高压均质和实验室等静压单元通过施加高压来改变酪蛋白胶束，具体压力在 150 至 400 MPa 之间，以破坏其内部结构。这种机械应力会削弱蛋白质复合物内的疏水相互作用和化学键，导致胶束解离成更小、更具功能性的单元。
通过诱导压力引起的解离，这些技术将紧凑的酪蛋白胶束转化为更小、水合的颗粒。其结果是溶液粘度显著增加，营养物质的封装能力得到优化。
结构改变的机制
疏水相互作用的削弱
主要作用机制涉及酪蛋白分子之间疏水相互作用的靶向削弱。在标准条件下，这些相互作用将蛋白质结构结合在一起。
高压会破坏这些力，使紧密堆积的胶束结构松散并展开。
蛋白质-矿物质键的断裂
除了蛋白质-蛋白质相互作用外，压力还会影响胶束矿物质成分的结构完整性。具体来说，它会削弱蛋白质与磷酸钙纳米团簇之间的键。
这种破坏对于将胶束从其天然的、紧凑的状态分解成更小的亚组分至关重要。
压力诱导的解离
这些内部力的削弱累积效应是压力诱导的解离。酪蛋白胶束有效地分解。
这会减小溶液中蛋白质的整体粒径，将其从大聚集体转变为更细、分散的颗粒。
物理性质的功能性变化
表面积和水合作用的增加
随着胶束的解离和粒径减小，蛋白质的总表面积显著增加。
扩展的表面积使更多的蛋白质暴露于周围的溶剂。因此，蛋白质的水合作用得到改善，使其能够更有效地与水相互作用。
粘度的改变
尺寸和水合作用的物理变化直接影响液体的宏观质地。该过程导致酪蛋白溶液的粘度显著增加。
这种增稠效果是蛋白质由于水合作用和分散性更好而占据更多流体动力学体积的直接结果。
封装优化
结构重排为酪蛋白创造了新的功能能力。改性结构具有优化的封装配体能力。
这使得加工后的酪蛋白特别适用于在稳定的蛋白质基质中携带生物活性化合物，如营养素。
理解操作注意事项
压力范围要求
实现这些特定的改性需要精确的操作窗口。设备必须能够承受 150 至 400 MPa 的压力。
低于此阈值的压力可能不足以削弱疏水键以诱导完全解离。
粘度影响
虽然粘度增加通常有利于质地，但它代表了流体流动性质的重大变化。
操作员必须预料到，与天然酪蛋白溶液相比，溶液会变得更浓稠，并且在下游泵送或加工时可能更困难。
如何将此应用于您的项目
采用高压加工的决定取决于您配方所需的特定功能结果。
- 如果您的主要重点是营养输送：使用此过程来解离胶束，并最大化其封装配体和保护敏感营养物质的能力。
- 如果您的主要重点是质地增强：利用压力诱导的水合作用增加，在不添加外部增稠剂的情况下显著提高产品的粘度。
高压加工将酪蛋白从标准的蛋白质成分转变为用于封装和质地控制的功能性工具。
摘要表：
| 物理性质 | 高压处理后的变化 | 对食品/实验室应用的影响 |
|---|---|---|
| 粒径 | 通过解离显著减小 | 改善分散性和蛋白质功能性 |
| 内部键 | 疏水键和矿物质键减弱 | 紧密胶束的结构展开 |
| 粘度 | 溶液厚度明显增加 | 无需添加剂即可自然增稠 |
| 表面积 | 大幅增加 | 更好的水合作用和溶剂相互作用 |
| 封装 | 优化配体结合能力 | 增强生物活性营养物质的输送 |
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参考文献
- Camille Broyard, Frédéric Gaucheron. Modifications of structures and functions of caseins: a scientific and technological challenge. DOI: 10.1007/s13594-015-0220-y
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
