超声-碱预处理调控蛋清初始凝胶阶段双网络结构以增强其热稳定性的研究

本研究针对液态蛋清(EW)在56–72?°C初始凝胶阶段易发生热变性聚集的行业难题，创新性地采用超声-碱联合预处理技术。通过破坏由卵粘蛋白(OVM)、卵转铁蛋白(OVT)和溶菌酶(LYZ)构成的双网络凝胶结构，使处理后的EW在72?°C仍保持高流动性和透明度，可溶性蛋白含量提升近3倍。该研究为食品工业中蛋制品巴氏杀菌条件的提升提供了新策略。

　　

在食品工业中，液态蛋清(EW)因其优异的营养和功能特性被广泛应用，但它的"热敏感体质"却让生产者头疼不已——当温度升至56–72?°C时，蛋白质就像被施了魔法般迅速聚集凝固，不仅会堵塞生产线，还限制了巴氏杀菌效果的提升。这个困扰行业的难题背后，是卵转铁蛋白(OVT)、溶菌酶(LYZ)和卵粘蛋白(OVM)这三个"关键角色"在初始凝胶阶段形成的双网络结构在作祟。传统方法要么通过化学修饰单个蛋白，要么添加外源成分，但都难以在保持EW天然特性的同时解决高粘度、高蛋白浓度下的热稳定性问题。

吉林大学的研究团队独辟蹊径，将超声波的物理作用和碱处理的化学调节相结合。他们发现，当pH调至10.0（接近LYZ等电点）并施加180–270?W超声波时，能有效瓦解OVT-LYZ静电复合物和OVM骨架网络。通过流变学分析、SDS-PAGE电泳、冷冻扫描电镜(Cryo-SEM)和原子力显微镜(AFM)等多维技术，研究人员首次清晰揭示了初始凝胶阶段的双网络结构形成机制。傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和低场核磁共振(LF-NMR)则显示，该处理还能保护蛋白质二级结构并增加自由水迁移率。

研究结果显示，经处理的EW在72?°C时仍保持流体状态，浊度降低85%，粘度下降60%，可溶性蛋白含量从常规的30%飙升至90%。更重要的是，这种预处理不会引入化学添加剂，完全符合清洁标签的食品加工趋势。该成果不仅为蛋制品高温杀菌工艺开发提供了理论依据，其"结构干预"的创新思路也可拓展至其他热敏感蛋白体系的研究中。

《Food Research International》发表的这项研究，采用了包括动态流变测试、十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)、显微成像技术和光谱分析等关键技术。实验使用3日内新鲜鸡蛋和市售蛋清粉(EWP)配制100?mg/mL蛋白溶液作为研究对象。

【材料与方法】部分显示，研究通过调节pH值和超声波参数系统优化处理条件。碱性环境主要削弱LYZ的静电作用，而超声波空化效应则机械性拆解蛋白聚集体。

【结果与讨论】章节中，"碱性预处理对EW热稳定性的影响"证实pH10.0处理可使OVT-LYZ复合物解离；"超声-碱协同处理效果"则证明联合处理比单一处理更有效，AFM图像显示蛋白聚集体粒径从微米级降至纳米级；"初始凝胶网络组成解析"通过SDS-PAGE鉴定出OVT、LYZ和OVM是凝胶主要成分；"蛋白质结构变化"部分通过FT-IR发现α-螺旋含量增加8.7%，说明预处理能维持蛋白构象稳定。

结论部分指出，该研究首次阐明EW初始凝胶的双网络结构形成机制，并建立可工业化应用的物理-化学协同调控方法。这种预处理使EW的临界凝胶温度提高至少5?°C，为开发长保质期液态蛋产品奠定基础。正如通讯作者Xiaomin Shang强调的，该方法无需添加化学物质，在保持EW天然属性的同时显著提升加工适性，对推动蛋制品产业升级具有重要意义。