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综述:利用扁豆蛋白与面粉实现食品技术中的可持续包埋及技术功能应用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月10日 来源:Legume Science 5
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这篇综述系统阐述了扁豆(Lens culinaris)衍生物作为新型生物聚合物在微纳米包埋技术中的应用优势,重点分析了其蛋白质(7S/11S球蛋白)、淀粉及全粉在保护益生菌、多不饱和脂肪酸(PUFA)、酚类物质等功能成分中的技术特性,探讨了喷雾干燥(spray drying)、复合凝聚(complex coacervation)等工艺的适配性,为开发可持续的食品级递送系统提供了理论依据。
包埋技术是通过物理隔离手段保护核心物质的食品加工关键技术。近年研究发现,扁豆作为仅次于大豆和豌豆的第三大植物蛋白来源,其蛋白质组分(约70%球蛋白、16%白蛋白)与淀粉协同形成的包埋体系,在食品工业中展现出独特优势。
扁豆蛋白的包埋特性
扁豆蛋白的分子结构特征决定了其技术功能。其中150-180kDa的7S豌豆球蛋白和300-400kDa的11S豆球蛋白能形成致密的油水界面膜,通过疏水相互作用稳定乳液。研究证实,2%扁豆蛋白与18%麦芽糊精组合对亚麻籽油的包埋效率达90.4%,经25天储存后仍能有效抑制脂质氧化。高压均质(100MPa)和适度热处理可显著提升其乳化活性,但超过150MPa会导致蛋白过度展开而失效。
淀粉协同增效机制
脱支处理后的扁豆淀粉与黄酮类化合物芦丁的包埋效率达67.95%。13C CP/MAS NMR分析显示,较低聚合度与较高分子有序度的载体能延缓活性物质释放。600MPa高压处理10分钟可实现淀粉完全糊化,这种改性淀粉在可降解包装膜领域具有应用潜力。
复合生物聚合物体系
扁豆蛋白与κ-卡拉胶以4:1比例在pH4-5.5形成的复合物,其乳液粘度较单一蛋白体系提升3倍。超声处理能增强扁豆蛋白与银耳多糖的结合亲和力,使zeta电位绝对值提高35%,这种静电相互作用构建的凝胶网络对脂溶性维生素具有优异负载能力。
全粉直接应用创新
未经纯化的扁豆粉作为水包油乳液稳定剂时,5%添加量可使镁离子的肠道释放率控制在74.5%,显著高于未包埋组(85.05%)。电镜观察显示,全粉中的淀粉颗粒与蛋白质形成的空间位阻效应,能有效阻止乳液聚结。
纳米纤维前沿应用
扁豆蛋白/聚乙烯醇(50:50)电纺纤维对阿魏酸的包埋率达78%,纤维直径与蛋白含量呈负相关。pH3条件下制备的扁豆全粉纤维具有最高酚类物质保留率(89%),用于核桃活性包装时可降低氧化劣变速率42%。
当前研究仍存在工业化适配性挑战,如喷雾干燥对热敏感物质的损伤问题,以及复合凝聚工艺对离子强度的敏感性。未来研究应聚焦于:1)开发低能耗的物理改性工艺;2)建立全粉组分相互作用模型;3)拓展在发酵乳制品等复杂食品体系中的应用评估。扁豆基包埋系统的可持续发展特性,包括每公斤蛋白质生产的碳足迹比乳蛋白低65%,为其在清洁标签食品中的推广提供了生态优势。
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