近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所植物蛋白結(jié)構(gòu)與功能調(diào)控創(chuàng)新團(tuán)隊通過比較不同來源蛋白的組成、結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)和發(fā)泡特性，揭示了蛋白氣-水界面及泡沫功能特性與其理化、結(jié)構(gòu)性質(zhì)的關(guān)聯(lián)機(jī)制。相關(guān)研究成果發(fā)表于食品領(lǐng)域頂級國際期刊《Food Chemistry》（JCR一區(qū)，IF=8.5）。加工所2022級碩士研究生張鑫煜為論文第一作者，王強(qiáng)研究員與石愛民研究員為共同通訊作者。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃（2023YFE0104900）、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院青年創(chuàng)新項目（Y2022QC11）等的資助。

 

　　天然蛋白是典型的兩親分子，包含非極性和極性區(qū)域。大部分非極性基團(tuán)位于疏水內(nèi)部，使得蛋白質(zhì)可以吸附在空氣-水界面上，促進(jìn)泡沫的形成和穩(wěn)定。目前，食品工業(yè)中最常用的發(fā)泡劑是動物來源的蛋白質(zhì)，如牛奶或雞蛋蛋白，由于植物、微生物蛋白在食品可持續(xù)性和環(huán)境保護(hù)方面的優(yōu)勢，采用此類蛋白替代動物蛋白制造發(fā)泡劑正逐步得到廣泛關(guān)注。此前，研究人員已經(jīng)初步研究了植物、微生物蛋白質(zhì)形成和穩(wěn)定泡沫的潛力，而對適合制造食品泡沫的各種植物和微生物蛋白的結(jié)構(gòu)-功能關(guān)系研究相對較少。

 

　　針對上述問題，科研人員對16 種不同來源蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、理化和發(fā)泡特性進(jìn)行了測定與分析。研究表明，小麥面筋蛋白（WGP）和綠豆蛋白（MBP）具有較高的發(fā)泡能力（102.67±8.08% 和 89.33±4.72%），可能最適用于形成和穩(wěn)定食品泡沫，其機(jī)制是由于它們具有較高的表面疏水性（179.68±1.40 和 130.28±1.41）和較大的接觸角（82.369±0.016°和82.949±0.228°）。相關(guān)性分析表明，發(fā)泡能力與泡沫穩(wěn)定性、α-螺旋含量、表面疏水性、游離巰基含量呈極顯著正相關(guān)（p≤0.01）；發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性與二硫鍵含量呈極顯著負(fù)相關(guān)（p≤0.01）。“構(gòu)效關(guān)系”研究結(jié)果表明，蛋白質(zhì)必須具有一定的柔韌性和表面疏水性，才能迅速附著在空氣-水界面上，進(jìn)而形成穩(wěn)定的泡沫結(jié)構(gòu)。上述研究有助于篩選適用于食品工業(yè)的植物蛋白發(fā)泡劑，為進(jìn)一步開發(fā)和拓展植物蛋白基新產(chǎn)品提供理論基礎(chǔ)。

 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024.141431