乳清蛋白与蚕豆蛋白在油水界面的协同与拮抗作用：微流控与滴张力技术的联合解析

为解决植物蛋白乳化性能不足的问题，研究人员通过微流控技术和滴张力法系统研究了乳清蛋白(WPI)与蚕豆蛋白(FPI)在油水界面的相互作用机制。研究发现混合体系中WPI/FPI比例升高可减小液滴尺寸分布，但会降低界面弹性模量，其中75/25配比展现出最优的短期抗聚结性能，为植物-动物蛋白复合乳化体系设计提供了理论依据。

　　

在追求可持续食品体系的大背景下，植物蛋白替代动物蛋白成为食品工业的重要趋势。然而，以蚕豆蛋白(FPI)为代表的植物蛋白存在乳化性能差、界面稳定性不足等缺陷，严重制约其在食品中的应用。传统乳液研究多关注宏观性质，对微观界面动态过程的认识仍存在空白。针对这一挑战，来自丹麦Arla食品配料公司与荷兰Cosun蛋白公司的联合研究团队在《Current Research in Food Science》发表重要成果，首次采用微流控与滴张力技术联用的创新方法，揭示了乳清蛋白(WPI)与FPI在油水界面的分子互作机制。

研究团队运用SDS-PAGE分析蛋白组成，通过滴张力仪测定界面张力动力学和膨胀流变特性，并构建T型微流控芯片实现单液滴实时观测。特别设计了71mm的PTFE聚结通道，定量评估短期稳定性。样本采用Florisil处理的葵花籽油和10mM磷酸缓冲液(pH7.0)配制的蛋白溶液。

蛋白表征显示FPI主要含55kDa豆球蛋白和45-55kDa豌豆球蛋白，而WPI以18kDaβ-乳球蛋白为主。界面动力学研究发现FPI吸附速率(31.0×10^-4 s^-1)显著快于WPI(24.0×10^-4 s^-1)，但WPI界面弹性模量(15mN/m)更高。微流控观测表明纯FPI液滴聚结率高达100%，而WPI仅2%。有趣的是，75/25(WPI/FPI)混合体系展现出特殊协同效应：液滴直径(96.4μm)小于纯FPI(96.5μm)，分布宽度(1.0)更窄，且短期稳定性(15%)显著优于50/50体系(4%)。

研究揭示WPI与FPI存在竞争性吸附，FPI组分优先占据界面但会破坏WPI的粘弹性网络。这种拮抗作用导致混合体系弹性模量降低，但适当比例(75/25)下可形成动力学稳定的界面结构。该发现突破了传统认为植物蛋白会线性削弱界面性能的认知，证明通过精准调控蛋白比例可实现性能优化。这项研究为开发兼具可持续性和功能性的植物-动物蛋白复合乳化体系提供了全新思路，其创新的多尺度研究方法也为食品胶体界面科学建立了新的技术范式。