高蛋白中间水分食品中蛋白聚集导致质地硬化的机理

高蛋白中间水分食品被广泛应用于军事、航天、应急救援以及运动营养食品的研制开发，但是目前困扰这类食品的突出问题是部分产品在贮藏过程中质地发生硬化而导致无法食用。国内外学者针对导致质地硬化的诱因提出了糖结晶假说、水分迁移假说、以及我们研究组的蛋白聚集假说。我们认为蛋白聚集是导致高蛋白中间水分食品在贮藏的中后期质地发生硬化的重要原因。本研究将以乳清蛋白、大豆蛋白以及两者的混合物为蛋白研究对象，旨在从分子水平上揭示高蛋白中间水分食品在贮藏过程中是否存在蛋白自聚集、美拉德反应导致的聚集、脂质氧化导致的聚集和体系相分离引发的聚集等蛋白聚集形式；同时，我们还将揭示这些蛋白聚集形式是如何导致体系的质地发生相应改变。另外，本研究通过进一步揭示决定这些蛋白聚集行为的主要控制因素，为延缓或阻止这类食品体系内的蛋白聚集提供参考方法。本研究结果将为今后提高高蛋白中间水分食品的品质以及贮藏稳定性提供有力的理论依据。

高蛋白中间水分食品被广泛应用于军事、航天、应急救援以及运动营养食品的研制开发，但是目前困扰这类食品的突出问题是部分产品在贮藏过程中质地发生硬化而导致无法食用。我们基于前期工作基础，提出了蛋白聚集是导致高蛋白中间水分食品在贮藏的中后期质地发生硬化的重要原因的科学假说，在本项目实施三年中，我们以乳清蛋白等蛋白为研究对象，着重从分子水平上揭示高蛋白中间水分食品在贮藏过程中蛋白自聚集、美拉德反应导致的聚集和体系相分离引发的聚集等蛋白聚集对体系质地硬化的作用机制，并揭示了这些蛋白聚集行为的主要影响因素。我们的研究结果显示，在高蛋白中间水分食品中，蛋白聚集是导致其贮藏中后期质地硬化的重要因素，其中蛋白聚集的分子机制至少包括蛋白自聚集、美拉德反应引发的蛋白聚集和体系相分离引发的蛋白聚集三种聚集形式。对于蛋白自聚集，环境温度和湿度、体系组成中的不同蛋白种类、体系中还原糖或糖醇等小分子保湿剂的存在及其种类、体系pH、体系中离子种类及强度（特别是钙离子）等是重要的影响因素；对于美拉德反应引发的蛋白聚集，环境温度和湿度、体系组成中的蛋白种类及还原糖种类是影响其进程的重要因素。另外，我们的研究进一步阐明对于贮藏前期的硬化现象，主要是由于体系初期处于热力学不平衡状态，特别是水分等小分子的物质迁移是导致贮藏前期质地硬化的主要原因。本项目的研究结果为延缓或阻止高蛋白中间水分食品体系内的蛋白聚集提供了研究参考，并为今后提高高蛋白中间水分食品的品质以及贮藏稳定性提供有力的理论依据。