新型苹果多糖稳定山羊乳酪蛋白分散体系的pH响应机制及在酸性乳制品中的应用研究

为解决山羊乳酪蛋白(GMC)在酸性条件下易聚集沉淀的问题，研究人员探究了新型苹果多糖(AP)对GMC分散体系的稳定作用。通过流变学、SAXS(小角X射线散射)和分子互作研究发现，0.5% AP可使8.0% GMC在pH 3.0-5.0范围内形成黏度超1000 Pa·s的剪切稀化体系，其稳定性源于pH依赖的静电相互作用。该研究为开发基于GMC的酸性乳制品提供了新策略。

　　

山羊乳因其营养丰富、低致敏性等特点日益受到关注，但其主要蛋白成分——山羊乳酪蛋白(GMC)在酸性条件下易发生聚集，严重影响酸奶等乳制品的品质。传统稳定剂明胶因宗教和素食限制面临替代需求，而植物多糖成为潜在选择。陕西某高校团队在《International Journal of Biological Macromolecules》发表研究，揭示了一种新型苹果多糖(AP)对GMC分散体系的稳定机制。

研究采用流变学、Zeta电位、紫外-可见/荧光光谱(UV-vis/FL)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、等温滴定量热法(ITC)、原子力显微镜(AFM)和小角X射线散射(SAXS)等多维技术，以8.0% GMC和0.5% AP为模型体系，探究pH 3.0-7.0范围内的相互作用。

分子量、zeta-电位和视觉观察
SDS-PAGE证实提取的GMC分子量为24-35 kDa，等电点(pI)约4.1。AP(361.7 kDa)含60.38%葡萄糖和1.61%葡萄糖醛酸，低酸性糖含量赋予其独特pH稳定性。

流变学特性
GMC-AP混合物在pH 3.0-5.0展现显著剪切稀化行为，0.1 s^-1
剪切速率下黏度超1000 Pa·s，而在pH 6.0-7.0黏度急剧下降。动态振荡测试显示pH 3.0时储能模量(G')＞损耗模量(G'')，形成弱凝胶网络。

分子相互作用表征
Zeta电位和光谱分析表明，pH 3.0时AP与带正电的GMC通过静电作用形成复合物；FTIR证实羧基与氨基结合；ITC揭示pH 3.0结合常数(K_a
)达4.6×10⁴
M^-1
，显著高于其他pH。

微观结构解析
SAXS和AFM显示pH 3.0-5.0形成尺寸约50 nm的复合物，而pH＞5.0时结构解离。这种pH响应性与GMC的pI及AP电荷密度密切相关。

该研究首次阐明AP通过pH依赖的静电相互作用稳定GMC体系，尤其在pH 4.0-5.0(酸奶典型pH范围)保持优异稳定性。这不仅为开发无明胶山羊乳酸奶提供理论依据，也为功能性多糖在食品工业中的应用拓展了新思路。团队指出AP的冷凝胶特性与人体温度相近(35°C)，未来可探索其在控释递送系统中的潜力。