综述:高压均质技术在植物蛋白中的应用进展:提升技术功能特性与生物活性肽释放

《Current Food Science and Technology Reports》:Advances in High-Pressure Homogenization for Plant Proteins: Enhancing Techno-Functional Properties and Bioactive Peptide Release

【字体: 时间:2025年03月29日 来源:Current Food Science and Technology Reports

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  本文系统综述了高压均质技术(HPH)对植物蛋白技术功能特性(如溶解性、乳化性)和生物活性肽释放的调控作用,揭示了HPH通过改变蛋白结构(如形成可溶性纳米聚集体)和协同pH调节优化性能的潜力,为开发多功能植物蛋白配料提供了创新视角。

  

Abstract
近年来,植物蛋白的开发利用因人口增长、蛋白质需求增加及可持续性关注而成为研究热点。然而,天然植物蛋白通常技术功能特性(如溶解性乳化性)有限,制约其在食品工业中的应用。高压均质技术(High-Pressure Homogenization, HPH)作为一种新兴物理改性手段,通过机械剪切和空化效应改变蛋白结构,显著提升其功能特性。最新研究表明,HPH可将不溶性蛋白转化为可溶性聚集体或纳米级颗粒(<100 nm),并协同pH调控(如pH 3-5或7-9)进一步优化乳化活性指数(EAI)和泡沫稳定性。

Purpose of Review
本部分聚焦HPH对植物蛋白的改性机制与应用潜力。与传统热加工相比,HPH能保留更多天然蛋白活性,同时通过调整压力(50-200 MPa)、循环次数(1-5次)等参数精准调控蛋白构象。例如,豌豆蛋白经HPH处理后β-折叠含量降低10-15%,无规卷曲增加,导致表面疏水性(H0)提升,进而增强其与脂质界面结合能力。此外,HPH预处理可暴露酶解位点,使后续水解效率提高20-30%,释放更多降压肽(如VPP、IPP)和抗氧化肽(分子量<1 kDa)。

Recent Findings

  1. ?原料差异:蛋白分离物(isolates)比浓缩物(concentrates)对HPH更敏感,因前者杂质更少、结构更均一。例如,200 MPa处理可使大豆分离蛋白溶解度从40%提升至85%,而浓缩物仅提高25%。
  2. ?协同策略:HPH与pH偏移(pH-shifting)联用可诱导可控解聚-重组。在pH 12处理后骤降至pH 5,再结合HPH,能形成粒径<200 nm的稳定纳米乳液,包埋率(encapsulation efficiency)达90%以上。
  3. ?结构-功能关联:圆二色谱(CD)和动态光散射(DLS)分析证实,HPH诱导的α-螺旋解旋会暴露出更多酪氨酸残基,促进界面吸附,使乳化活性(EAI)从15 m2/g提升至50 m2/g。

Summary
HPH技术为植物蛋白功能化提供了绿色高效的解决方案,其核心优势在于:

  • ?可定制性:通过参数组合(压力×循环次数×温度)实现从微米到纳米尺度的精准调控;
  • ?协同效应:与酶解、pH调节等技术联用可释放高附加值生物活性肽
  • ?工业化潜力:现有设备已可实现连续化生产,能耗低于传统喷雾干燥。未来研究需关注不同植物蛋白(如藜麦、羽扇豆)的响应差异及规模化生产中的稳定性挑战。

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