pH偏移协同超声加热处理显著提升羽扇豆蛋白(LPI)溶解性和乳化特性及其在食品工业中的应用潜力

本研究创新性地采用pH偏移(pH-shifting)结合超声(US)和加热(HT)三重处理技术，显著改善商业羽扇豆蛋白(LPI)的功能特性。通过物理化学协同作用使蛋白溶解度提升157%、粒径减小72%，并成功构建抗聚结/絮凝的稳定水包油(O/W)乳液，为植物蛋白在食品工业中的应用提供了可规模化生产的解决方案。

　　

Highlight

商业羽扇豆蛋白(LPI)因其溶解性和乳化性能的局限性严重制约了食品应用。本研究首次揭示了pH偏移协同超声加热的三重处理方案，通过调控蛋白质的Zeta电位模量和表面疏水性，成功实现了功能特性的突破性提升。

INTRODUCTION

全球食品供应体系正面临人口激增、气候变化和农业可持续性等严峻挑战。在此背景下，羽扇豆(Lupinus luteus)等植物蛋白因其环境友好和营养特性备受关注。然而，未经改性的LPI存在明显的功能缺陷——这正是本研究要解决的核心问题。

Materials

实验采用阿根廷Elementa Food公司提供的商业LPI样品（原料为AluProt-CGNA品种黄羽扇豆），其蛋白质含量经凯氏定氮法验证为85% w/w。该样品通过碱提酸沉工艺制备，基本组成为：蛋白质85%、脂肪4.8%、碳水化合物1.1%。

Characterization of commercial lupin protein isolate at different pH values

研究发现原始LPI的溶解行为呈现典型pH依赖性：在等电点(pI)附近溶解度最低，而在极端pH条件下显著改善。这种特性为后续的pH-shifting处理提供了重要理论依据。

CONCLUSION

通过PS+HT+US三重协同处理，我们使LPI的溶解度和乳化性能产生质的飞跃。特别值得注意的是，改性后的蛋白质能形成具有"可逆奶油化"特性的稳定乳液，这为开发新型植物基食品（如代乳制品、酱料等）开辟了新途径。