高压均质技术协同提升茶渣叶肉细胞乳化性能的机制研究及其在植物蛋白资源开发中的应用

本研究针对茶渣叶肉细胞(TRMCs)粒径大、流动性差导致的乳化性能受限问题，通过高压均质(HPH)技术实现粒径显著降低至5.1 μm D(3,2)，同步提升表面疏水性（接触角增至69.2°）和蛋白质/多糖暴露度，使乳化活性指数提升1.3倍，为植物蛋白资源的高值化利用提供了绿色高效的解决方案。

　　

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、质量差的瓶颈。福建大闽食品有限公司提供的茶渣样本中，叶肉细胞(TRMCs)虽含50%高纯度蛋白，却因粒径过大（16.5 μm）和易聚集特性难以应用于食品乳化体系。这一困境直接制约着茶叶副产物的高值化利用，而现有超微粉碎和超声破碎技术又无法兼顾粒径控制与功能基团暴露的双重需求。

福建省科技厅资助的研究团队创新性采用高压均质(HPH)技术，通过100-500 bar压力梯度处理1-5分钟，系统评估了TRMCs组分、结构和功能的变化规律。研究发现HPH的机械剪切力与空化效应协同作用：在基本保留蛋白质/总糖含量的前提下，使粒径D_(3,2)降至5.1 μm，接触角提升至69.2°，并通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)证实了C-H键（2920 cm^-1）和酰胺I带（1650 cm^-1）的构象重组。这种物理-化学协同改性使乳化活性指数提升130%，乳析指数降低42%，且无需传统化学修饰即可实现天然生物相容性Pickering乳液稳定剂的功能飞跃。

【关键技术】

研究采用高压均质仪处理工业茶渣提取的TRMCs，结合激光粒度仪、扫描电镜(SEM)和接触角测定仪表征物理特性，通过Zeta电位分析分散稳定性，运用FTIR解析官能团变化，最终通过乳化活性指数(EAI)和乳析指数(CI)评价功能改善效果。

【研究结果】

1. 颗粒形态与粒径特征

   HPH处理使TRMCs从棱柱状聚集体转变为分散均匀的微球，粒径分布主峰从10-20 μm移至1-10 μm区间，显著优于超微粉碎和超声处理效果。

2. 理化性质变化

   处理后的样品Zeta电位绝对值增大，表明静电排斥力增强；水接触角从46.6°增至69.2°，证实表面亲疏水平衡优化；FTIR显示蛋白质β-折叠含量增加，多糖C-O-C振动增强，揭示功能基团暴露机制。

3. 乳化性能提升

   300 bar/3 min为最优参数，此时EAI达最高值（较对照提升1.3倍），CI降至最低（降幅达1.7倍），乳液微观结构显示油滴分布均匀且界面吸附紧密。

【结论与意义】

该研究突破性地证明HPH技术可通过"物理破碎-化学基团暴露"协同路径，将TRMCs转化为高性能天然乳化剂。相比需要化学改性的传统方法，该工艺在室温下操作，完美保留热敏成分活性，为茶叶副产物增值提供新思路。更深远的意义在于，这套技术方案可推广至咖啡渣、苹果渣等农林废弃物处理，对实现循环农业和可持续发展具有重要示范价值。论文发表于《Innovative Practice in Breast Health》，为植物基食品创新提供了关键技术支撑。