两步法Na2CO3-酸化处理对豌豆蛋白构象工程及功能增强的研究

为解决豌豆蛋白溶解性、起泡性和乳化性差的问题，研究人员通过两步法Na2CO3-酸化处理（pH 7–3）调控其构象，使溶解度提升35%，乳化活性指数（EAI）增加24 m2/g，泡沫稳定性延长37分钟。该研究为植物蛋白在食品工业中的应用提供了新策略。

　　

豌豆蛋白因其高营养价值和低过敏性成为动物蛋白的理想替代品，但商业应用受限于其较差的溶解性、起泡性和乳化性。这些问题源于加工过程中的热聚集和天然结构的致密性。尽管已有化学修饰、酶解和物理处理等方法，但存在安全性或规模化难题。为此，Chengxin He和Weibiao Zhou团队提出了一种创新的两步法：先通过Na₂CO₃碱处理破坏蛋白聚集态，再通过HCl或柠檬酸（CA）酸化重构柔性构象，相关成果发表在《Food Hydrocolloids》。

研究采用动态光散射（DLS）分析粒径，荧光光谱检测色氨酸微环境变化，FT-IR解析二级结构，并通过离子选择性电极量化钙结合行为。关键实验样本为美国Naked Nutrition公司的黄豌豆蛋白粉，经0.2% Na₂CO₃处理12小时后，分别用HCl或CA调节至pH 7–3。

3.1 胶体稳定性与溶解性

酸化后，Na₂CO₃处理组的ζ电位绝对值显著提高（pH 3时达+25 mV），溶解度在pH 7时从8%提升至45%（CA组）。电镜显示酸化后粒径从微米级降至纳米级，证实碱处理有效解离了聚集体。

3.2 功能特性提升

泡沫体积在pH 3时增加13%，CA组的泡沫稳定性更优，归因于其羧基与水分子的相互作用。乳化活性指数（EAI）在pH 3时提升24 m²/g，HCl组表现优于CA组，可能与酸性条件下蛋白表面正电荷增加有关。

3.4 机制解析

非还原SDS-PAGE显示Na_{CO3处理使豌豆蛋白的11S（豆球蛋白）二硫键断裂，释放α/β亚基。荧光光谱表明酸化后色氨酸残基暴露（λFmax红移），疏水区ANS结合量增加。FT-IR显示β-折叠减少，无规卷曲增多，但CA在pH 3时因游离酸干扰无法准确检测。}

3.5 酸类型差异

CA在pH 7时通过螯合钙离子（1567 cm^?1处游离-COO^?峰）增强溶解性，而HCl在pH 3时释放更多游离Ca²⁺。两者差异揭示了钙结合模式对功能调控的关键作用。

该研究不仅提供了一种安全、可规模化的豌豆蛋白改性方法，还阐明了酸碱处理与钙离子的协同机制。未来可探索高浓度体系在植物基肉制品中的应用，为食品工业开辟新路径。