超声与碱性过氧化氢协同增效：啤酒糟蛋白提取工艺创新及其结构与功能特性研究

本研究创新性采用高强度超声（US）和碱性过氧化氢（AHP）技术协同处理啤酒糟（BSG），显著提升蛋白提取率（69.6–139.6%），并通过结构表征（SEM/FTIR/CD/X-ray）揭示蛋白二级结构重组与晶体尺寸变化。技术功能特性分析表明，US处理提升持水性（～24%）且保持色泽，而AHP系列显著增强溶解性（3.22–46.66%）与乳化发泡性能，为农业副产物高值化利用提供新策略。

　　

研究亮点

BSG（啤酒糟）是一种丰富的农业工业副产物，具有作为低成本可持续蛋白质源的潜力。本研究评估了高强度超声（US）和/或碱性过氧化氢（AHP）对蛋白质提取工艺的改善作用，以及所获蛋白质的结构与技术功能特性。我们比较了四种提取工艺：EC（常规提取）、EAHP（3% AHP提取）、EUS（1200 W超声提取）和EAHPUS（3% AHP与1200 W超声联用提取）。EAHP、EUS和EAHPUS引起了BSG的结构变化，使蛋白质提取率相较于EC显著提升（69.6–139.6%）。结构分析（扫描电镜SEM、傅里叶变换红外光谱FTIR、圆二色谱CD和X射线衍射）表明，经EAHP、EUS和EAHPUS处理的浓缩物呈现颗粒破碎、蛋白质二级结构改变、无序结构（无规卷曲）增加以及晶体尺寸减小。不同提取方法对技术功能特性的影响各异：EUS提高了持水能力（～24%）且不影响蛋白质色泽，而EAHP和EAHPUS降低了持水能力（11.50–22.05%），增加了溶解度（3.22–46.66%，依pH而异），并引起明显色泽变化。与EC相比，所有处理均改善了起泡能力（28.05–31.06%）与稳定性（11.48–22.19%）、乳化能力（13.66–27.60%）与稳定性（16.07–26.12%），但对持油能力无显著影响。因此，结果凸显了超声和/或碱性过氧化氢在改善BSG蛋白质提取中的潜力，但实际应用中需综合考虑其对技术功能特性的影响。

结论

本研究表明，超声（US）和碱性过氧化氢（AHP）可从BSG中实现高蛋白提取率，并获得具有有趣技术功能特性的蛋白质产品。所提出的非常规方法通过诱导BSG基质的结构变化提高了提取效率，同时改变了蛋白质的形态、晶体尺寸和二级结构，增加了无序结构。通过US提取的蛋白质在持水性和色泽保持方面表现优异，而AHP系列处理则显著增强了溶解性与乳化发泡性能，为不同食品应用场景提供了定制化解决方案。