学术动态

2024年2月8号，我院吴伟教授团队在食品领域国际期刊《Food Chemistry》（Q1, IF=8.8）在线发表题为“Effects of rice bran rancidity on the interfacial adsorption properties of rice bran protein fibril aggregates and stability of high internal phase Pickering emulsions”的研究性论文。我院2021级在读博士生赵萌萌为第一作者，通讯作者为稻谷及副产物深加工国家工程研究中心吴晓娟高级实验师和吴伟教授。

高内相Pickering乳液（High internal phase emulsions, HIPPEs）是一种由固体颗粒稳定的内相体积分数大于74%的类凝胶状乳液，由于其具有高稳定性，抗奥氏熟化和高油相等优势，广泛应用于食品、药品和化妆品等领域。蛋白质是一种优质的食品级乳化剂。然而，由于结构紧密，天然蛋白质乳化稳定性较差。酸性条件下高温加热蛋白质形成纳米蛋白纤维聚集体是一种制备固体颗粒的新兴改性技术。蛋白质纤维聚集体具有较高的柔韧性、表面活性和分离能，不可逆的吸附在油水界面，从而降低界面张力，增强乳液的稳定性。然而，利用蛋白质纤维聚集体作为HIPPEs的稳定剂却很少受到关注。

米糠蛋白（Rice bran protein, RBP）是一种优质的植物蛋白，具有高消化率和低致敏性。但，天然RBP乳化性能较差，这限制了RBP在食品乳剂体系中的应用。此外，由于内源性脂肪酶活性高，米糠在储存和运输过程中不可避免地会发生酸败。RB酸败诱导的蛋白质氧化改变了RBP的结构，这会影响其乳化性能。此前，我们发现RB酸败诱导的RBP氧化和加热时间都会改变米糠蛋白纤维聚集体（Rice bran protein fibril aggregates, RBPFA）的空间结构（表面疏水性、电荷）和微观形态，这会影响RBPFA的界面吸附性能，从而影响其乳化性能。然而，RBPFA的界面吸附性能和稳定HIPPEs性能尚未被研究。因此，我们将米糠贮藏不同时间(0~10 d)得到不同酸败程度的米糠并从中提取不同氧化程度的米糠蛋白。将米糠蛋白在酸性条件下（pH2.0）加热（90℃）制备RBPFA，以稳定HIPPEs，探究RBPFA的界面吸附性能和HIPPEs的稳定性。结果发现适度氧化（RB贮藏3d）和适度加热（8h）通过改善RBPFA的界面吸附性能，增强了RBPFA-HIPPEs的储存、热稳定性和冻融稳定性。该研究为RBPFA在HIPPEs中的应用奠定了基础，并为蛋白质氧化对蛋白纤维聚集体乳化性能的影响提供了新的信息。

研究亮点

l  RB酸败诱导的RBP氧化改变了RBPFA的界面吸附性能。

l  适度氧化提高了RBPFA-HIPPEs的稳定性。

l  适度加热增强了RBPFA-HIPPEs的稳定性。

研究结论

RB酸败和RBPFA加热时间同时影响着RBPFA-HIPPEs的稳定性。适度氧化（RB贮藏3 d）和适度加热（8 h）均可改善RBPFA的界面吸附性能。RBPFA的空间结构和界面吸附性能与RBPFA-HIPPEs的稳定性显著相关。RBPFA-HIPPEs在25℃下保存50 d，具有良好的储存稳定性。当RB贮藏时间一致时，适度加热（8 h）对RBPFA-HIPPEs的热稳定性和冻融稳定性优于短时间加热（2 h）。当加热时间一致时，适度酸败提高了RBPFA-HIPPEs的热稳定性和冻融稳定性，而过度酸败（RB贮藏10 d）导致RBPFA-HIPPEs在高温（90℃）和冷冻环境（-20℃）下失稳。本研究阐明了RB酸败诱导的蛋白质氧化和加热时间对RBPFA-HIPPEs稳定性的影响机制，为RBPFA-HIPPEs的应用提供指导。

RB贮藏时间影响RBPFA-HIPPEs稳定性的机理示意图