干法提取的鹰嘴豆蛋白浓缩物在3.0% w/v浓度下表现出高蛋白含量、良好的起泡性能以及对纳米乳液的有效稳定作用。结构与热分析表明其以无定形结构为主，残余结晶度低，分子柔韧性增强，证明其适合作为可持续的植物源功能性成分用于食品胶体体系。
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本文内容
摘要
摘要
通过干法提取工艺获得鹰嘴豆蛋白浓缩物（CPC），并系统表征其组成、功能及结构特性，以评估其在纳米乳液（NE）应用中的适用性。干法提取的CPC蛋白含量为44.8%，表现出优异的 功能性能，包括61.1%的起泡能力和94.7%的高泡沫稳定性，反映出高效的界面吸附能力与内聚膜形成能力。使用3.0% w/v CPC作为乳化剂制备的NE体系，显著降低了液滴粒径，Z-平均粒径为152.7 nm，多分散系数为0.30，表明液滴尺寸分布细小且相对均匀，具有动力学稳定的胶体特性。对鹰嘴豆粉（CF）和CPC进行的差示扫描量热法（DSC）比较分析显示存在两个主要的吸热转变。两种样品均在68.4 °C出现与结合水释放相关的低温吸热峰，但CPC的焓变显著降低，表明干法提取后天然分子有序结构部分遭到破坏。用于NE体系的CPC的X射线衍射（XRD）图谱在2θ范围10°–30°内呈现宽泛的非晶晕，其间夹杂少量低强度的尖锐衍射峰。这些结果证实该浓缩物以非晶结构为主，同时含有部分结晶区域，整体结晶度约为15%。本研究描述了一种可重复、无溶剂的油包水纳米乳液制备方法，采用干法风选分离的CPC作为乳化剂，适用于教学示范及潜在的工业规模放大。
引言
豆类来源的蛋白质作为多功能成分，在设计结构稳定的食品乳液方面已受到广泛关注。在这些来源中，鹰嘴豆（鹰嘴豆) 尤为显著，因其全球产量极高（位居第三rd 全球种植最广泛的豆科作物），富含蛋白质（18%–24%），低致敏性，且必需氨基酸组成均衡1,2通常，蛋白质分离物经过额外加工以去除碳水化合物和脂肪，其蛋白质浓度较高（80%–90%）；而浓缩乳清蛋白（CPC，蛋白质含量50%–75%）则保留了膳食纤维及其他必需营养素。3这些营养和农艺优势凸显了鹰嘴豆蛋白作为传统植物性和动物性蛋白乳化剂的一种可行替代品。尽管传统低分子量表面活性剂被广泛使用，但其稳定的乳液在储存期间往往仍存在热力学不稳定的问题，容易发生聚结、絮凝和相分离。1相比之下，纳米乳液（NEs）通常具有低于200 nm的液滴直径，表现出更高的动力学稳定性、对包封生物活性成分的更好保护作用，以及在水相体系中更强的分散性。因此，纳米乳液技术已成为开发功能性食品的一种有效策略，可实现疏水性成分的可控释放并提高其生物利用度4.
最近一项研究报道，鹰嘴豆蛋白（CPC） 在乳液形成方面表现出优异的界面和功能特性，包括较强的持水能力....
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方案
样品制备
从鹰嘴豆粉（CF）中分离蛋白质
卡布里鹰嘴豆（Cicer arietinum L.），采收于2025年生长季，来源为中国东南部Türkiye地区，采用基于冲击的气流分级研磨系统进行加工，其中颗粒受到离心力作用，并反复与研磨盘和环形齿轮发生碰撞。经过初步预研磨后，粗颗粒进一步通过气流分级磨粉机研磨，制得鹰嘴豆粉（CF）。在冲击研磨过程中，气流速度为40–45 m3/h，分级轮转速为7,000–8,000 rpm，进料速率为200 kg/h，操作条件依据文献中已报道的运行参数及实验室内部优化方案8。
随后在室温下使用相同的气流分级系统，通过气流分级从鹰嘴豆粉（CF）中获得富含蛋白质的细粉组分。分级轮转速设定为 10,000 rpm，进料速率维持在约 200 kg/h，气流速率为 52 m³/h，具体操作如前所述8。该分离步骤基于颗粒的粒径、密度和空气动力学性质的差异，实现了蛋白质组分的选择性富集。
经过气流分级后，所得粉末表现出较细的粒径分布（d(0.9) = 20–22 µm）；因此未进行筛分步骤，以避免物料损失和不必要的机械应力。蛋白质富集组分直接分装于充氮聚乙烯袋（25 kg）中，并在 4 °C 下储存，以最大限度减少水分吸收....
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结果
CF 和 CPC 的营养与理化特性表征
组成参数
CF 和 CPC 的组成参数总结于表 1中。CPC 含有 44.8% 的蛋白质、5.8% 的粗脂肪和 45.9% 的总碳水化合物，表明经过干法分级处理后，其蛋白质含量相对于 CF 显著提高。CPC 中蛋白质含量的增加证实了气流分选在富集蛋白质组分方面的有效性。本研究获得的蛋白质水平处于文献报道的 CPC 蛋白质含量范围（40%–55%）之内，表明所制备的 CPC 在组成上与先前报道的 CPC 材料具有可比性。
除了其成分上的优势外，CPC还表现出重要的技术功能特性，包括溶解性、持水能力、持油能力以及界面活性。这些特性对于分散体系的形成与稳定具有重要的功能意义。基于这些特性，CPC能够形成粒径小于200 nm的纳米乳液（表5），证明其作为植物来源乳化成分的有效性能。
颜色分析
经过气流分级后，CF 和 CP.......
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讨论
本研究通过气流分级法获得浓缩豌豆蛋白（CPC），并对其组成、功能、结构和胶体特性进行了表征，特别关注其作为植物源性纳米乳化剂的应用。与冷榨粉（CF）相比，气流分级等非热加工方法可显著提高蛋白质含量，所得CPC的蛋白质含量达44.8%3。相较于文献中主要通过湿法提取制备的CPC，本研究拓展了现有认知，证明了在特定加工条件下，采用干燥的气流分级工艺可获得富含蛋白质的组分，该组分能够支持纳米乳液（NE）的形成并维持短期的理化稳定性。这与以往研究形成对比，后者通常依赖pH调节、溶剂/化学试剂添加以及复杂的水相处理步骤来制备用于乳化应用的蛋白质分离物17,18,19。本研究结合组成分析、界面功能特性（起泡性）以及胶体表征（Z均粒径、多分散系数PDI、ζ-电位及25 °C下储存7天），提供了一套综合数据集，将干法分级的结果与纳米乳液性能关联起来。因此，本研究提出，干法气流分级是一种无需溶剂且能保持功能特性的方法，可用.......
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披露
作者声明，在本文件所报告的工作中，不存在已知的可能影响研究的财务利益冲突或个人关系。
致谢
作者衷心感谢Bekir Çakıcı先生（SFA Ar-Ge Sağlık Hizmetleri）在纳米乳液配制和ζ电位分析方面提供的技术支持。诚挚感谢Rüya Kandemir女士（Çukurova大学CUMERLAB分析中心）在X射线衍射（XRD）分析中给予的协助。作者还感谢Dervişoğlu Bakliyat A.Ş.公司为本研究中开展的各项分析提供了蛋白质试验样品及实验室设施的使用支持。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 50 mL 锥形管 | Corning | 352070 | 聚丙烯离心管 |
| 气流分级磨 |  | CSM1250 | 用于蛋白质分级的气流分级磨 |
| 分析天平 | Sartorius | BCE224I-IS | 分析天平（最大称量 120 g） |
| 自动移液器 | Brand | 3123000055 | 可调移液器（200 μL、1 mL、5 mL） |
| 离心机 | Eppendorf | 5810R | 制冷离心机 |
| 鹰嘴豆样品 | | — | 食品级鹰嘴豆 |
| 色差仪 | HunterLab | A60-1014-593 | 用于颜色分析的仪器 |
| 差示扫描量热仪 | NETZSCH | — | DSC 分析 |
| 数字温度计 | Hanna Instruments | HI-98501 | 温度监测 |
| 磷酸氢二钾（Na2HPO4） | Sigma-Aldrich | S7907 | 分析纯 |
| 脂肪分析仪 | C. Gerhardt GmbH & Co. KG | 13-0005 | 基于索氏提取法的脂肪分析 |
| 高速均质机 | VELP | SA20900010 | 粗乳液的均质化 |
| 盐酸（HCl） | Sigma-Aldrich | 320331 | 分析纯 |
| 盐酸溶液（0.1 N） | Sigma-Aldrich | H1758 | 调节 pH |
| 凯氏定氮催化剂片 | C. Gerhardt GmbH & Co. KG | 12-0328 | 凯氏定氮分析 |
| 磁力搅拌器 | IKA | 3339000 | 样品混合与水合 |
| 中链甘油三酯油 | Ataman Kimya A. | https://www.atamanchemicals.com /medium-chain-triglycerides-mct _u30009/?lang=TR#:~:text =Orta%20zincirli%20trigliseritler %20(MCT)%2C%20hindistance vizi%20ve%20hurma%20%C3 %A7ekirde%C4%9Fi%20ya%C 4%9Flar%C4%B1nda,g%C3%B Cne%C5%9F%20kremleri%20i% C3%A7in%20%C4%B1slat%C4% B1c%C4%B1%20ajand%C4%B1r. | 食品和药用级油 |
| 水分分析仪 | Mettler Toledo | HC103 | 水分测定 |
| 粒径与Zeta电位分析仪 | Malvern Instruments | ZEN3600 | 动态光散射与电泳迁移率 |
| pH计 | Mettler Toledo | MET-30671567 | pH测量 |
| 塑料离心管 | ISOLAB | 078.02.003 | 一次性塑料管 |
| 猪胃蛋白酶 | Sigma-Aldrich | P7012 | 酶（1:10,000） |
| 磷酸二氢钾（KH2PO4） | Sigma-Aldrich | P5379 | 分析纯 |
| 探头式超声波破碎仪 | Bandelin | — | 乳液超声处理 |
| 防护眼镜 | Baymax | BX-2500 | 实验室安全设备 |
| 蛋白质分析仪 | C. Gerhardt GmbH & Co. KG | 12-0520 | 蛋白质测定 |
| 蛋白质消化系统 | C. Gerhardt GmbH & Co. KG | 12-0700 | 凯氏消化装置 |
| 氯化钠（NaCl） | Sigma-Aldrich | S9625 | 分析纯 |
| 氢氧化钠（NaOH） | Sigma-Aldrich | S5881 | 分析纯 |
| 刮勺 | — | https://www.blabmarket.com/ meta-etiket/plastik-spatul?srsltid =AfmBOoqsvXR_3rQgU1n8QBn DyR_P9D52v2Hahy27RLOH7Zg VbFzzcbsb | 塑料刮勺 |
| 超纯水系统 | ELGA Labwater | PC110COBPM1 | 水电阻率 18.2 MΩ·cm |
| 容量瓶 | Schott Duran | 2120117 | 100 mL 容量瓶 |
| 水浴锅 | Memmert | WTB24 | 温度控制（20–25 °C） |
| X射线衍射仪（Cu–Kα） | PANalytical | STEM-LE-0294-LC | XRD 分析（45 kV，40 mA） |
参考文献
- Bi, C., Qie, A., Liu, Y., Gao, F., Zhou, T. Chickpea protein stabilized Pickering emulsions : As a novel mayonnaise substitute. J Food Eng. 382, 112180(2024).
- Zhang, Y., Huang, X., Zeng, X., Li, L., Jiang, Y. Preparation, functional prope....
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