哈尔滨工业大学医学与健康学院王荣春副教授研究团队采用感应电场热反应器（英都斯特（无锡）感应科技有限公司），在农林科学领域期刊Food Chemistry发表了题为“Advanced gelation modification techniques of synergistic high-pressure homogenization/magnetic field-MTGase system for additive-free yogurt”的文章。

1. 研究问题：这篇文章研究了如何通过酶处理、高压均质、超声波和磁场处理等方法，对牛奶浓缩物（MC）进行改性，以提高其在无添加剂酸奶中的凝胶性能。

2. 研究难点：酸奶在工业生产中面临质地优化的问题，包括凝胶强度弱和乳清分离，这些问题影响了消费者的接受度。传统策略如调整蛋白质含量和使用合成稳定剂可以改善质地，但市场需求日益增长对“清洁标签”和无添加剂乳制品的需求促使研究者探索创新解决方案。

3. 相关工作：近年来，研究人员探索了多种改性技术，包括酶法（如转谷氨酰胺酶MTGase的使用）和物理方法（如高压均质、超声波和磁场处理）。这些方法不仅增强了MC的功能性，还提高了酸奶的凝胶强度和稳定性，从而改善了其感官质量和营养价值。

这篇论文提出了通过酶处理、高压均质、超声波和磁场处理等方法，对牛奶浓缩物（MC）进行改性，以提高其在无添加剂酸奶中的凝胶性能。具体来说，

1. 酶处理：将不同浓度的MTGase（0.5, 0.75, 1, 1.5, 2 U/g蛋白）加入MC中，在45°C下处理2小时；或将0.75 U/g蛋白的MTGase加入MC中，在45°C下处理1.5至4小时，随后通过热处理（85°C，10分钟）灭活酶。

2. 高压均质：在10至30 MPa的压力下，使用高压均质器处理MC，每个压力下处理5个循环；或在10 MPa下处理1至10个循环。

3. 超声波处理：在200至500 W的功率下，使用超声波清洗器处理MC，每次30分钟；或在250 W下处理15至120分钟。

4. 磁场处理：在0.7 T的电磁场下，将MC循环0至10次；或在15至35 mL/min的流速下，循环两次；或在0.25至0.85 T的磁场强度下，处理2个循环。

5. 相关性质测试：包括粒径和zeta电位、圆二色性（CD）、荧光光谱、乳化活性和稳定性、原子力显微镜（AFM）、凝胶稳定性、质地分析、改性酸奶的制备和乳清损失测定、共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、持水能力（WHC）和凝胶化时间。

1. 酶处理筛选：MTGase处理在0.75 U/g蛋白浓度和2.5小时反应时间下，显著降低了MC凝胶的tanδ并提高了G'。

2. 高压均质处理：10 MPa的高压均质处理效果最佳，进一步实验采用10 MPa和5个循环的条件。

3. 超声波处理：与未处理的MC凝胶相比，超声波处理对tanδ和G'无显著影响。

4. 磁场处理：0.55 T的磁场处理效果最佳，进一步实验采用0.55 T磁场强度、15 mL/min流速和2个循环的条件。

5. 组合处理方法：HPH-MTGase和MF-MTGase组合处理方法显著降低了tanδ并提高了G'。

6. 粒径和zeta电位：MTGase处理增加了MC的平均粒径，HPH处理显著减小了粒径，磁场处理也减小了粒径。

7. 二级和三级结构变化：CD光谱显示，MTGase处理将部分β-折叠结构转化为α-螺旋和随机卷曲，HPH处理增加了β-折叠和β-转角结构，MF处理增加了α-螺旋含量并减少了随机卷曲。

8. 乳化性质变化：MTGase处理显著提高了MC的乳化活性和稳定性，HPH和MF处理也有一定提升，组合处理方法效果最佳。

9. AFM分析：MTGase处理改善了MC的聚集模式，HPH处理进一步减小了粒径，MF处理使蛋白质颗粒更均匀紧凑，组合处理方法效果最佳。

10. 凝胶稳定性、质地和乳清损失：组合处理方法显著减少了乳清分离，提高了凝胶硬度和咀嚼度，延长了保质期。

11. 微观结构分析：CLSM图像显示，组合处理方法形成了最均匀、最密集的蛋白质网络。

12. 结晶度和持水能力：组合处理方法显著提高了MC的结晶度和持水能力。

13. 凝胶化时间：HPH-MTGase和MF-MTGase处理方法显著缩短了凝胶化时间，提高了最终模量。

这篇论文通过优化工艺筛选，显著提高了牛奶浓缩物（MC）的凝胶性能。结果表明，单独使用MTGase、高压均质和磁场处理的效果有限，但组合处理方法（HPH-MTGase和MF-MTGase）显著加速了凝胶化过程，形成了更密集、更均匀的凝胶网络。这些组合方法不仅提高了持水能力，减少了乳清分离，还增强了凝胶的稳定性和硬度，延长了保质期。作为酸奶添加剂，改性MC不仅通过非热加工技术保留了营养成分，还有效解决了传统酸奶凝胶强度弱和高乳清释放率的问题。其增强的蛋白质交联网络为酸奶提供了自支撑的凝胶矩阵，改善了产品质地和货架稳定性，且无需依赖合成稳定剂。研究结果为高质量乳制品的加工提供了技术支持，并为基于蛋白质功能优化的乳制品结构设计提供了新的见解。