不同价态金属阳离子对印加花生清蛋白凝胶特性及微观结构的影响

蛋白质凝胶通常是通过氢键、二硫键和疏水相互作用形成的，并且容易受到pH、温度和离子浓度等各种外部环境参数的影响。研究表明，金属离子可以通过改变蛋白质之间的静电斥力，从而改变凝胶网络中蛋白质的结构及其键的强度。添加金属离子的种类和数量对蛋白质凝胶的功能特性和微观结构有显著影响。例如，较低的离子强度有利于形成细链凝胶网络，而高离子浓度则倾向于形成颗粒状凝胶网络。研究表明，印加花生清蛋白（Inca peanut albumin，IPA）具有较好的溶解度、抗氧化能力和体外消化率，在蛋白质凝胶食品中显示出巨大的应用潜力。然而，关于IPA凝胶体系的构建以及金属离子如何影响IPA凝胶的性能和结构的研究尚未见报道。

本文研究了不同浓度(0.05 ~ 0.5 M)金属离子(Na⁺、K⁺、Ca²⁺和Al³⁺)对IPA凝胶性能和微观结构的影响。结果表明，IPA凝胶网络的形成主要发生在冷却阶段。当NaCl和KCl浓度低于0.1 M时，凝胶的硬度、持水量(WHC)和储能模量均有所增加，随着CaCl₂浓度的增加，凝胶的硬度和储能模量先增大后减小，但WHC变化不显著。此外，0.1 M AlCl₃增加了凝胶的WHC、表面疏水性和Zeta电位，但降低了凝胶的平均粒径。上述结果表明，不同的金属离子对IPA凝胶的性能有不同的影响。金属离子诱导了IPA二级结构的相互转化，其中β-折叠结构含量的增加可能是凝胶性能增强的原因之一。NaCl、KCl和CaCl₂诱导凝胶形成更紧密、更均匀的细链结构，而AlCl₃诱导IPA凝胶网络形成“片状”结构。综上所述，低浓度NaCl和KCl (<0.1 M)可以改善凝胶的微观结构和性能，且0.1 M Al³⁺形成的独特的片层结构更适合改善凝胶的WHC。这些结果将为IPA凝胶在食品胶体中的应用提供有价值的依据。