近日，大连工业大学食品学院、海洋食品加工与安全控制全国重点实验室、国家海洋食品工程技术研究中心在食品科学领域TOP期刊《Food Chemistry》2024年第457卷（Volume 457）（Q1，IF:8.5）发表题为“Soy protein particles as stabilizers of heat-stable O/W emulsions with 20% protein content”的研究性论文，博士研究生张蕊为第一作者，吴超教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（32272256）和辽宁省兴辽英才“青年拔尖人才”项目（XLYC2203111）的资助。
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https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024.140157
研究背景
高蛋白液体体系因其丰富的营养价值而备受消费者的青睐。热处理是灭活抗营养因子（如凝集素）和延长食品货架期的常用方法。然而，加热引起的蛋白质聚集和凝胶化严重阻碍了高蛋白液体体系相关产业的发展。当大豆蛋白（SPs）浓度超过6.5%（w/v）时，热诱导的聚集将对乳液的口感等感官特性产生不利的影响。当加工温度超过SPs的变性温度时，蛋白质分子结构展开，暴露出埋藏在内部的巯基和疏水基团等活性位点，这些基团促进了蛋白质的交联和聚集。
研究表明，对蛋白质预变性处理能够增强其对热加工的耐受性，采用抗热聚集的蛋白质制备的乳液体系比用天然蛋白质制备的乳液体系表现出显著更好的耐热性。因此，增强蛋白质的耐热性对于生产富含蛋白质的乳液至关重要。课题组先前的研究成功获得了在大豆蛋白浓度10%（w/v）的情况下表现出良好热稳定性的乳液。而通过在pH 10预热大豆蛋白获得的改性大豆蛋白颗粒（MSPs）表现出更为显著的抗热聚集特性。然而，MSPs作为乳化剂对高蛋白乳液热稳定性的影响及其潜在机制尚不明确。因此，本研究对MSPs的理化性质进行了表征，分析了热处理前后MSPs在乳液连续相和油水界面的分布变化、乳液流变特性和微观结构变化。揭示了MSPs对水包油乳液热稳定性的影响机制。
成果介绍
本研究利用MSPs成功制备了抗热聚集性突出的高蛋白O/W乳液。即使蛋白质浓度高达20%（w/v），乳液在加热后仍能保持优异的流动性。MSPs致密的刚性结构是乳液热稳定性显著提高的原因之一。这种结构能够防止蛋白质在再加热过程中的进一步聚集，连续相中的蛋白颗粒尺寸在加热前后仅小幅增加。此外，MSPs比SPs更疏水，能够更快的吸附到油水界面上，有利于形成更致密、更有弹性和韧性的界面膜，从而有效防止液滴絮凝。这些发现为制备高蛋白植物基乳液提供了技术和理论支撑，能够满足相关领域日益增长的消费需求。
图文摘要
图1. MSPs的理化性质
图2. MSPs乳液的微观结构变化
图3. 热处理对乳液外观及流变特性的影响
作者介绍
张蕊（第一作者）：大连工业大学食品学院，海洋食品加工与安全控制全国重点实验室、国家海洋食品工程技术研究中心2022级博士研究生，导师为朱蓓薇院士和吴超教授。研究方向为蛋白质的可控聚集。目前以第一作者在Food Chemistry（中科院1区Top，IF8.5）, Food Research International（中科院1区Top，IF7.0）杂志发表SCI论文2篇。
吴超（通讯作者）：教授，博士生导师，国家优秀青年科学基金获得者，“兴辽英才”青年拔尖人才，大连市科技之星，苏黎世联邦理工学院国家公派访问学者。主要研究方向为1）食品蛋白质资源开发与利用；2）蛋白质可控聚集与界面组装调控。主持国家自然科学基金、国家重点研发计划项目子课题、辽宁省自然科学基金等项目10余项。以第一作者或通讯作者在Nano Today、Small、Biomacromolecules等杂志发表SCI收录论文40余篇。获辽宁省自然科学学术成果奖三等奖1项、辽宁省研究生教学成果特等奖1项。
图文/张蕊 吴超
排版/周雨霁 王艺霏
责编/李俊漳
审核/温成荣
