基于pH值变化的离子诱导处理提高水稻渣蛋白的发泡性和发泡稳定性：界面性质及相互作用机理

充气或发泡食品因其诱人的质地和感官特性而在人类饮食中占有重要地位。牛奶和鸡蛋蛋白因其卓越的营养和功能特性而被广泛用作发泡剂。然而，越来越多的人倾向于用环保的植物蛋白替代动物蛋白，以应对全球食品可持续发展的紧迫挑战并满足客户的健康要求。米渣蛋白（RDP）是大米糖浆生产过程中产生的富含蛋白质的副产品（含有 76.27% 的蛋白质），却被大量废弃或利用不足。在米浆加工过程中，由于加热和高压处理，RDP通常会发生变性，导致蛋白质溶解度低，结构高度紧密，限制了蛋白质分子的灵活性，导致表面活性低，从而极大地限制了其作为发泡剂在食品工业中的应用。因此，对RDP进行改性对其经济可行性和产品增值至关重要。

pH值转换处理是调节蛋白质发泡特性的有效方法。这一过程包括将蛋白质溶液调整到极酸性或极碱性，从而导致蛋白质的电子构型和空间构象发生变化，进而使蛋白质在合适的pH值水平上进行结构展开和重折叠。离子会导致蛋白质表面有效电荷的变化，影响蛋白质的构象，从而影响界面膜的形成和稳定性。然而，改性植物蛋白仍无法替代乳蛋白和鸡蛋蛋白，满足食品工业对高发泡能力和稳定性发泡剂的需求。因此，探索进一步提高蛋白质发泡特性的新技术势在必行。

该研究表明，用NaOH/Ca(OH)₂改变pH值对RDP的发泡特性有明显的改善作用。使用Ca(OH)₂改变pH值后，半固体泡沫高度稳定，发泡性增强（相对于RDP增加了267%），而使用NaOH时只增加了75%。有趣的是，在使用NaOH改变pH值后加入Ca²⁺也能显著提高发泡能力。然而，关于用Ca(OH)₂和离子添加剂改变pH值以改善蛋白质发泡特性的研究还很有限。为了研究NaOH/Ca(OH)₂在辅助pH值转换中的作用以及离子（Na⁺、K⁺、Ca²⁺和Mg²⁺）诱导的机制，评估了泡沫形成的宏观/微观水平及界面特性（界面扩张流变学和泡沫流变学），以解释发泡特性变化的直接原因。此外，还对粒度、ZETA电位、傅立叶变换红外光谱和氨基酸组成分析进行了表征，以阐明相互作用机制。这项研究证实，RDP的发泡特性是通过pH值变化诱导离子与蛋白质结合而增强的，这为以RDP为基础的食品配方成为优质发泡剂提供了可能。在进一步的研究中，研究不同粒度的离子-蛋白质复合物或聚合体如何稳定泡沫以及相关的机理，有望为扩大RDP在食品工业中的应用提供一个全新的视角。

pH值调控及离子诱导处理样品制备方法简图

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2024.

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