责任编辑：食品科学

近日，爱尔兰农业部Teagasc国家食品研究中心缪松教授团队在国际权威期刊Food Hydrocolloids（IF=9.147）在线发表学术文章《Formation and creaming stability of alginate/micro-gel particle-induced gel-like emulsions stabilized by soy protein isolate》，利用了海藻酸纳与海藻酸纳微凝胶的相互作用来制备由大豆分离蛋白稳定的凝胶状乳液，以此来提高大豆分离蛋白乳液的稳定性，同时还研究了乳液凝胶化后对包埋的番茄红素的贮藏稳定性和生物可及性的影响，为提高植物蛋白乳液稳定性提供新的思路并且为未来海藻酸钠微凝胶在食品中的应用提供了借鉴（原文链接：https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2021.107040）。

相较于动物蛋白（比如乳清蛋白和酪蛋白）和化合类乳化剂（比如吐温20、司班80和司班85），植物蛋白的乳化性较差。目前，提高植物蛋白乳液稳定性的方法主要有两个：蛋白质改性以及乳液凝胶化。植物蛋白质的改性技术主要有热处理法、高压法、超声法、酶解法、酸碱法、氧化法以及蛋白-多糖复合法等。乳液凝胶化技术手段主要有提高油相、界面蛋白改性法（如高压处理与酶法交联）以及引入凝胶剂等。因此，由这两种方法制得的植物蛋白乳液的最终形态和在食品中的应用存在很大差异。由改性蛋白制备的乳液仍为液态形式，因此通常应用在酱汁、饮料与液态传递体系中。然而，乳液在凝胶化后通常为半固态形式，因此常应用在肉制品或者固态传递体系中。海藻酸钠具有很好的凝胶性能，同时因其具有凝胶条件温和以及独特的消化特性，海藻酸钠基乳液凝胶在近几年备受关注。海藻酸钠的凝胶原理是当分子中的钠离子被钙离子或氢离子取代后即可形成钙致或酸致凝胶。因此，过去在食品领域人们通常是通过添加氯化钙或者碳酸钙和葡萄糖酸内酯来诱导其凝胶化。然而，在之前的研究中我们发现，将外凝胶法制备的海藻酸钠微凝胶加入海藻酸钠溶液中能够显著挺高海藻酸钠溶液的黏度并且表现出凝胶特性。因此，我们预测将海藻酸钠和海藻酸钠微凝胶同时引入到植物蛋白乳液中可能会诱导形成凝胶状乳液以此提高其稳定性。因此，本研究的目的就是研究海藻酸钠/微凝胶诱导的凝胶状乳液的制备及其在提高大豆分离蛋白乳液稳定性中的应用。研究结果表明，大豆分离蛋白乳液凝胶化的条件是同时存在海藻酸钠（> 0.1%）和高浓度的海藻酸钠微凝胶（> 6.0%），然而油滴的含量（0~10%）并不影响大豆分离蛋白乳液的凝胶化。不断增加海藻酸钠微凝胶的浓度（2~10%）能够显著提高大豆分离蛋白乳液的黏度和离心稳定性并且提高凝胶状乳液的储能模量。贮藏实验结果表明，不含有海藻酸钠微凝胶的大豆分离蛋白乳液出现了严重的分层现象，然而含有4%或8%微凝胶的乳液在六周的储藏期内没有出现分层，同时在这些实验样品中都没有观察到乳液液滴聚合的现象。另外，消化结果表明，引入海藻酸钠微凝胶后会略微减低包埋在大豆分离蛋白乳液之中的番茄红素的生物可及性。这些研究结果为海藻酸钠/微凝胶诱导的多糖凝胶在提高植物蛋白乳液稳定性中的应用提供了实验依据。利用本研究的方法来制备凝胶化乳液至少有两个优点。第一，这是一个操作简单且行之有效的制备方法，并且可以通过调控微凝胶的浓度来调控凝胶化乳液的黏度和储能模量。第二，此法制得的凝胶化乳液的结构是一种双凝胶结构（凝胶包埋凝胶），这是一种研究前景和应用价值很高的传递体系。

图1：文章图解摘要（Graphical abstract）

附：缪松教授团队近期关于乳液凝胶发表的系列研究成果：

1. Lin, D., Kelly, A. L., & Miao*, S. (2020). Preparation, structure-property relationships and applications of different emulsion gels: Bulk emulsion gels, emulsion gel particles, and fluid emulsion gels. Trends in Food Science & Technology, 102, 123-137.
2. Lin, D., Kelly, A. L., & Miao*, S. (2021). The role of mixing sequence in structuring O/W emulsions and emulsion gels produced by electrostatic protein-polysaccharide interactions between soy protein isolate-coated droplets and alginate molecules. Food Hydrocolloids, 113, 106537.
3. Lin, D., Kelly, A. L., Maidannyk, V., & Miao*, S. (2020). Effect of concentrations of alginate, soy protein isolate and sunflower oil on water loss, shrinkage, elastic and structural properties of alginate-based emulsion gel beads during gelation. Food Hydrocolloids, 108, 105998.
4. Lin, D., Kelly, A. L., Maidannyk, V., & Miao*, S. (2020). Effect of structuring emulsion gels by whey or soy protein isolate on the structure, mechanical properties, and in-vitro digestion of alginate-based emulsion gel beads. Food Hydrocolloids, 110, 106165.
5. Lin, D., Kelly, A. L., & Miao*, S. (2021). Alginate-based emulsion micro-gel particles produced by an external/internal O/W/O emulsion-gelation method: Formation, suspension rheology, digestion, and application to gel-in-gel beads. Food Hydrocolloids, 120, 106926.
6. Lin, D., Kelly, A. L., & Miao*, S. (2021). Improved stability of alginate/soy protein isolate-stabilized emulsions by formation of micro-gel particle-induced gel-like emulsions. Food Hydrocolloids, 121, 107040.

作者简介

缪松 教授

缪松，教授，现为爱尔兰农业部TEAGASC国家食品研究中心终身高级研究员、爱尔兰科克大学（UCC）博士生导师，长期从事食品材料及贮藏加工技术领域基础理论和应用研究，曾在爱尔兰国家生物技术中心从事博士后研究，在荷兰联合利华研发中心任全球研发经理及研发专员。缪松博士自任职Teagasc国家食品研究中心以来，长期与国内多所高校及科研院所、跨国企业保持密切合作关系，主要研究方向为：食品物性材料学，食品干燥与造粒，粉末技术，益生菌和活性分子包埋，食品结构及传递体系设计，食品加工与功能性, 乳品技术以及功能食品配料等。

林端权 博士研究生

林端权，从2017年10月至今就读于爱尔兰国立科克学院大学(University CollegeCork)和爱尔兰农业与食品发展部Teagasc国家食品研究中心，指导老师是缪松教授和Dr. Alan Kelly。主要研究方向为基于乳液凝胶的传递体系构建以及植物蛋白与聚合物的交互作用，目前已发表国内外期刊论文10余篇（其中SCI一作8 篇），授权发明专利6 项，参编英文专著3 部（章节主笔）。