利用杜氏盐藻（Dunaliella salina）蛋白生产低脂蛋黄酱：一种可改善产品感官和功能特性的可持续替代方案

《Food Science & Nutrition》：Production of Low-Fat Mayonnaise With Dunaliella salina Protein: A Sustainable Alternative for Improved Sensory and Functional Properties

盐藻蛋白替代传统脂肪制备低脂蛋黄酱，评估其物理化学、流变学与感官特性。通过超声提取法获得最高蛋白提取率（55.5%±0.7%），T3组（5%盐藻蛋白）在流变学稳定性（G′提升至1.83×10? Pa）和感官评分（综合最优）方面显著优于其他组。FTIR证实蛋白质-脂质相互作用增强，DPPH抗氧化活性达74.4%。研究表明盐藻蛋白可有效改善低脂蛋黄酱的质地与稳定性，超声提取为最优工艺。

　　本研究聚焦于一种名为 *Dunaliella salina*（嗜盐藻）的微藻，探索其蛋白质作为脂肪替代品在低脂蛋黄酱中的应用潜力。随着消费者对健康食品的需求不断上升，传统高脂肪食品的低脂替代方案逐渐成为食品工业关注的热点。蛋黄酱作为一款高脂肪含量的调味品，其市场需求仍然很大，但在健康意识提升的背景下，低脂或脂肪减少的版本更受欢迎。本研究的目标是评估 *Dunaliella salina* 蛋白质在蛋黄酱中的应用效果，特别是其对产品物理化学性质、流变学行为以及感官特性的影响。通过对不同提取方法的比较，确定最优提取工艺，并在蛋黄酱中使用不同蛋白质含量（1%、3%、5%）进行配方测试，评估其在10天储存期内的表现。

### 蛋白质提取方法的比较

在蛋白质提取方法的选择上，本研究采用了多种手段，包括超声波辅助提取、高压均质处理、冻融循环以及水浴与乙醇提取。这些方法均涉及对微藻细胞壁的破坏，以释放蛋白质。超声波辅助提取因其高效的细胞破裂能力，表现出最高的蛋白质提取效率（平均55.50%），这可能是由于超声波引起的空化效应，能够有效促进细胞内容物的释放，并减少蛋白质变性。相比之下，均质处理（46.50%）和冻融循环（36.50%）的提取效率较低，可能由于机械力的强度或均匀性不足，或由于冰晶形成导致部分细胞受损，从而影响蛋白质的完全释放。而水浴与乙醇提取（27.00%）则效果最差，这可能是因为乙醇溶剂在提取过程中可能引起蛋白质的变性或沉淀，导致回收率下降。

此外，提取方法对蛋白质的物理化学特性也有显著影响。例如，超声波提取的蛋白质在稳定性、pH值、抗氧化活性等方面均表现出优势。稳定性最高（95.50%），表明其结构较为完整，能够有效维持蛋白质的生物活性。pH值最低（4.55），这可能是因为提取过程中较少发生化学修饰，从而保留了蛋白质的原始特性。而乙醇提取的蛋白质则呈现出较高的pH值（5.25），这可能与溶剂对蛋白质结构的破坏有关。在抗氧化活性方面，超声波提取的蛋白质表现最佳（74.39%），这与其较高的生物活性和更好的蛋白质结构保持有关。相比之下，冻融提取的蛋白质抗氧化活性较低（55.79%），这可能是由于提取过程中蛋白质的变性或聚集现象，影响了其抗氧化能力。

### 蛋白质功能特性的评估

在功能特性方面，超声波提取的蛋白质展现出最强的乳化能力和起泡能力。乳化能力（EC）达到了76%，远高于其他提取方法，表明其在油水界面的活性更高，有助于形成更稳定的乳化体系。而起泡能力（FC）也表现突出，达到81.50%，这与蛋白质的可溶性、表面疏水性和分子柔韧性有关。相比之下，乙醇提取的蛋白质在乳化和起泡能力上均表现最差，可能是因为提取过程中蛋白质发生了变性，导致其无法有效与油水界面相互作用。在乳化稳定性（ES）方面，超声波和冻融提取的蛋白质表现出相似的稳定性（均高于80%），而乙醇提取的蛋白质则显著较低（74%）。这表明，虽然超声波提取在乳化能力上占优，但其在乳化稳定性方面也表现出较强的性能。

在流变学行为方面，超声波提取的蛋白质表现出典型的粘弹性特性，其中储存模量（G′）始终高于损耗模量（G″），表明其主要表现出弹性行为。粘度则随频率的增加而下降，呈现出剪切稀化（假塑性）特性，这在食品应用中是理想的，因为它有助于形成更稳定的乳化体系。均质处理的蛋白质在G′和G″方面均表现出较强的粘弹性，这可能是由于均质过程中机械剪切作用促进了蛋白质分子的展开和相互作用，形成更紧密的网络结构。冻融提取的蛋白质在低频下表现出较高的G′和粘度，但在高频下则表现出更明显的剪切稀化趋势，说明其结构较为刚性但可能不够柔韧。乙醇提取的蛋白质则在粘弹性方面表现最弱，可能是因为其在提取过程中受到溶剂影响，导致蛋白质结构的破坏。

### 蛋黄酱的特性分析

在蛋黄酱的配方测试中，研究采用了三种不同的蛋白质添加量（1%、3%、5%）以及相应的脂肪减少比例（10%、15%、20%）。通过10天的储存期评估，发现蛋白质的添加显著改善了蛋黄酱的物理化学性质、流变学行为以及感官特性。在pH值方面，随着蛋白质含量的增加，蛋黄酱的pH值也相应提高，尤其是在初始阶段，高蛋白配方（T3）表现出最高的pH值（5.05），而低蛋白配方（T1）和无蛋白配方（Control）则pH值较低（4.45和4.25）。这可能是由于蛋白质具有一定的缓冲能力，从而减少了酸性物质的积累。

在水分含量方面，随着储存时间的延长，所有配方的水分含量均有所下降，但高蛋白配方（T3）表现出更稳定的水分保留能力。这可能是因为蛋白质具有较强的水结合能力，有助于维持蛋黄酱的结构稳定性。而低蛋白配方（Control和T1）则更容易出现水分流失，导致质地变硬或出现分层现象。

在灰分含量方面，随着储存时间的增加，所有配方的灰分含量均上升，尤其是高蛋白配方（T3）表现出最显著的灰分增加（从1.05%上升至2.45%）。这可能是因为蛋白质富含矿物质，且随着水分的流失，矿物质浓度升高，从而导致灰分含量增加。

在抗氧化活性方面，随着蛋白质含量的增加，蛋黄酱的抗氧化能力也显著提升。其中，T3（5%蛋白质）表现出最强的抗氧化活性（65.70%），而Control（无蛋白质）则最低（11.60%）。这表明，蛋白质的添加不仅提升了蛋黄酱的营养价值，还增强了其抗氧化能力，从而延缓脂质氧化，提高产品的稳定性。

在质地分析方面，T3表现出最佳的硬度、凝聚力和粘附性。硬度从18.65 N增加到20.05 N，凝聚力从0.96增加到0.89，粘附性从-1.45 N·s下降到-1.33 N·s。这表明，高蛋白配方在储存过程中能够维持更好的结构稳定性，从而提升蛋黄酱的质地。相比之下，低蛋白配方（T1和Control）在硬度和凝聚力方面表现较差，且粘附性也有所下降。

在感官评价中，T3在所有测试日（第0天、第5天、第10天）均表现出最佳的口感、颜色、气味和整体接受度。T3的质地最为柔软，颜色最为鲜艳，气味也最为浓郁，这可能与其较高的蛋白质含量和较好的乳化稳定性有关。而T1和T2在感官特性上则表现次之，这可能是由于蛋白质含量较低，导致乳化能力不足，进而影响产品的感官体验。

### 乳化与起泡能力的影响

乳化和起泡能力的提升对蛋黄酱的质地和稳定性至关重要。在本研究中，超声波提取的蛋白质（PDs1）在乳化和起泡能力方面均表现出最佳效果。这可能是因为超声波处理促进了蛋白质的展开和乳化活性的增强，使其更有效地与油水界面相互作用。而乙醇提取的蛋白质（PDs4）在乳化和起泡能力上均表现最差，这可能与其在提取过程中发生变性或聚集有关。

此外，乳化稳定性（ES）在超声波和冻融提取的蛋白质中均表现出较高的稳定性，而乙醇提取的蛋白质则稳定性较低。这表明，提取方法对乳化能力的保持具有重要影响。在蛋黄酱中，高乳化稳定性意味着产品在储存过程中更不容易发生分层，从而保持更好的质地和外观。

### FTIR分析

通过FTIR分析，研究进一步揭示了蛋白质与脂质之间的相互作用。在蛋黄酱中，随着蛋白质含量的增加，其与脂质的相互作用也相应增强。特别是T3（5%蛋白质）表现出更强的蛋白质-脂质相互作用，这可能是由于其较高的蛋白质浓度和较好的乳化稳定性。FTIR谱图显示，T3在1650 cm?1和1700 cm?1区域的峰强度显著增加，表明其蛋白质与脂质之间的相互作用更为紧密，从而增强了产品的结构稳定性和质地。

### 结论与未来展望

本研究的结果表明，*Dunaliella salina* 蛋白质在低脂蛋黄酱中的应用具有显著潜力。通过优化提取方法，特别是超声波提取，可以有效提升蛋白质的提取效率和功能特性，从而改善蛋黄酱的物理化学性质、流变学行为和感官特性。其中，T3（5%蛋白质）在所有测试指标中均表现最佳，包括乳化稳定性、粘弹性、抗氧化活性和感官接受度。

然而，尽管研究取得了积极成果，但仍存在一些局限性。例如，实验规模较小，样本数量有限，且仅评估了10天的储存期。因此，未来的研究可以进一步扩大实验规模，延长储存时间，以更全面地评估产品的长期稳定性。此外，还需对不同提取方法对蛋白质功能特性的影响进行更深入的探讨，以找到最优的提取工艺。同时，由于 *Dunaliella salina* 蛋白质的提取成本较高，且可能影响产品的颜色和风味，因此还需进一步优化提取方法，以降低生产成本并减少对产品感官特性的影响。

总体而言，本研究为低脂蛋黄酱的开发提供了科学依据，同时也为其他健康食品配方中使用微藻蛋白提供了参考。随着消费者对健康饮食的重视，微藻蛋白作为一种可持续、营养丰富的功能性成分，有望在未来的食品工业中发挥更大的作用。