乳清蛋白类型与热处理对高蛋白乳饮料界面吸附行为及摩擦学特性的调控机制研究

【编辑推荐】针对高蛋白乳饮料中乳清蛋白引发的口腔干燥感问题，研究人员通过调控酪蛋白-乳清蛋白比例（WPC/WPI，80:20至20:80）及热处理（63°C/85°C），系统分析流体黏度、粒径分布、QCM-D界面吸附及软摩擦学性能，发现WPC主导体系（20:80）在未加热时摩擦系数较WPI高33.6%，而85°C热处理导致WPI体系吸附能力下降30.8%，为优化感官品质提供科学依据。

　　

高蛋白乳饮料近年来因健康需求激增，但乳清蛋白（Whey Protein）引发的"粉末感"成为消费者排斥的主因。这种口感缺陷源于蛋白质聚集导致的润滑失效，但乳清蛋白类型（浓缩物WPC与分离物WPI）及热处理对其影响机制尚不明确。中国蒙牛乳业联合浙江大学等机构的研究团队在《Food Hydrocolloids》发表研究，首次揭示WPC与WPI在不同酪蛋白比例（20:80至80:20）及热处理（63°C/85°C）下的界面吸附动力学与摩擦学行为差异，为产品配方优化提供理论支撑。

研究采用动态光散射（DLS）分析粒径、流变仪测定黏度、石英晶体微天平（QCM-D）监测界面吸附，并结合软摩擦学模拟口腔润滑。样本队列来源于中国蒙牛提供的WPC（86%蛋白）和商业WPI（90%蛋白）。

研究结果

1. 流体动力学直径
WPC体系随比例增加粒径显著增大（未加热时20:80比例d_H达0.167 μm），而85°C热处理使WPI主导体系d_H从0.150 μm增至0.167 μm，表明热诱导聚集更明显。

2. 摩擦学特性
未加热时WPC体系（20:80）摩擦系数较WPI高33.6%（10 mm/s条件下），但85°C处理后WPI润滑性能恶化，而WPC因结构稳定性维持较好界面覆盖。

3. 界面吸附行为
QCM-D显示85°C热处理使WPI吸附容量降低30.8%，频率偏移（Δf）与耗散（ΔD）变化表明其吸附层刚性增强，直接关联润滑功能损伤。

结论与意义
该研究证实WPC在热处理后仍保持结构均一性，而高纯度WPI对热敏感易聚集。通过调控酪蛋白-WPC比例（如60:40）结合温和热处理（63°C），可平衡安全性与口感。成果为高蛋白饮料开发提供"成分-工艺-感官"协同优化策略，突破现有配方技术瓶颈。