豌豆蛋白与韦兰胶混合体系的相分离及凝胶行为研究及其在植物基奶酪替代品中的应用

本研究针对植物基奶酪替代品开发中大豆蛋白(SPI)的局限性，系统比较了蚕豆(FBP)、斑豆(PBP)、豇豆(CPP)和绿豆(MBP)蛋白的乳化性、吸油性(OAC)及凝胶特性，发现脉冲蛋白的油结合能力与奶酪硬度(r=-0.918)、涂抹性(57.5 N.s)显著相关，MBP制备的奶酪弹性模量(G'=4353 Pa)最优，为脉冲蛋白替代大豆蛋白提供了科学依据。

　　

随着素食主义浪潮席卷全球，植物基食品市场正以惊人的速度扩张。其中，植物基奶酪作为乳制品替代品的重要品类，2023年全球市场规模已达27亿美元，预计2032年将增长2.5倍。然而，当前市场上的植物基奶酪主要依赖大豆蛋白(SPI)，其单一原料来源、转基因争议以及"豆腥味"等问题日益凸显。与此同时，畜牧业可持续发展面临严峻挑战——温室气体排放、资源消耗等问题促使人们将目光转向更具环境友好特性的脉冲作物（如蚕豆、豇豆等）。这些作物不仅具有固氮培肥的生态优势，其蛋白质还具备非转基因、低致敏性等独特优点。但令人遗憾的是，除豌豆蛋白外，大多数脉冲蛋白在植物基奶酪领域的应用潜力尚未被充分挖掘。

针对这一科学空白，来自伊兹密尔理工学院（Izmir Institute of Technology）的研究团队在《Food Hydrocolloids》发表了一项开创性研究。该团队系统比较了四种脉冲蛋白（蚕豆FBP、斑豆PBP、豇豆CPP和绿豆MBP）与商业大豆分离蛋白(SPI)的技术功能特性，并首次建立了这些特性与植物基涂抹奶酪类似物的质地、流变学和感官属性之间的定量关联。研究人员采用pH依赖性溶解度测定、水/油结合能力测试、最小凝胶浓度(LGC)确定等关键技术，结合流变仪测定储能模量(G')和损耗模量(G'')，并通过专业感官评价小组对最终产品进行综合评估。

蛋白提取物特性分析
研究发现，FBP在pH 3.0-11.0范围内表现出最佳溶解性，而SPI和MBP分别展现出最高(7.8 g H₂O/g)和最低(0.8 g H₂O/g)的吸水能力。特别值得注意的是，蛋白质的油结合能力(OAC)与最终奶酪产品的关键质地参数呈现显著负相关：奶酪硬度(r=-0.918)、涂抹所需功(r=-0.910)和粘性(r=-0.894)。这一发现为通过原料筛选调控产品质地提供了直接依据。

凝胶形成能力
在凝胶特性方面，SPI展现出最优的凝胶形成能力（LGC=10%），而FBP需要最高浓度（18%）才能形成凝胶。当蛋白质浓度≥LGC时，CPP、MBP和PBP形成的凝胶硬度显著高于SPI和FBP。更引人注目的是，PBP和CPP在亚凝胶浓度（≤LGC）下制备的预凝胶表现出最高的稠度和粘度指数，这一特性对涂抹型奶酪的口感塑造至关重要。

奶酪类似物流变特性
通过动态振荡流变学测试，MBP制备的奶酪类似物(MBPC)展现出卓越的粘弹性，其储能模量(G'=4353 Pa)和损耗模量(G''=1277 Pa)均显著高于其他样品。相比之下，PBP制备的产品(PBPC)粘弹性最弱(G'=377 Pa, G''=98 Pa)。研究还发现，奶酪类似物的tan δ值（G''/G'）与涂抹功呈强正相关(r=0.986)，这为量化评估产品涂抹性建立了新指标。

感官评价与综合结论
在盲测感官评价中，SPI和FBPC制备的产品获得最高总体喜好度评分，主要归功于其外观、色泽和风味优势。这项研究首次系统揭示了脉冲蛋白技术功能特性与奶酪类似物品质参数间的定量关系，特别是明确了油结合能力作为预测产品质地的关键指标。研究结果为开发非大豆基的可持续植物奶酪提供了科学基础，为脉冲蛋白的高值化利用开辟了新途径。

该研究的创新性在于突破了传统植物蛋白研究仅关注单一功能特性的局限，通过多维度关联分析，构建了"原料特性-加工性能-终产品品质"的完整知识框架。这不仅为食品工业提供了替代大豆蛋白的具体方案，更为精准设计植物基奶酪的质地和口感建立了方法论基础。随着全球对可持续食品需求的增长，这项研究成果有望推动脉冲蛋白在高端植物基食品中的规模化应用。