中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物蛋白結(jié)構(gòu)與功能調(diào)控創(chuàng)新團隊揭示了油水比與蛋白顆粒濃度對Pickering乳液凝膠及其3D打印特性的影響機制

　　近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所植物蛋白結(jié)構(gòu)與功能調(diào)控創(chuàng)新團隊揭示了油水比及蛋白顆粒濃度對Pickering乳液凝膠多尺度結(jié)構(gòu)變化及其3D打印特性的影響機制，相關(guān)研究成果發(fā)表在食品領(lǐng)域國際知名期刊《LWT-Food Science and Technology》（JCR一區(qū)，IF=6.0）。加工所與河北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院聯(lián)合培養(yǎng)碩士研究生吳超為論文第一作者，加工所石愛民研究員為通訊作者。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃（2022YFF1101400）、國家自然科學(xué)基金（32172149）等的資助。

 

　　目前，將乳液轉(zhuǎn)變成為具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的乳液凝膠并應(yīng)用在新型食品體系中是Pickering乳液研究領(lǐng)域的前沿方向。Pickering乳液凝膠具有優(yōu)異的穩(wěn)定性和剛性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在脂肪替代、遞送活性物質(zhì)等方面具有獨特優(yōu)勢。食品級Pickering乳液凝膠制備方法主要有鹽誘導(dǎo)和酶交聯(lián)，普遍存在成型時間慢、成本高等缺點。同時，天然植物蛋白的疏水殘基大多在內(nèi)部，其穩(wěn)定Pickering乳液及其凝膠的特性有待進一步提升。

 

　　科研人員采用高壓均質(zhì)與加熱相結(jié)合的方法，構(gòu)建了由大豆分離蛋白微凝膠顆粒穩(wěn)定的水包油Pickering乳液凝膠，蛋白微凝膠顆?？梢钥焖傥降接退缑嫔蠈?dǎo)致其界面張力迅速下降形成穩(wěn)定液滴。在此過程中，高壓均質(zhì)處理將大液滴破碎成小液滴并形成了緊密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而加熱處理進一步加強了體系凝膠性。冷凍掃描電鏡結(jié)果表明，蛋白微凝膠顆粒通過相互作用形成“鋼筋狀”網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將油滴包裹起來，加熱及增加含油量、顆粒濃度可以顯著提高Pickering乳液體系粘度、儲能模量和凝膠強度，而剪切稀化特性使其能夠順利地通過噴嘴擠出，并具有良好的適宜打印特性，當(dāng)含油率為60%，顆粒濃度3.0%時，打印造型精度和穩(wěn)定性分別達到91.8%和97.2%。

 

　　以上研究為豐富Pickering乳液凝膠制備方法、拓展3D打印在食品領(lǐng)域的應(yīng)用提供理論及技術(shù)基礎(chǔ)。

 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.lwt.2024.116568