当前位置:首页>农业>IF=9.8!中国农业大学食品科学与营养工程学院:储存过程中大豆分离蛋白粉体功能劣化机制:聚集与氧化应激的协同作用

IF=9.8!中国农业大学食品科学与营养工程学院:储存过程中大豆分离蛋白粉体功能劣化机制:聚集与氧化应激的协同作用

  • 2026-10-16 06:24:02
IF=9.8!中国农业大学食品科学与营养工程学院:储存过程中大豆分离蛋白粉体功能劣化机制:聚集与氧化应激的协同作用

图文来源:作者团队

储存过程中大豆分离蛋白粉体功能劣化机制:聚集与氧化应激的协同作用

中国农业大学食品科学与营养工程学院,植物蛋白与谷物加工北京市重点实验室:Hui Zhang(第一作者)、郭顺堂教授(通讯作者)在期刊《Food Chemistry》(IF:9.8)发表了题为“Powder-level mechanisms of soy protein isolate functional deterioration during storage: The interplay of aggregation and oxidative stress”的论文。

01
研究概述

大豆分离蛋白(SPI)在储存过程中常出现功能特性下降,但其内在机制尚不明确。该研究探究了粉体层面变化与功能损失之间的关联。经过 4 周储存,大豆分离蛋白的溶解度下降 42.1%,凝胶性与乳化性降低。这些变化伴随显著的颗粒聚集,粒径增大 29.1%(p<0.05)。表面自由能降低,表明润湿性与水合能力受损。同时检测到氧化修饰,包括羰基含量升高与构象松弛,而肽链骨架基本保持完整。结果表明,粉体聚集与氧化结构变化共同阻碍水合与分散,二者协同作用导致功能劣化。该研究为大豆分离蛋白的不稳定性提供机理解释,为提升植物蛋白粉储存稳定性提供参考。

02
研究背景

大豆分离蛋白(SPI)因优异的乳化、凝胶与溶解特性,广泛应用于植物基食品配方。然而,大豆分离蛋白粉在储存期间易发生品质劣变,常表现为色泽加深、颗粒聚集与功能下降。以往研究多将这些变化归因于蛋白质变性、氧化与物理老化,但具体机制,尤其是涉及粉体物理变化的机制,仍缺乏充分阐释。

众所周知,蛋白粉的物理结构对其水合与功能特性起关键作用。食品工业中,喷雾干燥粉体(如奶粉)通常被加工为大粒径多孔团聚体,通过团聚工艺与速溶性助剂(如糖类、麦芽糊精)实现,这类结构可快速吸水、高效分散,提升溶解度与复溶性能。相比之下,大豆分离蛋白面临特殊挑战:市售大豆分离蛋白经高温瞬时灭菌处理,且未添加载体助剂,粒径分布更宽、粒径更大,是评估储存诱导粉体性能变化更具工业代表性的模型。

常温储存的大豆分离蛋白粉会出现明显颗粒聚集,但溶解度与功能性能显著下降,这一矛盾提出关键问题:大豆分离蛋白的聚集机制是否与工业团聚体存在本质差异?与奶粉不同,大豆分离蛋白几乎全由蛋白质组成,缺乏可溶性载体助剂。据此本研究假设:储存诱导大豆分离蛋白通过蛋白质 - 蛋白质相互作用与氧化修饰发生聚集,形成致密交联聚集体,润湿性与分散性差。这类聚集结构不仅物理阻碍水分接触,还可能包裹发生氧化损伤的蛋白质,进一步加剧功能损失。

为阐明该机制,本研究结合形貌分析、界面性质表征、蛋白质氧化检测与功能性能测定,探究储存过程中大豆分离蛋白的多尺度演变。这种覆盖粉体与分子层面的双视角方法,旨在建立连接聚集行为、结构转变与功能不稳定性的机理模型,为植物蛋白粉储存调控提供新依据,也为通过结构与配方策略延长货架期、提升复溶性能提供指导。

03
研究结论

该研究从粉体与分子层面系统揭示大豆分离蛋白储存中结构与功能不稳定性机制。研究发现,储存过程中大豆分离蛋白粉粒径显著增大、聚集加剧、表面自由能降低,呈现典型粉体物理劣变;伴随蛋白氧化修饰、构象松弛与分子缔合增加,最终导致溶解度、乳化性、凝胶强度等功能显著下降。多种结构表征方法共同证实,储存诱导大豆分离蛋白从微观结构重排到功能损伤的全面变化,支撑粉体聚集→结构转变→功能损失的机理路径。

基于该机理,未来可从粉体与分子层面提升大豆分离蛋白粉储存稳定性:优化粒径分布、表面能、流动性等粉体物理特性以减少聚集;添加抗氧化剂或进行功能修饰等化学手段抑制氧化降解、限制分子缔合;真空、惰性气体包装或湿度控制等先进包装策略进一步保护蛋白功能。这些策略为提升高品质大豆分离蛋白粉在工业应用中的储存稳定性与功能性能提供合理框架。

04
图文赏析

原文链接:

https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2025.146513

(如需原文文章,可以扫描下方二维码添加科研小助领取)

翻译:杨雯婷

编辑:科研小助

审核:杨静

专家指导:张康逸

供稿团队:小麦绿色精深加工与功能性食品创制创新团队

免责声明:本平台推送文章,仅供学术交流,本平台不主张原文的版权,如有侵权,请联系删除。文献解读如有疏漏之处,我们深表歉意,请作者团队及时联系我们,我们会在第一时间进行修改或撤稿重发,感谢您的谅解!

最新文章

随机文章