、機能特性が不足している問題があり、例えば、高メトキシペクチンはゲル化のために高酸高糖を必要とし、その溶液の粘度は相対的に低く、高粘性食品システムへの応用を制限している。化学修飾（例えばアミド化）はこれらの欠陥を改善することができるが、しばしば条件が厳しい。そのため、温和な酵素法改質がトレンドとなっている。また、冷凍貯蔵は魚のすり身製品のタンパク質ネットワーク構造を深刻に損ない、ゲル強度と生地の軟化をもたらす。従来の凍結保護剤（例えばソルビトール、リン酸塩）は、高濃度添加及び口当たりへの影響を必要とすることが多い。本研究はアミド化ペクチンが同時に分子間の作用力を強化し、分子鎖の柔軟性を高める二重特性を備えていることに基づいて、それが凍結融解ストレス下で適応構造調整を通じて、伝統的な保護剤と異なる独特な保護効果を実現できると仮定する。
二、研究方法
グリシンアミド化ペクチンの製造と特性評価
改良された超低温（-5°C）酵素法を用いてGly-Peを製造し、パパインを触媒とし、L-システイン塩酸塩とEDTA活性化の下でアミド化反応を行い、12.77%グラフト率のGly-Peを得ることに成功した。HNMR、13 CNMR、FTIR、XPS、XRDなどの多種の技術を利用して天然ペクチンとアミド化ペクチンの構造を全面的に特徴づけた。
天然ペクチンとグリシンアミド化ペクチンの動粘度測定
異なる条件依存挙動（pH、溶液濃度、Ca2+、温度）で処理した天然ペクチンとアミノ酸アミド化ペクチン溶液を60°C水浴に入れ、溶解するまで20分間磁力攪拌した。必要に応じて3 mol/L NaOHまたはHClを添加してpH値を制御した。CaCl 2を添加することによりカルシウムを導入し、カルシウム添加後にpHを調整して全過程で安定していることを確認した。室温まで冷却後、RH-20レオメーター（上海保聖実業発展有限公司、中国上海）試料の動粘度を異なる回転速度で測定し、回転主軸を用いて動的条件下の粘度を測定する。
魚のすり身サンプルの評価
魚糜のレオロジー特性はレオロジーを用いて周波数走査と温度走査測定を行い、貯蔵弾性率（G'）と損失弾性率（G'''）を取得した。また、魚糜ゲルの構造特性（弾性、凝集性、咀嚼性、接着性）、保水性（WHC）及び熱失水率を測定した。
三、結果と討論（部分）
保聖RH 20レオロジー測定の結果、Na-PeとGly-Pe溶液はいずれもせん断希薄化流体挙動を示したが、Gly-Peはすべての試験条件下で顕著に増加した粘度を示し、特定の優れた条件下（pH 3、6%）濃度、低せん断速度）粘度はNa-Peの1000倍にも達した。この増強はアミド基の導入に起因し、水素結合と疎水力を増強することにより、より安定した、より緊密な分子ネットワーク構造を促進し、Gly-PeがCa 2+に依存せずにも適度な粘度を維持でき、その応用範囲を広げることができる。
図1.条件に応じてNa−Pe及びGly−Peの粘度変化挙動。A及びB：pH依存性挙動、CとD：溶液濃度依存性挙動、EとF：Ca 2＋濃度依存性挙動、GとH：温度依存性挙動。
魚のすり身応用において、Gly-Pe-Sは独特な「選択的構造再編」保護メカニズムを示した。レオメーターで測定された貯蔵弾性率（G′）は凍結融解サイクルの増加に伴い若干低下した（動的剛性の低下を示した）が、この変化はネットワークによる「剛性柔軟平衡調整」の表現である。マクロ構造試験（大変形静的強度）において、Gly-Pe-Sは4回の凍結融解後、咀嚼性と接着性保持率はそれぞれ340%と385%、遠超対照群とNa-Pe-Sに達した。この優れた担持能力は、Gly−Peが凍結融解中に形成した規則的な空間ヘテロ構造（緻密な担持領域と緩衝領域の相乗作用）に由来する。しかし、この最適化は水分保持力（WHC）の大幅な低下（95.22%から80.61%への低下）を伴い、これは「犠牲利得」のトレードオフ機構と解釈される：強化された機械的安定性と応力伝達性能と引き換えに水貯蔵能力を犠牲にする。
四、結論
本研究は超低温酵素法で製造したグリシンアミド化ペクチンが比較的に良い粘着増加とゲル特性を持ち、特定の条件下で粘度が千倍向上できることを確認した。さらに重要なのは、それは魚のすり身の凍結融解安定性の面で比較的に良い保護作用を示し、そのメカニズムは「選択的構造再編」にあり、ネットワーク構造の剛柔平衡を最適化することによって、部分の動的剛性と水分保持力を犠牲にしたが、優れた大変形静的担持能力（すなわち咀嚼性と接着性）に換えた。保水性の低下はその応用限界の1つであるが、本研究はアミド化多糖類を利用して適応構造調整によって冷凍保護を提供できる新しい天然食品原料を開発するために新しい道を開いた