中国农业科学院王强团队：由豌豆蛋白微凝胶颗粒/黄原胶复合物与乳化剂共稳的50%内相水包油乳液

近日，中国农业科学院农产品加工研究所王强研究员团队在国际著名学术期刊Food Hydrocolloids（中科院1区，IF=11.504）在线发表了题为“50/50 oil/water emulsion stabilized by pea protein isolate microgel particles/xanthan gum complexes and co-emulsifiers”的最新研究成果。该团队在植物蛋白基Pickering乳液的稳定机制及工业化应用方面开展了系列研究，此成果是继2018年于“Angewandte Chemie International Edition” （Jiao, et al., 2018, ESI前1%高被引, 178次被引用）和2021年于“Food Chemistry”（Li et al., 2021）发表的植物蛋白基Pickering乳液相关研究后，探究颗粒和表面活性剂共稳乳液性质的又一延续性工作。中国农业科学院农产品加工研究所硕士研究生李嗣生为论文第一作者，焦博副研究员、刘红芝研究员和王强研究员为通讯作者。

 近年来，由颗粒所稳定乳液的应用和稳定机制一直是研究人员的焦点。在市售产品中，往往需要通过表面活性剂和颗粒组合的方法来获得稳定界面，同时调节乳液稳定性。然而，却很少有共稳食品级乳液体系的研究。在该研究中，通过TG酶交联制备豌豆蛋白分离物微凝胶颗粒（PPIMP），并制备PPIMP/黄原胶（XG）复合物。为了研究不同带电特性表面活性剂对水包油乳液的影响，选择了三种食品级表面活性剂：月桂精氨酸（LAE，阳离子表面活性剂）、双乙酰酒石酸单双甘油酯（DATEM，非离子表面活性剂）和硬脂酰乳酸钠（SSL，阴离子表面活性剂）（图1）。

结果表明，由PPIMP/XG和LAE稳定的乳液表现出最小乳液粒径（21.5 μm），增加DATEM或SSL的添加量会降低乳液粒径（图2）。随着DATEM浓度升高，乳液表观粘度逐渐降低，而在加入SSL的乳液中，表观粘度则随着SSL浓度的增加而升高（图3）。具有不同带电特性的表面活性剂会影响乳液的抗氧化性质，添加LAE、DATEM或SSL的乳液都可以抑制油脂氧化（图4-5）。本论文中对于多种类型乳化剂共稳乳液特性的研究，可为食品工业中沙拉酱等真实乳液体系的稳定性调控提供理论依据和技术支撑。

项目资助：

本研究得到了中国博士后科学基金（2020M680777 和2021T140717）和中国农业科学院农业科技创新计划（CAAS-ASTIP-2022-IFST）的资助。

图1 构建PPIMP/XG与三种不同带电特性表面活性剂的共稳乳液

图2 由3种不同带电特性的表面活性剂分别制备的乳液粒径随表面活性剂浓度的变化

图 3 不同浓度表面活性剂稳定乳液的表观粘度对比

图4 不同浓度表面活性剂稳定乳液在28天贮藏过程中的POV值对比

图5 不同浓度表面活性剂稳定乳液在28天贮藏过程中的TBARS值对比

通讯作者简介：

王  强

二级研究员/博士生导师

王强，二级研究员，博士生导师，国际食品科学院院士，2021年中国工程院院士增选有效候选人。现任中国农业科学院农产品加工研究所特约顾问，九三学社中央农林委委员，“国家花生产业技术体系”加工研究室主任。全国优秀科技工作者，全国首批农业科研杰出人才，全国科技助力精准扶贫先进个人，入选国家“百千万人才工程”并获“有突出贡献中青年专家”荣誉称号，享受国务院特殊津贴，农业部“粮油加工技术与工程”创新团队首席，中国农业科学院领军人才，中国粮油学会花生食品分会会长，中国食品科学技术学会植物基食品分会副理事长，《Journal of Integrative Agriculture》食品栏目执行主编，《NPJ Science of Food》编委、《Foods》客座主编。

长期从事粮油加工与营养健康领域科学研究，首次构建了花生加工适宜性评价技术，筛选出加工专用品种，解决了我国花生混收混用、产品品质差的瓶颈问题；颠覆了传统压榨技术与方法，建立了国内第一条花生低温制油与蛋白联产生产线，开发出高品质系列新产品，推动了花生加工业的高质量发展；在国际上首次提出高水分挤压过程中蛋白纤维结构形成的“分层叠变”新理论，创建了基于高水分挤压的植物基肉制品颠覆性加工技术，革新设计了智能化加工装备和可视化平台，引领了产业发展方向。主持“十三五”国家重点研发计划专项（基础研究类）、国家自然科学基金、863、公益性农业行业科研专项等国家项目40余项。以第一完成人获得2014年国家技术发明二等奖、2013和2019中华农业科技奖一等奖、2015年中华农业科技奖“优秀创新团队类”、2012年ICC最高学术奖、2014年中国专利优秀奖、2017年中国商业联合会科学技术奖特等奖、2019年中国农业农村十大新装备，主笔撰写的《关于大力发展新疆花生产业夯实新疆长治久安基础的建议》、《关于“大力推动我国花生产业高质量发展”的建议》分别得到中共中央领导和国务院领导的批示。授权发明专利90余项（其中国际专利12项），软件著作权12项，制修订国家和行业标准9项，出版著作12部（英文专著3部），发表学术论文330余篇，其中SCI 论文120篇、JCR一区57篇、ESI全球前1%高被引论文2篇、F5000高被引论文1篇，总影响因子792，被引近3000次，培养硕博研究生、博士后及外国留学生100多人。

焦博

 副研究员

焦博，副研究员，2018年毕业于中国农业科学院，曾就职于Novozymes中国区研发总部任Scientist，获中国农业科学院首批“优农计划”特别资助人才，Polymer（JCR 1区）期刊客座副主编。主要从事乳液体系的界面催化及稳定机制研究，主持博士后科学基金面上与特别资助、新疆生产建设兵团科技计划等项目课题，以第一作者在Angew. Chem. Int. Edit. （IF: 16.823）、Food Hydrocolloids （IF: 11.504）、Food Chemistry（IF：9.231）等知名期刊发表论文10余篇，其中ESI化学领域前1%高被引论文1篇，单篇最高被引178次；参编著作4部，其中英文著作2部；授权国际专利1项，国家发明专利7项；制订农业行业标准1项；获中国农业科学院高水平论文奖、中国农业科学院优秀博士后等荣誉，研究成果被Chemical Review（IF:72.087）、Applied Catalysis B-Environmental（IF:24.319）等国际顶尖期刊正面引用，并曾被科技日报（头版头条）、人民网、China Daily等知名媒体报道。

刘红芝  

研究员/博士生导师

刘红芝，博士，研究员，博士生导师，美国康奈尔大学访问学者，植物蛋白结构与功能调控创新团队副首席。入选农业农村部“优秀青年”、“农产品加工业十佳杰出青年科技人才”，中国农业科学院“青年英才”、“十佳青年”、河北省油料产业技术体系农产品加工岗位专家、《Frontiers in Nutrition》与《Molecules》客座主编。长期从事花生加工适宜性分子机制及多糖修饰改性机理研究，主持国家重点研发计划课题、自然基金面上项目等国家级和省部级项目/课题20余项，获国家技术发明二等1项（第3）、中华农业科技奖等省部级奖5项（第2/4/4/4/6）、中国农业农村十大新装备1项（第2）、中国专利优秀奖1项（第3）、中国商业联合会科学技术奖特等奖等社会力量奖3项（第1/3/4）。在Redox Biology、Carbohydrate Polymers等期刊发表论文100余篇，其中SCI收录45篇。副主编著作2部，参编9部（其中英文著作2部）。授权国际专利5件、国家发明专利48件，制修订农业行业标准5项。

第一作者介绍：

李嗣生

硕士研究生

李嗣生，中国农业科学院农产品加工研究所2019级硕士研究生，课题为基于植物蛋白Pickering乳液的素食沙拉酱产品研发、目前已在Food Chemistry、Food Hydrocolloids期刊上发表学术论文2篇，申请国家发明专利1项，参与国家重点研发计划专项，知名企业横向合作课题3项。