《Food Chemistry》：Formation of heat-stable egg white protein aggregates as emulsifiers for ready-to-drink beverages
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通过在碱性pH（9.5–12）条件下加热蛋清蛋白（egg white protein, EWP）分散液，研究人员获得了热稳定的蛋清蛋白聚集体（EWP-A）。碱性热处理降低了EWP的浊度、平均粒径和总游离巯基（sulfhydryl, SH）含量。与未经处理的EW
通过在碱性pH（9.5–12）条件下加热蛋清蛋白（egg white protein, EWP）分散液，研究人员获得了热稳定的蛋清蛋白聚集体（EWP-A）。碱性热处理降低了EWP的浊度、平均粒径和总游离巯基（sulfhydryl, SH）含量。与未经处理的EWP对照组（EWP-C）相比，EWP-A在油-水（oil-water, o-w）界面表现出较低的吸附速率常数，形成的界面膜强度较弱。EWP-A乳液表现出优异的热稳定性，热处理后未发生肉眼可见的本体相分离。EWP-A可作为蛋白质原料用于制造蛋蛋白基营养饮料。
蛋清蛋白（egg white protein, EWP）因高营养价值和优异的起泡、凝胶等功能特性而备受食品工业关注，但其热敏感性严重限制了在蛋白基即饮饮料中的应用。天然EWP在加热中易变性展开，暴露疏水区与游离巯基（sulfhydryl, SH），进而形成不溶性聚集体或凝胶，导致管道堵塞和产品缺陷。研究人员在偏离等电点（pI 4–6）的碱性条件（pH 9.5–12）下对EWP进行预热处理，获得了可溶性聚集体，避免了酸性预处理在中和阶段诱发等电点沉淀的问题。该项研究发表在《Food Chemistry》上，系统探究了碱性pH和加热时间对EWP-A理化、热及乳化功能的影响，旨在阐明预热条件与蛋白功能之间的构效关系，为热稳定蛋清蛋白配料的设计提供理论依据。
研究以购自美国北卡罗来纳州Foodlion超市的商用液态蛋清为原料，稀释至4%（w/v）并调节至pH 9.5–12后，于85℃水浴加热10–120 min制备EWP-A，中和至pH 7后表征。主要关键技术包括：采用动态光散射（dynamic light scattering, DLS）测定粒径与ζ-电位；采用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）分析分子量分布；通过流变仪加热-冷却循环测定凝胶化行为；采用Ellman试剂法测定游离巯基，ANS荧光探针法测定表面疏水性；利用悬滴法和振荡滴模块测定油水界面张力与膨胀流变模量；通过高压微射流均质制备乳液，并结合激光衍射、光学显微镜、透射电镜（transmission electron microscope, TEM）及Turbiscan多重光散射评价乳化活性、热稳定性和28天储存稳定性。
3.1 EWP-A特性：外观与理化性质（EWP-A characteristics: visual appearance and physicochemical properties）
碱性加热使所有pH 9.5–12的EWP分散液冷却后保持液态，而未经pH调整的天然样品形成凝胶；透光率随pH和加热时间增加而升高，平均粒径由约319 nm显著降低，ζ-电位绝对值由约21 mV增至31–37 mV。较高pH和较长加热时间还诱导明显美拉德褐变，中和至pH 7后颜色变浅。
3.2 分子量分布（Molecular mass distribution of EWP and EWP-A）
SDS-PAGE分析显示，加热使天然EWP条带强度显著降低并在凝胶顶部形成聚集体；还原条件下，短时加热样品的卵清蛋白大多可恢复，而较高pH（>10）或较长加热时间（>30 min）形成的部分聚集体无法被还原，表明除二硫键外还形成了美拉德产物或脱氢丙氨酸（dehydroalanine, DHA）介导的共价交联。pH 11.5和12加热120 min时出现碱水解迹象。
3.3 EWP-A的热稳定性（Heat stability of EWP-A）
流变测试表明，pH 9.5预处理样品在二次加热中均发生凝胶化；随预处理pH和时间的增加，凝胶化逐步被抑制，pH 12衍生样品完全热稳定，最终储能模量G′<0.2 Pa、表观粘度<0.05 Pa·s。非二硫键共价交联程度越高，EWP-A的热稳定性越好。据此筛选出5种热稳定且颜色变化较小的EWP-A（EWP-A1至EWP-A5）供后续研究。
3.4 巯基与表面疏水性（Sulfhydryl group and surface hydrophobicity）
EWP-C表面与总游离SH分别为0.65和58.3 μmol g
?1蛋白；EWP-A表面SH升至5–6 μmol g
?1蛋白，总SH下降约90%，说明SH大量转化为二硫键或埋藏于稳定共价结构中。表面疏水性指数较EWP-C提高4–5倍，证实疏水残基在聚集体表面暴露。
3.5 TEM微观结构（Microstructure observation by TEM）
透射电镜显示EWP-C含典型大蛋白簇与小球状颗粒；EWP-A1至EWP-A4呈现短蠕虫状纤维与不定形聚集体，EWP-A5（pH 12/10 min）则以不规则球形颗粒和不定形聚集体为主，未观察到明显纤维结构。
3.6 油水界面性质（Oil-water interfacial properties）
悬滴法结果显示，EWP-A在油-水界面的吸附速率低于EWP-C，准平衡界面张力更高（约11.9–13.2 mN·m
?1 vs 8.7 mN·m
?1），扩散吸附速率常数K
diff更低（0.20–0.28 vs 0.38 mN·m
?1·s
?0.5）。膨胀流变测试中EWP-A界面膜的弹性模量E′低于EWP-C，但频率依赖性小，表明膜的机械强度仍然足够。这些界面结果提示其静态乳化性能可能较弱。
3.7 EWP的乳化性质（Emulsifying properties of EWP）
与界面结果相反，由EWP-A制备的新鲜乳液平均粒径仅0.83–1.22 μm，而EWP-C乳液达36.6 μm。研究人员通过SDS-PAGE和不同均质压力试验证实，高压均质使天然EWP展开并通过二硫键形成不溶性聚集体，同时湍流诱导低界面张力液滴变形再聚结，显著削弱了EWP-C的乳化活性。EWP-A乳液经90℃/30 min处理后仍保持液态且粒径无明显变化，在室温储存28天内粒径稳定（1.0–1.2 μm），Turbiscan稳定性指数（TSI）缓慢上升，仅见轻微乳析趋势，其中EWP-A5的相稳定性最佳。
综合各结果，碱性热处理诱导的蛋白展开、二硫键交联及非二硫键共价修饰使EWP-A处于低自由能状态；这些聚集体颗粒小、表面疏水性和表面电荷高，能够在油水界面形成虽松散但强度足够的吸附膜，并在二次加热中不发生进一步交联。研究人员指出，静态界面性质与均质条件下实际乳化行为之间的差异主要来自高压均质的过处理效应。该研究证实，通过选择合适的碱性pH和加热时间，可在不经过复杂工艺的情况下制备热稳定蛋清蛋白聚集体，为即饮型蛋蛋白营养饮料提供了具有工业应用潜力的乳化配料。
综上所述，本研究考察了碱性加热（85℃、10–120 min、pH 9.5–12）对EWP-A理化与功能特性的影响。结果表明，样品pH和加热时间显著影响EWP-A分散液（pH 7）的浊度、平均粒径、聚集体形成和热稳定性；较高pH的碱性加热减小了粒径并改善热稳定性，这些改善归因于天然EWP向更可溶EWP-A的转化。在pH 7下所有选定的EWP-A样品均热稳定且不发生凝胶化，由此制备的乳液具有优异的热稳定性和可接受的储存稳定性。因此，EWP-A可作为蛋白质原料用于制造蛋蛋白基营养饮料。
