江西农业大学尹忠平教授团队发表论文：蛋基酸奶凝胶形成的机理洞察：发酵过程中物理化学性质、微观结构和分子间相互作用的动态变化
近日，江西农业大学尹忠平教授团队在国际期刊Food Research International ( IF 7.425 ) 发表题为“Mechanistic insights into gel formation of egg-based yoghurt: the dynamic changes in physicochemical properties, microstructure, and intermolecular interactions during fermentation”的论文。
本研究旨在通过研究发酵过程中凝胶的理化性质、质地、流变学和微观结构的动态变化，以及分子间作用力在凝胶形成中的作用，阐明酸诱导蛋基酸奶凝胶化的机制。结果表明，随着发酵过程中 pH 的降低，蛋白质聚集和交联增加。凝胶硬度随着发酵而增加，最终达到 11.36 g，同时保持较低的破裂性。在发酵过程中，持水量（WHC）从 91.77% 下降到 73.13%。流变测试表明粘度和动态模量（G' 和 G''）显着增加，这与通过扫描电子显微镜 (SEM) 和粒度分析观察到的更紧凑的微观结构一致。此外，表面疏水性、巯基含量和分子间作用力的动态变化表明疏水相互作用可能是凝胶形成的主要驱动力，疏水相互作用和二硫键在凝胶网络结构的维持和构建中起着重要作用。虽然离子键和氢键对蛋基酸奶的凝胶形成也有影响，但贡献并不显着。该研究为新型蛋基发酵食品的开发和酸诱导蛋白凝胶的研究提供了新的思路，也为禽蛋的深度开发利用做出了贡献。
图1 发酵过程中蛋基酸奶 pH 值的变化(a) ; 发酵过程中蛋基酸奶 TA 的变化(b) ; 发酵过程中蛋基酸奶的 WHC 的变化(c) ; 发酵过程中蛋基酸奶的硬度和易碎性的变化(d)。
图4 发酵过程中蛋基酸奶微观结构的变化
图5 A-F: 使用 S1-S4溶液的蛋基酸奶(0/2/4/6/8/10h)的蛋白质部分
图6 发酵过程中蛋基酸奶中游离巯基和总巯基含量的变化
图7 发酵过程中蛋基酸奶表面疏水性的变化
通过对蛋基酸奶凝胶的理化性质、质构、流变学、微观结构和分子间力的动态变化的测定和分析，阐明了蛋基酸奶凝胶形成的机理。随着发酵时间的延长，蛋基酸奶的 pH 值呈下降趋势。此外，随着 pH 值的降低，水溶性碳水化合物含量也呈下降趋势，这可能是由于酸碱值下降，导致蛋白质进入等电点。此外，凝胶硬度随着发酵而增加，最终达到11.36克，同时保持较低的断裂能力。发酵过程中保水率由91.77% 下降到73.13% 。流变测试表明，粘度和动态模量(G’和 G”)显着增加，与观察到的更致密的微观结构通过扫描电子显微镜(SEM)和粒度分析。在蛋基酸奶凝胶形成过程中，疏水相互作用显著上升，由17% 上升到53% ，而离子键、氢键和二硫键显著下降(P < 0.05) ，分别由13% 、4% 和70% 下降到6% 、1% 和45% 。在最终凝胶状态下，疏水相互作用和二硫键的百分比达到93% ，而离子键和氢键的百分比仅为7% 。这表明疏水相互作用可能是凝胶形成的主要驱动力，疏水相互作用和二硫键在维持和形成凝胶网络结构中起重要作用。虽然离子键和氢键对蛋基酸奶凝胶的形成也有一定的影响，但它们的作用并不显著。
责任编辑：唐长波、鲍雅倩