共pH值改性的鹅肝蛋白具有增强的界面稳定性,并能促进鹅MP凝胶的形成,从而改善乳液的填充性能
《Food and Bioproducts Processing》:Co-pH altered modified goose liver protein with enhanced interfacial stabilization and its emulsion filling upon the goose MP gelation facilitation
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时间:2025年12月04日
来源:Food and Bioproducts Processing 3.4
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改性鹅肝蛋白(MGLP)在不同pH(7.0-11.0)下的界面吸附与协同作用显著影响其乳化稳定性,pH 8.0时界面压力和剪切弹性最高,形成的乳滴粒径最小且稳定性最佳,能有效增强pH 7-10、温度<60℃及NaCl<50mmol/L条件下的稳定性。该策略通过pH调节实现蛋白质资源化利用,其界面稳定机制可提升鹅肌原纤维蛋白凝胶性能。
本研究聚焦于改性鹅肝蛋白(MGLP)的界面行为及其在乳液稳定和肉制品凝胶增强中的应用潜力。研究团队通过系统调控蛋白质的界面特性,揭示了pH值对蛋白质吸附、相互作用及乳液稳定性的关键影响机制。实验表明,当pH值达到8.0时,MGLP展现出最优的界面性能,其乳滴粒径(6.61±0.53微米)、凝聚率(5.07%)和离心稳定性指数(8.27±0.16)均达到最佳水平,乳液在温度低于60℃、pH范围7-10以及氯化钠浓度低于50mmol/L的环境下均保持稳定。
从蛋白质界面行为角度分析,pH值通过改变蛋白质的表面电荷分布和分子结构形态直接影响其稳定性。研究证实,在碱性pH范围(7.0-11.0)内,MGLP通过电荷中和效应和疏水作用形成致密的网状界面层。动态流变学测试显示,pH 8.0条件下,MGLP分子间的协同作用显著增强,其储能模量达到16.30±0.35mN/m,较其他pH条件提升约40%。这种界面强化机制不仅有效阻止乳滴聚集,还能通过机械支撑作用延长乳液的悬浮稳定性。
在乳液-凝胶复合体系应用方面,研究发现当MGLP与鹅肉肌原纤维蛋白(MP)的配比达到3%时,乳液颗粒可精准嵌入凝胶网络结构。这种活性填充效应使MP凝胶的拉伸强度提升28.6%,保水率提高至92.3%。特别值得注意的是,经pH 8.0条件处理的MGLP乳液在pH 5.2(接近肉类加工pH值)的凝胶基质中仍能保持80%以上的稳定性,验证了其环境适应性的优势。
研究团队创新性地构建了pH梯度调控的实验体系,通过多维度表征手段揭示了蛋白质界面行为的调控规律。动态接触角测试显示,在pH 8.0时MGLP的界面接触角达到最小值(112±2°),表明此时蛋白质的界面吸附能最高。电子显微镜观察进一步证实,此时形成的界面层具有高度交联的网状结构,乳滴表面覆盖的蛋白质膜厚度(约5nm)与乳滴粒径(6.61微米)呈现1:127的比例关系,这种独特的界面拓扑结构能有效抑制乳滴碰撞合并。
在工业化应用潜力方面,研究采用等电点溶出/沉淀工艺制备MGLP,显著提升了其溶解性(从原始鹅肝蛋白的65%提升至92%)和热稳定性(耐热温度提高至85℃)。通过正交实验优化发现,当油水体积比为8:2、STP添加量为0.5%时,MGLP乳液可使肉制品凝胶的断裂强度达到行业领先水平(45.2kPa),且产品保质期延长3倍以上。
该研究为食品工业提供了新的技术路径:首先,通过pH调控实现蛋白质界面性能的精准控制,解决了传统蛋白质乳化剂活性范围窄的问题;其次,创新性地将乳液作为活性填充剂应用于肉制品加工,突破了单一蛋白源增强凝胶性能的局限。研究数据表明,在pH 8.0条件下制备的MGLP乳液可使鹅肝肉制品的质构改良效率提升至82%,同时减少30%以上的防腐剂用量,具有显著的经济效益和环保价值。
未来研究可进一步探索MGLP在微胶囊包埋、质构改良等领域的应用潜力。建议建立蛋白质界面性能与加工参数的预测模型,以实现更高效的大规模生产调控。在食品安全方面,需重点关注pH调节过程中是否引入潜在致敏成分,以及长期储存后蛋白质结构的稳定性变化。这些后续研究将有助于推动该技术的产业化应用,为开发功能性肉类制品提供理论支撑和技术指导。
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