《Food Hydrocolloids》：Pea Protein Hydrolysate Aggregates in Fat-Free Cream Cheese: influence by degree of hydrolysis in fat-mimicking capacity
编辑推荐：
•PPHA-4.5的黏度高于PPHA-3.0和PPHA-7.0，摩擦力则更低•PPHA-4.5和PPHA-7.0降低奶油奶酪弹性的程度大于PPHA-3.0•PPHA-4.5和PPHA-7.0降低奶油奶酪摩擦系数的程度大于PPHA-3.0•PPHA可疏远酪蛋白并减少其在奶酪生产
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PPHA-4.5的黏度高于PPHA-3.0和PPHA-7.0，摩擦力则更低
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PPHA-4.5和PPHA-7.0降低奶油奶酪弹性的程度大于PPHA-3.0
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PPHA-4.5和PPHA-7.0降低奶油奶酪摩擦系数的程度大于PPHA-3.0
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PPHA可疏远酪蛋白并减少其在奶酪生产过程中的聚集
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PPHA-4.5增强了无脂奶油奶酪的感官感知绵滑感
引言
为降低慢性疾病风险，建议将饱和脂肪摄入量控制在每日总能量摄入的10%以下（美国农业部，2026）。然而，西方饮食通常饱和脂肪含量较高，使许多消费者难以实现这一建议。乳制品作为西方饮食中常见的组成部分，据报告约占总膳食饱和脂肪摄入量的20%（Bhupathi等，2020）。因此，开发具有理想品质特征的低碳脂和无脂乳制品是减少膳食饱和脂肪摄入的一种有前景的策略。
在乳制品中，奶油奶酪被广泛应用于各种用途，包括芝士蛋糕、涂抹酱、蘸料、糖霜和酱汁等。每年约有2000万吨奶油和其他新鲜奶酪被生产，其中美国和欧盟是主要产区（Pombo等，2021）。脂肪约占奶油奶酪总重量的三分之一，在酪蛋白网络中充当结构间隔物，并在口腔加工过程中提供润滑和柔软度（Ningtyas等，2017；Limit等，2024）。减少或消除脂肪会增加蛋白质的相对比例，并在酸化及奶酪制作过程中的蛋白质分解作用下增强蛋白质-蛋白质相互作用。这会促进形成更致密、更紧凑的酪蛋白网络，导致柔软度、延展性、润滑性和绵滑感降低（Lucca & Tepper，1994）。
无脂奶油奶酪的柔软度已通过掺入多糖（Oberg等，2015；Khanal等，2018）、乳化凝胶（Luo等，2020；Li等，2022）和微粒化蛋白质（Sánchez-Obando等，2020；Lucca & Tepper，1994；Yashini等，2021）得到改善。然而，多糖类亲水胶体在改善润滑性方面的效果有限，且可能引起胃肠不适（Khanal等，2018；Ningtyas等，2017）。乳化凝胶可提供绵滑感和润滑性，但其高油含量会增加最终产品的热量值，并使其在加工和储存过程中易受脂质氧化和不良风味发展的影响（Ghelichi等，2023）。微粒化蛋白质的热量较低，作为脂肪替代品引起了越来越多的关注。然而，其生产通常需要强烈的热加工处理（80?95°C，30?40分钟）（Homer等，2021；Zhang等，2015；Ni等，2015），所形成的颗粒通常具有致密结构和较高刚性，难以在口腔咀嚼应力下变形（Nourmohammadi等，2023；Kew等，2020）。此外，粒径大于50 μm的颗粒可能带来砂砾感或砂质口感（Kew等，2020）。因此，迫切需要开发在温和加热条件下形成的、柔软的、蛋白质基聚集体，这些聚集体能够在应力作用下易于解离，从而在改善脂肪模拟能力的同时减少生产过程中的能量输入。
植物蛋白的有限水解已被证明可增加其聚集/凝胶能力，这已在豌豆（Chen & Campanella，2022）、燕麦（Nieto-Nieto等，2014）、花生（Zhao等，2011）和藜麦蛋白（Wang等，2022）中得到验证。然而，当水解度（DH）低于或超过最佳范围时，这种改善效果会减弱（You等，2026）。我们最近的研究（Limit等，2024）以及其他团队的工作（Wu等，2025；Amin & Zheng，2025；Lin等，2024）发现，通过加热植物蛋白水解物形成的聚集体可作为有效的脂肪替代品。这些聚集体主要由非共价相互作用介导的蛋白质片段组成，更容易在机械力作用下发生变形、延伸和解离（Chen & Campanella，2022）。研究表明，它们可以软化无脂奶油奶酪的质地（Limit等，2024），并改善酸奶替代品的结构均匀性、润滑性和感官感知（Wu等，2025；Amin & Zheng，2025）。然而，以往研究主要关注水解物浓度或聚集体添加量对最终产品性能的影响，而不同DH水平下生成的聚集体特性对脂肪模拟性能的影响仍知之甚少。已知DH可调节所得水解物的粒径、表面化学和链柔韧性，进而影响热诱导聚集体的致密性、刚性和反应活性（You等，2026）。这些依赖DH的结构差异可能进一步改变它们与周围蛋白质的相互作用，从而影响高蛋白食品体系中的质地、润滑行为和感官感知。因此，阐明DH、聚集体结构与脂肪模拟性能之间的关系对于理性设计植物蛋白基脂肪替代品至关重要。
为解决上述知识空白，本研究在确定水解度下，从豌豆蛋白水解物中制备了具有不同流变学和摩擦学特性的聚集体。选择豌豆蛋白作为起始原料，是因为其在有限水解后具有很强的聚集能力，以及其广泛的可获得性和广泛的食品应用。随后，将这些聚集体以恒定浓度掺入脱脂牛奶中，制备无脂奶油奶酪。通过流变学和摩擦学测量、共聚焦激光扫描显微镜、冷冻扫描电子显微镜、超小角和小角X射线散射以及感官评价，评估聚集体在奶油奶酪体系中的脂肪模拟性能，并阐明其潜在的结构-功能关系。
章节摘要
材料与试剂
商品黄色干去瓣豌豆（Rani品牌）和脱脂牛奶（0.1%脂肪，Great Value）购自沃尔玛。黄色去瓣豌豆在室温下保存，脱脂牛奶在冷藏条件下保存。含有乳酸菌（Lactococcus lactis亚种lactis和Lactococcus lactis亚种cremoris）的发酵剂购自美国北卡罗来纳州Morrisville的Cultures for Health公司，动物凝乳酶购自New England Cheesemaking Supply Co。
PPHA的流变行为和润滑特性
为评估PPHA作为脂肪替代品的潜力，首先考察了其表观黏度（η）和摩擦学行为。如图1A所示，在剪切速率低于80 s-1时，PPHA-4.5在所有样品中表现出最高的η，其次是PPHA-7.0，然后是PPHA-3.0。蛋白聚集体体系的表观黏度由其粒径、形貌和浓度决定（Barnett等，2015）。较大的聚集体通常会导致较高的表观黏度，因为会形成更多
结论
本研究表明，PPHA的脂肪模拟性能受水解度（DH）的影响，且并不随DH的增加而单调递增。适度水解在肽段大小、暴露的反应基团和表面性质之间提供了有利的平衡，从而导致了如采用PPHA-4.5配制的奶酪中所观察到的高表观黏度和优异的润滑性能。水解不足或过度水解会破坏这一平衡并降低
CRediT作者贡献声明
沙新美：撰写-审阅与编辑、方法论、调查研究、形式分析、数据管理。You Kwan-Mo：撰写-原稿、调查研究、形式分析、数据管理。陈达：撰写-审阅与编辑、验证、监督、资源、项目管理、方法论、资金获取、概念构思。Jan Ilavsky：撰写-审阅与编辑、方法论、调查研究、形式分析、数据管理。Andrea M Liceaga：撰写-审阅与编辑、方法论，
未引用参考文献
Pombo, 2021; Stribi?caia等, 2024; Stribi?caia等, 2020; 美国农业部& 美国卫生与公众服务部, 2026; Wadhwani和McMahon, 2012。
伦理声明
已从所有参与者或其法定代表处获得参与本研究及发表文章的书面知情同意。已尊重参与者的隐私权。
本研究在研究进行地的相关法律、监管框架和准则下开展。本研究经普渡大学机构审查委员会批准。（批准编号：IRB-2024-727）
资助
本研究由美国农业部的国家食品与农业研究所（USDA-NIFA，编号：2024-67017-42813）和良好食品研究所的领域催化剂资助（编号：22-PB-US-FCA-1-333）提供资金支持。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文所述工作的已知利益冲突或个人关系。
Kwan-Mo You|沙新美|Manya Soni|Andrea M. Liceaga|Jan Ilavsky|陈达
