近年來，消費者對植物性飲食的興趣不斷增長，這要求食品行業(yè)加快植物性食品的開發(fā)并投入大規(guī)模生產(chǎn)。豌豆（Pisum sativum L.）蛋白是最有前景的產(chǎn)品之一，因為它具有高營養(yǎng)價值、低過敏性、環(huán)境可持續(xù)性，更重要的是，對于行業(yè)而言，它的成本較低。盡管如此，開發(fā)豌豆蛋白產(chǎn)品仍然存在挑戰(zhàn)，即這些產(chǎn)品在被納入蛋白質(zhì)強化食品中時是否可以作為合格成分，并且更好地滿足消費者的偏好。這是因為在豌豆蛋白中發(fā)現(xiàn)的主要蛋白質(zhì)成分屬于鹽溶性球蛋白，而豌豆蛋白主要的β-折疊二級結(jié)構(gòu)也導(dǎo)致其功能性較差。

    出于上述目的，最近越來越多的研究集中于通過化學(xué)修飾（如美拉德反應(yīng)）和加工技術(shù)（如熱處理，酶處理，ph轉(zhuǎn)移和超聲聯(lián)合處理等）。然而，然而，通過上述修飾手段來改善豌豆蛋白的功能，在實現(xiàn)工業(yè)化和經(jīng)濟高效的加工生產(chǎn)方面是艱巨的。一般來說，食品工業(yè)中制造豌豆分離蛋白（PPI）最常用的方法是通過堿性提取（AE），隨后在等電點（IEP）沉淀蛋白質(zhì)，然后進行噴霧干燥。由于所需設(shè)備相對簡單，這種提取工藝提供了更低廉的成本。在作者最近的研究中，開發(fā)了一種將PPI與環(huán)糊精（CD）的固體分散和共噴霧干燥相結(jié)合的新技術(shù)，以改善PPI的風(fēng)味特性。盡管豌豆蛋白的豆腥味得到了顯著緩解，但共噴霧干燥并未影響所得PPI?CD的結(jié)構(gòu)和物理功能。在此基礎(chǔ)上，作者提出了一種簡單實用的制造技術(shù)，可以無縫地結(jié)合到AE?IEP提取步驟中，以改善PPI的功能。這項技術(shù)的基本概念是在噴霧干燥之前，將來自IEP的蛋白質(zhì)漿料與少量共噴霧食品級制劑混合。該方法基于以下假設(shè)：在噴霧干燥過程中加入共噴霧干燥劑（如雙糖或乳化鹽）會改變PPI的結(jié)構(gòu)，從而進一步影響最終蛋白質(zhì)產(chǎn)品的功能屬性。此外，它可能有助于釋放蛋白質(zhì)疏水袋中結(jié)合的豆腥味，這些豆腥味可能在噴霧干燥后被去除。

    在本研究中，選擇了常見的食品添加劑，包括兩種雙糖（海藻糖（Tr）和蔗糖（Su））和一種乳化鹽（六偏磷酸鈉（SHMP））作為共噴霧劑。據(jù)報道，Tr和Su能夠通過氫鍵相互作用保護蛋白質(zhì)分子（如溶菌酶）在噴霧干燥過程中不脫水。理論上，預(yù)計這種二糖-蛋白質(zhì)相互作用會影響噴霧干燥過程中蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)變化，從而進一步影響產(chǎn)物的功能。然而，在噴霧干燥過程中，雙糖和PPI之間是否存在這種相互作用，如果存在將如何影響蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能目前尚不清楚。同樣，SHMP是另一種常見的食品添加劑，根據(jù)良好生產(chǎn)規(guī)范使用時通常被認為是安全的。歐洲食品安全局（EFSA）小組還認為SHMP具有較低的急性經(jīng)口毒性，根據(jù)2019年公布的毒性數(shù)據(jù)，在遺傳毒性和致癌性方面不存在任何問題。它可作為螯合劑和/或乳化劑用于多種食品，如果凍、沙拉醬、乳制品、加工奶酪和肉制品。近年來，磷酸化植物蛋白與乳化鹽發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，可改變其溶解性、乳化性和起泡性等功能特性。因此，在噴霧干燥過程中添加SHMP有可能導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化，這有利于獲得更好的蛋白質(zhì)功能。然而，現(xiàn)有的食品蛋白質(zhì)磷酸化方法除了需要額外的干熱處理外，還需要苛刻的化學(xué)反應(yīng)條件或昂貴的酶。因此，這種簡化的制造工藝需要確認是否可以通過常規(guī)噴霧干燥工藝將乳化鹽中的磷酸基團引入PPI。

    因此，美國北達科他州立大學(xué)的Leqi Cui和Jiajia Rao等研究的目的是驗證以下假設(shè)：在PPI噴霧干燥過程中添加Tr/Su/SHMP會改變蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和組成，進而影響最終蛋白質(zhì)產(chǎn)品的功能屬性。為此，制備了共噴霧干燥機的豌豆分離蛋白（PPI）樣品，對其結(jié)構(gòu)信息進行了綜合評估，并與無共噴霧干燥劑的噴霧干燥PPI進行了比較。隨后，研究了共噴霧干燥PPI的功能屬性，并與對照組（PPI和PPI與Tr/Su/SHMP的物理混合物）進行了比較。最后，由于PPI通常與“豆味”相關(guān)，可能導(dǎo)致消費者拒絕，因此本研究還通過非目標(biāo)化合物過濾技術(shù)對PPI的香氣化合物進行了表征，并通過多變量分析可視化了對照和共噴霧干燥PPI之間的差異。所開發(fā)的技術(shù)可能增加PPI的功能性和芳香性，從而為快速適應(yīng)食品工業(yè)提供商業(yè)可用的工具。

在本研究中，研究了在AE?IEP蛋白質(zhì)提取的最后一步中加入共噴霧劑（Tr、Su或SHMP）的可行性，包括共噴霧干燥PPI的組成、結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)、功能屬性以及芳香特性?？偟膩碚f，共噴涂劑類型和噴霧干燥過程在決定最終PPI的組成、結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)、功能屬性和芳香特性方面起著重要作用。PPI對照品和PPI與Tr/Su/SHMP的物理混合物在結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)、功能屬性和芳香特性方面沒有發(fā)現(xiàn)差異。FTIR和表面性質(zhì)結(jié)果表明，PPI和共噴涂劑之間存在相互作用。在3 種共噴霧干燥PPI中，PPI-SHMP通常表現(xiàn)出更好的功能性，包括水/油結(jié)合能力、中性pH下的溶解性、乳化性、起泡性和熱性能，因為PPI與SHMP的磷酸化。此外，與共噴霧干燥樣品相比，PPI對照品的芳香特性表現(xiàn)出不同的特性?？傊?，本研究為改善PPI的功能提供了一種簡化的制造工藝。