燕麦、豌豆和马铃薯复合植物基酸奶类似物的加工特性与理化性质研究

为解决植物基发酵产品营养价值和质构特性不足的问题，研究人员通过混合设计实验探究了燕麦(OTF)、豌豆(PPC)和马铃薯(PTC)蛋白组合(3% w/w)的加工性能与理化特性。结果表明：燕麦主导配方(ηapp 1141-871 mPa·s)可模拟希腊酸奶粘度，而马铃薯配方(ηapp 89.9 mPa·s)接近可饮用型酸奶。研究建立了粘度与色泽的预测模型，为开发多样化植物基发酵产品提供理论依据。

　　

随着全球人口增长和环境压力加剧，植物基食品因其较低的碳排放成为替代动物制品的重要选择。然而，当前植物基酸奶面临两大挑战：一是质构特性与乳制品存在差距，主要源于植物蛋白溶解性和胶体稳定性不足；二是营养不均衡，缺乏必需氨基酸且存在抗营养因子。传统单一植物蛋白配方难以兼顾营养与质构，而混合多种植物原料可能是突破这一瓶颈的关键。

针对这一科学问题，国外研究团队在《Journal of Food Engineering》发表研究，系统评估了燕麦粉(OTF)、豌豆浓缩蛋白(PPC)和马铃薯浓缩蛋白(PTC)以不同比例组合时的加工特性和理化性质。研究采用三元混合物设计，制备9种蛋白质含量均为3% (w/w)的植物基配方(PBFs)，通过流变学分析、粒径测定、zeta电位测试等技术手段，揭示了不同植物成分对产品性能的协同作用。

关键技术方法包括：1) 采用差示扫描量热法(DSC)测定原料蛋白变性温度；2) 通过酸滴定曲线评估缓冲能力；3) 使用激光衍射和动态光散射分别测定粒径分布(PSD)与zeta电位；4) 采用旋转流变仪监测热处理(85°C/30s)前后表观粘度(η_app
)变化；5) 建立三元响应面模型预测关键品质参数。

3.1 理化性质分析
3.1.1 色泽特性
研究发现燕麦主导的PBFs(ΔE 29.25-30.45%)最接近脱脂乳(ΔE 20.2%)，而豌豆蛋白会显著降低白度指数(WI)。含1.5% OTF的配方WI达70.2，证实燕麦能有效改善植物基产品感官品质。

3.1.2 酸化特性
豌豆蛋白配方(PBF-7)需最多酸量(pH降至4.6需2.1mL HCl)，因其含较高灰分(3.7%)和矿物质(钠945mg/100g)。马铃薯配方(PBF-2)缓冲能力最弱，这与原料中植酸(310mg/100g)螯合质子有关。

3.1.3 表面电荷与离子特性
zeta电位分析显示，豌豆(-35.4mV)和马铃薯(-37.4mV)蛋白带电量高于燕麦(-18.2mV)。离子钙([Ca²⁺
])浓度受植酸影响显著，含燕麦≥1%的配方[Ca²⁺
]降低18.5%，证实谷物抗营养素对矿物质活性的影响。

3.2 加工过程中的粘度演变
热处理后，燕麦主导配方(PBF-1/3/8)粘度增幅达824%，η_app
达1141-871 mPa·s，与希腊酸奶(1097 mPa·s)相当。这主要源于燕麦淀粉在55°C以上糊化，而豌豆蛋白因天然变性程度高(ΔH仅4.6 kcal/mol)对粘度贡献有限。

3.3 粒径分布变化
热处理使多分散体系(跨度7.28-13.4)转变为双/三模态分布，平均粒径减小35%。值得注意的是，含1.5% OTF+1% PPC的配方(PBF-3)粒径(D[4,3] 102μm)显著小于同等燕麦含量的PBF-1(335μm)，揭示豌豆蛋白可能促进淀粉-蛋白复合物解离。

3.4 预测模型构建
建立的响应面模型(R²

0.95)显示：1) 粘度主要依赖燕麦含量(系数1.572)，豌豆次之(0.0456)；2) 白度需OTF≥1.8%且降低PTC比例；3) 马铃薯成分对粘度影响呈中性但降低产品白度。

该研究首次系统阐明了三种植物原料的协同效应：燕麦提供粘度和色泽，豌豆增强缓冲能力，马铃薯则有助于开发低粘度产品。所建立的预测模型为精准设计植物基发酵食品提供了新工具，可根据目标产品类型(如希腊酸奶、开菲尔等)灵活调整原料配比。这一成果不仅解决了植物基酸奶质构模拟的技术难题，更为开发营养均衡、加工性能优良的复合植物蛋白体系奠定了理论基础，对推动可持续食品体系发展具有重要意义。