霍夫迈斯特离子调控大豆分离蛋白-魔芋葡甘聚糖复合凝胶性能及形成机制研究

本文系统研究了霍夫迈斯特离子（Hofmeister ions）对大豆分离蛋白（SPI）-魔芋葡甘聚糖（KGM）复合凝胶性能的影响机制。研究发现：促溶阴离子（CO32?、SO42?等）和二价阳离子（Mg2+、Ca2+）通过疏水作用和离子键显著增强凝胶硬度和流变性能；荧光光谱和红外光谱（FTIR）揭示阴离子诱导蛋白质聚集、阳离子促进β-结构转化的分子机制。该研究为开发具有类肉质构的可持续植物蛋白产品提供了新思路。

　　

研究亮点

• 首次阐明霍夫迈斯特离子对SPI-KGM复合凝胶的调控机制

• 发现H₂PO₄^?和Ca²⁺可形成最致密凝胶网络

• 揭示离子通过疏水作用和氢键影响蛋白质构象的分子机制

<材料与方法>

实验材料：SPI（蛋白含量>90%，等电点4.52±0.03）购自山东禹王工业有限公司；魔芋葡甘聚糖（KGM）购自麦克林生化；转谷氨酰胺酶（TG，1000 u/g）购自江苏一鸣生物。新鲜鸡胸肉和猪肉购自本地超市。

<凝胶性能与持水性>

霍夫迈斯特离子通过独特的水合能力显著影响SPI-KGM凝胶品质。如表1所示，与原始凝胶相比，H₂PO₄^?处理的凝胶硬度最高（3060.32 g），而Br^?处理组变化最小。阳离子中，Ca²⁺使凝胶持水性（WHC）提升最显著。扫描电镜（SEM）显示H₂PO₄^?和Ca²⁺处理组形成最致密的三维网络结构。

<结论>

本研究揭示了离子特异性效应调控SPI-KGM凝胶性能的规律：阴离子效果排序为H₂PO₄^? > CH₃COO^? > SO₄^2? > CO₃^2? > Cl^? > Br^?。促溶阴离子（kosmotropic anions）通过"盐析"效应增强SPI分子间疏水作用，而离液阴离子（chaotropic ions）会破坏凝胶网络。该发现为定制化植物蛋白食品质构提供了理论依据。