预热驱动结构变化增强豌豆和蚕豆蛋白成分的酸诱导凝胶化及其在食品质构优化中的应用

本研究发现预热处理（65–95 °C, 5–60 min）通过调控豌豆蛋白分离物（PPI）、浓缩物（PPC）和蚕豆蛋白浓缩物（FPC）的聚集状态与溶解性，显著提升酸诱导凝胶的储能模量（G′）和临界应变（γc）。研究揭示了湿法分离与干法分馏蛋白因加工差异导致的预热机制分化（如PPI解聚与PPC/FPC聚集），为植物基奶酪替代品的质构设计与食品安全提供了关键技术路径。

　　

Highlight

预热驱动的结构变化显著增强了商业豌豆和蚕豆蛋白成分的酸诱导凝胶性能。通过小振幅和大振幅振荡剪切（SAOS和LAOS）测试发现，预热处理普遍提高了凝胶强度（更高的储能模量G′）和变形能力（更高的临界应变γ_c），其中蚕豆蛋白浓缩物（FPC）的改善最为显著。预热温度对凝胶性质的影响远大于加热时间。值得注意的是，分离物和浓缩物的改善机制存在本质差异：对于通过湿法分馏生产的豌豆蛋白分离物（PPI），预热后粒径减小，溶解度和流体力学尺寸（z-average）增加——这表明预热将其高度变性的不溶性聚集体解离为更小、可溶的形式，从而促进凝胶网络形成。相反，对于通过干法分馏生产的PPC和FPC，蛋白质大多处于天然状态；预热展开蛋白结构，促进豆球蛋白（legumin）和豌豆球蛋白（vicilin）亚基的聚集，导致粒径和z-average增加而溶解度降低。z-average与G′之间的强相关性突显了可溶性聚集体在增强凝胶强度中的关键作用。这些发现表明，预热可有效功能化商业豆类蛋白，用于酸诱导凝胶化应用，在为纯素/混合奶酪替代品等食品提供更佳质构的同时确保食品安全。

Conclusions

本研究系统探讨了预热对商业豌豆蛋白分离物（PPI）、豌豆蛋白浓缩物（PPC）和蚕豆蛋白浓缩物（FPC）酸诱导凝胶化的影响。预热显著改善了这些商业蛋白凝胶的强度、弹性和变形能力。值得注意的是，预热效果主要依赖温度而非持续时间，这为工业规模化应用提供了重要实践依据。