《Food Chemistry》：Aerogel-based oil sorbents derived from pomelo (
Citrus grandis L.) peel powder as fat replacers: effects on physicochemical properties and volatile profiles of semi-dried chicken sausages
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可持续生产高蛋白 oat protein concentrates（OPCs）通过酶解挤压和乙醇脱脂工艺，显著提升蛋白浓度（最高达74.88%）及功能特性，如油持容和乳化活性。结构分析显示酶解挤压导致蛋白质网络破坏（β-折叠减少，无规卷曲增加）并形成多孔表面，乙醇脱脂进一步优化结构-功能关系。
Tizazu Yirga Bereka|Xing Zhou|Ren Wang|Zhengyu Jin
江南大学食品科学与技术学院，中国江苏省无锡市214122
摘要
本研究通过酶法挤压水解从预糊化的全燕麦粉中制备了燕麦蛋白浓缩物（OPCs），并评估了其成分、结构和功能特性。使用高温α-淀粉酶处理的OPCs（Thr-NDFOPC）具有最高的蛋白质含量（58.78%），其次是中温α-淀粉酶处理的OPCs（Med-NDFOPC，52.02%）和常规酶法水解处理的OPCs（Con-NDFOPC，44.08%）。结构分析（FTIR、CD、SEM）显示，Thr-NDFOPC的二级构象、表面粗糙度和孔隙率发生了显著变化，表明蛋白质网络部分展开并受到破坏。从功能角度来看，OPCs在中性和酸性pH值下的溶解度较低，但在碱性条件下溶解度有所提高，Con-NDFOPC在pH 9时的溶解度接近60%。其持水能力和持油能力分别为1.90–2.97 g/g和2.48–2.57 g/g，乳化活性和稳定性分别为21.27–26.89 m2/g和37.09–47.36 min。随后在65°C下进行乙醇脱脂处理后，Con-DFOPC的蛋白质浓度提高到64.69%，Med-DFOPC为72.55%，Thr-DFOPC为74.88%，同时结构进一步破坏，导致溶解度降低，但持水能力（3.19–3.75 g/g）、持油能力（3.28–3.82 g/g）和乳化能力（25.27–34.55 m2/g）得到增强。这些结果表明，酶法挤压水解是一种可扩展的方法，可用于生产具有定制结构和功能特性的OPCs，适用于食品应用。
引言
全球人口的增长以及对动物蛋白来源的可持续性担忧使得传统蛋白质难以满足对高蛋白食品日益增长的需求（M?kinen等人，2017；Rafique等人，2025）。例如，如果欧盟的肉类和乳制品消费量减少50%，氮排放量可降低40%，温室气体排放量可减少25–40%（Westhoek等人，2014），这凸显了寻找替代蛋白来源的紧迫性（Ge等人，2025）。预计到2024年底，替代蛋白市场将以每年14%的速度增长，其中植物基蛋白的全球市场价值将达到108亿美元（Rafique等人，2025）。
谷物是全球主要的膳食蛋白来源，而燕麦因其相对较高的蛋白质含量（15–20%）、均衡的氨基酸组成以及无麸质特性而备受关注（Ge等人，2025；Kosová等人，2020；M?kinen等人，2017）。此外，燕麦含有β-葡聚糖等生物活性成分，具有多种健康益处，包括降低胆固醇和减少心血管疾病的风险。因此，燕麦蛋白作为可持续的高蛋白、无麸质食品成分受到了重视（Rafique等人，2025）。
然而，目前的燕麦蛋白分离方法效率低下且对环境造成负担。传统的碱性提取后等电沉淀法虽然简单且成本效益高，但常导致蛋白质变性和结构改变，并产生大量化学废物（Ge等人，2025）。这些缺点限制了工艺的可扩展性和蛋白质的功能性，凸显了需要更可持续的提取策略。
尽管酶法提取已成为一种环保的替代方法（Sargautis等人，2023），但由于水解时间较长且能耗较高，其工业可扩展性仍有限。此外，现有的燕麦蛋白提取研究主要集中在静态酶法水解或化学沉淀上（Ge等人，2025），尚未充分了解动态高剪切环境对蛋白质产量和结构的影响。
在这种情况下，酶法挤压结合了酶法水解与机械和热处理，通过同时施加热、剪切和压力加速酶活性，使淀粉在几秒钟内迅速分解（Bereka、Zhou、Sun和Jin，2025），从而快速提高蛋白质浓度。降解淀粉的酶如普鲁兰酶和α-淀粉酶分别通过切割α-1,6-和α-1,4-糖苷键来水解糊化淀粉（Bereka、Zhou、Sun、Xin和Jin，2025；Liu等人，2022），从而提高蛋白质的纯度和功能性。
尽管具有潜力，但酶法挤压尚未系统地应用于燕麦蛋白的提取。关于挤压-酶相互作用如何影响燕麦蛋白结构、功能和营养价值的综合研究尚缺乏，这是一个重要的研究空白。因此，本研究探讨了酶法挤压生产燕麦蛋白浓缩物（OPCs）的可行性，研究了脱脂处理对其结构和功能特性的影响，并旨在为可持续、高产量的燕麦蛋白生产奠定基础。
材料
实验所用的全燕麦颗粒来自中国河北省张家口市固原县的一家当地农业合作社。中温α-淀粉酶（CAS编号9000-90-2）和高温α-淀粉酶（CAS编号9000-85-5）购自上海源业生物科技有限公司（上海），普鲁兰酶（CAS编号9075-68-7）购自Macklin生化有限公司（上海），这些酶用于淀粉水解。
OPCs的产量和蛋白质回收率
表1展示了OPCs的产量和蛋白质回收率。常规酶法水解（Con-NDFOPC）的产量最高（18.45%），蛋白质回收率为65.79%。酶法挤压水解的产量略低（Med-NDFOPC为17.39%，Thr-NDFOPC为16.10%），但蛋白质回收率较高（分别为73.17%和76.50%）。对照组的初始产量较高可能反映了加工过程中材料损失较少。结论
酶法挤压水解后经乙醇脱脂处理得到的燕麦蛋白浓缩物具有较高的回收率（最高达78.49%）和改善的功能特性，尽管总体产量略有下降。高温α-淀粉酶处理导致蛋白质结构发生显著变化——β-折叠和α-螺旋含量减少，随机卷曲结构增加，表面孔隙率增大——而脱脂处理进一步提高了持水能力和持油能力以及乳化性能。
作者贡献声明
Tizazu Yirga Bereka：撰写 – 审稿与编辑、撰写 – 初稿、数据可视化、方法验证、实验设计、数据管理、概念构思。Xing Zhou：撰写 – 审稿与编辑、验证、项目监督、资源协调、方法设计、实验设计、概念构思。Ren Wang：撰写 – 审稿与编辑、资源协调。Zhengyu Jin：撰写 – 审稿与编辑、项目监督、资源协调。
未引用的参考文献
Mirmoghtadaie, Kadivar和Shahedi, 2009
Tang, Wichers和Hettinga, 2022
Xiaoru Ren, Liu, Wang, Jin和Jiao, 2023
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本工作得到了国家重点研发计划（编号2021YFD2101002）的支持。
