研究以大豆分离蛋白（SPI）和壳寡糖（COS）为模型体系，在80 ℃、pH 8.0条件下开展同步热处理，连续追踪美拉德反应程度、粒径与ζ-电位、蛋白构象、微观形貌、热稳定性及自由基清除能力。结果表明，美拉德反应并非只是伴随蛋白热聚集，而是通过持续生成和重排共价交联位点，分阶段“重定向”蛋白聚集路径：早期无规则聚集体可转变为尺度约50 nm的球形纳米颗粒；约4 h时形成较为紧密、均一的纳米凝胶样颗粒组装体，并表现出最高热稳定性；反应继续推进至9 h则出现过度交联、颗粒粗化和结构异质化。该研究为在更接近实际热加工条件下精准设计蛋白-多糖纳米结构提供了新的机制视角。
研究亮点
♦ 美拉德反应与热诱导蛋白聚集在同一热加工过程中动态耦合，而非两个彼此独立的顺序步骤。
♦ 同步加热早期可将无规则大聚集体重新组织为尺度约50 nm、边界较清晰的球形纳米颗粒。约4 h对应较优反应窗口，形成较均一、紧密的纳米凝胶样颗粒组装体，热稳定性达到样品中的最高水平。
♦ 反应过度（9 h）会造成交联密度过高、颗粒融合粗化（>100 nm）及网络异质化，提示存在“过度修饰”风险。
♦ 美拉德反应程度可作为调节蛋白纳米结构、热稳定性及自由基清除表现的重要加工变量。
研究结论
形成动力学和结构表征共同表明，在80 ℃、pH 8.0同步热处理中，美拉德反应程度能够持续改变SPI-COS体系的聚集方式。反应早期生成的美拉德相关共价连接位点限制无序热聚集并促进纳米颗粒成核；中期适度交联与胶体迁移性之间形成平衡，CSC-4样品出现边界清晰、相对均一的纳米凝胶样组装结构。FTIR、拉曼及荧光分析显示蛋白持续展开、β-转角比例增加，295 nm激发下CSC-4和CSC-9的发射峰红移至约430 nm，反映体系微环境和共轭结构发生显著变化。性能评价进一步验证了“适度反应最优”的窗口效应。CSC-4的最大热分解温度达到319.18 ℃，较物理混合物CSC-0（315.75 ℃）提高3.43 ℃；同步热反应形成的纳米凝胶还表现出增强的自由基清除能力。继续加热至9 h后，过度交联导致颗粒融合、粗化和结构异质化，主要分解阶段热稳定性反而下降。由此说明，合理控制美拉德反应程度，有望在真实食品热加工过程中实现蛋白-多糖纳米结构的定向组装和功能优化。
原文链接https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2026.113179
