蛋白-多糖復(fù)合凝膠性質(zhì)及微觀結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展

陳炳宇 胡 暉 王 強(qiáng) 劉紅芝

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所/農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品加工綜合性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京100193）

蛋白質(zhì)和多糖是食品體系中應(yīng)用最廣泛的食品成分，這兩種生物聚合物常被同時(shí)使用[1]。多糖因具有免疫活性、抗腫瘤、抗炎活性和抗氧化活性等生物學(xué)功能而備受關(guān)注，研究人員已成功地從植物、動(dòng)物、微生物、脫脂花生粕中[2]提取。在食品和化妝品工業(yè)中，由于蛋白質(zhì)和多糖具有凝膠、增稠和穩(wěn)定表面的功能特性，所以常被用來構(gòu)建結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)塊，在食品質(zhì)構(gòu)、吸附水分、穩(wěn)定脂肪、風(fēng)味物質(zhì)釋放等諸多方面都起到重要作用[3]。本文討論蛋白-多糖復(fù)合凝膠體系的構(gòu)建，流變學(xué)性質(zhì)，形成過程中微觀結(jié)構(gòu)變化以及應(yīng)用研究現(xiàn)狀，為富含多糖蛋白食品的精準(zhǔn)開發(fā)與品質(zhì)調(diào)控提供依據(jù)。

1 蛋白-多糖復(fù)合凝膠體系構(gòu)建

現(xiàn)有研究表明，利用不同的原料構(gòu)建、不同構(gòu)建方法以及相同方法中不同的環(huán)境條件都會(huì)對(duì)多糖蛋白復(fù)合凝膠體系的性質(zhì)產(chǎn)生不同程度的影響。

1.1 蛋白-多糖復(fù)合凝膠制備原料

目前，國內(nèi)外關(guān)于蛋白-多糖復(fù)合凝膠的研究主要集中在大豆蛋白、豌豆蛋白、乳清蛋白，有少量針對(duì)花生蛋白[4-7]。對(duì)多糖的選擇有陰離子多糖，例如黃原膠、卡拉膠，陽離子多糖殼聚糖，中性多糖葡聚糖等。部分蛋白-多糖復(fù)合凝膠制備原料見表1。

1.2 蛋白-多糖復(fù)合凝膠制備方法

蛋白凝膠的制備由3 個(gè)步驟組成，即：變性、聚集和凝膠。在典型的熱致凝膠中，這些過程交織在一起，同時(shí)發(fā)生在加熱過程。在冷凝膠中，變性和聚集與凝膠化的步驟是分離的。

1.2.1 冷致凝膠 冷致凝膠是一種在常溫條件下形成的凝膠。優(yōu)點(diǎn)是在較低濃度的蛋白質(zhì)條件下也可形成凝膠[22]。冷致凝膠的形成過程包括兩個(gè)步驟：第1 步，在低離子強(qiáng)度或高于蛋白質(zhì)等電點(diǎn)的pH 值條件下加熱蛋白質(zhì)溶液來獲得反應(yīng)性蛋白質(zhì)聚集體；第2 步，在常溫條件下通過加鹽或降低pH 值來改變?nèi)軇┬再|(zhì)，從而形成凝膠[22]。在第2 步之前將蛋白質(zhì)聚集體與多糖溶液混合，將多糖引入冷凝膠化過程中產(chǎn)生各種不同的微結(jié)構(gòu)。加熱乳清蛋白和果膠，然后在低pH 值條件下共同促進(jìn)這兩種生物聚合物之間的相互作用，形成緊密而均勻的網(wǎng)絡(luò)[23]。Laneuville 等[24]將黃原膠/乳球蛋白體系首次在低濃度、不需加熱的情況下就得到較強(qiáng)的半透明凝膠。

1.2.2 熱致凝膠 熱凝膠是通過加熱的方式使蛋白質(zhì)變性，打開原本天然折疊狀態(tài)變?yōu)樯煺範(fàn)顟B(tài)，同時(shí)暴露出包埋在分子內(nèi)部的巰基和疏水基團(tuán)，促進(jìn)蛋白質(zhì)分子間的交聯(lián)和相互作用，許多蛋白質(zhì)能夠在加熱過程中形成凝膠，在隨后的冷卻過程中凝膠強(qiáng)度會(huì)逐漸增強(qiáng)[25-26]。Nieto 等[27]在pH 3和pH 7 的條件下將15%的燕麥蛋白和0.5%的卡拉膠混合懸浮液于110 ℃油浴30 min 后得到熱致凝膠。朱建華等[28]通過90 ℃恒溫加熱45 min，然后4 ℃冷藏12 h 獲得大豆分離蛋白熱致凝膠。Zasypkin D V 等[29]將3.4%～16.6%的β-乳球蛋白與0.9%的黃原膠混合，調(diào)節(jié)pH 值至6.85～6.93，87 ℃水浴加熱40 min，得到熱致凝膠。

表1 部分蛋白-多糖復(fù)合凝膠研究現(xiàn)狀Table 1 Research status of part polysaccharide-protein composite gels

1.3 影響蛋白-多糖復(fù)合凝膠的因素

蛋白與多糖間的相互作用主要是靜電作用，很大程度上受到pH 值、離子強(qiáng)度和蛋白多糖的比例等多種因素的影響[30]。

1.3.1 pH 值 因添加酸或微生物發(fā)酵而引起的pH 值的變化改變了分子的凈電荷，從而改變了分子間的吸引力和排斥力以及分子與溶劑的相互作用。此外，鹽的溶解度隨pH 值的變化而變化，這也會(huì)影響凝膠的形成[31]。

Bertrand M E 等[15]通過試驗(yàn)得出結(jié)論，當(dāng)pH值接近蛋白質(zhì)等電點(diǎn)時(shí)，凝膠的彈性模量升高，凝膠的微觀結(jié)構(gòu)從精細(xì)束狀態(tài)向膠粒狀態(tài)轉(zhuǎn)變。此時(shí)，凝膠內(nèi)部蛋白與蛋白之間的作用力非常強(qiáng)，降低了蛋白質(zhì)的溶解度和分散性，而與溶劑間的作用力較弱，蛋白質(zhì)和多糖兩種大分子的碰撞幾率減小。當(dāng)溶液環(huán)境pH＜pI 時(shí)，蛋白質(zhì)顯陽性，此時(shí)蛋白質(zhì)與帶有相反電荷的陰性多糖產(chǎn)生靜電作用，形成不可溶復(fù)合物；當(dāng)溶液環(huán)境pH＞pI 時(shí)，蛋白質(zhì)顯陰性，多糖與蛋白質(zhì)通過疏水相互作用和氫鍵作用形成可溶性復(fù)合物[32]。研究發(fā)現(xiàn)乳清蛋白/阿拉伯膠復(fù)合凝膠在pH4 的條件下凝膠的黏度、生物聚合物的濃度和相互作用的強(qiáng)度都達(dá)到最大值[33]。

1.3.2 多糖種類 帶不同電荷密度的多糖會(huì)影響凝膠體系性質(zhì)。多糖與蛋白所帶的不同電荷的密度越大越容易發(fā)生靜電作用。在pH3 的條件下，含有硫酸集團(tuán)的卡拉膠與燕麥蛋白形成的復(fù)合凝膠要比葡聚糖與燕麥蛋白形成的復(fù)合凝膠更加致密、堅(jiān)實(shí)[27]。含有硫酸基團(tuán)的卡拉膠與蛋白質(zhì)的相互作用比含有羧酸基團(tuán)的果膠與蛋白質(zhì)的相互作用要強(qiáng)[34]。

相同多糖不同的分子質(zhì)量也會(huì)對(duì)凝膠體系性質(zhì)產(chǎn)生影響。朱建華等[35]研究表明具有較大分子質(zhì)量的葡聚糖分子與大豆7S 蛋白形成的熱致凝膠的黏彈性增加，這是因?yàn)榇蠓肿淤|(zhì)量的葡聚糖相對(duì)于小分子質(zhì)量的葡聚糖在混合體系中占有更大的空間，降低了大豆7S 蛋白的臨界凝膠濃度[35]。

1.3.3 離子種類及強(qiáng)度 不同種類的鹽離子會(huì)對(duì)復(fù)合凝膠體系產(chǎn)生不同的影響。崔旭海等[36]研究發(fā)現(xiàn)隨著鈉離子濃度的增加，凝膠結(jié)構(gòu)更加結(jié)實(shí)致密，網(wǎng)狀孔隙變小，細(xì)膠束的聚集增加，形成纖細(xì)絲狀的凝膠；隨著鈣離子濃度的增加，凝膠膠束變粗、不均勻，形成眾多大小不一的蛋白聚集膠束，最終形成三維的網(wǎng)狀凝膠。

即使是相同的鹽離子，在不同的濃度條件下也會(huì)對(duì)復(fù)合凝膠體系產(chǎn)生不同的影響。將250 mmol/L NaCl 加入卡拉膠-乳清蛋白混合體系中，由于鹽離子濃度過高產(chǎn)生靜電屏蔽作用，因此不利于復(fù)合凝膠的形成。在50 mmol/L 和100 mmol/L NaCl 的低鹽離子強(qiáng)度環(huán)境下，有利于靜電復(fù)合[14，34]。莊遠(yuǎn)紅等[10]研究發(fā)現(xiàn)在魔芋多糖-大豆分離蛋白復(fù)配體系中，隨著KCl 加入量的增多，凝膠強(qiáng)度呈先增大后降低的趨勢，咀嚼性、黏度和透明度持續(xù)減小。

1.3.4 蛋白質(zhì)與多糖配比 在相同的pH 值和離子強(qiáng)度條件下，即使相同的蛋白質(zhì)和多糖種類，因?yàn)椴煌浔纫矔?huì)影響復(fù)合凝膠的性質(zhì)。只有在合適的蛋白質(zhì)-多糖比例的前提下才能使兩者最大程度地發(fā)生結(jié)合作用。在蛋白質(zhì)-多糖比例5∶1 的條件下，卵清蛋白/黃原膠復(fù)合凝膠達(dá)到最大配合物生成量和最大剪切模量[37]。董吉林等[32]發(fā)現(xiàn)在燕麥β-葡聚糖/大豆分離蛋白配比為8∶2 時(shí)復(fù)合凝膠具有較好的質(zhì)構(gòu)特性。

在復(fù)合凝膠形成的過程中影響因素較多，目前存在原料如不同品種的大豆、花生等對(duì)相關(guān)產(chǎn)品品質(zhì)有影響。針對(duì)導(dǎo)致產(chǎn)品品質(zhì)波動(dòng)的研究還不夠深入，有待尋找適合加工凝膠食品的原料品種所具備的特征。

2 蛋白-多糖復(fù)合凝膠流變學(xué)性質(zhì)

流變學(xué)是分析凝膠形成步驟以及評(píng)估最終產(chǎn)品質(zhì)地的工具。使用流變學(xué)方法來評(píng)估食品的優(yōu)點(diǎn)是將食品性質(zhì)與分子理論聯(lián)系起來，以描述食品以及預(yù)測食品或工藝條件對(duì)最終產(chǎn)品的影響[39]。

在食品中常用到的流變學(xué)性質(zhì)研究方法是按照物質(zhì)受力方式的不同分為動(dòng)態(tài)測定和靜態(tài)測定[4]。

2.1 靜態(tài)測定

靜態(tài)測定是在一定應(yīng)力或應(yīng)變下的穩(wěn)態(tài)剪切流方法，其有一定的局限性，即在連續(xù)形變下常會(huì)造成高分子，尤其是多相/多組分高分子形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化甚至破壞，難以準(zhǔn)確獲得材料結(jié)構(gòu)及大分子鏈段狀態(tài)的信息[40]。

2.2 動(dòng)態(tài)測定

動(dòng)態(tài)測定是在周期應(yīng)力或應(yīng)變下的震蕩剪切流，對(duì)被測物及結(jié)構(gòu)的影響較小且所測結(jié)果的線性黏彈響應(yīng)也比較敏感，多用于測定黏彈特性[40]?；旌象w系中所有凝聚層的儲(chǔ)存模量G' 值比儲(chǔ)存模量G''值高，表明凝膠狀結(jié)構(gòu)形成[41-42]。

蛋白-多糖復(fù)合凝膠的流變性能受到諸多因素的影響，其內(nèi)因有蛋白質(zhì)分子和多糖的分子質(zhì)量、類型、柔韌性等；其外部因素包括pH 值、離子強(qiáng)度等[43]。流變測試為多糖蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征及多糖蛋白質(zhì)的混合物的穩(wěn)定性提供了有價(jià)值的信息。由于形成了更大尺寸的體系，因此蛋白與多糖混合體系的性能不同于兩者各自的性能。

2.2.1 模量變化 Dekkers 等[43]研究發(fā)現(xiàn)κ-卡拉膠與β-乳清蛋白復(fù)合凝膠在加熱到90 ℃時(shí)呈現(xiàn)兩相：首先是κ-卡拉膠網(wǎng)絡(luò)的熱誘導(dǎo)熔化對(duì)應(yīng)儲(chǔ)能模量降低；其次是儲(chǔ)存模量增加對(duì)應(yīng)于蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的建立。對(duì)應(yīng)于黃原膠和乳清蛋白混合體系加熱后乳清分離蛋白變性、聚集，增加了與黃原膠的不相容性。相分離濃縮蛋白質(zhì)導(dǎo)致儲(chǔ)存模量增加[45]。加入0.05%黃原膠的蛋白凝膠貯存模量高于純蛋白凝膠，且隨著黃原膠的加入而降低。Xiong等[42]研究發(fā)現(xiàn)，以1∶3 的比例制備的殼聚糖-卵清蛋白復(fù)合凝膠的流變學(xué)特性在50 mmol/L 的臨界鹽濃度（CNaCl）表現(xiàn)不同：當(dāng)CNaCl低于50 mmol/L時(shí)，儲(chǔ)存模量增高，表現(xiàn)出更強(qiáng)的凝膠強(qiáng)度，鹽離子增強(qiáng)了密度凝聚層結(jié)構(gòu)的形成；當(dāng)CNaCl高于50 mmol/L 時(shí)，儲(chǔ)存模量降低，鹽離子屏蔽效應(yīng)導(dǎo)致復(fù)合凝膠彈性減弱。此外，將殼聚糖-卵清蛋白的比例從1∶1 增到1∶3 時(shí)，G' 值增加，顯現(xiàn)更強(qiáng)的彈性。然而，進(jìn)一步增加殼聚糖-卵清蛋白的比例會(huì)降低了凝聚層的G'值。Ru 等[41]研究發(fā)現(xiàn)，在牛血清蛋白和果膠混合體系中，當(dāng)CNaCl從0.01 增到0.4 mol/L 時(shí)，混合體系貯存模量降低，牛血清蛋白-果膠凝聚體形成的臨界pH 值降低；此外，當(dāng)牛血清蛋白-果膠從1∶1 增到10∶1 時(shí)，混合體系儲(chǔ)存模量增大，有利于牛血清蛋白/果膠凝聚體的形成。Zhao 等[8]研究了含有寡糖（蔗糖、棉子糖和水蘇糖） 和大豆可溶性多糖的大豆蛋白形成的硫酸鈣誘導(dǎo)的凝膠，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%，3%和5%的低聚糖以及0.3%和0.5%的大豆多糖，在溫度循環(huán)、頻率掃描、蠕變恢復(fù)試驗(yàn)和大變形特性測定后儲(chǔ)能模量增加，表明上述糖類的附著增強(qiáng)了凝膠的彈性[8]。

2.2.2 黏彈性變化 Wang 等[46]研究發(fā)現(xiàn)，在涼粉草膠多糖-大豆分離蛋白混合體系中，低鈣離子濃度（0.005～0.01 mol/L） 時(shí)混合凝膠的彈性和黏度增加，高濃度（0.015～0.02 mol/L） 時(shí)混合凝膠的彈性和黏度減少；在高鈉離子濃度（0.015～0.02 mol/L）下，混合凝膠固體彈性較差。Raei 等[47]通過研究乳清蛋白/高甲氧基果膠在不同pH 值（3.0，3.5 和4.0）下的流變特性，發(fā)現(xiàn)凝聚層的復(fù)數(shù)黏度隨頻率線性降低，表明凝聚層的剪切變稀現(xiàn)象。Ru等[41]通過流變測定發(fā)現(xiàn)牛血清蛋白/果膠凝聚體具有高度連通的凝膠狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，主要是彈性行為，復(fù)數(shù)黏度隨頻率呈線性下降，呈普遍的剪切變薄現(xiàn)象[41]。

流變響應(yīng)可準(zhǔn)確反映凝膠的結(jié)構(gòu)變化，通過測定復(fù)合體系在低頻區(qū)對(duì)頻率變化的敏感度，可以發(fā)現(xiàn)凝膠形成的起點(diǎn)和時(shí)間；通過測定不同種類多糖對(duì)復(fù)合凝膠儲(chǔ)存模量和損失模量的改變，可以研究影響凝膠彈性微觀結(jié)構(gòu)的機(jī)理。動(dòng)態(tài)流變學(xué)是研究蛋白-多糖復(fù)合凝膠體系及其轉(zhuǎn)變極為有效的方法[40]。

3 蛋白-多糖復(fù)合凝膠形成過程中微觀結(jié)構(gòu)的變化

蛋白質(zhì)和多糖互作包含吸引或排斥，分別導(dǎo)致絡(luò)合或熱力學(xué)不相容性。蛋白質(zhì)和多糖熱力學(xué)不相容并在宏觀上發(fā)生相分離形成兩個(gè)體系，是因其微觀結(jié)構(gòu)上分子性質(zhì)，如形狀、大小或所帶電荷等差異所致。在蛋白-多糖凝膠化的過程中形成宏觀的均相體系，相分離發(fā)生在微觀水平上。由此說明復(fù)合凝膠的最終微觀結(jié)構(gòu)是相分離和凝膠化過程間的平衡[49]。

為觀察凝膠的微觀結(jié)構(gòu)，目前多采用共聚焦激光掃描顯微鏡 （CLSM） 和掃描電子顯微鏡（SEM）分別在超微米（CLSM）和亞微米（SEM）的水平上分析凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

3.1 共聚焦激光掃描顯微鏡觀察結(jié)果

圖1 3 種離子強(qiáng)度下乳清蛋白/κ-卡拉膠混合凝膠的微觀結(jié)構(gòu)[14]Fig.1 Microstructure of WPI/ k-carrageenan mixed gels at three ionic strengths as determined by CLSM[14]

借助Wang 等[46]發(fā)現(xiàn)乳清蛋白/κ-卡拉膠復(fù)合凝膠中，在低濃度陽離子條件下，當(dāng)卡拉膠濃度較低時(shí)凝膠表現(xiàn)出均勻的性質(zhì)；隨著卡拉膠濃度的增加，在含0.3%～0.4%κ-卡拉膠時(shí)，κ-卡拉膠相的體積分?jǐn)?shù)增大，連續(xù)蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)被破壞，分散的κ-卡拉膠穿過乳清蛋白相轉(zhuǎn)變成連續(xù)的通道，形成雙連續(xù)微結(jié)構(gòu)；在0.5%～0.6%κ-卡拉膠時(shí)，蛋白質(zhì)相的連續(xù)性消失，網(wǎng)絡(luò)倒置成κ-卡拉膠的連續(xù)結(jié)構(gòu)；在高鹽濃度下，蛋白質(zhì)與多糖的不相容性更為明顯。當(dāng)果膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)＞0.2%時(shí)，Munialo C D等[4]也通過CLSM 在乳清蛋白/果膠復(fù)合凝膠中觀察到相分離現(xiàn)象。朱建華等[28]研究表明大豆分離蛋白-葡聚糖復(fù)合凝膠隨葡聚糖濃度及分子質(zhì)量的增加，樣品微觀結(jié)構(gòu)中的相分離程度加大，對(duì)凝膠結(jié)構(gòu)有協(xié)同弱化效應(yīng)。Shen 等[9]在燕麥β-葡聚糖-大豆分離蛋白復(fù)合凝膠中，用剛果紅分子標(biāo)記燕麥β-葡聚糖分子的紅色區(qū)域，與大豆分離蛋白的黑色區(qū)域存在一定的交叉，表明兩者具有顯著的相互作用，形成相同的混合區(qū)域。又通過分子模擬外推出兩者之間的相互作用主要是氫鍵。Nunes等[18]通過激光掃描共聚焦顯微鏡觀察豌豆蛋白-卡拉膠復(fù)合凝膠及其在不同降溫條件下的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)快速冷卻使蛋白質(zhì)聚集體的分布更加均勻，提高了結(jié)面積，減慢了相分離過程，更加有利于蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)化。

3.2 掃描電子顯微鏡觀察結(jié)果

為了在亞微米水平上顯示微觀結(jié)構(gòu)，?ak?r E等[14]使用SEM 觀察，發(fā)現(xiàn)在低濃度下，普魯蘭多糖-乳清蛋白復(fù)合凝膠在孔徑大小、鏈厚、粗度等方面沒有明顯的變化，而在高濃度條件下發(fā)生變化。Aguilar 等[49]借助SEM 觀察到：含有0.3%的κ-卡拉膠-蛋黃凝膠，在pH3.5 的條件下形成的微結(jié)構(gòu)松散，凝膠形成能力差于在pH4.5 和pH6 時(shí)形成的凝膠，推斷帶正電荷蛋白表面和帶負(fù)電荷的多糖大分子之間的靜電吸引作用抑制了蛋白質(zhì)聚集體間的作用，有利于將蛋白質(zhì)聚集體包裹到多糖網(wǎng)絡(luò)中。

由于多糖和蛋白質(zhì)是大分子物質(zhì)，具有分散性，分析檢測方法有限，并且多糖的分子結(jié)構(gòu)尚不明確，因此目前對(duì)蛋白-多糖復(fù)合物結(jié)構(gòu)的研究較少，相關(guān)研究應(yīng)該深入?，F(xiàn)階段有研究者采用分子模擬的手段進(jìn)行研究，然而其使用范圍有限，并且準(zhǔn)確性有待聯(lián)合其它方法同時(shí)使用來加以佐證。

4 蛋白-多糖復(fù)合凝膠的應(yīng)用

圖2 不同pH 值條件下含45%固體的蛋黃凝膠、蛋黃/κ-卡拉膠混合凝膠的SEM 圖像Fig.2 SEM images for EY and EY/κC gels containing 45% solids at different pH values

蛋白質(zhì)和多糖是食品的主要成分，二者的相互作用在食品工業(yè)上有重要的應(yīng)用，如在生產(chǎn)食品、制備微型膠囊或在分離和純化蛋白質(zhì)等方面。許多食品以凝膠的形式銷售，例如果醬、果凍、糖果制品、甜點(diǎn)、速成凝膠以及水果蔬菜制品、豆制品。蛋白-多糖復(fù)合凝膠在食品中的作用如下：

1）改善食品感官特性 利用一些蛋白-多糖復(fù)合凝膠所表現(xiàn)出的協(xié)同能力，提高凝膠的物理特性。多糖具有控制食物質(zhì)地和控制風(fēng)味釋放的能力，在蛋白質(zhì)凝膠中加入多糖，有助于提高食品的感官特性和口感[31]。Tolstoguzov 等[50]申請(qǐng)了蛋白質(zhì)-多糖復(fù)合物模擬肉末的專利，其中蛋白質(zhì)來源有大豆蛋白、酵母蛋白等，多糖來源為果膠酸鹽、海藻酸鹽或低酯果膠。對(duì)混合物熱處理得到的產(chǎn)物可以很好地模擬肉末質(zhì)地。Lin M 等[20]用分離的豌豆蛋白、黃原膠和乳化劑混合物進(jìn)行研究，制備適合素食主義者的無蛋蛋糕。

2）改善食品凝膠穩(wěn)定性 蛋白-多糖復(fù)合凝膠被認(rèn)為是一種新型的膠凝劑，可以提高食品體系的凝膠穩(wěn)定性，通過控制蛋白-多糖復(fù)合凝膠形成條件，控制凝膠的流變特性。例如，酪朊酸鈉與海藻酸鈉形成的凝膠，在80 ℃不融化。更為有意義的是：兩大分子組分在不能單獨(dú)形成凝膠的條件下，混合后能形成凝膠體，如明膠-海藻酸鈉復(fù)合物，其凝膠特性隨組成配比、pH 值和離子強(qiáng)度的變化而變化[52]。

目前食品行業(yè)針對(duì)蛋白-多糖復(fù)合凝膠的研究主要有兩個(gè)方向：一是提高凝膠性質(zhì)的復(fù)合體系來提高現(xiàn)有產(chǎn)品特性；二是開發(fā)出具有肉類咀嚼性，可替代肉類的素食模擬產(chǎn)品[53]。目前前者居多，后者較少。由于素食越來越受消費(fèi)者喜愛，因此應(yīng)加強(qiáng)開發(fā)替代肉類的素食模擬產(chǎn)品。

圖3 燕麥β-葡聚糖（4%）和 燕麥β-葡聚糖-大豆分離蛋白（4%，8∶2）構(gòu)象模擬[9]Fig.3 The simulation of conformation of OG （4%） and OG/SPI （4%，8∶2） [9]

5 小結(jié)

綜上所述，目前在蛋白-多糖復(fù)合凝膠性質(zhì)及微觀結(jié)構(gòu)研究方面還存在以下問題：1）影響蛋白-多糖復(fù)合凝膠的因素有pH 值、多糖種類、離子種類及強(qiáng)度，蛋白質(zhì)與多糖配比等。目前相關(guān)研究多停留在蛋白和多糖在純體系中的相互作用和微觀結(jié)構(gòu)，能給予實(shí)際生產(chǎn)中的食品加工復(fù)雜體系的指導(dǎo)意義有限，因此需要在此基礎(chǔ)上開展復(fù)雜體系中蛋白和多糖的作用、凝膠性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的研究，尋找適合加工凝膠食品的原料和條件所具備的特征。2）由于大分子的分散性和多糖分子結(jié)構(gòu)研究尚未透徹以及分析檢測方式有限等原因限制了相關(guān)研究。針對(duì)蛋白-多糖復(fù)合凝膠形成過程中微觀結(jié)構(gòu)的變化，現(xiàn)在多采用共聚焦激光掃描顯微鏡和掃描電子顯微鏡，僅在超微米和亞微米的水平上分析凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。3）目前國內(nèi)外已開展大豆蛋白、豌豆蛋白與多糖復(fù)合凝膠相關(guān)研究，而花生作為我國的優(yōu)勢作物，花生蛋白作為亟待開發(fā)的優(yōu)勢資源，花生蛋白與多糖復(fù)合凝膠尚有待進(jìn)一步研究。

針對(duì)上述問題，亟待開展以下研究：

1）將理論研究與實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合，尋找適合加工凝膠食品的原料和條件所具備的特征要求。

2）進(jìn)一步結(jié)合多糖分子結(jié)構(gòu)最新研究，結(jié)合分子間相互作用的研究，從多尺度、各層級(jí)對(duì)復(fù)合凝膠形成過程中的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。

3）進(jìn)一步加深對(duì)花生蛋白與多糖的復(fù)合凝膠體系的研究，為開發(fā)重組食品和具有足夠機(jī)械完整性、長貨架期、營養(yǎng)以及消費(fèi)者可接受性的新型食品奠定基礎(chǔ)。