植物源性不溶性蛋白质聚集体：形成机制、功能特性与应用前景

本研究系统综述了食品加工过程中形成的植物源性不溶性蛋白质聚集体的形成机制、影响因素及功能化应用策略，通过物理改性、化学修饰和生物处理等多种技术手段有效提升其溶解性，并开发出新型纳米颗粒、Pickering乳化剂和营养补充剂等高附加值产品，为植物蛋白资源的高效利用提供了重要理论依据和技术路径。

　　

在追求可持续食品体系的全球背景下，植物蛋白因其环境友好性和营养价值备受青睐。然而在食品加工过程中，特别是热加工和酶解处理时，蛋白质分子会通过复杂的相互作用形成不溶性聚集体，导致蛋白利用率显著降低。目前这些聚集体大多被废弃或用作动物饲料，造成巨大的资源浪费。为了解决这一产业难题，沈阳农业大学的研究团队在《Food Chemistry: X》上发表了系统性综述，深入探讨了植物源性不溶性蛋白质聚集体的形成规律、改良策略和创新应用。

研究团队采用了文献计量学分析方法，对近二十年来的相关研究进行了系统梳理，重点分析了物理改性（超声处理、高压均质、电子束辐照）、化学修饰（糖基化、磷酸化、酰化）和生物处理（酶法修饰、精氨酸改性）等关键技术。特别关注了不同植物蛋白（大豆、大米、豌豆、藜麦等）在不同加工条件下的聚集行为。

形成机制与影响因素

研究表明，不溶性蛋白质聚集体的形成主要依赖疏水相互作用、氢键和范德华力等非共价作用力，以及二硫键等共价作用力。温度、pH值、酶种类和底物浓度等因素显著影响聚集过程。碱性蛋白酶比胰蛋白酶更易诱导聚集，而底物浓度增加会使聚集体产量呈指数增长。

溶解度改良策略

物理改性中，超声处理（300-600W）通过空化效应破坏非共价相互作用，将大聚集体解离为小颗粒；高压均质（120-300MPa）利用剪切力使蛋白质展开；电子束辐照（6-75kGy）通过破坏蛋白质交联提高溶解度。化学修饰方面，糖基化通过引入亲水基团增强水合作用；磷酸化通过引入PO₄^3-增加静电斥力；酰化修饰通过改变蛋白质电荷状态改善溶解性。生物处理中，胰蛋白酶和木瓜蛋白酶通过水解肽键降低分子量；精氨酸通过其胍基与芳香族残基结合，抑制蛋白质聚集。

功能特性与应用前景

不溶性聚集体因其高疏水氨基酸含量表现出良好的抗胃消化特性和抗氧化活性。研究团队开发了三种创新应用路径：一是制备蛋白质纳米颗粒（10-18kDa），作为营养素包埋载体和Pickering乳液稳定剂；二是构建食品级乳化体系，大豆肽基纳米颗粒形成的乳液在储存60天后仍保持稳定；三是开发蛋白质营养补充剂，聚集体经肠道消化后释放出具有抗氧化活性的小分子肽。

该研究不仅系统阐明了植物蛋白聚集体的形成机制，更重要的是提供了多条高值化利用路径，为减少食品加工过程中的蛋白质浪费、提升植物蛋白利用率提供了重要解决方案。未来研究应重点关注解离后蛋白质的长期稳定性，以及蛋白质-多组分复合体系的协同效应，推动植物蛋白在食品工业中的创新应用。