常压冷等离子体处理花生蛋白：结构功能双优化与微生物减控机制研究

本文系统探讨常压冷等离子体（ACP）技术对花生蛋白浓缩物（PPC）的结构修饰与功能增强作用。通过多尺度表征技术（EPR、CD、FTIR、AFM/SEM）揭示·OH自由基驱动的氧化机制，证实ACP处理可诱导二级结构从α-螺旋向β-折叠转变，显著提升溶解性（42%）及乳化活性，为植物蛋白绿色改性提供新策略。

　　

亮点

• 常压冷等离子体（ACP）处理诱导花生蛋白浓缩物（PPC）发生自由基介导的结构重组

• 电子顺磁共振（EPR）证实羟基自由基（·OH）为关键活性氧物种（ROS）

• 圆二色谱（CD）与傅里叶变换红外光谱（FTIR）显示二级结构由α-螺旋向β-折叠转化

• 原子力显微镜（AFM）和扫描电镜（SEM）揭示表面致密化与孔隙度增加

• 90秒处理实现最显著聚集体解离与表面粗糙度降低

• 表面疏水性增强伴随溶解度和乳化活性同步提升

材料

实验所用花生蛋白浓缩物（PPC）购自上海源叶生物科技有限公司，其蛋白质含量约60.0%，脂肪与灰分分别为6.5%和6.3%。其他化学试剂包括甘氨酸（Gly）、L-丝氨酸（L-Ser）、十二烷基硫酸钠（SDS）、L-丙氨酸（L-Ala）、L-异亮氨酸（L-Ile）、考马斯亮蓝、L-谷氨酸（L-Glu）、L-脯氨酸（L-Pro）、乙二胺四乙酸（EDTA）等均来自商业供应商。

EPR分析

采用电子顺磁共振（EPR）光谱仪对ACP处理前后的PPC样品进行自由基信号强度定量分析，结果证实活性自由基的生成。以DMPO为自旋捕获剂的研究显示，处理后样品出现典型的DMPO-OH加合物四重峰特征谱，明确羟基自由基（·OH）是ACP处理过程中最主要的活性氧物种。

结论

常压冷等离子体（ACP）作为一种新兴的非热技术，在食品加工领域具有安全可控的蛋白质改性潜力。本研究系统阐明了ACP处理通过自由基驱动机制调控花生蛋白浓缩物（PPC）结构-功能关系的路径。EPR光谱证实活性氧（ROS）的生成是结构修饰的驱动力。氨基酸分析表明氧化修饰主要靶向含硫和芳香族氨基酸。二级结构从α-螺旋向β-折叠的转变（通过CD和FTIR验证）以及表面形貌的重构（通过AFM/SEM观测）共同促进了PPC功能特性的提升，包括溶解性、乳化性和抗菌活性。本研究为等离子体技术在植物蛋白高值化应用提供了理论依据和技术支撑。