责任编辑：食品科学

基于可持续环境发展、生物安全和素食者选择有限等多种因素，用植物蛋白替代动物蛋白来形成泡沫的需求正在迅速增长，其中大豆分离蛋白（soy protein isolate，SPI）经常被引入泡沫体系食品中以提高SPI的附加值，延长产业链发展，以提高经济价值和环境效益。

吉林农业大学食品科学与工程学院、国家大豆产业技术体系加工研究室的Li Jiaxin等在亚基水平上探究了不同β-伴大豆球蛋白亚基缺失型大豆品种（Wild SPI, α′-lack SPI, α-lack SPI, and (α+α′)-lack）对泡沫微观结构、发泡特性和流变学特性的影响。该研究成果以《Structure and rheology of foams stabilized by different soybean varieties deficient in β-conglycinin subunits trimers》为题发表于Food Hydrocolloids 2022年4月25日。吉林农业大学食品科学与工程学院、国家大豆产业技术体系加工研究室的于寒松教授为本文通讯作者。

结果表明，不同β-伴大豆球蛋白亚基缺失型大豆品种（Wild SPI, α′-lack SPI, α-lack SPI, and (α+α′)-lack）对泡沫微观结构有显著影响。微观结构表明β-伴大豆球蛋白亚基的不同组成对SPI的二级结构和功能特性具有影响。α′-lack SPI的微观网络结构是四个品种中最为致密且排列有序的，蜂窝结构的内壁上有大量的水滴状蛋白纺锤，形成致密的蛋白膜。表明α′-lack SPI中的α′亚基可以产生高稳定性的细小气泡。相反，(α+α′)-lack的蜂窝结构松散、无序，孔隙率最大。

起泡活性和泡沫稳定性是测试发泡性能的重要指标。起泡活性指产生泡沫的能力，通常测量泡沫的最大体积。然而，泡沫稳定性通常衡量的是一段时间后泡沫下降的高度或泡沫下降到一定高度所用的时间。在起泡活性组中，α’-lack SPI的泡沫体积远高于(α+α’)-lack SPI (p<0.05)，表明α’-lack SPI的发泡能力最强。然而，Wild SPI也表现出相对稳定的发泡能力。同时，在泡沫稳定性组中，α’-lack SPI的泡沫稳定性最高为89.15%。相反，(α+α’)-lack SPI只有68.04% (p<0.05)。综合两个指标表明α’-lack SPI具有良好的发泡特性。

第一次时间扫描试验监测了为期3600 s蛋白质膜界面的储能模量(G’)和损耗模量(G”)的变化。Wild SPI和α’-lack SPI在吸附初期均出现G”>G’。此时界面以黏度为主，处于起泡行为的早期阶段。α’-lack SPI和(α+α’)-lack SPI的G’>G”，表明界面已被弹性支配。随着吸附时间的增加，α’-lack SPI的G’和G”不断增加，这可能是由于界面处蛋白质分子之间的疏水相互作用所致。蛋白质应变吸附层分析表明α-lack SPI、α’-lack SPI和(α+α’)-lack SPI在空气-水界面吸附层中表现出几乎相同的趋势，只有Wild SPI在0.1%和1%之间短暂波动。第一次时间扫描试验时α’-lack SPI的界面恢复速度最快，一直处于平衡状态。

总体而言，α’-lack SPI具有良好的起泡活性及泡沫稳定性，可以赋予植物基泡沫体系食品理想的状态。该研究在减轻生态负担、为素食者提供更多膳食选择的同时，为生产具有优越发泡性能的天然绿色植物基活性剂奠定了基础，从而提高大豆分离蛋白附加值，延长产业链发展，以提高经济价值和环境效益。

专家介绍

于寒松，中共党员，博士，吉林农业大学食品科学与工程学院副院长/博士生导师。博士毕业于吉林大学生物化学与分子生物学专业，获得理学博士学位，2013-2014年在美国北达科他州立大学和密西西比州立大学与美国食品科学院院士（SAM K.C. CHANG,IFT FELLOW,ACS FELLOW）从事大豆制品精深加工的合作研究。

全球科技创新联盟专家委员会（联合国工业发展组织全球创新网络项目专家委员会）委员，国家大豆产业技术体系加工研究室主任/执行专家/岗位科学家，全国农业技术推广协会经作分会副秘书长，全国专用大豆产业联盟秘书长，现代农业产业技术体系副主席，中国食品科学技术学会青年工作委员会委员，农业农村部农产品加工标准化技术委员会委员，中国豆制品协会专家，中国豆制品协会豆制品从业人员职业能力等级认证专家工作组副组长，中豆协先进科技工作者，吉林省食品学会常务理事，吉林农业大学青年科协副主席。吉林省长白山领军团队负责人，吉林省中青年科技创新创业卓越人才（团队），吉林省拔尖创新人才第四批人选，新时代长春青年先锋(标兵)。

近五年主持国家农业产业技术体系，国家自然科学基金，国家科技支撑重大项目，国家农业部948项目等国家级和吉林省重大攻关项目和重点项目以及长春市“双十”等各级各类项目10项，近5年累计到位经费1100多万元，获全国农牧渔业丰收奖一等奖1项，吉林省自然科学成果奖一等奖1项，科技进步二等奖4项，三等奖1项。在国际著名杂志Food Chemistry、Food Control、Chemosphere和Foods等Q1类国际杂志和《食品科学》、《中国食品学报》和《农业工程学报》等EI杂志发表论文210余篇（SCI和EI收录45篇），出版专著和教材2部，申请和获得专利25项。参与制定国家和行业标准4项。是Food Hydrocolloids、Food Chemistry等20多个国际权威期刊审稿人，Foods的Guest editor。