微波与常规加热对糖基化α-乳白蛋白乳液稳定性的影响机制比较研究

【字体: 时间:2025年06月27日 来源:Journal of Food Engineering 5.3

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  本研究针对糖基化α-乳白蛋白(GLA)乳液稳定性提升需求,对比微波加热(MH)与水浴加热(WH)在不同温度(75-95°C)下的处理效果。结果表明,MH显著增强GLA的褐变强度、DPPH清除能力,降低乳液分层指数(CI)、过氧化值(POV)和TBARS值,并提高界面吸附率与Zeta电位绝对值,其中95°C处理的乳液稳定性最佳。该研究为糖基化蛋白乳液的工业化生产提供了高效技术方案。

  

在食品工业中,乳清蛋白因其高营养价值和功能特性备受关注,其中α-乳白蛋白(LA)作为主要成分之一,其糖基化产物能显著改善乳化性能。然而,传统水浴加热(WH)制备的糖基化蛋白存在反应效率低、乳液氧化稳定性不足等问题。微波加热(MH)作为一种高效能技术,能否优化这一过程尚未系统研究。

针对这一科学问题,中国某高校研究团队在《Journal of Food Engineering》发表论文,通过建立LA-木糖模型体系,系统比较MH与WH对糖基化α-乳白蛋白(GLA)及其乳液稳定性的影响。研究发现,MH处理的GLA不仅反应程度更深,其稳定的乳液在储存10天后仍保持最优物理和氧化稳定性,为功能性乳液的工业化生产提供了新思路。

关键技术方法
研究采用微波-超声协同合成仪(XH-300A)在75-95°C下处理LA-木糖混合溶液,以WH为对照。通过测定褐变强度、游离氨基含量评估糖基化程度,采用激光粒度仪分析乳液粒径,DPPH法和硫代巴比妥酸反应物(TBARS)评价抗氧化性,并结合主成分分析(PCA)和热图进行数据建模。

研究结果

糖基化α-乳白蛋白的褐变强度
MH处理的GLA(MHGLA)在75-95°C下褐变强度较WHGLA提升29.76-49.22%,表明MH促进美拉德反应中间产物积累。光谱分析显示MH导致LA结构更松散,暴露更多活性基团。

乳液稳定性与氧化特性
MHGLA乳液的奶油化指数(CI)降低21-34%,平均粒径缩小至WH组的60-75%。Zeta电位绝对值提高1.5倍,界面吸附率增加40%,证实MH增强乳液静电斥力与界面膜强度。氧化指标显示,MHG95乳液的POV和TBARS值分别比WHG95低58%和43%。

主成分分析与热图
PCA显示95°C处理的MHGLA在抗氧化性、粒径分布等指标上显著聚类,热图进一步验证其综合稳定性最优。

结论与意义
该研究首次证实MH通过促进LA糖基化反应,构建更致密的界面膜结构,从而协同提升乳液的物理屏障能力和抗氧化性能。这一发现不仅为糖基化蛋白乳化剂的工业化制备提供高效技术路径,也为功能性食品开发奠定理论基础。作者团队特别指出,MH的快速均匀加热特性可大幅缩短生产周期,具有显著的经济效益潜力。

(注:全文数据与结论均来自原文,专业术语如DPPH(1,1-二苯基-2-三硝基苯肼)、TBARS(硫代巴比妥酸反应物)等均按原文格式标注)

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