大米蛋白淀粉样纤维调控大豆分离蛋白凝胶稳定性的分子机制：结构特性与构效关系解析

本研究针对大豆分离蛋白(SPI)凝胶性能不足的问题，创新性地采用大米蛋白淀粉样纤维(RF)进行改性。通过多尺度表征发现，3-10% RF通过氢键和疏水作用显著提升SPI凝胶硬度(33.17g→74.43g)和热稳定性，但15% RF会产生负面效应。研究为植物蛋白基食品质构调控提供了新策略，发表于《Food Chemistry: X》。

　　

随着全球人口预计在2050年达到92亿，传统动物蛋白的生产模式正面临严峻挑战。肉类需求激增不仅加剧了环境退化，还与多种健康问题相关。有趣的是，研究发现用植物蛋白替代动物蛋白可使人类预期寿命延长8.7个月，同时减少25%的饮食相关气体排放。在众多植物蛋白中，大豆分离蛋白(SPI)因其低胆固醇和天然来源特性，已成为人造肉生产的主要原料。然而，SPI凝胶存在的纤维结构不明显、多汁性差等问题，严重制约了其在植物基食品中的应用。

针对这一技术瓶颈，来自山东禹王生态食品有限公司合作团队在《Food Chemistry: X》发表重要研究。研究人员创新性地利用大米蛋白淀粉样纤维(RF)这一具有特殊β-折叠结构的纳米材料，系统探究了其对SPI凝胶性能的调控机制。

研究采用ThT荧光光谱、透射电镜(TEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征RF结构，通过质构分析、流变测试和差示扫描量热法(DSC)评估凝胶性能，结合扫描电镜(SEM)和激光共聚焦显微镜(CLSM)观察微观结构，并运用分子相互作用解析技术阐明作用机制。

在结果部分，3.1节揭示360分钟加热形成的RF具有最优β-折叠结构(41.26%)和纤维形态。3.2节显示5% RF使SPI凝胶硬度提升134.36%，热变性温度(T_m
)提高3.2°C，储能模量(G')显著增加，但15% RF会产生负面影响。3.3节通过FTIR证实RF使SPI的β-折叠含量增加1.95%，荧光光谱显示色氨酸微环境改变，XRD证明两者通过非共价作用结合。

研究最终阐明，适量RF(3-10%)通过暴露疏水氨基酸和增强氢键网络，促进形成致密均匀的凝胶结构；而过量RF(15%)会引发相分离，破坏三维网络。这一发现不仅为改善SPI凝胶性能提供了明确的技术参数，更为开发高品质植物基肉制品奠定了理论基础。该研究首次系统解析了谷物蛋白纤维对豆类蛋白凝胶的调控机制，拓展了稻米蛋白高值化利用途径，对推动可持续食品体系发展具有重要意义。