植物蛋白共稳乳液:马铃薯与羽扇豆蛋白的协同奥秘

【字体: 时间:2025年05月12日 来源:Future Foods 7.2

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  为解决植物蛋白稳定水包油乳液的难题,研究人员以马铃薯蛋白分离物(PPI)和羽扇豆蛋白分离物(LPI)及其混合物为对象展开研究。结果发现二者混合能改变乳液特性,PPI 可提升 LPI 乳液的乳化效率。该研究为优化乳液提供了理论依据。

  在追求健康与环保的时代浪潮下,人们对植物基食品的喜爱与日俱增,清洁标签食品也备受青睐。食品行业积极响应,努力对各类产品进行重新配方,乳液类产品便是其中重要的一环。然而,水包油乳液的热力学不稳定性和复杂性,使得稳定这类乳液成为一大挑战。以往常用低分子量表面活性剂或动物源蛋白来稳定乳液,但随着人们对植物基产品的需求增加,植物蛋白在乳液稳定中的应用成为研究热点。可植物蛋白与动物源蛋白相比,往往存在功能不足的问题。比如,马铃薯蛋白虽有出色的界面稳定特性,但其纯化成本高昂;羽扇豆蛋白虽有诸多优势,乳化性能却仍有提升空间。在此背景下,研究人员迫切需要探索新的方法来优化植物蛋白在乳液稳定中的应用。
来自国外的研究人员针对这一问题展开了深入研究。他们以马铃薯蛋白分离物(PPI)和羽扇豆蛋白分离物(LPI)及其混合物为研究对象,对水包油乳液进行了长达 30 天的观察研究。研究成果发表在《Future Foods》上,为该领域的发展提供了重要的理论依据。

在研究方法上,研究人员采用了多种关键技术。通过动态光散射技术测定乳液的液滴尺寸分布,以此了解乳液中液滴的大小和分布情况;运用特定的离心和蛋白含量测定方法来确定表面负载,分析吸附在乳液界面的蛋白量;借助 SDS - PAGE(十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳)技术间接测定界面的蛋白质组成,探究不同蛋白在界面的吸附情况 。

研究结果如下:

  • 乳化能力:LPI 的乳化能力(615±5 mL/g)显著高于 PPI(500±5 mL/g)。但混合物的乳化能力并非随 LPI 含量线性增加,在 PPI 占主导时,增加 LPI 含量对乳化能力影响较小,直到 P1L3(25% PPI 和 75% LPI)时,乳化能力才显著提升。
  • 液滴尺寸分布:PPI 稳定的乳液在各时间点的 Dx50(如 7.66±0.54 μm )和 Dx90值均低于 LPI 稳定的乳液,说明其小液滴占比更高、分布更窄。混合物的液滴尺寸随 LPI 含量增加而增大,但并非呈线性关系,且均小于按 PPI 和 LPI 单独稳定乳液的液滴尺寸线性推算的值。
  • 表面负载:PPI 样品的表面负载(0.47±0.03 mg/m2)最低,添加 PPI 会使表面负载增加。尽管部分样品在乳化后到第 2 天表面负载有所上升,但总体随时间呈下降趋势。
  • SDS - PAGE 分析:PPI 和 LPI 由多种不同分子量的蛋白组分构成。对比原料和乳液水相的 SDS - PAGE 结果发现,各蛋白组分对界面的亲和力不同。在混合物稳定的乳液中,界面层组成与稳定蛋白相的组成并非直接相关,且随时间变化,体现出复杂的吸附和解吸行为。

研究结论和讨论部分指出,PPI 在乳液稳定方面表现出色,能形成更小的液滴,且稳定乳液所需的蛋白量比 LPI 少;而 LPI 虽液滴较大,但乳化能力更强,能融入更多油。二者在界面存在复杂的相互作用,混合使用会改变乳液特性,出现竞争吸附和可能的协同效应,LPI 可能在 PPI 稳定的乳液上形成第二层吸附层。这些发现表明,将 PPI 加入 LPI 稳定的乳液中,可显著改善乳液性能,如减小液滴尺寸、降低表面负载,提高乳化效率。然而,目前研究虽揭示了一些规律,但界面动态相互作用的机制仍需进一步研究。该研究为优化植物蛋白在乳液稳定中的应用指明了方向,有助于推动植物基食品领域的发展,为开发更优质、稳定的植物蛋白乳液产品提供了理论支持,具有重要的科学意义和应用价值。

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