引言
近年来，消费者对植物基饮食的兴趣日益增加，这一趋势受到健康、可持续性和伦理方面日益增长的关注所推动（Bryant, 2022）。这种转变加速了植物基食品的开发，尤其是肉类和乳制品替代品（Ali & Bharali, 2025; Boukid et al., 2023）。然而，开发具有与乳制品奶酪相当的感官和营养特性的植物基奶酪替代品仍具挑战性。一个主要限制在于如何在保持理想质地和功能性的同时实现足够的蛋白质含量（Alehosseini et al., 2025）。许多商业植物基奶酪替代品严重依赖淀粉（14–32%）和脂肪（19–27%）来获得类似奶酪的质地，导致其蛋白质含量较低（≤3%），远低于乳制品奶酪（10–36%）（Ali et al., 2025; Grasso et al., 2021; Guinee, 2016; Majheni? et al., 2025; Moshtaghian et al., 2024）。植物蛋白已被探索作为制备植物基奶酪替代品的结构成分，但由此产生的凝胶通常蛋白质含量≤10%，水分含量高（>70%），质地柔软，这限制了其更广泛的应用，如硬质和半硬质奶酪替代品的开发（Jiang et al., 2020; Masiá et al., 2022; Masiá, Fernández-Varela, et al., 2023; Ningtyas et al., 2021; Yu et al., 2022）。
由于其优良的营养价值和可调节的功能特性，多种豆类蛋白，包括豌豆蛋白浓缩物和分离物，已被作为开发植物基食品的替代蛋白来源进行测试（Huamaní-Perales et al., 2024; Janssen et al., 2024; Lu et al., 2020）。然而，由于豌豆蛋白的结构特性与酪蛋白存在显著差异，从豌豆蛋白形成稳定的高蛋白凝胶是困难的。豌豆蛋白是紧凑的球状储存蛋白（150–400 kDa），而酪蛋白是柔性的无序蛋白，分子量低得多（19–25 kDa），这使得酪蛋白能够轻易展开、相互作用并在凝胶化过程中形成广泛的蛋白网络（Gouseti et al., 2023; Tang et al., 2024）。豌豆蛋白的体积和紧凑性限制了其溶解度，并阻碍了强韧、内聚网络的形成，因此需要进行结构修饰和加工以改善其凝胶化性能（Gouseti et al., 2023）。
酶促蛋白修饰，如部分水解、脱酰胺和蛋白交联，为增强豌豆蛋白的功能特性提供了有前途的途径（Amin et al., 2026; Gouseti et al., 2023; Poojary et al., 2026）。部分蛋白水解可切断肽键并使紧凑的球状蛋白展开，暴露疏水基团和可离子化基团，这些基团可调节蛋白凝胶化过程中的网络形成，并影响持水性（WHC）、凝胶强度和质地（Amin et al., 2026; Galante et al., 2020）。利用蛋白谷氨酰胺酶（PG）进行的脱酰胺反应将谷氨酰胺残基转化为谷氨酸/谷氨酸盐，增加蛋白的净负电荷，从而提高溶解度并改变静电相互作用，进而影响凝胶网络的形成（Li, Yang, et al., 2024; Poojary et al., 2026）。通过转谷氨酰胺酶（TG）等酶进行的蛋白交联可通过在谷氨酰胺和赖氨酸残基之间形成共价键进一步增强网络强度（Amin et al., 2026; Masiá, Ong, et al., 2023; Poojary et al., 2026）。然而，关于修饰后的植物蛋白是否以及如何影响奶酪状结构所需的凝胶化特性的研究仍然有限。
乳酸菌（LAB）发酵提供了一种自然方法，可在不使用化学酸味剂的情况下诱导豌豆蛋白分离物发生凝胶化。LAB逐渐将蛋白体系的pH值降低至蛋白的等电点附近（豌豆蛋白的pI≈4.7），减少静电排斥并促进蛋白聚集成三维网络，该网络能够截留水和脂肪（Amin et al., 2026; Erem & Kilic-Akyilmaz, 2024）。与化学酸化相比，发酵提供可控且较慢的pH降低，从而产生更细密、更均匀的凝胶结构和改善的质地（Grygorczyk & Corredig, 2013; S?zeri Atik & Huppertz, 2025）。发酵还提供了其他额外的好处，例如通过降解挥发性化合物减少与豌豆蛋白相关的豆腥味，通过部分水解增强蛋白溶解度和消化率，以及降低抗营养因子的含量（Erem & Kilic-Akyilmaz, 2024; Grygorczyk & Corredig, 2013; Hui et al., 2022; Masiá et al., 2023a）。
在植物基奶酪中复制乳制品奶酪的质地需要对蛋白-蛋白相互作用、蛋白-水相互作用和水分减少进行更好的控制，因为水分含量在决定乳制品奶酪质地方面起着至关重要的作用（Hennelly et al., 2004）。在乳制品奶酪生产中，水分水平通过一系列加工步骤进行调节，包括酸化、凝乳酶诱导的凝乳、乳清分离和压榨（Almena-Aliste & Mietton, 2014; Moreno, 2026）。根据加工强度和最终质地，奶酪通常被分类为新鲜或软质（水分50–80%）、半硬质（水分35–55%）或硬质（水分25–40%）（Almena-Aliste & Mietton, 2014; Moreno, 2026）。因此，压榨程度和乳清去除量在定义乳制品奶酪的水分水平和质地特性方面起着核心作用（Almena-Aliste & Mietton, 2014; Moreno, 2026）。然而，压榨在控制植物基凝胶水分含量方面的作用尚未得到研究。
在之前的工作中，我们证明酶促部分水解或脱酰胺结合发酵期间的TG介导交联可以独立产生植物蛋白凝胶；然而，这些体系始终形成水分含量超过80%的水凝胶，且TG在发酵开始时添加，这限制了对网络结构进行调整以形成半硬质或硬质奶酪样结构的能力（Amin et al., 2026; Poojary et al., 2026）。我们假设，部分蛋白水解或脱酰胺结合发酵过程中在适当pH下的TG诱导交联以及随后的机械压榨，将能够调节凝胶硬度和水分保留，从而获得适合植物基奶酪替代品的质地。因此，本研究的目的是调查不同的酶处理与机械压榨如何共同影响以豌豆蛋白分离物（PPI）为主要结构成分的高蛋白植物基凝胶体系的特性。本研究将酶促蛋白修饰整合到发酵诱导的凝胶化过程中，通过系统优化TG在发酵过程中的添加时机，并引入机械压榨步骤以主动降低水分含量——这是一种此前未在植物蛋白凝胶体系中进行探索的方法。为实现这一目标，分别使用Neutrase?和PG对PPI进行独立的部分水解和脱酰胺处理。使用菜籽油制备这些酶促修饰蛋白的乳液以提高脂肪含量。通过乳酸菌发酵诱导凝胶化，并在优化的添加点引入TG以增强发酵期间的蛋白交联。此外，随后施加机械压榨步骤以促进凝胶中更多水分的去除（方法流程见图1）。对所得凝胶的水分含量、水的流动性、质地、流变学特性以及蛋白质和脂肪组成进行表征，以评估其在植物基奶酪替代品开发中的潜在适用性。
Ashwitha Poojary|Ourania Gouseti|Tomasz Pawel Czaja|Radhakrishna Shetty|Signe Munk Rydtoft|Poul Erik Jensen
