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与应用

推荐：针对茶渣叶肉细胞(TRMCs)粒径大、流动性差导致的乳液界面吸附效率低等问题，研究人员采用高压均质(HPH)技术，通过物理破碎与化学基团暴露的协同作用，将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，为植物蛋白资源的高值化利用提供新策略。

　　

茶产业每年产生大量茶渣废弃物，其中蕴含高达26%的蛋白质资源，但传统碱法或酶法提取存在效率低、品质差等瓶颈。福建大闽食品有限公司提供的茶渣中，叶肉细胞(TRMCs)虽能通过酶解筛分富集50%的蛋白质，却因粒径过大(16.5 μm)导致乳液稳定性差，严重制约其在食品工业的应用。

为突破这一限制，福建农林大学的研究团队在《Innovative Practice in Breast Health》发表论文，系统比较了气流超微粉碎(AUG)、超声破碎(UC)和高压均质(HPH)三种技术对TRMCs的改性效果。研究发现，HPH在100-500 bar压力下处理1-5分钟，不仅能保持蛋白质和总糖等基本成分，更将颗粒粒径D_(3,2)降至5.1 μm，消除聚集现象。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)证实，该技术促使C-H键振动峰(2920 cm^-1)位移，暴露疏水结构域；同时酰胺I带(1650 cm^-1)和C-O-C振动峰增强，揭示蛋白质-多糖相互作用强化。这种物理-化学协同效应使乳化活性指数提升1.3倍，乳析指数降低1.7倍，且无需传统Pickering稳定剂必需的化学修饰步骤。

关键技术方法

研究采用工业茶渣为原料，通过酶解筛分制备TRMCs后，分别进行气流超微粉碎、超声破碎和高压均质处理。通过激光粒度仪、扫描电镜(SEM)分析粒径与形貌，zeta电位仪评估分散稳定性，接触角测量仪表征表面润湿性，并结合FTIR解析分子结构变化，最终通过乳液实验验证功能提升效果。

研究结果

1. 颗粒形貌与粒径特征：HPH处理使TRMCs从棱柱状变为规则球形，粒径分布主峰从10-20 μm移至1-10 μm区间，显著优于AUG和UC的效果。

2. 理化性质变化：处理前后蛋白质含量保持50%以上，但表面疏水性(接触角46.6°→69.2°)和zeta电位(-15.2→-28.6 mV)显著改善。

3. 乳化机制解析：HPH的强剪切力破坏纤维素氢键网络，暴露内部蛋白质疏水基团和多糖活性位点，形成"物理破碎-基团暴露"的协同稳定路径。

结论与意义

该研究首次阐明HPH技术通过调控TRMCs表面亲疏水平衡和界面吸附能力，实现天然生物质颗粒向高效Pickering乳化剂的转化。相比传统化学改性方法，这种绿色物理加工技术既保留了成分的生物相容性，又为茶渣等废弃生物质的高值化利用提供了新思路，对推动可持续农业发展具有重要实践价值。