近日，东北农业大学食品学院江连洲教授团队在国际期刊《Food Hydrocolloids》在线发表了题为 “Dual enhancement of purity and stability in soybean oil bodies: a mild sulfite-mediated interfacial regulation approach” 的研究型论文。齐宝坤教授和闫世长教授为共同通讯作者，杨旭惠为第一作者。
亚硫酸钠介导的蔗糖密度梯度离心法可提升大豆油体稳定性；
亚硫酸钠可有效脱除大豆油体表面的外源蛋白；
亚硫酸钠通过碱化-盐析-还原三重协同作用增强大豆油体稳定性；
用于优化大豆油体稳定性的最佳亚硫酸钠浓度为0.1 mol/L。
大豆油体提取过程中，外源贮藏蛋白吸附于油体表面，常会引发架桥絮凝与聚结现象，从而限制其作为天然乳化剂的应用。本研究旨在解决外源蛋白吸附导致大豆油体稳定性降低的问题。将大豆置于不同浓度（0 M、0.1 M、0.3 M、0.5 M）的Na₂SO₃溶液中浸泡，探究其对油体稳定性及界面行为的影响。结果表明，Na₂SO₃可通过碱化、盐析与还原的协同作用有效去除外源蛋白。其中，0.1 M Na₂SO₃处理的油体粒径最小、分布最均匀；界面蛋白β-折叠比例升高、无规卷曲含量降低，同时界面张力最低、界面膜重排速率最快，油体整体稳定性显著提升。相反，过高浓度Na₂SO₃（0.3 M、0.5 M）会通过增强还原与盐析作用破坏油体蛋白构象，导致油体粒径增大、无规卷曲含量显著升高、蛋白结构受损，无法形成稳定界面膜，最终降低油体稳定性。综上，本研究为开发稳定的植物油体提取工艺提供了新见解与理论依据。
乳化剂作为稳定多相体系的关键组分，在食品、医药、化妆品行业不可或缺。然而，传统合成乳化剂在可持续发展与消费者“清洁标签”追求上面临挑战，脂肪与乳化剂提取过程能耗高、需大量有机溶剂，加剧环境负面影响。油体是植物种子中的亚细胞器，结构以甘油三酯疏水核心为主体，外包覆富含油体蛋白的单层磷脂膜。油体蛋白具有中央疏水结构域，可插入磷脂单层并深入油相核心，亲水N端与C端暴露于水相，这种“疏水锚定-亲水外露”拓扑结构使其成为天然两亲界面稳定剂，赋予油体优异自乳化能力。因此，油体是传统乳化剂极具潜力的天然替代品。但限制其广泛应用的核心矛盾是：油体提取后及应用环境中，物理稳定性先天不足。这种不稳定性主要源于油体表面吸附大量外源贮藏蛋白，在等电点（pI≈4-5）或环境胁迫下易引发桥接絮凝与聚集，最终破乳。在此背景下，油体相关蛋白分为两类：内源蛋白指通过中央疏水结构域天然嵌入磷脂单层膜的整合膜蛋白（主要是油体蛋白），是界面稳定的必需组分；外源蛋白指通过静电和疏水相互作用松散吸附于油体表面的贮藏蛋白（主要为7S和11S球蛋白）及过敏原（如Bd 30K/P34），是引发桥接絮凝的主要原因。因此，在不破坏油体天然结构与功能的前提下，从根本上提升油体稳定性，是该领域研究者亟待解决的核心科学问题。
现有提升油体稳定性的研究多聚焦于提取后添加多糖、多酚、蛋白等外源稳定剂，通过空间位阻或静电斥力抑制聚集，但该方法属于后修饰稳定层构建，增加配方复杂度与成本，还可能掩盖油体本征界面特性。相比之下，从提取初期（浸泡、分离阶段）调控油体界面，更经济直接，且利于保留油体天然特性。目前主流提取方法为水提法与酶辅助提取法。酶辅助法可高效破碎细胞壁，但其高成本制约了规模化应用。此外，不同酶对界面完整性的影响存在本质差异：细胞壁降解酶通常不会破坏油体界面蛋白的天然构象；然而，商品酶多为复合酶制剂，其制备过程中常残留杂蛋白酶活性，可非特异性水解锚定在油体界面的结构蛋白，破坏界面完整性，进而降低油体稳定性。水提法因简单环保备受青睐，常用浸泡溶剂为水与缓冲液，但使用纯水或缓冲液会残留大量外源蛋白，紧密吸附于油体界面成为后续不稳定诱因。现有大豆油体外源蛋白去除主要依赖碱性条件下的强电荷斥力。在碱性提取策略中，已有多种试剂被用于调控油体的界面环境。NaOH偶被用于将豆浆pH调至约11，但此种强碱性条件可能对油体蛋白及磷脂的天然结构造成不可逆损伤。Tris-HCl缓冲液虽在实验室规模提取中有所应用，但其缓冲能力与成本限制了实际应用。值得注意的是，研究人员证实，基于NaHCO3的浸泡与研磨介质（pH 9.5）可从油菜籽中有效回收油体。然而，NaHCO3的功能主要依赖于单一的pH调节作用。
为解决上述难题，本研究采用亚硫酸钠浸泡大豆提取油体，通过系统优化Na₂SO₃浓度，以期获得稳定性最优的大豆油体。核心策略基于Na₂SO₃赋予的碱化-盐析-还原三重协同机制实现精准界面调控：碱性环境（pH≈9-10）使油体与蛋白表面携带强负电荷，产生静电斥力削弱界面吸附；亚硫酸根阴离子通过盐析作用破坏蛋白水化层；温和还原性选择性断裂外源蛋白二硫键，促进外源蛋白解聚。基于该机制，本研究提出核心科学假说：通过优化Na₂SO₃浓度，可在分子水平高效破坏外源蛋白与油体膜的相互作用，助力后续温和离心实现高纯度分离，同时最大限度保留油体天然膜结构完整性与功能，最终提升大豆油体稳定性。本研究旨在验证该策略的有效性，为同步提升大豆油体纯度与稳定性提供新方法参考。
本研究探究了Na₂SO₃浓度对大豆油体特性的影响，确定0.1 M Na₂SO₃为同步提升油体纯度与稳定性的最优工艺参数，并阐明了其碱化-盐析-还原协同作用的分子机制。具体而言，与未处理油体相比，Na₂SO₃通过三重协同机制显著降低外源蛋白含量、提高油体蛋白相对占比，降低油体界面蛋白异质性，使油体蛋白更高效发挥表面活性功能，提升油体稳定性。0.1 M Na₂SO₃处理可诱导油体蛋白构象最有序、重排最充分，使大豆油体具备最优稳定性与界面性能；而0.3 M、0.5 M Na₂SO₃会引发油体蛋白疏水聚集、破坏油体蛋白天然构象，对油体稳定性产生不利影响。本研究基于离子特异性效应，为油体的温和提取提供了方法学参考。未来可将该方法拓展至其他油料作物，验证其普适性与优化潜力。此外，还需要定量测定纯化油体中残留亚硫酸盐，并优化洗涤工艺以确保符合食品添加剂法规。将优化后的油体应用于代表性食品配方中，评估其在实际加工和贮藏条件下的稳定性与功能性。
图1 亚硫酸钠介导的蔗糖密度梯度离心法提取大豆油体
图2 不同浓度亚硫酸钠预处理提取的大豆油体基本组分含量（A）；添加1% SDS前后的体积平均粒径D₄,₃与ζ-电位（B）；添加1% SDS后的表面积平均粒径D₃,₂及D₄,₃与D₃,₂的差值∆D（C）；添加1% SDS后的粒径分布（D）；表面疏水性（E）
图3 不同油体中油体蛋白的SDS‑PAGE图谱及各条带相对含量（A）；不同浓度亚硫酸钠预处理提取的大豆油体共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）图像（B），标尺=20 μm
图4 不同浓度亚硫酸钠预处理提取的大豆油体中油体蛋白的傅里叶变换红外（FTIR）光谱（A）；油体蛋白二级结构相对含量（B）；大豆油体的拉曼光谱（C、D）；拉曼光谱二硫键区域不同类型二硫键的相对含量（E）；内源荧光光谱（F）
图5 0 M、0.1 M、0.3 M、0.5 M亚硫酸钠处理下大豆油体乳液的界面张力（A）；油/水界面界面压π与时间平方根t1/2的关系（B）；ln[(π₃₆₀₀−πₜ)/(π₃₆₀₀−π₀)]与时间t的关系（C）；大豆油体乳液在油‑水界面的表观扩散速率Kdiff、渗透速率Kp与重排速率Kr（D）
图6 差示扫描量热（DSC）曲线及其焓变、变性起始温度与峰值温度（A、B）；不同油体的储能模量G′（C）；损耗模量G′′（D）；表观黏度（E）；黏度系数与流动行为指数（F）
图7 不同油体的弹性与黏性利萨如图；应变幅度：1%、10%、50%、100%
图8 亚硫酸钠“碱化‑盐析‑还原”三重协同作用机制图
江连洲，首席教授、博士生导师，40多年来专注于大豆加工理论研究、技术创新和人才培养，在创新大豆蛋白质柔性化加工和油脂生物解离机制理论体系、突破大豆高值化加工技术瓶颈、实现工程化应用等方面取得了一系列原创性科技成果。始终坚持以“四个面向”为导向，主导创建了以产品高端化、生产高效化、资源高值化为特征的具有自主知识产权的中国大豆工程化技术体系，为推动我国大豆产业振兴与发展做出突出贡献。主持完成联合国开发计划署、国家“863”计划、国家自然科学基金重点、国家重点研发计划等50余项重大科技项目。发表学术论文560余篇，其中SCI论文300余篇，被引近14000次，H指数60，出版著作11部（独著3部）；获授权发明专利140余件，转化40余项；获科技奖励30余项（国家科技进步二等奖2项、省自然科学一等奖1项、省技术发明一等奖1项、省科技进步一等奖2项等）；获得各级各类荣誉称号40余次，包括：国际食品科学院院士、国家“万人计划”教学名师、全国优秀科技工作者、国务院特贴、美国油脂化学家协会卓越成就奖（首位获此荣誉的大陆学者）、当代发明家、中国发明协会会士、中国食品科学技术学会会士、“头雁计划”领头人、入选全球前2%高被引学者等。
齐宝坤，教授、博士研究生导师，龙江科技英才春雁团队带头人，黑龙江省中蒙俄农产品生物加工及装备研发联合实验室副主任，黑龙江省创新人才，东北农业大学学术英才、学术骨干、青年才俊，入选2024年度“全球高被引科学家”名单、“全球前2%顶尖科学家”榜单、“中国知网高被引学者”榜单。先后主持包括国家自然科学基金（青年、面上）、国家十四五重点研发计划子课题、黑龙江省重大专项在内的科研项目18项，黑龙江省教学改革项目1项；以第一/通讯作者发表论文165篇，其中SCI检索论文113篇（中科院一区Top论文97篇，ESI检索11篇，封面3篇），EI检索论文42篇；作为主编编著CRC英文专著1部，副主编参编教材3部；授权国家发明专利55项，技术转让发明专利15项；获得包括吉林省科技进步一等奖、黑龙江省科技进步二等奖、中国轻工业联合会科学技术发明一等奖在内的等省部级奖励11项。
闫世长，东北农业大学教授（校聘）、博士生导师，东北农业大学骨干A类引进人才，黑龙江大豆协会理事。主要从事大豆蛋白结构解析及功能特性评价等方面的研究，先后作为骨干人员参与“十四五重点研发计划”、“中央支持地方高层次人才计划”等国家级项目/课题1项，省部级项目/课题2项。公开发表论文中科院一区TOP论文30余篇，EI论文10余篇，其中包括ESI高被引论文3篇；已获得授权专利3项。
