《Food Hydrocolloids》：Tannic acid addition modulates the gelling properties of soybean and faba bean proteins differently
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本研究针对植物蛋白凝胶性能普遍不及动物蛋白的现状，以单宁酸（TA）为交联剂，系统比较了其对商业化大豆分离蛋白（SPI）和蚕豆分离蛋白（FPI）凝胶特性的调控作用。研究发现TA通过共价交联显著提升了FPI凝胶的硬度和可变形性，而对SPI改善有限，揭示了蛋白质初始状态（如变性程度、聚集态）对改性效果的关键影响，为植物蛋白精准改性提供了新思路。
随着全球对可持续食品需求的增长，植物蛋白替代动物蛋白成为重要趋势。然而，植物蛋白的凝胶性能常逊于动物蛋白，限制其在人造肉、乳制品类似物等领域的应用。为突破这一瓶颈，研究者尝试通过添加酚类化合物（Phenolic Compounds, PCs）共价交联蛋白质以改善其功能性质。单宁酸（Tannic Acid, TA）作为多酚代表，因其强交联能力备受关注，但其对不同植物蛋白的改性效果是否存在普适性仍不明确。
为此，瓦赫宁根大学食品过程工程实验室的Iris Faber等人发表于《Food Hydrocolloids》的研究，系统对比了TA对两种重要商品植物蛋白——大豆分离蛋白（Soy Protein Isolate, SPI）和蚕豆分离蛋白（Faba Protein Isolate, FPI）凝胶特性的差异化调控机制。研究通过碱性条件下（pH 9）促使TA与蛋白质发生共价结合，并综合运用高压尺寸排阻色谱（HPSEC）、SDS-PAGE、静态光散射、色度分析、流变学测试、单轴压缩及扫描电镜（SEM）等技术，揭示了蛋白质初始状态（天然/变性、聚集程度）对TA改性效果的决定性影响。
关键技术方法包括：通过碱性处理促进TA与蛋白质共价结合；采用HPSEC和SDS-PAGE分析蛋白质分子尺寸与交联程度；通过Ellman’s assay和TNBS法测定游离巯基与氨基浓度；利用剪切流变和振荡流变评估凝胶粘弹性；结合单轴压缩测试凝胶力学性能；并通过SEM观察凝胶微观结构。
3.1 颜色变化
TA改性后蛋白质粉末颜色显著变深（L值降低），红黄调增强（a、b*值升高），SPI-TA和FPI-TA的总色差ΔE均超过25，肉眼可辨。颜色变化间接指示了TA与蛋白质的相互作用。
3.2 分子表征
HPSEC显示TA改性后蛋白质洗脱峰前移，表明分子尺寸增大，提示共价交联发生。FPI-TA的共价交联程度（81%）显著高于SPI-TA（56%）。游离氨基/巯基浓度测定进一步证实FPI的共价结合位点减少更明显（减少51%），优于SPI（11%）。静态光散射显示FPI-TA粒径增大12.9倍，而SPI-TA仅增大7.7倍，再证FPI更易被TA交联。
3.3 流变学响应
3.3.1 蛋白质分散液粘度：TA使FPI分散液粘度提高6倍，而SPI仅增30%，表明FPI-TA溶液中形成了更广泛的交联网络。
3.3.2 凝胶化行为：小变形测试中，TA改性反而降低了两种蛋白凝胶的刚度（G*和杨氏模量均下降）。但大变形测试揭示关键差异：FPI-TA凝胶的断裂应变和断裂应力显著提升（分别从47%增至67%、31 kPa增至92 kPa），说明其柔韧性和强度同步增强；而SPI-TA凝胶的力学性能无显著改善。
3.3.3 大变形行为：应变扫描显示FPI-TA的临界应变提高，流动转变指数保持稳定，表明TA交联赋予凝胶更优的耐变形能力。
3.4 凝胶微观结构
SEM显示FPI-C凝胶由球形聚集体构成，改性后FPI-TA凝胶结构更致密、均匀。SPI-C凝胶本身含疏松与致密两相，TA改性未引起明显结构优化，与流变学结果一致。
3.5 凝胶特性关联分析
研究表明，TA对凝胶性质的改善效果不单纯取决于共价交联度，更与蛋白质的初始状态密切相关。SPI-C本身已高度变性和聚集，可供交联的位点少，且初始凝胶结构异质性强，TA难以诱导均匀网络；相反，FPI-C含更多天然态蛋白，结构均一，TA可有效通过共价交联增强网络密度与稳定性。
本研究明确提示：TA可作为增强植物蛋白凝胶性能的有效工具，但其效果强烈依赖于蛋白质的理化特性（如天然性、聚集状态）。针对天然态蛋白（如FPI），TA能通过共价交联显著提升凝胶强度与延展性；而对预变性蛋白（如SPI），改善效果有限。该发现为植物蛋白配方的精准设计提供了重要理论依据，强调未来改性策略需“因蛋白制宜”，而非寻求通用方案。
