蛋清蛋白储存诱导分子结构变化：从界面特性到皮克林乳液稳定性的多尺度研究

本综述系统阐释蛋清蛋白在储存过程中分子结构演变规律，揭示其界面性质（如吸附动力学、流变特性）与皮克林乳液（Pickering emulsion）稳定性之间的构效关系，为蛋白质基乳液体系的精准调控提供理论依据。

　　

Highlights

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  通过乙醇分级沉淀（20%、40%、60%）获得分子量分布更窄的果胶亚组分
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  40%乙醇分级组分（A40、C40、H40、O40）具有更高糖醛酸含量和更均一的分子量
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  柑橘果胶（CP）因高线性同型半乳糖醛酸（HG）域占比而展现最优凝胶特性
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  钙离子（Ca²⁺）显著增强所有果胶凝胶强度，其中CP响应最显著
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  低浓度果胶（<0.10%, w/v）提升酸奶质构，0.05%秋葵果胶（OP）获得最佳综合评价

Materials

苹果皮、柑橘皮、山楂和秋葵经60°C烘干72小时后粉碎（60目），于-20°C储存。所有单糖标准品（包括半乳糖醛酸GalA、鼠李糖Rha、阿拉伯糖Ara、木糖Xyl、半乳糖Gal、葡萄糖Glu和甘露糖Man）购自Solarbio有限公司。T系列葡聚糖标准品（T-10/40/70/500/2000）同步采购。UHT商业牛奶（蛋白质含量3.2 g/100 mL，脂肪含量3.8 g/100 mL）购自本地超市。

Yield and chemical components

如表1所示，四种原料的粗果胶得率排序为：OP（18.0%）> CP（17.3%）> HP（15.5%）> AP（8.8%）。OP糖醛酸含量显著较低（45.4%），而AP、CP、HP分别达63.7%、65.3%和63.2%。所有样品蛋白质含量均低于4.5%，符合果胶纯度要求。通过20%、40%、60%乙醇分级后，40%组分（A40/C40/H40/O40）展现出最高糖醛酸含量（76.2–89.1%）与最低蛋白质残留（1.2–2.8%），证明该分级策略可有效富集高纯度果胶。

Molecular weight distribution

HPSEC分析表明（图2A），粗果胶中OP分子量（Mw）最高（598 kDa），而AP、CP、HP分别为289 kDa、273 kDa和232 kDa。经40%乙醇分级后，所有亚组分分子量分布变窄（多分散指数PDI降至1.5–2.0），其中O40保持最高Mw（415 kDa），而A40、C40、H40的Mw分别为205 kDa、198 kDa和182 kDa。

Monosaccharide composition

由表2可知，A40和C40具有最高半乳糖醛酸（GalpA）含量（95.1 mol%和88.7 mol%），且支化度（DB）最低（20.9%和15.1%）。相反，O40支化度最高（26.6%），其阿拉伯糖（Ara）和半乳糖（Gal）侧链含量显著多于其他样品，表明其富含鼠李半乳糖醛酸-I（RG-I）结构域。

Rheological properties

3%浓度下，CP在25°C呈现最高表观粘度和凝胶强度（图3A），归因于其高HG占比与适中分子量的协同效应。Ca²⁺添加后（图3B），所有样品凝胶强度提升，CP仍保持最强响应，证实HG域对离子交联的高度敏感性。

Conclusion

本研究通过乙醇分级获得结构明晰的果胶亚组分，揭示分子特征（如HG/RG-I比例、支化度、分子量）对流变特性及酸奶质构的调控机制。低浓度果胶（0.05–0.10%）可有效改善酸奶持水性与感官品质，其中0.05% OP添加组表现最优，为精准化应用果胶提供数据支撑。