编辑推荐:
为解决核桃谷蛋白应用受限、脂肪替代品研发不足等问题,研究人员以核桃谷蛋白肽(WG-E40)、鼠李糖脂(Rha)和 β - 谷甾醇制备肽基乳液凝胶(PEG)。结果显示 PEG 性能良好,可作人造黄油替代品。该研究为食品研发提供新方向。
在食品科学的研究领域中,随着人们生活水平的提高,大家对健康饮食的关注度与日俱增。那些高热量脂肪、饱和脂肪以及反式脂肪酸,就像隐藏在食物中的 “健康杀手”,和肥胖、糖尿病、高血压等慢性疾病紧密相连。传统的脂肪替代品,往往顾此失彼,难以在保证健康的同时,还能完美复制理想的功能特性。
而在蛋白质应用方面,核桃谷蛋白在核桃蛋白里占比高达约 70.11%,本应是食品领域的 “潜力股”,但因其高疏水性氨基酸含量,导致溶解度欠佳,这一 “短板” 极大地限制了它在食品工业中的应用。尽管酶解可以改善蛋白质的功能特性,可关于肽在制备乳液凝胶(Emulsion Gel,EG)方面的潜力,仍如同未被开垦的 “处女地”,相关研究少之又少。并且,单一蛋白质粒子乳化剂在乳化过程中也存在局限,容易出现局部破乳的情况。在这样的背景下,科研人员们决心开展一场 “探索之旅”,为食品健康和蛋白质应用寻找新的突破口。
国内的研究人员针对这些问题,踏上了创新研究之路。他们选用核桃谷蛋白肽(WG-E40)、小分子乳化剂鼠李糖脂(Rha)以及胶凝剂 β - 谷甾醇,制备出了肽基乳液凝胶(PEG)。这一研究成果意义非凡,为开发更健康的人造黄油替代品提供了可能,有望在满足人们口腹之欲的同时,保障大家的身体健康,也为食品行业的可持续发展添砖加瓦。该研究成果发表在《Food Chemistry》上。
研究人员为开展此项研究,主要运用了以下几种关键技术方法:通过粒子尺寸分析,了解乳液凝胶中油滴的大小和分布情况;利用傅里叶变换红外光谱(FT - IR),分析分子结构和相互作用;借助流变学测量,研究凝胶的流变行为和粘弹性;通过观察微观结构,直观了解凝胶的内部形态;测定油保留能力(OHC),评估凝胶保持油脂的能力;进行体外消化实验,探究生物活性化合物的释放特性;运用 GC - MS 分析,检测烘焙产品的风味成分。
下面来详细看看研究结果:
- 材料形态变化:研究人员对比了核桃谷蛋白(WG)和经胰蛋白酶水解后的形态。发现 WG 呈现小的球形颗粒,分散且有团聚现象,但无结块。水解后,其致密球形结构被破坏,部分小颗粒因酶修饰松散聚集,形成不紧密的结构。
- 凝胶性能评估:在不同水解时间(2、20 和 40 分钟)的核桃谷蛋白水解产物中,WG-E40 的胶凝性能最佳。研究人员通过多种实验对 PEG 性能进行评估,结果显示,添加 WG-E40 和 Rha 的 PEG 呈现多孔结构,具备固体凝胶的粘弹性,油保留能力达到 71.27% 。这表明 Rha 提升了 WG-E40 的乳化能力和稳定性。
- 生物活性化合物封装与释放:体外消化实验表明,PEG 对姜黄素的包封率高达 91.75%,并且能减缓姜黄素在模拟胃肠液中的释放。这意味着 PEG 有望作为亲脂性生物活性化合物的递送系统,更好地保护和控制这些化合物的释放。
- 作为人造黄油替代品的潜力测试:研究人员用 PEG 制作海绵蛋糕,并通过 GC - MS 分析其风味。结果显示,用 PEG 制备的海绵蛋糕风味良好,这说明 PEG 具备作为人造黄油更健康替代品的潜力。
在研究结论和讨论部分,此次研究成功制备出以 WG-E40 和鼠李糖脂为乳化剂、β - 谷甾醇为胶凝剂的肽基乳液凝胶(PEG),并对其在烘焙产品中的应用潜力进行了探索。光学显微镜和粒子尺寸分析表明,β - 谷甾醇有效固定了油相,增强了 PEG 的自支撑性能,而 WG-E40 和 Rha 则促使形成更小且更稳定的油滴。流变学分析显示,该凝胶具有适宜的流变特性。这些研究结果不仅为开发新型食品配料提供了理论依据,也为解决食品健康问题提供了新的途径。同时,也为后续进一步研究乳液凝胶的性能优化和拓展应用领域奠定了坚实的基础,对推动食品科学领域的发展有着重要意义。