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为解决低脂食品开发及脂质消化抑制问题,研究人员以灰树花蛋白(GFP)为对象,探究经谷氨酰胺转胺酶(TGase)预处理及热诱导的 GFP 微凝胶乳化特性。发现 TG-H 处理可提升乳液稳定性、改变界面黏弹性,抑制脂质消化,为开发低热量食品提供新方向。
在食品科学与健康领域,如何在减少脂肪摄入的同时维持食品品质、抑制脂质过度消化一直是研究热点。过量摄入脂肪易引发肥胖、糖尿病、高血压等代谢性疾病,传统低脂食品依赖脂肪模拟物,但存在风味和质感受到限的问题。因此,通过构建稳定乳液体系抑制胃肠道脂质消化,成为开发低热量食品的新策略。Pickering 乳液因稳定性高备受关注,而蛋白微凝胶作为稳定剂,其结构特性对乳液性能至关重要。然而,目前关于食用菌蛋白微凝胶的研究较少,灰树花(Grifola frondosa)作为富含优质蛋白的食用菌,其蛋白(GFP)的乳化功能尚未充分挖掘。在此背景下,中国研究人员针对 GFP 微凝胶展开研究,相关成果发表在《Food Bioscience》。
为探究 GFP 微凝胶的乳化潜力及 TGase 预处理对其性能的影响,研究团队以灰树花蛋白为原料,通过 TGase 预处理结合热诱导制备微凝胶,并系统分析其构建乳液的理化稳定性、氧化稳定性及脂质消化特性。研究中采用了粒径分析、ζ 电位测定、界面扩张流变学测试、激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)观察等技术,同时通过体外消化模型评估游离脂肪酸(FFA)释放情况,以揭示微凝胶结构与乳液功能的关联。
微凝胶制备与基本特性
通过对比未经处理的 GFP、单纯热诱导(H)及 TGase 联合热诱导(TG-H)的 GFP 微凝胶发现,TG-H 处理使微凝胶粒径增大 1.39 倍(p<0.05),溶解度显著降低,这归因于 TGase 催化的分子间交联反应增强了蛋白聚集程度。尽管 TG-H 微凝胶表面电荷减少,但乳化活性指数(EAI)和乳化稳定性指数(ESI)分别提升 17.7% 和 41.32%(p<0.05),表明其界面吸附能力和乳液稳定性更优。
乳液界面特性与稳定性
界面扩张流变学测试显示,TG-H 微凝胶在油 - 水界面形成的界面层黏弹性更高,激光共聚焦图像进一步证实其界面膜厚度增加。这种致密的界面结构不仅提升了乳液的物理稳定性(粒径、ζ 电位、黏度改善),还增强了抗氧化能力,延缓脂质氧化进程。
脂质消化抑制效果
体外消化实验表明,TG-H 微凝胶制备的乳液可使 FFA 释放量减少 15.08%(p<0.05),释放速率降低 9.53%。推测其机制为微凝胶通过形成坚固的界面屏障,阻碍脂肪酶与脂质的接触,从而抑制消化。这一特性为开发具有饱腹感、减少热量吸收的功能食品提供了理论依据。
结论与意义
本研究首次系统揭示了 TGase 预处理对灰树花蛋白微凝胶结构及乳液性能的调控机制。结果表明,TG-H 处理可通过增强蛋白交联度,形成粒径更大、黏弹性更强的微凝胶,进而改善乳液的物理稳定性和抗氧化能力,并显著抑制脂质消化。该发现拓展了食用菌蛋白在功能食品领域的应用,为低脂、低热量食品的开发提供了新型蛋白基稳定剂及技术路径。未来可进一步探索微凝胶结构优化及其在复杂食品体系中的适用性,推动其工业化应用。研究不仅丰富了蛋白微凝胶的基础理论,也为解决肥胖及相关代谢性疾病的饮食干预提供了新方向。