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功能性CLA产酸乳酸菌在Minas Frescal奶酪中的应用:推动益生菌乳制品创新的关键技术突破
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月18日 来源:International Dairy Journal 3.1
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为解决传统酸奶依赖合成增稠剂的问题,研究人员探索了蛋清蛋白(EWP)作为天然替代品在酸诱导凝固酸奶中的应用机制。通过系统评估0-50%EW添加量,发现10%EW配方显著提升凝胶性能:持水性提高12.8%,硬度增加24.3%,储能模量(G')提升34.18%。研究揭示了EWP-酪蛋白通过β-折叠构象、疏水作用和二硫键稳定的三重协同作用机制,为开发清洁标签酸奶提供了科学依据。
在追求清洁标签食品的浪潮中,酸奶产业正面临关键转型。传统酸奶依赖果胶、明胶等合成增稠剂来维持凝胶状态,但这些添加剂存在原料污染风险(如果胶可能含有过量盐酸残留)和消费者信任危机。更棘手的是,机械搅拌型酸奶存在30%-50%的乳清析出率,而凝固型酸奶虽能保持完整凝胶网络,却难以在工业化生产中稳定维持。面对这些挑战,寻找天然蛋白质替代方案成为行业迫切需求。蛋清蛋白(EWP)因其卓越的凝胶特性进入科学家视野——前期研究表明,全蛋添加能增强酸奶凝胶完整性,但EWP与乳蛋白的分子互作机制及其剂量效应仍属未知。
合肥工业大学的研究团队在《International Dairy Journal》发表的重要研究,系统揭示了EWP调控酸奶凝胶的分子机制。通过结合流变学测试、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等技术,团队发现10%EW添加量能构建最优三维网络结构,使酸奶持水性提升12.8%,硬度增加24.3%,储能模量(G')提高34.18%。这项研究不仅为酸奶生产提供了天然增稠解决方案,更阐明了蛋白质相互作用的基础科学原理。
关键技术方法包括:采用CF231发酵剂(含嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌)制备酸诱导凝胶;通过质构分析仪测定机械性能;利用动态流变仪检测G'和G'';SEM观察微观结构;FTIR解析二级结构;气相色谱-质谱联用(GC-MS)分析风味物质。
【颜色差异和pH】研究发现10%EW添加使酸奶亮度(L*)达最佳值90.49,超过此阈值会导致相分离。pH监测显示所有组别均符合国家标准(乳酸菌数≥1×106 CFU/mL),证实EW不影响发酵活性。
【潜在EWP-酸奶凝胶机制】通过分子力定量分析,揭示10%EW时β-折叠构象占比43.97%,疏水作用和二硫键共同驱动蛋白质组装。超过阈值后,EWP-EWP相互作用会竞争性破坏乳蛋白网络。
【结论】研究建立了EWP-酪蛋白"β-折叠-疏水作用-二硫键"三重调控模型:10%EW通过促进β-sheet形成(43.97%)和分子间交联,构建致密网络;过量添加则引发相分离。风味分析证实10%EW能保留特征性乳香味(如壬醛、2-十一烷酮)。
这项研究具有多重意义:首次阐明EWP在酸诱导凝胶中的剂量效应拐点;提出的三重作用机制为蛋白质工程提供新思路;开发的10%EW配方可直接应用于工业化生产,避免使用合成添加剂。特别值得注意的是,该方案在提升质构性能的同时,完全保持了益生菌活性和特征风味,实现了清洁标签与优质口感的高度统一。研究成果不仅适用于Minas Frescal奶酪,其揭示的分子机制可推广至其他发酵乳制品创新,为功能性乳品开发开辟了新路径。
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