近年来，燕麦奶等植物基饮品大受追捧，成为了咖啡馆和超市货架上的明星产品。然而，仔细留意包装上的成分表，你会发现一个遗憾的现实：相比于传统的牛奶或豆奶，燕麦奶的蛋白质含量通常较低。
其实，燕麦本身含有相当丰富的蛋白质（约占干重的11%到18%），但为什么最终能进入饮品中的却寥寥无几呢？
为了让燕麦在长时间的储存中不发苦、不变质，加工厂通常必须对其进行一种被称为“烘烤（kilning）”的工业热处理，以消除燕麦内部脂肪酶的活性。然而，这种高温保鲜工艺会导致燕麦内部的蛋白质结构发生改变，使蛋白质分子相互缠绕、聚集，这让后续的蛋白质提取变得异常困难。
既然高温烘烤让燕麦蛋白在源头就容易聚集，那么好不容易提取出来的燕麦分离蛋白，在兑水做成饮品时，状态是否依然会受到这段“热处理经历”的影响？此外，加工环境的酸碱度又能在这其中扮演什么角色？
近期，比利时鲁汶大学的研究团队在《Current research in food science》上发表了一项研究，深入对比了未经热处理和经过工业热处理的燕麦，揭开了燕麦蛋白在不同环境下的聚集规律，并明确指出了这些现象如何决定一杯燕麦乳液的稳定性。
为了找到答案，研究团队分别使用了未经热处理的燕麦和经过工业热处理的燕麦。如图[1]所示，他们首先将这两种燕麦研磨、脱脂，利用弱碱性溶液（pH 9.0）从中提取出燕麦分离蛋白。接着，为了模拟不同产品配方的需求，他们将这些蛋白粉溶解在纯净水中，配置成0.5%和2.0%两种浓度的分散液。
随后，研究人员对这些蛋白液进行了多种测试：他们调整了溶液的酸碱度（pH 7.0 和 pH 9.0），甚至使用了高达30,000 g的离心力，强行将溶液中那些已经聚集的大颗粒甩出来，以此来清晰地观察留下来的蛋白质状态，以及这些状态将如何影响它们混合水和油的能力（即乳化特性）。
研究发现，环境的酸碱度是控制燕麦蛋白是否聚集的关键。
在中性环境（pH 7.0，接近我们日常饮用水）下，无论燕麦最初是否经过热处理，分散液中的蛋白质都非常容易互相聚集，导致溶液不稳定。但是，当把溶液环境调成弱碱性（pH 9.0）时，蛋白质表面带有的负电荷增多，它们之间的静电排斥力显著增强——就像磁铁的同极相斥一样，蛋白质分子被推开，不再聚集，溶液变得非常稳定。
更有趣且具实用价值的是，研究人员发现了一个调节小技巧。如果直接把燕麦蛋白放在pH 7.0的水中，它们会严重聚集；但如果先用碱性溶液将分散液的pH调高到9.0，然后再加酸将其慢慢调回到中性的pH 7.0，这些蛋白质竟然能保持较高的稳定性。
从图[2]中可以看到，研究人员通过测定溶液的浑浊度来直观反映蛋白质的聚集情况——浑浊度越高，说明溶液里漂浮的聚集群越大或越多。观察图表可以发现，在较低浓度（0.5%）下，经历“先调至pH 9.0再降至pH 7.0”的组别中，无论是未经热处理还是工业热处理的燕麦蛋白，其离心前的浑浊度都明显低于直接浸泡在pH 7.0中的组别。这意味着，这种短暂的碱性环境暴露可能让燕麦蛋白的内部结构发生了不可逆的松绑，使得它们回到中性环境时也不再轻易聚集。
这对于食品工业来说是一个非常有利的发现。因为绝大多数燕麦饮品都是中性口味的，这个先升后降的简单酸碱度调节策略，极有可能成为在不添加额外化学稳定剂的情况下，提升燕麦饮品顺滑度和稳定性的新方法。
按照常理，高温加热会使蛋白质变性、凝固（就像煮熟的鸡蛋清），因此人们很容易推测，经过工业热处理的燕麦，其提取出的蛋白质会更容易在水中结块。然而，研究人员却发现了完全相反的结果。
当分散在中性纯净水中时，从经过工业热处理的燕麦中提取出的蛋白质，反而比未经热处理的燕麦蛋白更不容易聚集，表现出了更高的稳定性。科学家在共聚焦激光扫描显微镜下观察到了直观的差异。如图[3]展示的未经热处理燕麦蛋白，在中性环境（pH 7.0）中形成了高达40微米的巨大不规则聚集团块（图中的大块亮白色区域）；而从图[4]中可以看到，经过工业热处理的燕麦蛋白在相同条件下，聚集团块的数量和体积都明显更小，蛋白质分布得更加均匀。
为什么会出现这种反直觉的现象？研究人员揭示了其中的奥秘：热处理确实导致了燕麦内部大量蛋白质发生严重聚集，但正因为聚集得太厉害了，这些“抱团”的蛋白质在后续的弱碱性提取步骤中根本无法溶解，直接被当成废渣过滤掉了。数据显示，热处理燕麦的蛋白质提取率从56.0%暴跌到了12.1%。换句话说，最终成功进入燕麦分离蛋白粉里的，其实是经过重重筛选后“幸存”下来的、本身就不容易聚集的那一小部分蛋白质。
在生产燕麦奶时，除了水和燕麦，通常还会加入少量的植物油来提升口感。这就要求燕麦蛋白必须充当“乳化剂”的角色，紧紧包裹住微小的油滴，防止水和油发生分离。那么，上文提到的蛋白质聚集团块，对这种乳化能力有何影响？
研究团队用植物油和上述燕麦蛋白溶液制备了水包油乳液，并观察了它们在48小时内的稳定性。评价乳液稳定性的一个核心指标是油滴的大小：油滴越小且不随时间变大，说明乳液越稳定；如果油滴越来越大，甚至出现分层，就意味着乳液开始破裂失效。
如图[5]所示，研究人员追踪了不同条件下乳液中油滴的平均直径变化。从图中可以清晰地看到，在中性环境（pH 7.0，蓝色菱形）下，由未经热处理燕麦蛋白制备的乳液，存放24小时后油滴尺寸就出现了大幅上升；而当环境调至弱碱性（pH 9.0，绿色圆形）或预先离心去除了巨大的蛋白质聚集团块后，油滴尺寸的增长被显著抑制，乳液的稳定性得到了极大的提升。
这证实了一个关键结论：燕麦蛋白中的聚集团块是破坏乳液稳定性的“罪魁祸首”。这也解释了为什么经过工业热处理的燕麦提取物——因为含有的聚集团块更少——反而能够制备出更加稳定、不易分层的燕麦乳液。
这项研究揭示了燕麦饮品加工背后一个令人无奈的现实权衡：为了延长保质期而必须进行的燕麦热处理，虽然残酷地锁死了大部分燕麦蛋白，大幅降低了蛋白质的提取率，但却意外地保留下了一批性质更稳定的“精英蛋白”，为最终的乳液稳定性做出了贡献。
如何在提高燕麦蛋白整体提取率的同时，还能抑制甚至消除那些破坏口感和稳定性的蛋白聚集团块？未来，科学家是否能通过酶解技术或更精准的界面流变学设计来打破这一瓶颈？这些悬而未决的科学问题，不仅将决定下一代植物基饮品的营养价值，更将重塑整个燕麦加工行业的工艺格局。
本文由超能文献“资讯AI智能体”基于4000万篇Pubmed文献自主选题与撰写，并经AI核查及编辑团队二次人工审校。内容仅供学术交流参考，不代表任何医学建议。
分享
H3禽流感病毒正在加速进化，特别是当它从野鸟传播到家禽，尤其是养鸡场后。这种加速进化可能导致更强的毒性和跨物种传播能力，引发潜在的人类健康风险。
探讨了“副凋亡”作为一种新型的细胞死亡方式，如何克服前列腺癌、膀胱癌和肾癌等泌尿肿瘤对传统疗法的耐药性，并展望了其在临床应用中的挑战与前景。
JAMA神经病学：PrimeC联合疗法2b期临床试验显示可降低渐冻症并发症风险64%，延缓功能衰退。
欧洲过敏和临床免疫学学会发布指南，揭示城市绿地对预防过敏和哮喘的重要性。与传统认知相反，亲近自然环境能增强免疫韧性，降低儿童湿疹和食物过敏风险，并改善哮喘患者病情。指南为不同人群提供了具体建议，并呼吁城市规划重视植物多样性，打造健康的绿地生态，以提升居民整体健康水平。
