豌豆/乳清蛋白复合物稳定乳液的理化稳定性与界面特性关系研究：酶交联与麦芽糊精协同增效机制

本研究针对植物/乳源混合蛋白在乳化体系中的竞争吸附和稳定性难题，创新性地采用微生物转谷氨酰胺酶（TGase）交联豌豆/乳清蛋白（P/W）复合物并协同麦芽糊精（MD）添加策略。通过界面流变学、石英晶体微天平（QCM-D）等技术揭示酶交联促进β-乳球蛋白优先吸附并降低界面张力，而MD通过空间位阻效应抑制蛋白置换，二者协同形成厚度达48.3 nm的柔性界面层，使β-胡萝卜素乳液8周内包封率保持90%以上。该研究为开发高性能植物-乳蛋白混合乳化体系提供了理论依据和技术路径。

　　

从蛋白竞争吸附到协同稳定：解密豌豆/乳清蛋白复合乳液的界面工程

在追求可持续食品体系的浪潮中，植物蛋白与乳蛋白的复配应用成为研究热点。然而，商业豌豆蛋白的低溶解性和与乳清蛋白的竞争吸附行为，常常导致乳液快速分层、活性成分降解——这成为开发植物基乳制品（如冰淇淋、沙拉酱）的技术瓶颈。先前研究发现，豌豆蛋白会在存储过程中被乳清蛋白（尤其是β-乳球蛋白）逐渐取代界面位置，而酪蛋白则会被豌豆蛋白反向置换，这种"分子拉锯战"严重制约了混合蛋白体系的应用。

针对这一挑战，澳大利亚的研究团队在《Food Hydrocolloids》发表的研究中，创新性地将微生物转谷氨酰胺酶（TGase）介导的异源蛋白交联与麦芽糊精（MD）空间稳定策略相结合。通过多尺度界面表征技术，首次阐明了酶交联如何通过改变蛋白二级/三级结构促进界面吸附，而MD又如何通过分子伴侣作用维持长期稳定性，二者协同实现了"刚性网络"与"柔性屏障"的完美平衡。

关键技术方法
研究采用高压均质法制备含β-胡萝卜素（0.5% w/v）的O/W乳液，以1:1豌豆/乳清蛋白为基质，设置4组处理：原始混合蛋白（P）、TGase交联（C）、添加MD（PM）、联合处理（CM）。通过激光粒度仪、离心分层指数和紫外分光光度法评估8周存储稳定性；采用悬滴法测定界面张力，双壁环几何学分析界面剪切流变；QCM-D实时监测蛋白吸附动力学；结合SDS-PAGE、荧光光谱和FTIR解析界面蛋白组成与结构变化。

研究结果

3.1 乳液化学生物稳定性
酶交联使乳液滴径（D50）从7.4 μm降至5.4 μm，但因界面层脱附导致3周后 coalescence（聚并）。MD单独添加虽引起轻微 flocculation（絮凝），但能维持67.1%吸附蛋白量。CM组展现出卓越的协同效应：8周内无相分离，β-胡萝卜素包封率保持>90%，显著优于单独处理组（P<0.05）。

3.2 微观结构演变
CLSM（共聚焦激光扫描显微镜）动态观察显示，CM组形成均匀小滴（20 μm尺度），而C组在存储后出现明显油滴合并。有趣的是，PM组虽存在絮凝但未发生 coalescence，证实MD的立体屏障作用。

3.3 蛋白吸附行为
界面张力测定揭示CM具有最低值（11.4 mN/m），对应最高吸附蛋白量（71.6%）。QCM-D显示CM组吸附层厚度达48.3 nm，且洗涤后质量损失最小，表明MD通过氢键等作用"锚定"交联蛋白网络。

3.4 界面流变特性
酶交联使界面剪切粘度降低2个数量级，形成粘性主导层（G′′_s

G′_s
）。频率扫描显示CM组在1 Hz后呈现指数型模量增长，反映界面膜的动态自适应性。

3.6 界面蛋白组成
SDS-PAGE量化分析发现，酶交联使β-乳球蛋白界面占比从32.4%提升至~50%，而MD能抑制存储过程中豌豆蛋白的置换。FTIR证实吸附后α-螺旋含量增加3.5倍，提示蛋白在界面发生构象重排。

机制突破与应用前景
该研究首次揭示：TGase交联通过ε-(γ-谷氨酰)-赖氨酸异肽键促使乳清蛋白构象展开，暴露出更多疏水基团（荧光蓝移12 nm），从而优先占据油水界面；而MD的羟基与蛋白形成分子间氢键网络，既增加界面层厚度（41→48 nm），又通过空间位阻抑制乳清蛋白的竞争吸附。这种"酶改性优化初始吸附，多糖强化长期稳定"的双轨策略，为设计货架稳定的混合蛋白乳液提供了新范式。

在婴儿配方奶粉等应用中，该技术可缓解纯植物蛋白易聚集的问题（如Le Roux等报道的颗粒度超标现象），同时保留乳蛋白的营养价值。未来研究可拓展到pH偏移、超声预处理等协同工艺，进一步挖掘植物-乳蛋白协同效应的商业价值。