花生(Arachis hypogaea L.)是世界上最重要的油料作物之一,2024至2025年间占全球主要油料产量的7.6%(USDA,2026年)。在提取花生油的过程中,会产生大量的花生粕,这是一种副产品,其蛋白质含量约为47-55%(Feng等人,2020年)。花生蛋白富含必需氨基酸,被认为是一种高质量的营养来源,是传统动物蛋白的潜在替代品,且抗营养物质含量较低(Boukid,2022年)。然而,目前花生粕主要用于动物饲料,并且容易受到黄曲霉毒素的污染,导致蛋白质成分的利用率较低(Liu等人,2018年)。
众所周知,烘焙是通过热压技术进行油提取过程中的一个关键步骤,有助于改善花生油的风味、颜色和油产量,并实现黄曲霉毒素的降解(El Idrissi等人,2023年;Pankaj等人,2018年)。同时,强烈的热处理会对花生蛋白的结构造成极大的压力,可能导致蛋白质变性(如聚集、展开和重新排列),从而影响其功能特性(Chen等人,2018年;Hassan等人,2019年)。Zhang等人(2023年)证明,烘焙引起的二硫键重排和过敏原聚集物的化学改性改变了它们的致敏潜力。此外,烘焙显著改变了花生蛋白的三级结构,提高了其溶解性、乳化性和泡沫性能以及颗粒均匀性(Lao等人,2023年;Magalhães等人,2025年)。Pan等人(2025年)还发现,烘焙可以通过使芝麻蛋白结构展开、暴露疏水基团和改变巯基状态来增强芝麻酱的胶体稳定性。因此,需要明确了解烘焙花生蛋白的性质(主要是结构和功能),以及结构变化与功能表现之间的关系,以便更好地开发其在食品工业中的应用。
与依赖热对流和传导的传统烘焙技术(如热风烘焙(HA)和红外烘焙(IR)相比,射频(RF)技术作为一种新兴的介电加热源,可以通过偶极子旋转和离子传导在材料内部产生热量,从而实现更高的加热效率和更深的渗透(Gao等人,2023年;Zhang等人,2022年)。最近,RF加热已被用作食品加工中一种有前景的替代烘焙方法,包括豌豆(Asavajaru等人,2025年)、腰果(Liao等人,2018年;Liao等人,2019年)、杏仁(Lian & Chen,2022年;Xu等人,2020年)和核桃(Jia等人,2023年),这些研究显示RF烘焙在改善产品风味、质地、保质期和感官质量方面优于传统烘焙方法。我们之前的研究系统评估了RF烘焙在花生油加工和降解黄曲霉毒素B1(AFB1)方面的可行性(Peng等人,2025年;Peng, Liu等人,2024年)。结果表明,适当增加花生含水量(20%)的RF烘焙显著提高了花生油的抗氧化能力、挥发性芳香化合物(尤其是吡嗪类)和储存稳定性,并实现了超过75%的AFB1降解。同时,RF烘焙还使AFB1降解率提高了18%,油产量增加了3.59%,油质更加均匀。关于RF热处理对蛋白质改性的作用,Das等人(2025年)发现RF预处理改变了花生蛋白的二级结构,增强了其吸油能力和乳液稳定性。多项关于玉米(Hassan等人,2019年)、荞麦(Xu等人,2023年)和大米(Dong等人,2023年)的研究也表明,RF加热可以促进蛋白质二级和三级结构的变化,而RF对蛋白质功能的改性效果与热强度密切相关。然而,目前的的研究主要基于温和的RF加热条件。作为一种提高花生油质量并增加蛋白质附加值的潜在策略,关于RF处理对花生蛋白改性的影响的信息仍然不足。
因此,本研究的目的是:(1)探讨RF烘焙处理对花生蛋白结构和功能特性的影响;(2)探索RF烘焙花生蛋白的多尺度结构变化与功能特性之间的相关性;(3)阐明RF烘焙对花生蛋白改性的潜在机制。这些发现将为扩大花生油提取副产品的利用范围以及RF技术在食品加工领域的应用提供有价值的信息。