《Food Hydrocolloids》：pH-Dependent Structural Properties, Air–Water Interfacial Behavior, and Foam Stability of Fibrillated Egg White Protein
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•酸加热处理将EWP转化为纤维状聚集体。•pH值调控F-EWP的聚集与结构演变。•纤维化EWP改善了气-水界面吸附性。•pH 5促进起泡能力和泡沫长期稳定性。引言食品泡沫是一种多相分散体系，通过将空气引入产品中来改善外观，同时赋予产品更轻盈的质感和口感（Fan et al.,
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酸加热处理将EWP转化为纤维状聚集体。
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pH值调控F-EWP的聚集与结构演变。
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纤维化EWP改善了气-水界面吸附性。
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pH 5促进起泡能力和泡沫长期稳定性。
引言
食品泡沫是一种多相分散体系，通过将空气引入产品中来改善外观，同时赋予产品更轻盈的质感和口感（Fan et al., 2025）。蛋白质是泡沫体系中的关键表面活性成分，其来源、构象和界面行为在很大程度上决定了泡沫质量（Yang et al., 2025）。蛋清蛋白（EWP）广泛应用于冰淇淋、烘焙配方和奶泡饮料中，主要归功于其优异的起泡性能（Yan et al., 2025）。然而，EWP主要以球状构象存在，使其界面吸附、展开和成膜性对加工条件极为敏感。这种敏感性会加速加工和储存过程中的泡沫不稳定化（Z. Li et al., 2026）。包括超声处理、酶法修饰和多糖复合物在内的多种方法已被用于改善蛋白质的起泡能力（FA）和泡沫稳定性（FS）。然而，这些策略往往受到加工条件敏感性、结构控制不足或跨食品基质相容性差的限制（Q. Han et al., 2026）。因此，提高EWP的界面吸附能力并改善其泡沫稳定性仍然是食品胶体和界面科学中的关键问题。
蛋白质纤维化已被越来越多的用于调控天然蛋白质结构和增强界面功能（Zheng et al., 2024）。与天然蛋白质相比，酸-热诱导的纤维状聚集体通常具有更高的刚度、明显的各向异性形态以及高度有序的氢键网络（Jianan Li et al., 2026）。这些特征有利于流体界面的吸附、取向和成膜。在油-水界面，Hua et al.（2026）通过酸-热处理制备了纤维化大豆蛋白，并表明纤维化增强了油-水界面的吸附，形成了更厚且更具弹性的界面层。在气-水界面，Herneke et al.（2023）在pH 2和85 °C下获得了绿豆蛋白纤维，并观察到纤维化后起泡性能显著增强。综合来看，这些研究表明，纤维化可以通过结构重组来调控蛋白质的界面组装，从而为提高蛋白质起泡性能提供了一条有前景的结构策略。然而，蛋白质纤维的形成通常需要强酸性条件下长时间加热（Liang et al., 2025），这与许多食品体系在加工、配方和消费过程中通常遇到的pH环境有很大不同（Cheng et al., 2026）。因此，实际应用中一个关键的考量是：预形成的蛋白质纤维能否在食品相关pH条件下保持其结构完整性和界面功能，尤其是在pH回调之后。
pH值是蛋白质电荷特性、分子间相互作用和胶体稳定性的关键决定因素，从而调控蛋白质纤维的聚集状态、结构完整性和界面行为（Y. Chang et al., 2026）。Li et al.（2026）研究了大豆蛋白纤维的pH依赖性形态演变和泡沫稳定性，发现在等电点附近纤维间的静电排斥减弱，导致无定形聚集。相比之下，在pH 7时，较强的静电排斥诱导纤维部分解离为较短的纤维片段，从而改善了泡沫稳定性。同样，Herneke et al.（2023）表明，pH强烈调控绿豆蛋白纳米纤维的形态。纤维在等电点附近容易发生聚集，而在中性条件下则略微变短、无明显聚集，并保持良好的泡沫稳定性。然而，目前对这种pH依赖性响应的理解主要来源于植物蛋白体系。相比之下，关于广泛使用的动物源EWP的研究主要关注纤维化过程本身以及酸-热处理诱导的功能变化。Dong et al.（2023）报道纤维化增加了EWP中疏水基团的暴露并增强了其界面吸附，表明纤维化诱导的结构重组改善了其界面功能。与此发现一致，Alavi et al.（2020）在pH 2和85 °C下对EWP进行不同持续时间的酸-热处理，发现纤维化EWP比天然EWP表现出更高的泡沫稳定性，其中处理48小时的样品显示出最高的稳定性。综合来看，这些研究表明纤维化可以改善EWP的界面性质，且酸-热处理的程度对确定其起泡性能起着重要作用。然而，以往的研究大多局限于纤维形成过程或纤维化发生的强酸性条件。因此，关于预形成的EWP纤维在回调至食品相关pH条件后的响应，特别是在纤维完整性、聚集行为和分子间相互作用方面，仍然了解甚少。更重要的是，这些pH诱导的结构变化在多大程度上决定F-EWP在气-水界面的吸附、分子重排和界面膜形成，从而决定泡沫形成和稳定性，尚未阐明。因此，建立F-EWP在pH回调过程中结构演变、气-水界面行为和起泡性能之间的机制联系，对于评估其在充气食品系统中的潜在应用至关重要。
本研究利用全蛋清蛋白通过酸-热诱导纤维化制备纤维化蛋清蛋白（F-EWP）。然后将所得F-EWP回调至不同pH条件以模拟食品相关环境。我们系统研究了pH调控如何影响F-EWP的结构特征（粒径、Zeta电位、浊度、流变行为、二级结构等）、界面吸附行为（界面张力、界面压力、吸附动力学等）和起泡性能（FA、FS、泡沫微观结构和泡沫流变学）。这些发现可能为F-EWP在充气食品中的实际应用提供理论依据。
章节摘要
材料
蛋清蛋白粉购自中农星河生物科技有限公司（中国大庆）。8-氨基萘-1-磺酸由阿拉丁生化科技股份有限公司（中国上海）提供。除另有说明外，所有其他试剂均为分析纯，所有溶液均使用去离子水配制。
纤维化蛋清蛋白的制备
将EWP粉分散在去离子水中，最终浓度为30 mg/mL，在25 °C下磁力搅拌2小时，随后在4 °C下水合12小时。
不同pH值下F-EWP的特性
在pH 2和85 °C下进行10小时的酸-热处理后，EWP的纤维化转化率约为43 ± 0.13%（图S1），定量证实了在这些条件下F-EWP的形成。随后系统研究了所得F-EWP在后续pH回调中的结构响应。
结论
本研究系统调查了pH对F-EWP结构特征、气-水界面吸附行为和起泡性能的影响。酸-热处理将EWP从天然球状结构转化为富含β-折叠的纤维状聚集体，从而显著增强了界面吸附和泡沫稳定性。随后的pH调整进一步调控了F-EWP的表面电荷、聚集状态、蛋白质构象和连续相流变性质。
CRediT作者贡献声明
屈心怡：软件，概念化。张华江：写作 – 审阅与编辑，监督，项目管理，方法学，经费获取，概念化。韩倩：写作 – 初稿，调查研究，形式分析，概念化。司佩瑶：可视化，形式分析。李涵宇：可视化，验证，软件，形式分析。夏宁：可视化，验证，软件，形式分析。许丽娜：可视化，验证，软件，形式分析。
未引用参考文献
E Zhao et al., 2025; Goto and Fink, 1989; Hou et al., 2025; Li et al., 2026; Li et al., 2026; Li et al., 2026; Sawant and Girard, 2025; Wei and Huang, 2019; Yu and Lo, 2024; Zhao et al., 2026; Zhao et al., 2024.
生成式人工智能使用说明
ChatGPT-5.0被用于手稿准备过程中的语言润色。作者韩倩和张华江根据需要审阅并编辑了内容，并对最终发表的工作承担全部责任。
致谢
本研究由黑龙江省新一轮"双一流"学科协同创新成果项目（LJGXCG2024-P39）、黑龙江省现代农业产业技术协同创新与推广体系岗位专家项目、黑龙江省"双一流"新一轮建设学科协同创新发展成果项目（LJGXCG2022-012）资助。
韩倩|司佩瑶|屈心怡|张华江|许丽娜|吴静伟|李涵宇|夏宁
