高压均质技术调控茶叶残渣叶肉细胞Pickering乳液稳定剂的性能优化机制研究

本研究针对茶叶残渣叶肉细胞(TRMCs)因粒径大、流动性差导致的乳液界面吸附效率低问题，采用高压均质(HPH)技术（100-500 bar, 1-5 min）进行改性。结果表明HPH处理使TRMCs粒径降至5.1 μm D(3,2)，接触角提升至69.2°，乳化活性指数提高1.3倍，为生物质资源高值化利用提供新策略。

　　

茶产业每年产生大量茶渣副产品，其中富含26%的蛋白质资源，但传统碱法或酶法提取存在效率低、质量差等瓶颈。福建大闽食品有限公司提供的工业茶渣中，叶肉细胞(TRMCs)虽含50%高纯度蛋白，却因粒径过大（16.5 μm）导致乳液稳定性差。如何突破物理尺寸限制，实现TRMCs在食品工业中的应用，成为资源再利用的关键难题。

福建省科技厅国际合作项目支持的研究团队在《Innovative Practice in Breast Health》发表成果，通过对比气流超微粉碎(AUG)、超声破碎(UC)与高压均质(HPH)技术，发现HPH在100-500 bar压力下处理1-5分钟可显著改善TRMCs性能。研究采用激光粒度分析、FTIR光谱和接触角测定等技术，证实HPH通过物理破碎与化学基团暴露的协同作用，使TRMCs成为兼具天然生物相容性与高效乳化性能的稳定剂。

【材料与方法】

研究选用茶饮料生产副产物茶渣，经85℃热水提取后制备TRMCs。通过比较AUG、UC与HPH三种处理方式，重点分析HPH强度对TRMCs组分、微观结构和功能特性的影响。

【结果与分析】

1. 粒径与形貌特征：HPH使TRMCs平均粒径从16.5 μm降至5.1 μm（D_(3,2)），消除聚集现象，分布峰从10-20 μm移至1-10 μm区间。

2. 理化性质：蛋白质/多糖含量保持稳定，但接触角从46.6°增至69.2°，表明表面亲疏水平衡优化。FTIR显示2920 cm^-1处C-H振动峰位移，证实疏水域暴露。

3. 乳化性能：乳化活性指数提升130%，乳析指数降低170%，归因于1650 cm^-1处酰胺I带与C-O-C振动增强的协同效应。

【结论】

该研究首次阐明HPH通过机械力化学作用（mechanochemistry）同步实现TRMCs物理尺寸精控与化学基团定向暴露：

1. 粒径缩减效应：剪切力破坏细胞壁纤维素网络，使D_(3,2)达5.1 μm级，优于AUG/UC的10 μm级处理效果；

2. 界面重构机制：高压空化效应促使蛋白质β-折叠构象转变，暴露内部疏水氨基酸，同时释放多糖的C-O-C活性位点；

3. 绿色工艺优势：相比化学修饰法，HPH在室温操作下保持TRMCs天然生物相容性，为叶蛋白资源开发提供新范式。

该成果不仅为茶渣高值化利用提供技术支撑，其揭示的"物理破碎-基团暴露"协同机制，对其它植物生物质（如咖啡渣、果渣）的加工具有普适指导意义。