高压均质处理对豌豆和马铃薯蛋白分离物理化特性的影响：水体系中性能调控的启示

本研究针对植物蛋白在食品应用中溶解度和稳定性差的技术瓶颈，创新性地采用高压均质(HPH)技术处理五种商业豌豆蛋白分离物(PeaI)和马铃薯蛋白分离物(PPI)。研究发现200 MPa HPH显著提升豌豆蛋白溶解度(>92%)，减小粒径并增加表面疏水性，同时通过破坏非共价键聚集体增强抗沉降稳定性。Pearson相关性分析揭示球蛋白含量与HPH效果呈正相关，而PPI因组成差异对HPH响应较弱。该研究为植物基食品开发提供了重要的加工优化策略，发表于《LWT》期刊。

　　

植物基蛋白正掀起食品工业的革命浪潮，但豌豆、马铃薯等植物蛋白在实际应用中常遭遇"水土不服"——溶解性差、易沉降、口感粗糙等问题制约着植物肉和替代乳制品的发展。更棘手的是，不同提取工艺获得的同源蛋白分离物(Protein Isolate)性能差异显著，就像同父异母的兄弟性格迥异，这给食品配方设计带来巨大挑战。

以色列理工学院(Technion-Israel Institute of Technology)的研究团队在《LWT》发表的研究中，对五种商业豌豆蛋白分离物(PeaI1-5)和一种马铃薯蛋白分离物(PPI)展开系统研究。他们采用200 MPa高压均质(High-Pressure Homogenization, HPH)处理，发现这把"分子剪刀"能精准拆解蛋白聚集体：豌豆蛋白溶解度跃升至92%以上，粒径从数百微米降至个位数，表面疏水性最高提升43倍。而马铃薯蛋白因富含亲水的糖蛋白patatin，对HPH"无动于衷"。这种差异背后，是蛋白组分比例的"基因密码"——质谱分析显示球蛋白(Globulin)含量高的豌豆蛋白对HPH更敏感，这为植物蛋白的定制化加工提供了科学依据。

研究团队运用多尺度分析技术：通过静态光散射(Mastersizer 3000)追踪粒径变化，ANS荧光探针检测表面疏水性，离心-LUMisizer联用评估沉降稳定性，并结合SDS-PAGE和圆二色谱(CD)解析结构变化。所有样本均按实测蛋白含量统一配制为5%(w/v)溶液，确保数据可比性。

蛋白分离物组成决定加工响应

质谱定量分析揭示不同PeaI的球蛋白(55-65%)与清蛋白(Albumin, 11-18%)比例差异。PeaI4因清蛋白占比高(18%)，初始溶解度达92%，HPH对其改善有限；而球蛋白主导的PeaI3经HPH处理后溶解度从40%飙升至95%，印证"组成决定命运"的加工规律。

高压均质重塑颗粒特性

HPH使豌豆蛋白体积平均粒径(Dv₅₀)从151 μm锐减至1.1 μm，分布曲线由双峰变单峰。有趣的是，pH 5.39接近等电点的PeaI2虽粒径最小(3.1 μm)，却因电荷中和导致稳定性最差，说明"小而密"未必优于"大而疏"。

疏水性与溶解度的悖论

表面疏水性(H₀)通常与溶解性负相关，但HPH处理的PeaI同时提升两者。研究者认为这是蛋白聚体解离暴露疏水核心所致，如同剥开洋葱时，内层疏水基团暴露反而促进分子分散。

结构稳定性之谜

SDS-PAGE显示HPH未破坏共价键，但CD光谱提示PPI的二级结构发生重排。这解释为何PPI虽保持溶解却失去CD信号——就像被"打散"的积木仍在水里，但已不是原来的城堡。

该研究突破性地建立了"蛋白组成-加工响应-功能特性"的关联模型，证明HPH对富含球蛋白的豌豆蛋白效果最佳。这一发现不仅为植物蛋白饮料防沉降提供了解决方案，更启示食品工业：选择蛋白原料时，不能只看总蛋白含量这个"表面分数"，更要关注其蛋白组分的"内在基因"。正如研究者指出，未来植物基食品创新需要"原料筛选"和"工艺定制"双轮驱动，而这项研究恰好提供了精准调控的"分子食谱"。