《Food Chemistry: X》：Interactions, transformation, and functionality: Lactic acid bacteria fermentation of egg liquid as a novel food matrix
摘要：蛋类主要作为基础食品配料被消费，在高附加值产品中的应用有限。乳酸菌（LAB）发酵为将蛋类基质转化为功能性食品配料提供了一种有前景的策略。本综述全面且批判性地概述了LAB如何驱动底物消耗——包括蛋白质、脂质和碳水化合物，生成生物活性代谢物如有机酸、风味化合物和游离氨基酸，并在宏观和分子水平上诱导蛋清蛋白质的结构重排。这些变化通过涉及蛋白质水解、pH驱动的聚集和氧化还原平衡的机制，共同改善了功能特性，包括溶解性、质地、流变学、乳化能力和起泡稳定性。重要的是，发酵结果高度依赖于条件——变化的方向和程度取决于底物组成、蛋白质浓度、pH和菌株选择。通过将底物转化、结构修饰和功能结果整合到一个统一框架中，本综述为开发具有增强品质和促进健康潜力的LAB发酵蛋制品提供了机制性见解。
1. 引言
蛋液包含蛋清（EW）、蛋黄（EY）和全蛋（WE），是食品工业中的基础配料（Shi等，2024）。其独特的理化特征主要由蛋白质和脂质的复杂基质决定，赋予其优异的凝胶性、乳化性和起泡能力，同时具有高营养价值。与此同时，乳酸菌（LAB）发酵是修饰乳制品质地、风味和生物活性的成熟范式（Deng等，2022）。
相比之下，LAB发酵在蛋源基质中的应用是一个新兴前沿领域。尽管蛋类营养丰富，但其组成对微生物发酵提出了独特挑战。与牛乳不同，蛋液天然缺乏易发酵的碳水化合物。此外，蛋清蛋白质的高分子量和复杂结构固有地限制了LAB生长（Bie等，2025；Lv等，2024）。尽管存在这些限制，研究表明通过优化碳源、pH调节和基质稀释，LAB能够在蛋基体系中存活并积极代谢（Zang, Pan, 等，2023）。这种微生物活性驱动蛋白质/脂质水解、有机酸和风味化合物的生成以及结构重排，从而定制蛋制品的功能性（Wang等，2022）。
当前关于LAB-蛋基质系统的研究已开始描绘这些转化，研究日益详细地涉及营养成分、蛋白质结构和理化性质（PP）。然而，四个独特的技术挑战使蛋基发酵区别于乳制品系统：（i）可发酵碳水化合物不足，需要外源补充；（ii）蛋清蛋白质的高分子量和复杂结构，对LAB蛋白酶和脂肪酶的敏感性较差；（iii）天然存在的抗菌成分（如溶菌酶）可能抑制LAB生长；（iv）蛋白质浓度和稀释度的狭窄窗口决定了发酵是改善还是损害凝胶硬度和粘度。
本综述追求四个相互关联的目标：（i）描述蛋清和蛋黄的基组成和技术功能属性；（ii）概述LAB在食品发酵背景中已确立的促进健康和技术功能；（iii）批判性地综合当前关于LAB发酵如何驱动底物利用、蛋白质结构重排以及蛋液中随之而来的理化性质变化的知识；（iv）为利用LAB-蛋基质系统进行创新产品开发提供前瞻性视角。本综述的新颖之处在于将底物转化、结构变化和功能特性改变整合到一个统一的概念框架中。它还强调了发酵结果的条件依赖性，这一视角此前未被阐述。本综述将已有发现与已识别的知识空白联系起来，建立了一个综合框架。该框架指导未来研究朝着充分发挥LAB发酵蛋制品潜力的方向发展，特别是用于开发创新功能性食品和靶向营养递送系统。
2. 蛋液的组成-性质关系
全蛋包含两个主要组分：蛋清（约67% w/w）和蛋黄（约33% w/w），其不同的组成决定了它们的理化性质（Khalid等，2024；Razi等，2023）。两种组分基于这些功能在食品应用中均被策略性使用。
2.1. 蛋清的化学成分和理化性质
蛋清主要由水（88% w/w）和蛋白质（11%）组成，含有微量脂质、矿物质和碳水化合物（<1%）（Razi等，2023）。蛋清的蛋白质部分由卵清蛋白（约54%）（Eastham和Leman，2024）、卵转铁蛋白（12%）、卵粘蛋白（11%）、G2/G3卵球蛋白（4%）、卵粘蛋白（3.5%）和溶菌酶（3.4%）组成（Ji等，2020）。脂质仅占0.02%，而矿物质组分（K、Ca、Na、Mg、Fe、S、Cl、P）以低浓度存在。碳水化合物包括游离葡萄糖（0.4%）和糖缀合物结合态（0.5%）（Lee和Paik，2019）。
蛋清独特的组成支撑了其技术功能特性，这些特性在食品应用中至关重要。其高蛋白质含量（约11% w/w）相对于低蛋白系统赋予优异的粘弹性和凝胶能力（Bertho等，2022）。蛋清蛋白质的构象灵活性允许在加热、pH变化或剪切作用下展开，促进凝胶网络形成（Zang, You, 等，2023；Zhang等，2023）。它们的界面吸附也增强了泡沫稳定性（Qing等，2024），而其两亲性质确保了优异的乳化能力（Lafeta等，2021）。
2.2. 蛋黄的化学成分和理化性质
蛋黄含有水（约50.2% w/w）、脂质（约32% w/w）和蛋白质（约16% w/w）。脂质部分主要由甘油三酯（65–70%）、磷脂（25–30%）和胆固醇（4–5%）组成（Yan等，2010）。蛋白质谱以低密度脂蛋白（LDL，68%）、高密度脂蛋白（HDL，16%）和卵黄高磷蛋白（14%）为主。这些主要组分决定了营养和界面特性（Yan等，2010）。
蛋黄的高脂质/脂蛋白含量产生的粘弹行为使其成为乳液和泡沫中的关键结构调节剂（Tian等，2021；Zhong等，2024）。富含磷脂酰胆碱的磷脂在油-水界面充当两亲性表面活性剂。其疏水尾部与脂质结合，而水合胆碱头基提供静电排斥以稳定乳液（Bao等，2017）。尽管蛋黄蛋白质可以通过展开截留空气，但脂质通常使泡沫失稳，使蛋黄的起泡能力不如蛋清（Laca等，2014）。
3. 乳酸菌的促进健康特性：背景及其与蛋基发酵的潜在相关性
LAB因其多种益生功能而被广泛认可，包括蛋白质消化、粘度增强、肠道菌群调节和免疫调节（Ayed等，2024；Dhakal等，2024；Zhou等，2019）。这些益处已在乳制品发酵系统中得到广泛记录，其中LAB代谢乳糖并水解酪蛋白（Deng等，2022）。然而，目前缺乏LAB发酵蛋制品促进健康作用的直接证据，因为大多数研究集中在理化变化而非体内活性上。
尽管如此，LAB发酵蛋基质过程中发生的代谢转化产生了多种生物活性化合物。LAB发酵全蛋产生短链脂肪酸（SCFAs）如乙酸和丁酸（Gao等，2025），以及游离氨基酸和低分子量肽（约5 kDa）（Jiang等，2020）。SCFAs因其在滋养结肠细胞、调节肠道菌群和发挥抗炎作用方面的作用而受到认可（Kim等，2024）。因此，LAB发酵蛋制品具有有前景但尚未被证实的生物活性潜力，值得未来进行专门研究。
本节并不声称已有证据，而是为预期类似益处提供背景和代谢依据。未来研究应直接评估LAB发酵蛋制品的体内促进健康活性，包括肠道菌群调节、免疫调节和消化健康。
4. 乳酸菌发酵对蛋类物质转化的影响及机制
发酵过程中的物质转化可分为底物消耗或产物形成。底物消耗指蛋白质、脂质和外源碳源的减少，而产物形成涵盖代谢物如酸类、风味化合物和游离氨基酸（图1）。
4.1. 底物消耗
4.1.1. 蛋白质
在LAB发酵下，蛋清、蛋黄或全蛋液中的蛋源蛋白质可能被部分降解。Jiang等报道了发酵过程中蛋清总蛋白的逐渐减少（天然蛋清，约11%蛋白质，无外源碳源，初始pH 9.27，用SST和LDB在42°C发酵），在9小时达到最低水平（Jiang等，2020）。Jia等（2021）表明乳杆菌发酵将卵清蛋白、卵粘蛋白和卵类粘蛋白降解为小肽和游离氨基酸。通过LC-MS/MS，他们鉴定了来源于卵清蛋白的肽片段，如F.DVFKELKVHLA和F.DVFKELKVLA，分子量低于10 kDa，主要来自蛋白质的N-末端区域，证实LAB蛋白水解优先靶向蛋清蛋白质的特定柔性结构域（Jia等，2021）。该发酵使用限定培养基中5%的分离蛋清蛋白，含混合碳水化合物（初始pH 5.5，37°C，四种LAB菌株）。Yang等发现，在基于牛乳的共发酵系统中增加全蛋比例（牛乳中0–30%全蛋，含8%蔗糖，YO-MIX 883，42°C，pH 4.6）并未相应增加总蛋白，表明LAB对蛋清蛋白质的部分利用（Yang等，2024）。然而，其他研究通过SDS-PAGE检测到发酵前后蛋清或蛋黄蛋白质无明显减少，条件如下：（i）天然蛋黄（约16%蛋白质，无外源碳源，自然pH 6.3，单一乳杆菌菌株，37°C，6小时）（Bie等，2025）；（ii）未稀释蛋清（约11%蛋白质，未添加碳源，初始pH调节至9.20，复合LAB培养物，42°C，12–24小时）（Lv等，2024）。
与牛乳中的酪蛋白相比，LAB对蛋清蛋白质的蛋白水解活性较低，原因如下：（1）蛋基发酵的最终pH较高（5.9–6.2 vs 乳制品中的4.5）（Gundogan等，2023；Nahariah等，2015）；（2）蛋清蛋白质的分子量较高（约35–76 kDa）和复杂的脂蛋白结构，对LAB蛋白酶的敏感性较低（Bie等，2025；Lv等，2024）。这些内在限制强调蛋基质本质上不如乳制品系统有利于LAB驱动的蛋白水解。因此，蛋基质中可检测的水解是条件依赖性的（表1），需要外源碳源、低初始pH（≤5.5）、蛋清或分离蛋白、长时发酵（≥9小时）和/或混合高蛋白水解菌株。
4.1.2. 脂质
LAB可能对蛋黄或全蛋中的蛋源脂质产生一定的降解作用。迄今为止所有研究均报告发酵后脂质或磷脂含量下降，尽管降解程度相对有限。用嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌和植物乳杆菌发酵显著降低了蛋黄的脂肪和磷脂含量（Li等，2024）。Yang等报道在基于牛乳的共发酵系统中，随着全蛋比例的增加，总脂肪含量没有相应的梯度增加，表明脂质被部分利用（Yang等，2024）。发酵蛋黄中的风味化合物主要来源于LAB的脂质水解和过氧化作用（Bie等，2025；Tang等，2024）。蛋白酶处理也已被证明可以降低脂肪和胆固醇含量（Gu等，2021）。然而，大多数蛋黄脂质以脂蛋白复合物形式存在，限制了发酵效率。增强脂质发酵可能需要LAB中脂肪蛋白水解酶的过表达或外源酶补充。
4.1.3. 外源碳源
液体蛋基质缺乏足够的碳源，因此通常添加葡萄糖并在发酵过程中被消耗。随着发酵的进行，蛋黄和蛋清中的葡萄糖水平逐渐下降（Jiang等，2020；Tian等，2021），因为LAB通过糖酵解代谢葡萄糖以获取能量和产酸。这种固有的碳缺乏是蛋系统中LAB发酵的主要限制，因为没有外源碳水化合物的补充，LAB无法维持强劲的生长和产酸。LAB生长取决于蛋白质、脂质和外源碳含量，初始pH也显著影响生长。Zang等基于牛乳的营养特征优化了这些参数，将初始pH调节至6.5（Zang, Pan, 等，2023；Zang, Zhang, 等，2023）。因此，外源碳源的添加不仅是有益的，而且对于在蛋基系统中实现有效发酵是必不可少的。
4.2. 产物形成
4.2.1. 小分子酸性化合物
发酵过程中，底物被转化为低分子量酸性化合物、风味物质和游离氨基酸。酸性化合物导致pH下降（Wang等，2022）。全蛋的pH从6.5–6.8降至5.5–5.8（Zang, You, 等，2023；Zang, Zhang, 等，2023），蛋黄的pH从6.3降至5.3–5.5（Bie等，2025），蛋清的pH降至4.8（Jia等，2021）。
这种下降归因于LAB在发酵过程中产生的有机酸。这些酸包括短链脂肪酸（SCFAs）如甲酸、乙酸、丙酸和丁酸，以及支链和中链脂肪酸。例如，LAB发酵提高了蛋清中的乙酸、丁酸和异丁酸（Gao等，2025）。类似地，用SST和LDB发酵3小时后，蛋清产生了显著量的己酸、辛酸、壬酸和癸酸（Jia等，2022）。在蛋黄中，LDB发酵产生了高水平的3-甲基丁酸（Bie等，2025）。值得注意的是，在这些有机酸中，SCFAs已被认识到在体内具有潜在的肠-脑轴调节作用（Kim等，2024），尽管这一点尚未在LAB发酵蛋系统中得到证实。
4.2.2. 风味化合物
LAB发酵将底物转化为多样化的风味化合物。电子鼻分析显示，牛乳-全蛋共发酵系统的酸奶对甲基类物质和有机芳香硫化物表现出更高的传感器响应，感官评价证实5%全蛋添加组获得了最高的总体可接受度评分（Yang等，2024）。GC-MS分析显示，发酵蛋清表现出丙酮的芳香风味、乙偶姻/双乙酰的奶油风味以及乙酸/丁酸的酸性风味，而感官评价表明鱼腥味显著降低（评分<5）（Gao等，2025）。醛类（壬醛、庚醛、苯甲醛）和酮类（2,3-戊二酮）是发酵蛋清制成的蛋糕中风味的主要贡献者，感官评价证实9小时发酵组显著改善了气味评分（Jia等，2022）。在蛋黄中，3-甲基丁酸和2-庚酮分别赋予酸味和果味；感官评价进一步表明，用嗜酸乳杆菌发酵的蛋黄制成的蛋黄酱获得了最高的风味和总体可接受度评分，而用罗伊氏乳杆菌发酵的蛋黄评分较低，表明菌株选择对消费者可接受性至关重要（Bie等，2025）。总之，蛋清和蛋黄支持多种风味化合物如醛类、酮类和酸类，在适当的菌株和条件下可为消费者所接受。
4.2.3. 游离氨基酸
LAB发酵从蛋源基质中释放游离氨基酸。发酵蛋清粉（N-4，后续LAB发酵后的n-4样品）含有比未发酵对应物（n-4，仅酶解后的蛋清样品）更高水平的游离丝氨酸、苏氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸和亮氨酸（Gao等，2025）。类似地，在发酵蛋清粉中观察到丙氨酸、蛋氨酸和脯氨酸的显著增加（Jiang等，2020）。在蛋黄中，用嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌和植物乳杆菌发酵显著提高了游离氨基酸含量（Li等，2024）。罗伊氏粘液乳杆菌和鼠李糖乳杆菌分别使游离氨基酸增加了32%和56%（Jia等，2025）。然而，延长发酵可能导致某些游离氨基酸的下降（Jiang等，2020）。LAB蛋白酶水解蛋清蛋白质以产生游离氨基酸，其中一些随后被用于进一步代谢（Sun等，2019）。总之，LAB发酵从蛋清和蛋黄中释放游离氨基酸，其程度取决于菌株、发酵时间和底物组成。
5. 蛋源基质对乳酸菌生长的影响及机制
LAB在蛋源基质中的生长已被充分记录。植物乳杆菌在蛋清中（Nahariah等，2015）、唾液链球菌嗜热亚种（SST）和德氏乳杆菌保加利亚亚种（LDB）在蛋黄中（Tian等，2021）和蛋清中（Jiang等，2020；Lv等，2024）的活菌数均显著增加。不同的蛋组分选择性地促进不同的细菌属，表明特定组分有利于特定菌株。然而，与乳制品相比（4–6小时），LAB在蛋基系统中的生长较慢。这归因于：（1）缺乏易得的碳水化合物；（2）溶菌酶需要适应；（3）蛋清蛋白质的高分子量和结构复杂性需要更大的蛋白酶分泌；（4）新鲜蛋清的初始pH值偏碱性（通常为7.6–9.7，取决于储存条件），不利于LAB生长和产酸。这些限制共同表明蛋液不是LAB的理想发酵底物，成功的发酵需要仔细优化外源碳补充、pH控制和菌株选择以克服这些限制。
6. 乳酸菌发酵对蛋源蛋白质结构变化的影响
结构变化分为通过扫描电子显微镜（SEM）观察的表观表面形态和分子（一级、二级、三级）水平（图2）。
6.1. 表观结构变化
发酵改变了全蛋、蛋清和蛋黄的表面结构。在全蛋中，发酵诱导从多孔网络向致密、松散凝胶化的“丘陵”形态转变，同时聚集作用进行（Chang等，2024；Zang, Pan, 等，2023；Zang, You, 等，2023）。在蛋清粉中，天然球形、光滑、不均匀的颗粒在发酵后形成凹面结构，尺寸减小且均匀性提高（Jia等，2024；Lv等，2024）。类似地，未发酵蛋黄显示紧密堆积的球形结构，发酵后变得松散和多孔（Bie等，2025；Li等，2024），具有空腔且均匀性提高（Jia等，2025）。这种开放结构为界面吸附提供了更有效的结合位点（Liu等，2024）。总之，LAB通过水解、聚集和交联修饰全蛋、蛋清和蛋黄的微观结构，导致更小、更均匀的颗粒和多孔或致密的凝胶网络。
6.2. 分子结构变化
6.2.1. 一级结构变化
如第4.1.1节详述，LAB蛋白酶以条件依赖性方式水解蛋清蛋白质，在最佳条件下产生低分子量肽和游离氨基酸。与未发酵对照（p-4和n+p-4，仅酶解后的样品）相比，发酵蛋清（P-4和N+P-4，后续LAB发酵后的相应样品）含有更高比例的低分子量组分（1000–5000 Da）和更低比例的高分子量组分（>10,000 Da）（Gao等，2025）。发酵9小时后，卵清蛋白（约40 kDa）从72.54%降至70.77%，而约5 kDa的肽从2.02%增加至2.74%（Jiang等，2020）。此外，乳杆菌发酵可以将卵清蛋白、卵粘蛋白和卵球蛋白降解为游离氨基酸（Jia等，2021）。然而，在次优条件下没有观察到显著变化（Bie等，2025；Lv等，2024；J. W. Zang, H. T. You, 等，2023）。LAB在蛋基质中有限的蛋白水解能力归因于较高的最终pH、受限的蛋白酶活性和蛋清蛋白质固有的复杂性。外源蛋白酶与LAB的协同使用可能增强蛋白质的分解和利用。
6.2.2. 二级结构变化
发酵也改变了蛋源蛋白质的二级结构，影响α-螺旋、β-折叠和β-转角含量（Wang等，2022）。例如，鼠李糖乳杆菌发酵增加了蛋黄中β-折叠和β-转角的比例，同时减少了α-螺旋。相反，Tian等观察到LAB发酵6小时后蛋黄中β-折叠减少，α-螺旋和β-转角增加（Tian等，2021）。对于蛋清，指数生长期的发酵降低了β-折叠和α-螺旋的比例，同时增加了β-转角（Jia等，2024；Jiang等，2020）。总之，尽管对α-螺旋和β-折叠含量的各自影响可能不同，但发酵通常降低它们的总比例，同时增加β-转角的比例。
α-螺旋和β-折叠通过强的分子内非共价相互作用有助于稳定性，而β-转角由于较弱的分子内力而赋予更大的分子柔性（Alavi, Emam-Djomeh, 等，2020；Zhang等，2023）。可以推断，LAB发酵促进α-螺旋或β-折叠向β-转角的转化，从而降低蛋白质稳定性并增加构象柔性。这种结构转变降低了稳定性，增加了柔性，并可能增强起泡能力和生物活性相互作用（Alavi, Emam-Djomeh, 等，2020；Duan等，2017）。
6.2.3. 三级结构变化
对游离巯基（-SH）含量的影响是可变的（Li等，2019；Xu等，2018）。一些研究报告发酵过程中游离巯基含量持续下降。例如，Jiang等观察到发酵蛋清中游离巯基含量持续下降，在9小时达到最低，减少17.9%（Jiang等，2020）。类似地，Zang等报道发酵全蛋中游离巯基含量在10小时后下降34%（J. Zang等，2023），Tian等注意到发酵蛋黄中的游离巯基在发酵结束时下降42%（Tian等，2021）。相反，其他研究报告增加。Zang等发现发酵10小时后全蛋中游离巯基含量上升约20%（J. W. Zang, H. T. You, 等，2023）。Jia等用乳杆菌发酵分离的蛋清组分（卵清蛋白、卵粘蛋白、卵类粘蛋白），仅观察到卵清蛋白和卵类粘蛋白的增加（Jia等，2021）。这些结果表明LAB发酵对蛋清蛋白质中游离巯基含量的影响是可变的。这种可变性取决于三个因素。第一，不同蛋清蛋白质的固有-SH含量不同（卵清蛋白>卵类粘蛋白>卵粘蛋白）（Jia等，2021；Li-Chan和Kim，2008；Omana等，2010）。第二，高级结构可以屏蔽-SH基团（Sheng等，2019）。第三，LAB代谢物参与与-SH/二硫键的氧化还原反应（Lagrain等，2007；Xu等，2018）。
因此，游离巯基含量的变化取决于LAB诱导的还原和氧化之间的平衡。当蛋白水解暴露（第6.2.1节）占主导时，通常观察到增加，如在促进蛋白质展开的发酵条件下的分离卵清蛋白或卵类粘蛋白中。当氧化交联占优势时发生减少，这在全蛋、蛋黄中更常见，或在有利于二硫键形成的条件下。因此，变化方向是条件依赖性的，应根据特定蛋白质底物、发酵条件和占主导的氧化还原环境来解释。
7. 乳酸菌发酵对蛋理化性质的影响及机制
本节详细描述了发酵诱导的水溶液特性、质地、流变学、ζ-电位、粒径、疏水性、乳化能力和起泡性质的变化，并在适用时与第6节的机制交叉引用。
7.1. 水溶液特性
发酵可以改变由蛋清或蛋黄衍生的喷雾干燥粉末的水分含量。罗伊氏乳杆菌或鼠李糖乳杆菌发酵将喷雾干燥蛋黄粉的水分含量从2.31%分别提高到2.68%和2.57%（Jia等，2025）。类似地，发酵将喷雾干燥蛋清粉的水分含量从初始的4.93%提高到5.16–5.81%（Jia等，2024），这归因于粒径减小和水分结合位点增加（Abreha等，2021；Jia等，2025），而液体系统中自由水因蛋白质聚集和凝胶网络形成而减少，这限制了水的流动性并将自由水转化为结合水（J. W. Zang, H. T. You, 等，2023）。
蛋清和蛋黄的溶解性持续改善。植物乳杆菌发酵蛋清最初增加了可溶性蛋白含量，在18小时达到峰值随后下降（Nahariah等，2015）。发酵显著提高了蛋清粉的溶解性（Jia等，2024）。多种LAB菌株发酵使蛋黄蛋白溶解性提高了9.4%–31%（Bie等，2025）。罗伊氏乳杆菌或鼠李糖乳杆菌发酵将蛋黄粉的溶解性从13.92%分别提高到23.08%和17.53%（Jia等，2025）。相应地，发酵3小时后蛋黄溶解性从15.5%上升到25.5%（Tian等，2021），与Li等的发现一致（Li等，2024）。这种改善归因于蛋白酶诱导的分子量降低和疏水基团的重新定向（Bao等，2017；Gu等，2021），机制详见第6.2.1节。
发酵也影响蛋基系统的持水性（WHC）。Zang等观察到液体蛋的WHC随发酵进行持续下降（J. Zang等，2023；J. W. Zang, H. T. You, 等，2023），Lv等对蛋清也证实了这一趋势（Lv等，2024）。WHC反映水-蛋白质结合，发酵削弱了凝胶网络，降低了WHC。这种下降与三个因素有关：（i）二硫键减少（第6.2.3节）和疏水相互作用减弱削弱了凝胶强度（Li等，2018）；（ii）蛋白质聚集增强，与较低的WHC相关（Lv等，2024；J. W. Zang, H. T. You, 等，2023）；（iii）较低的蛋白质浓度产生较弱的凝胶（Iwashita等，2015；Yang等，2024）。总之，发酵通过减小粒径和分子量来增强溶解性，但通过削弱凝胶网络和蛋白质聚集降低了WHC。
7.2. 质地特性
发酵可以改变液体蛋的质地特性如硬度和稠度，但报道的效果各不相同。在适度稀释下（蛋白质4–8%），发酵通常增加凝胶硬度。例如，在共发酵系统中向牛乳中添加5%全蛋（最终蛋白质约3.3%）显著增加了硬度、稠度和内聚性（Yang等，2024）。类似地，在相当的稀释条件下（最终蛋白质4–5%）发酵4–10小时显著提高了全蛋的硬度（J. Zang等，2023），稀释蛋清（蛋白质约8%）在发酵过程中表现出硬度增加（Lv等，2024）。用发酵蛋清制备的蛋糕也表现出更高的硬度（Jia等，2022）。
相反，在高蛋白质浓度（≥11%，未稀释蛋清或高蛋乳比）条件下，发酵通常降低硬度。具体来说，在共发酵系统中将牛乳中全蛋比例增加到>10%降低了其硬度（Yang等，2024），未稀释蛋清的硬度随发酵进行显著下降（蛋白质约11%）（Lv等，2024）。因此，发酵对质地的影响是条件依赖性的，主要由初始蛋白质浓度或稀释度决定。中等蛋白质含量（≤4–8%）有利于形成结构良好的凝胶网络，而过量蛋白质（≥11%）可能促进过度聚集或蛋白水解削弱，降低硬度。在产品开发中应考虑稀释度作为关键因素。
发酵对硬度的影响反映了其对蛋白质凝胶网络强度的调节。凝胶强度取决于蛋白质分子间静电排斥和疏水相互作用的平衡（Huang等，2019）。前者主要受最终pH影响（Chen等，2022），后者与蛋清蛋白质的表面疏水性密切相关。
总之，质地变化似乎取决于蛋白质浓度，中等稀释度（约4–8%蛋白质）倾向于增加硬度，而较高浓度（≥11%）通常降低硬度。然而，这些数值应被解释为跨研究的初步趋势而非固定阈值，因为比较的研究在基质组成（蛋清vs.蛋黄vs.全蛋）、菌株选择、糖补充、热处理、初始pH、发酵时间和分析条件方面存在差异。观察到的模式仍为产品开发提供了有用的经验指导，但精确的阈值需要在受控条件下进一步验证。
7.3. 流变学特性
发酵也改变了蛋清、蛋黄或全蛋的流变学性质，但其影响不一致。一些研究报告发酵时间与流变性之间存在正相关。例如，Zang等观察到全蛋的表观粘度显著增加（J. W. Zang, H. T. You, 等，2023）。在0–10小时发酵期间，0.1 s?1处的表观粘度逐渐增加（J. Zang等，2023）。相反，其他研究表明负相关：较长的发酵导致蛋清（Jiang等，2020）和蛋黄（Tian等，2021）的表观粘度降低。
尽管这些观察表明一个初步的跨研究模式，但直接定量比较应谨慎，因为比较的研究在基质组成、菌株选择、糖补充、热处理、初始pH、发酵时间和分析条件方面存在差异（表1）。与乳制品系统比较时出现了一个潜在模式。发酵持续增强牛乳粘度，而对蛋基质的影响各不相同，可能归因于蛋白质浓度。牛乳（约3.5%蛋白质）显示粘度-发酵时间正相关（Maharani等，2020；Marete等，2024），而天然蛋清或蛋黄（11–16%蛋白质）表现出负相关（Jiang等，2020；Tian等，2021）。有趣的是，当蛋基溶液被稀释至约4.5%蛋白质（匹配牛乳的特征）时，其粘度也与发酵时间正相关（J. Zang等，2023；J. W. Zang, H. T. You, 等，2023）。这些结果表明粘度-发酵时间关系取决于蛋白质浓度，最佳蛋白质含量对于开发具有理想流变学性质的蛋基产品至关重要。然而，具体浓度值（约4.5% vs 11–16%）应被解释为跨研究的初步趋势而非确定的截止值，考虑到实验条件和分析方案的显著研究间变异性。
总之，蛋白质浓度对粘度的影响根本上与LAB如何与蛋基质相互作用有关。在合适的蛋白质浓度下，LAB生长更有利。第一，LAB蛋白水解（第6.2.1节）产生低分子量肽和氨基酸。这些小分子暴露的额外氨基（NH）和羟基氧（OH）增强了肽之间以及肽与胞外多糖之间的氢键作用，从而有助于粘度增加（Zhou等，2019）。第二，低pH（详见第4.2.1节）降低了静电排斥并促进疏水聚集，增加了粘度并赋予特定的流变行为（Chen等，2022；Huang等，2019）。第三，较高的水含量促进了暴露的疏水区域之间的相互作用。虽然这一机制框架为观察到的趋势提供了连贯的解释，但需要在标准化条件下进行系统研究以定义精确的浓度阈值并验证所提出的机制。
7.4. ζ-电位和粒径
较高的绝对ζ-电位值和较小的粒径通常表明更高的稳定性（Li和Chiang，2012；J. W. Zang, H. T. You, 等，2023）。LAB发酵影响这两个参数，但报道的效果各不相同。一些研究报告绝对ζ-电位降低或粒径增大。例如，发酵后蛋清蛋白颗粒从1–10 μm转变为1000 μm（Gao等，2025），Zang等报道蛋清的粒径从25 nm增加到1200 nm（J. Zang等，2023），ζ-电位的绝对值在发酵过程中逐渐降低（Jiang等，2020）。相反，其他研究报告绝对ζ-电位增大或粒径减小。Jia等发现发酵显著增加了卵清蛋白、卵粘蛋白和卵类粘蛋白的绝对ζ-电位（Jia等，2021）。Jia等报道蛋清粉的粒径从2.59 μm减小到0.76–1.69 μm（Jia等，2024）。此外，一些发现显示发酵过程中ζ-电位的绝对值先上升后下降的趋势（Tian等，2021）。
这些矛盾源于两个竞争过程之间的平衡：（i）蛋白水解暴露带电基团（第6.2.1节）和（ii）pH驱动的电荷中和与疏水聚集。当蛋白水解占主导时，ζ-电位的绝对值增加。pH远高于pI且水解暴露带电残基，这在分离蛋白或高蛋白水解条件下是典型的（Jia等，2021；Jia等，2024）。相反，当pH驱动的中和和疏水聚集占优势时，它降低，因为pH接近pI，这在复杂基质中典型（初始pH≥9）。初始上升后下降反映了早期暴露主导随后电荷聚集（Tian等，2021）。
与纯蛋白酶对粒径的影响不同（Bao等，2017；Gu等，2021），LAB发酵对乳液中蛋清蛋白质绝对ζ-电位和粒径的影响由多个并发因素决定。第一，蛋白水解（第6.2.1节）暴露亲水基团改变了蛋白质分子的表面电荷（Fu等，2020；Tian等，2021）。第二，产酸引起的pH降低（第4.2.1节）改变了这些基团相对于等电点的电荷状态，从而影响ζ-电位（Li等，2024）。第三，发酵诱导的结构修饰（6.2.2节二级结构变化，6.2.3节三级结构变化）改变了疏水相互作用区域和聚集行为，影响粒径分布（Alavi, Tian, 等，2020）。总之，ζ-电位的绝对值随蛋白水解暴露而增加，但随pH驱动的聚集而降低，后者也增加了粒径。
7.5. 疏水性
LAB发酵也影响蛋源蛋白质的表面疏水性（H?），报道的效果各不相同。一些研究报告正面影响：发酵蛋清比未发酵蛋清显示更高的H?（Chang等，2024），全蛋增加了81.1%（J. Zang等，2023），蛋清在12小时后确认上升31.0%（Lv等，2024）。相反，其他研究表明负面影响：蛋黄的H?在发酵3、6和9小时后分别从380.66降至111.82、57.17和20.29（Tian等，2021）。一些研究还显示卵清蛋白、卵粘蛋白和卵类粘蛋白的H?在发酵过程中先增加后减少（Jia等，2021；Jiang等，2020）。
H?由两个因素决定。第一，一级结构中疏水氨基酸的比例定义了其最大疏水潜力；卵清蛋白（约50%疏水氨基酸）在蛋清蛋白质中具有相当大的疏水潜力（Visentini等，2017）。第二，并非所有疏水位点都表面暴露；一些自发形成内部疏水簇以最小化自由能。这一过程由共价键的高空间柔性促进（Horne，2006）。
总之，H?的净变化由三个并发机制控制。第一，蛋白水解暴露疏水位点（第6.2.1节）增加H?（Zhang等，2019）。第二，二硫键形成（第6.2.3节）可以使蛋白质重新折叠，掩埋疏水残基并降低H?（Ekezie等，2018；Singh等，2018），如第6.2.3节所讨论。第三，产酸（第4.2.1节）将pH降低至等电点附近（约4.5–5.0）（第7.4节）。在此pH下，电荷中和促进疏水斑块聚集，降低H?（Xu等，2018）。因此，当蛋白水解暴露占主导时H?增加，当pH驱动的聚集占优势时降低。当暴露暂时超过聚集且pH尚未充分下降时，它表现出先上升后下降。因此变化方向是条件依赖性的，由底物组成、碳源可用性、初始pH
