近日，中国农业科学院农产品加工研究所植物蛋白结构与功能调控创新团队通过比较不同来源蛋白的组成、结构、理化性质和发泡特性，揭示了蛋白气-水界面及泡沫功能特性与其理化、结构性质的关联机制。相关研究成果发表于食品领域顶级国际期刊《Food Chemistry》（JCR一区，IF=8.5）。加工所2022级硕士研究生张鑫煜为论文第一作者，王强研究员与石爱民研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划（2023YFE0104900）、中国农业科学院青年创新项目（Y2022QC11）等的资助。
天然蛋白是典型的两亲分子，包含非极性和极性区域。大部分非极性基团位于疏水内部，使得蛋白质可以吸附在空气-水界面上，促进泡沫的形成和稳定。目前，食品工业中最常用的发泡剂是动物来源的蛋白质，如牛奶或鸡蛋蛋白，由于植物、微生物蛋白在食品可持续性和环境保护方面的优势，采用此类蛋白替代动物蛋白制造发泡剂正逐步得到广泛关注。此前，研究人员已经初步研究了植物、微生物蛋白质形成和稳定泡沫的潜力，而对适合制造食品泡沫的各种植物和微生物蛋白的结构-功能关系研究相对较少。
针对上述问题，科研人员对16 种不同来源蛋白质的结构、理化和发泡特性进行了测定与分析。研究表明，小麦面筋蛋白（WGP）和绿豆蛋白（MBP）具有较高的发泡能力（102.67±8.08% 和 89.33±4.72%），可能最适用于形成和稳定食品泡沫，其机制是由于它们具有较高的表面疏水性（179.68±1.40 和 130.28±1.41）和较大的接触角（82.369±0.016°和82.949±0.228°）。相关性分析表明，发泡能力与泡沫稳定性、α-螺旋含量、表面疏水性、游离巯基含量呈极显著正相关（p≤0.01）；发泡能力和泡沫稳定性与二硫键含量呈极显著负相关（p≤0.01）。“构效关系”研究结果表明，蛋白质必须具有一定的柔韧性和表面疏水性，才能迅速附着在空气-水界面上，进而形成稳定的泡沫结构。上述研究有助于筛选适用于食品工业的植物蛋白发泡剂，为进一步开发和拓展植物蛋白基新产品提供理论基础。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024.141431
日期：2024-10-22
