加工所阐明不同改性方法对植物与微生物蛋白颗粒结构与功能的调控机制

近日，中国农业科学院农产品加工研究所植物蛋白结构与功能调控创新团队在植物与微生物蛋白颗粒构建及功能调控研究方面取得新进展，相关研究成果发表于国际学术期刊《Food Chemistry》（JCR一区，IF=10.4）。加工所2022级硕士研究生张鑫煜为第一作者，王强研究员和石爱民研究员为共同通讯作者。

植物蛋白和微生物蛋白作为来源广泛、环境友好的可持续蛋白资源，因其良好的营养价值和绿色生产优势受到全球食品工业广泛关注，而经过物理和生物改性制备的蛋白颗粒在Pickering乳液、脂肪替代体系、活性成分递送及功能食品开发等领域具有重要应用价值。然而，不同来源蛋白质由于分子结构、组成特征及功能性质存在差异，其自组装行为和蛋白颗粒形成机制尚缺乏系统认识，限制了其在食品体系中精准调控与广泛应用。

本研究以大豆分离蛋白（SPI）、绿豆蛋白（MBP）和酵母蛋白（YP）为研究对象，系统比较了热诱导聚集和酶促交联两种修饰改性策略对植物蛋白和微生物蛋白颗粒形成行为、结构特征及功能性质的调控机制。结果表明，热诱导聚集和酶促交联均能够促进蛋白分子展开、重排及组装，其制备的蛋白颗粒，粒径范围为177.3±1.5 nm至3576.0±16.4 nm，其中植物蛋白具有相对有序的高级结构，而酵母蛋白由于组成更加复杂、结构相对无序，在聚集过程中呈现出独特的结构演变和颗粒形成行为。进一步研究发现，热诱导处理主要通过促进蛋白质热变性、结构展开及分子间相互作用增强，实现蛋白颗粒的形成；而酶促交联则通过形成更加稳定的交联网络，提高蛋白颗粒表面负电荷水平，增强颗粒间静电排斥作用，从而改善体系稳定性。

本研究阐明了不同改性方法对三类蛋白分子结构、组装方式与颗粒功能特性的调控机制，为开发高稳定性植物基食品胶体体系、推动微生物蛋白高值化利用提供了理论依据和技术支撑，对促进新质蛋白资源挖掘与综合利用具有重要意义。

该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和中国农业科学院农业科技创新工程等项目资助。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2026.150480