Introduction
花生蛋白是优质的可食用植物蛋白，其营养价值与动物蛋白相近。我国对食物蛋白研究相对滞后，尤其在花生蛋白产品制备工艺及其功能性研究方面起步较晚，大部分花生蛋白产品仅在低端市场徘徊，无法与国外产品形成竞争优势。因此，改善花生蛋白的功能特性、弥补花生蛋白功能性的欠缺、进一步拓宽花生蛋白在食品工业上的应用对于强化蛋白质摄入具有重要意义。
作为花生蛋白中最主要的组成部分，花生球蛋白和伴球蛋白的性质对花生蛋白的功能特性起着至关重要的作用。目前，花生蛋白组分改性研究主要集中在超声波及酶处理等复合手段，与传统方法相比，微生物发酵法更温和、廉价、安全、环保，特别是包括乳酸菌在内的功能型益生菌在发酵过程中可产生更多的酶系水解蛋白，可以赋予花生蛋白更好的营养与风味，极具应用潜力。
湖北工业大学生命科学与健康工程学院李玟君（第一作者）、李玮副教授（通信作者）通过戊糖乳杆菌（Lactobacillus pentosus）对提取出的花生分离蛋白、球蛋白、伴球蛋白进行发酵处理，对比发酵处理前后花生不同蛋白组织分子结构、微观结构及与肌原纤维蛋白复配乳液的流变特性和凝胶特性的变化规律，为研究乳酸菌改善花生蛋白聚集行为提高花生蛋白产品在蛋白基料中的应用提供一定参考。
Results
游离巯基、总巯基和二硫键的含量
发酵前后花生蛋白各亚基结构变化如图1所示。发酵后花生球蛋白游离巯基含量比发酵前增加，而花生分离蛋白和伴花生球蛋白均降低。戊糖乳杆菌发酵处理后球蛋白内部亚基结构充分展开，包埋在分子内部的巯基更多地暴露到分子表面从而导致蛋白游离巯基含量增加。随着发酵微环境的改变，球蛋白内部基团更活跃，蛋白结构展开程度最大，而花生分离蛋白、伴花生球蛋白发酵后游离巯基含量降低是由于在发酵过程中，新展开的蛋白界面不稳定，暴露出的巯基与氧气结合形成了二硫键，巯基重新被包埋，从而使表面巯基含量降低。结果表明，发酵处理可在一定程度上促使花生蛋白组分空间构象发生改变，生成聚集体，蛋白质分子质量增加，形成凝胶网络。
图1 发酵对花生不同蛋白组分游离巯基含量的影响
蛋白质二级结构
由图2可知，花生蛋白主要的二级结构是β-折叠和无规则卷曲，含量均在25%以上，α-螺旋含量最低（低于15%）。发酵后花生分离蛋白的α-螺旋、β-转角和无规则卷曲的相对含量分别比未发酵降低7.89%、20.06%和2.88%，β-折叠含量增加32.05%；球蛋白的β-折叠和β-转角的含量分别比未发酵降低6.39%和7.54%，无规则卷曲含量增加13.26%；伴球蛋白的无规则卷曲和β-转角的含量均增加26.84%和14.43%，无规则卷曲含量增加。
图2 发酵对花生不同蛋白组分红外光谱（A）及蛋白二级结构含量（B）的影响
花生蛋白含量与复合凝胶质构特性的相关性研究
图9 花生蛋白的添加量对复合凝胶质构特性的影响热图
Conclusion
花生蛋白粉可以有效地锁住肉中的水分，在原料加工过程中保持肉汁的风味，减少风味损失，并能促进脂肪吸收，减少产品中油分流失，使组织细腻，最终产品品质良好。然而，将花生蛋白发酵产物应用于肉制品的研究较少。花生分离蛋白发酵产物中含有丰富的生物活性肽，还能赋予产品一定的抗氧化、降血压、抗疲劳、改善贫血的性质，未来将在肉类替代品加工中得到广泛应用。
第一作者
通信作者
Effect of Lactobacillus pentosus fermentation on molecular structure and gel quality of peanut protein
Abstract
Peanut protein was fermented by Lactobacillus pentosus, to study the effects of different protein composition of peanut protein isolate, arachin and concomitant arachin on their molecular structure and thermal properties during fermentation, the composite gel was prepared by compounding peanut protein with myofibril protein, the rheological properties of the composite emulsion and the texture properties of the composite gel were studied to reveal the molecular mechanism of the effect of L. pentosus on the gel properties of peanut protein. The results showed that the free sulfhydryl content, surface hydrophobicity and denaturation temperature of arachin were increased, β-sheet content and denaturation enthalpy were decreased by L. pentosus fermentation. It can reduce the content of free sulfhydryl group, surface hydrophobicity and denaturation enthalpy of peanut protein isolate and concomitant arachin, the denaturation temperature and α-helix content of peanut protein isolate and arachin were significantly increased. After fermentation, the structure of arachin developed to the maximum and the thermal stability of arachin was higher, which proved that L. pentosus could promote the gel modification of peanut protein. The complex gel formed by fermentation with arachin is easier to form porous structure and has better macro-elasticity than the complex gel prepared by modification of arachin and isolate protein.
Reference:
LI W J, GUAN Y X, CHEN S M, et al. Effect of Lactobacillus pentosus fermentation on molecular structure and gel quality of peanut protein[J]. Journal of Future Foods, 2025, 5(3): 257-265. DOI:10.1016/j.jfutfo.2024.07.05.
文章翻译由作者团队提供
编辑：龚艺；责任编辑：孙勇
封面图片来源：摄图网
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