超声辅助pH偏移处理对绿豆蛋白/乳蛋白浓缩物杂化体系理化特性的协同优化及其在杂化酸奶凝胶中的应用机制研究

【字体: 时间:2025年06月10日 来源:International Journal of Biological Macromolecules 7.7

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  针对植物蛋白功能特性不足的问题,河南科技学院团队通过超声辅助pH偏移技术改性MBP/MPC杂化蛋白体系,显著提升溶解度(86.92%–91.98%)和乳化性(4.08%–53.65%),并揭示80:20配比下疏水相互作用主导凝胶网络形成,为植物基酸奶品质改良提供新策略。

  

随着健康饮食和可持续发展理念的普及,植物蛋白在酸奶替代品中的应用备受关注。绿豆蛋白(MBP)因其高赖氨酸含量和低过敏性成为理想原料,但其溶解性差、功能特性弱于乳蛋白的问题制约了产品开发。传统解决方案多聚焦单一蛋白改性,而河南科技学院团队创新性地将MBP与乳蛋白浓缩物(MPC)杂化,结合超声辅助pH偏移技术,系统探究了杂化体系的构效关系及其在酸奶凝胶中的应用潜力。

研究采用激光粒度仪、圆二色谱等技术分析蛋白结构,通过质构仪和离心法评估凝胶性能。样本队列来源于双塔食品公司提供的MBP和陕西安琪生物的MPC85,蛋白质含量分别为80.70%和85.46%(w/w)。

材料与方法
团队选用商业酸奶发酵剂YF-L904(含嗜热链球菌)制备凝胶,通过控制MBP/MPC比例(20:80至100:0)和超声参数(20kHz,400W),结合pH12碱处理-中性回调的pH偏移工艺,系统测定溶解度、乳化活性指数(EI)及凝胶持水性(WHC)。

研究结果

  1. 粒径变化:未处理MBP粒径达4159.33±136.35nm,经超声辅助pH偏移后骤降至361.80±22.79nm,降幅达91.3%。杂化体系中,80:20配比下粒径最小(p<0.05)。

  2. 二级结构:α-螺旋和β-转角含量显著降低,无规卷曲增加,但SDS-PAGE证实一级结构未破坏。

  3. 功能特性:溶解度提升至91.98%,EI增幅超13倍(53.65% vs 4.08%),归因于蛋白解聚暴露疏水基团。

  4. 凝胶性能:80:20配比下凝胶弹性模量最高,WHC提升27.6%。但MBP占比>60%时,杂化凝胶性能反逊于纯MBP凝胶,揭示过量MBP导致网络结构松散。

结论与意义
该研究首次阐明超声与pH偏移在MBP/MPC杂化体系中的协同效应:机械剪切力促进蛋白解聚,而pH偏移诱导熔球态构象,共同优化功能特性。80:20为最优配比,此时疏水相互作用主导凝胶网络形成。成果发表于《International Journal of Biological Macromolecules》,为植物基酸奶的质构调控提供了理论依据和技术路径,对推动可持续食品开发具有重要实践价值。

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