pH偏移结合高压均质诱导大豆分离蛋白界面重构：结构特性与黏度变化对空气-水界面行为的影响机制

针对大豆分离蛋白(SPI)高黏度限制其在多相胶体体系空气-水界面性能的问题，研究人员通过pH偏移(pH 9)联合高压均质(60-100 MPa)技术，成功获得低黏度(16.9 mPa·s)、高界面活性的SPI。该处理促进蛋白解聚与结构展开，降低空间位阻，加速界面吸附重组，为泡沫食品稳定剂开发提供理论依据。

　　

研究背景
在冰淇淋、蛋糕等泡沫基食品中，大豆分离蛋白(Soy Protein Isolate, SPI)的界面稳定性能直接影响产品质构与货架期。然而，SPI天然的高黏度特性会阻碍其在空气-水界面的快速吸附，导致泡沫稳定性下降。现有研究多聚焦单一处理技术对SPI功能性的影响，而pH调节与高压均质(High-Pressure Homogenisation, HPH)的协同作用机制尚不明确。

黑龙江省粮食精深加工高值化利用产业技术研究院的科研团队在《Innovative Food Science》发表研究，通过pH 9碱处理结合60-100 MPa高压均质，系统解析了SPI结构-黏度-界面行为的构效关系。

关键技术
采用SDS-PAGE分析蛋白亚基变化，动态光散射测定粒径，流变仪检测黏度，表面张力仪监测界面吸附动力学，结合ANS荧光探针表征疏水性变化。实验以脱脂豆粕为原料，经碱溶酸沉法制备SPI基础样品。

研究结果

SDS-PAGE分析
还原与非还原电泳显示，高压均质(100 MPa)使SPI大分子聚集体解离，二硫键(disulfide bond)与非共价键共同维持的聚集态被破坏，形成更小、更灵活的蛋白亚单元。

结构特性变化
HPH处理使SPI平均粒径从微米级降至亚微米级，表面疏水性提升47%。pH 9处理增强分子间静电斥力，协同HPH的剪切作用使蛋白解折叠(unfolding)，β-折叠含量降低12.3%，无序结构比例增加。

黏度与界面行为
100 MPa处理组黏度降至16.9 mPa·s（对照组为34.2 mPa·s）。小角X射线散射(SAXS)证实结构松散化降低了分子内摩擦，使扩散系数提高2.1倍。界面吸附动力学显示，处理组达到平衡表面张力所需时间缩短58%。

讨论与意义
该研究首次阐明pH-HPH协同处理通过三重机制提升SPI界面性能：①电荷排斥促进分子分散；②机械剪切破坏刚性结构；③黏度降低加速界面重组。相关结论为设计低能耗蛋白改性工艺提供新思路，尤其适用于需快速界面吸附的泡沫食品体系。团队指出，未来可探索该技术在植物基奶油等产品中的产业化应用潜力。