基于乳清蛋白聚集体的油凝胶作为奶酪脂肪替代品：通过蛋白质结构修饰调节奶酪功能特性

推荐 为解决传统脂肪替代品无法完全替代奶酪脂肪并可能影响品质的问题，研究人员以乳清蛋白聚集体（WPA）为对象，通过调控加热条件（85–95?°C/15?min）和蛋白质浓度（5–20?%），成功制备出具有高油结合能力（85.4?%）和大孔隙结构的油凝胶。研究表明，WPA的结构特性与油凝胶性能密切相关，其作为惰性填充剂可提升奶酪的质构和粘弹性，为开发健康奶酪脂肪替代品提供了新思路。

　　

论文解读
在追求健康饮食的今天，减少食品中的脂肪含量已成为食品工业的重要目标。然而，传统的脂肪替代品往往难以完全替代脂肪的功能特性，甚至可能影响食品的口感和品质。特别是在奶酪制品中，脂肪不仅赋予其丰富的口感和风味，还对其质构和稳定性起着关键作用。因此，寻找一种既能减少脂肪含量又能保持奶酪原有品质的替代品成为了研究的热点。

为此，中国研究人员以乳清蛋白聚集体（Whey Protein Aggregates, WPA）为研究对象，通过调控加热条件（85–95?°C/15?min）和蛋白质浓度（5–20?%），成功制备出具有不同微观结构的油凝胶，并探讨了其在奶酪中的应用潜力。研究表明，WPA的结构特性与其油凝胶性能密切相关，大尺寸WPA（28.1?μm）表现出优异的油结合能力（Oil Holding Capacity, OHC，85.4?%），而小尺寸WPA（21.3?μm）则形成了更为致密的网络结构，具有更高的热稳定性。

研究人员通过粒子尺寸分析和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对WPA的结构进行了表征，并评估了所得油凝胶的油结合能力、流变行为和微观结构。结果表明，这些油凝胶在奶酪基质中作为惰性填充剂，不会显著影响奶酪的结构，但能通过增加自由水含量（提高7倍）显著改善奶酪的质构和粘弹性。

研究背景方面，脂肪替代品的研究主要集中在脂质源和非脂质源两类。脂质源替代品如植物油虽然健康，但液态油的引入往往会影响食品的质构和口感。而非脂质源替代品如魔芋葡甘露聚糖、藻酸盐/乳清蛋白分离物等虽然能在一定程度上模拟脂肪的功能特性，但由于其化学组成和功能特性与传统脂肪不同，难以完全替代脂肪，甚至可能影响食品的品质。因此，开发一种既能减少脂肪含量又能保持食品原有品质的替代品成为了迫切需求。

在方法上，研究人员通过控制加热条件和蛋白质浓度，成功制备出不同尺寸的WPA，并将其应用于奶酪中。结果表明，这些WPA基油凝胶不仅能有效减少奶酪中的脂肪含量，还能显著改善奶酪的质构和粘弹性，为开发健康奶酪提供了新的思路。

研究结果部分，首先在材料与试剂方面，研究人员使用了来自Arla Foods Ingredients Group的乳清蛋白分离物（WPI, Lacprodan? DI-9224）和COFCO Fortune Food Marketing Co., Ltd.的葵花籽油。通过加热WPI至85–95?°C并维持15分钟，研究人员诱导了WPI的热变性及聚集，形成了不同尺寸的WPA。

在油凝胶的形成方面，研究人员发现，加热温度和蛋白质浓度是影响WPA聚集程度的关键因素。大尺寸WPA（28.1?μm）形成的油凝胶具有高孔隙率和优异的油结合能力（85.4?%），而小尺寸WPA（21.3?μm）则形成了更为致密的网络结构，具有更高的热稳定性。

在奶酪中的应用方面，研究人员将WPA基油凝胶应用于脱脂奶酪中，发现这些油凝胶显著改善了奶酪的质构参数（如硬度）和粘弹性。通过增加自由水含量（提高7倍），这些油凝胶不仅提升了奶酪的口感，还改善了其质构特性。

结论与讨论部分，研究人员总结道，通过调控WPA的结构特性，可以精确控制油凝胶的性能，特别是其油结合能力和粘弹性。这一发现为开发健康奶酪脂肪替代品提供了新的思路，并为进一步研究蛋白质结构与功能特性之间的关系奠定了基础。

这项研究不仅为奶酪脂肪替代品的开发提供了新的方向，还为其他食品体系中脂肪替代品的开发提供了重要的参考。通过精确控制蛋白质的结构特性，可以实现对油凝胶性能的精准调控，从而满足不同食品体系的需求。这一研究无疑为健康食品的开发开辟了新的途径。