pH调控对热处理液态蛋清泡沫行为及界面特性的影响机制研究

本研究揭示了pH调控（4.0-12.0）对热处理液态蛋清（HLEW）泡沫性能的作用规律：酸性条件（pH 4.0）使打发泡沫膨胀率（overrun）提升至988.61%（达对照组1.4倍），排水率（drainage rate）降至4.01%（对照组21.41%），而碱性条件损害泡沫性能。通过界面流变学、β-折叠（β-sheet）构象及游离巯基（-SH）等分析，阐明极端pH通过改变蛋白质粒径和界面特性调控泡沫行为的分子机制，为开发高泡沫性能液态蛋产品提供新策略。

　　

Highlight

酸性pH 4.0处理使打发热处理液态蛋清（HLEW）的泡沫膨胀率（overrun）飙升至988.61%，排水率（drainage rate）低至4.01%，而碱性条件则显著削弱泡沫性能。这种"pH开关"效应源于蛋白质结构的动态重构！

Overrun and drainage rate of whipped HLEW foam

如图1a所示，热处理对照组（60°C, 90min）的泡沫膨胀率为707.77%，而pH调至4.0时竟达到988.61%——相当于对照组的1.4倍！更惊人的是，其60分钟排水率仅4.01%（对照组为21.41%）。碱性环境则呈现完全相反的趋势：pH 12.0处理组泡沫膨胀率暴跌至502.33%，排水率激增至34.67%。这种"酸强碱弱"的现象暗示着蛋白质构象的pH依赖性转变。

Conclusion

本研究发现pH 4.0的卓越泡沫稳定性源自三重协同机制：

1）pH诱导的蛋白质解折叠暴露出活性-SH基团和疏水区域；

2）静电驱动聚集形成结构化颗粒；

3）β-折叠富集增强界面膜强度。这些发现为设计"智能响应型"液态蛋清产品提供了分子蓝图。

CRediT authorship contribution statement

作者贡献声明：崔冰负责原始稿件撰写与课题设计；陈天宇完成数据建模与分析；刘艳参与实验方法开发；石鑫进行软件处理；吴灿等参与论文润色；周斌教授团队提供全程指导与资金支持。

Declaration of competing interest

作者声明无任何可能影响本研究结果的财务或个人利益冲突。

Acknowledgments

感谢国家自然科学基金（32172354）和湖北工业大学博士科研启动基金（XJ2023008101）的资助。