利用中性蛋白酶和阿拉伯胶改善鱼明胶的发泡性能

为何更好的气泡很重要

从松软的棉花糖到轻盈的慕斯，许多受欢迎的甜点依赖于微小且稳定的气泡。这些气泡通常由明胶形成并保持。如今大多数商业明胶来自猪和牛，这对许多人在宗教、文化或安全方面会引起顾虑。鱼明胶是一个有前景的替代品，但单独使用时，它在形成强韧且持久的泡沫方面往往不足以满足许多食品的需要。本研究探索了一种温和的方法，将鱼明胶转变为更强的发泡与稳定剂，为更可持续且更广泛可接受的甜点和食品打开了可能性。

让鱼明胶更适合发泡

研究者把注意力放在两种助剂上：中性蛋白酶（即将长蛋白链切成较短片段的酶）和阿拉伯胶（一种广泛用于食品的植物胶）。单独使用鱼明胶时，发泡效果平平：打发体积大致与起始液体相当，静置后只保留部分泡沫。当仅添加酶时，液体更容易起泡，产生更细的气泡，但泡沫很快塌陷。单独使用阿拉伯胶能稍微促进泡沫形成，但并未明显延长泡沫的寿命。关键发现出现在将两种处理结合时：酶与阿拉伯胶合用可将发泡体积提高到约初始体积的1.5倍，并显著增强泡沫随时间的稳定性。

酶如何打开结构

为了解为何组合效果良好，科学家在分子层面研究了明胶。酶处理部分切断了长蛋白链，暴露出先前埋在内部的片段。这增加了蛋白的疏水性（更易排水）并减小了颗粒尺寸，这两点都已知能帮助蛋白更快迁移到气—水界面，从而形成泡沫。游离氨基测定与蛋白带成像显示了这一受控降解的明显迹象。处理后的溶液流动性更好、黏度更低，形成的泡沫孔洞更小，但由于气泡周围的薄膜仍然较弱，泡沫仍易塌落。

植物胶如何强化薄膜

阿拉伯胶提供了不同类型的帮助。它的长枝状糖链带有许多酸性基团，可与明胶上的碱性和极性位点相互作用。当与鱼明胶混合时，这些分支像柔软的连接件，通过大量弱键——主要是静电吸引和氢键——将两种物质连接起来。这形成了围绕气泡的更连续、富有弹性的薄膜，并略微增加了液体的黏稠度。然而，如果没有先经过酶处理，明胶上的结合位点较少，因此泡沫性能的改善有限。光谱学技术与电荷测量证实阿拉伯胶改变了蛋白的构象、电荷平衡与内部键合情况。

协同作用的力量

当先经酶处理的明胶再与阿拉伯胶结合时，两种效应相互强化。酶促步骤已打开蛋白，暴露出许多疏水片段和反应性基团，阿拉伯胶能够更广泛地附着于这些位点，编织出更紧密、更有弹性的网络。这个更厚的界面层在气泡表面吸附了更多蛋白，并提高了液体的抗流动性，这两者都是减缓气泡引流和塌陷的关键因素。显微图像显示，联合处理产生的泡沫具有更小、更均匀的孔洞和更致密的结构，与实验室测得的更高泡沫稳定性相吻合。

从实验室泡沫走向日常食品

简单来说，该研究表明：温和地将鱼明胶切成较短片段，然后与天然树脂胶配对，能把它变成更好的“造泡者”和“固泡者”。酶促步骤使明胶更愿意驻留在气泡表面，而阿拉伯胶则像柔韧的胶水将网络锁定在位。两者合用可在不使用强烈化学物质或冲突于特定饮食要求的动物来源成分的情况下，产生更细、更持久的泡沫。这种升级的鱼明胶可帮助生产商用更可持续的原料制造清真和犹太洁食友好的棉花糖、慕斯、打发顶料及其他轻盈泡沫食品。

引用: Chen, Y., Pan, Y., Hu, YT. et al. Improving foaming properties of fish gelatin by neutral protease and gum arabic. npj Sci Food 10, 134 (2026). https://doi.org/10.1038/s41538-026-00773-z

关键词: 鱼明胶, 食品泡沫, 阿拉伯胶, 酶促改性, 可持续甜点