《Current Research in Food Science》：Improving protein extractability from oats using malted cereal extracts under acidic fermentation-like conditions
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液态燕麦基食品通常因燕麦蛋白可提取性差而导致蛋白质含量较低。已有研究表明，乳酸食品发酵及伴随的内源性燕麦酶活性并不能显著提高燕麦蛋白可提取性。因此，本研究探讨了添加燕麦麦芽提取物（OME）和小麦麦芽提取物（WME）作为谷物来源酶类，在发酵相关pH下孵育及发酵过
液态燕麦基食品通常因燕麦蛋白可提取性差而导致蛋白质含量较低。已有研究表明，乳酸食品发酵及伴随的内源性燕麦酶活性并不能显著提高燕麦蛋白可提取性。因此，本研究探讨了添加燕麦麦芽提取物（OME）和小麦麦芽提取物（WME）作为谷物来源酶类，在发酵相关pH下孵育及发酵过程中提高燕麦蛋白可提取性的潜力。将焙烤（kilned）和未焙烤燕麦全麦粉悬浮液在pH 4.0下添加WME或OME孵育24小时，评估其对蛋白可提取性、水解度及分子量（MW）分布的影响。添加OME和WME提高了蛋白水解程度和可提取性，在未焙烤燕麦中尤为显著，添加10.0% WME孵育24小时后蛋白可提取性最高达74.5%，是未添加OME/WME孵育样品的3倍。值得注意的是，在特定条件下，大量4-85 kDa蛋白质（包括MW与完整12S球蛋白亚基一致的蛋白种类）变得可提取。当燕麦悬浮液在WME/OME存在下用商业植物乳杆菌（L. plantarum）菌株发酵24小时时，获得了类似结果。有趣的是，除预期的蛋白水解作用外，其他麦芽来源的酶促及非酶促效应也被发现有助于提高燕麦球蛋白可提取性。进一步检验表明，WME/OME的作用在很大程度上不能归因于二硫键还原、蛋白质-植酸相互作用的改变或结构屏障的去除。总体而言，在燕麦基发酵过程中添加WME/OME可提高蛋白可提取性，这可能改善发酵液态燕麦食品的营养和功能特性。
液态燕麦基食品（如燕麦饮品）因燕麦蛋白可提取性差而蛋白质含量较低，这主要与燕麦中12S球蛋白（globulin）在酸性条件下溶解度低、焙烤（kilning）处理导致蛋白聚集、细胞壁结构包裹以及蛋白质-植酸相互作用等有关。此前研究表明，常规乳酸发酵或燕麦内源酶活性不足以显著改善蛋白可提取性。因此，研究人员提出利用麦芽提取物作为谷物来源酶源，在发酵相关酸性条件下提高燕麦蛋白可提取性，研究成果发表于《Current Research in Food Science》。研究人员使用由Maselis提供的含工业焙烤与未焙烤两部分燕麦籽粒制备脱脂燕麦全麦粉（DOW），并自行制备小麦麦芽提取物（WME）和燕麦麦芽提取物（OME）。实验在pH 4.0下向焙烤和未焙烤DOW悬浮液中添加不同浓度（2.0%、6.0%、10.0%）的WME或OME孵育5h或24h，并以商业植物乳杆菌（Lactiplantibacillus plantarum）进行24h发酵验证。测定指标包括蛋白可提取性、水解度（DH）及分子量（MW）分布（SE-HPLC）。机制研究采用热灭活麦芽提取物、添加还原型谷胱甘肽、植酸酶以及外源蛋白酶（Flavourzyme、papain）等处理。
### 3.1 燕麦全麦粉悬浮液与麦芽提取物的孵育
#### 3.1.1 蛋白可提取性
通过对比不同浓度（2.0%、6.0%、10.0%）OME/WME在pH 4.0下对焙烤和未焙烤DOW孵育5h和24h的效果，发现麦芽提取物添加可显著提高未焙烤燕麦的蛋白可提取性，且呈剂量和时间依赖性。添加10.0% WME孵育24h后，未焙烤燕麦蛋白可提取性达74.5%，是未添加样品的3倍；而焙烤燕麦对麦芽提取物的响应较弱，最高仅31.3%。这表明焙烤导致的蛋白聚集降低了酶的可及性，而未焙烤燕麦中内源酶与麦芽酶可能产生协同作用。
#### 3.1.2 蛋白水解与分子结构
通过测定游离氨基含量计算水解度（DH），发现添加OME或WME后DH随浓度增加而上升，未焙烤燕麦在10.0%添加量下DH可达24.8%～27.4%，而焙烤燕麦最高约8.0%。利用SE-HPLC分析分子量分布显示，孵育后悬浮液中12S球蛋白单体及α/β亚基峰面积减少，而白蛋白（albumin）或类似分子量水解产物峰增加，说明球蛋白被麦芽来源酶水解。值得注意的是，提取物中出现了4-85 kDa的蛋白，包括与完整12S球蛋白亚基分子量一致的蛋白，表明麦芽提取物不仅促进蛋白水解，还增强了非水解蛋白的释放。
### 3.2 麦芽提取物对蛋白可提取性影响的机制解析
为探究作用机制，研究人员进行了多组靶向实验。热灭活麦芽提取物实验表明，酶促活性是主要驱动因素，但非酶促成分也有贡献，尤其在未焙烤燕麦和WME处理中。添加还原型谷胱甘肽未提高蛋白可提取性，说明二硫键还原并非关键机制。添加Quantum Blue植酸酶并配合冷冻研磨（cryo-milling）处理也未改善提取率，排除了植酸降解和细胞壁屏障的关键作用。使用外源蛋白酶（Flavourzyme和papain）在足够高剂量下可将提取率提升至85.8%（papain，10 U/mg蛋白，未焙烤燕麦），但提取物中主要为低分子量肽，不能像麦芽提取物那样释放4-85 kDa蛋白，表明麦芽提取物中存在其他酶类或非酶因子协同促进球蛋白亚基的溶解。
### 3.3 乳酸发酵验证
在L. plantarum发酵条件下，添加6.0% OME或WME同样显著提高蛋白可提取性：未焙烤燕麦+WME达68.8%，焙烤燕麦+WME为27.3%，而未添加麦芽提取物的发酵样品仅为4.2%～25.8%。同时，麦芽提取物的添加改善了菌株生长和酸化速率（最终pH约3.2），发酵后高MW（4-85 kDa）蛋白的提取率略低于孵育实验，可能与发酵终pH更低有关。该结果与孵育实验趋势一致，证实麦芽提取物在乳酸发酵体系中同样有效。
### 讨论与结论
讨论部分指出，麦芽提取物对提高燕麦蛋白可提取性的作用机制复杂，虽然蛋白水解是主要驱动力，但二硫键还原和植酸降解并非关键因素。研究还发现，麦芽来源的其他酶类（如谷氨酰胺酶）或非酶促组分可能协同作用，未来需进一步鉴定。研究结论（原文翻译）为：添加麦芽提取物被证明是在酸性发酵样条件下提高DOW悬浮液蛋白可提取性的有效策略。WME添加可同时提高焙烤和未焙烤燕麦的蛋白可提取性，而OME仅在未焙烤燕麦中有效。总体而言，在孵育或L. plantarum发酵过程中添加麦芽提取物，对未焙烤燕麦蛋白可提取性的积极影响更为显著，这归因于焙烤燕麦中蛋白聚集体的可及性较低。最值得注意的观察是，麦芽支持的孵育/发酵使4-85 kDa的蛋白（包括球蛋白单体、球蛋白亚基和白蛋白）从燕麦基质中释放出来，表明肽的蛋白水解增溶并非提高可提取性的唯一机制。进一步研究表明，麦芽提取物的作用主要来自酶促效应，但非酶促效应（尤其在未焙烤燕麦和WME中）也促进了可提取性的改善。谷胱甘肽添加和植酸酶添加均未显著提高可提取性，表明二硫键和植酸基质不是决定因素。Flavourzyme和木瓜蛋白酶处理虽可大幅提高可提取性，但主要依赖广泛水解为低分子量肽，且低剂量时不能释放可提取的球蛋白亚基。总体而言，蛋白水解酶是本研究观察到的提取率提升的明确驱动力，但其他酶类（如谷氨酰胺酶）或非酶化合物的重要额外贡献仍需进一步研究。上述发现强调燕麦蛋白增溶的复杂性，并凸显靶向酶解策略在改善未来应用中蛋白可提取性的潜力。释放相对完整的4-85 kDa蛋白可能比深度水解肽更有利于界面功能，未来需进一步评估其发泡、乳化等功能特性及其对产品稳定性和感官品质的影响。
