中国农科院加工所王强团队：五种不同植物蛋白微凝胶颗粒稳定的Pickering乳液的特性及其应用
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食品领域国际顶级期刊《Food Chemistry》（JCR一区，IF: 8.8）在线发表了题为“Characteristics of Pickering emulsions stabilized by microgel particles of five different plant proteins and their application”的最新研究成果，探究了大豆分离蛋白(SPI)、豌豆分离蛋白(PPI)、绿豆分离蛋白(MPI)、奇亚籽分离蛋白(CSPI)和鹰嘴豆分离蛋白(CPI)，这五种不同植物蛋白微凝胶颗粒的理化性质与界面性质。比较了不同蛋白微凝胶颗粒制备的Pickering乳液的稳定性与流变特性，并用于制备植物基冰淇淋，从而探究植物基冰淇淋的质构特性与微观结构。此成果是团队近年来持续开展植物蛋白微凝胶颗粒构建与Pickering乳液稳定机制研究及产品应用方面的又一拓展性研究。中国农业科学院农产品加工研究所2021级硕士研究生黑雪为论文第一作者，王强研究员和石爱民研究员为共同通讯作者。
近年来，利用植物蛋白稳定乳液的研究备受关注。不同来源的蛋白具有不同的结构和功能，不同植物蛋白稳定的Pickering乳液的性质也不尽相同。其次，改性蛋白的方法和制备乳液的方法（蛋白浓度、水油比和剪切均质条件）均会导致Pickering乳液的性质不同。因此，研究经过相同处理的不同蛋白稳定的Pickering乳液的特性，并将乳液用于模拟食品体系非常重要。这种方法可以将蛋白成分和乳液的特性与产品质量相互关联。
本研究比较了五种不同植物蛋白微凝胶颗粒的理化性质与界面性质，并研究了不同蛋白颗粒稳定的Pickering乳液的性质。MPI（182.90 nm）的粒径最小，界面张力最低，在油水界面的吸附量最高（Δf 值：-29.88 Hz）。MPI 稳定的Pickering乳液的表观粘度和储能模量也最高且最稳定。SPI（316.23 nm）和 PPI（294.80 nm）的粒径和界面张力相似。PPI 稳定的Pickering乳液比 SPI 稳定的乳液具有更高的表观粘度和储能模量。CSPI和CPI 粒径与界面张力较大稳定的Pickering乳液稳定性较差。比较五种不同蛋白微凝胶颗粒稳定的 Pickering乳液制备的冰淇淋。通过冷冻扫描电镜和质构仪测定，MPI制备的冰淇淋气泡分布更均匀，尺寸更小，硬度更理想。PPI和SPI颗粒制备的冰淇淋的气泡大小和分布相似，而用 PPI 制备的冰淇淋比用 SPI 制备的冰淇淋硬度更小。这项研究表明，MPI 可以成为稳定Pickering乳液的 "首选蛋白"，而PPI有替代SPI的潜力。这项工作使人们对不同植物蛋白微凝胶颗粒的理化特性有更深入的了解，有助于扩大它们在乳液和冰淇淋类产品中的应用。
不同蛋白微凝胶颗粒稳定的Pickering乳液及其制备的植物基冰淇淋示意图
项目资助：
国家重点研发计划（2023YFE0104900）、中国农业科学院青年创新计划（Y2022QC11）、国家自然科学基金（32172149，U21A20270）、农业科技创新项目（CAAS-ASTIP-2020-IFST）、新疆维吾尔自治区重点研发计划（2022B02048）、中国引进高端外国专家计划（G2022051010L）。
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024
.139187
通讯作者介绍：
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、2023年中国工程院院士增选有效候选人，入围全球前2%顶尖科学家“终身科学影响力榜单”与2021、2022“年度科学影响力榜单”。现任中国农业科学院农产品加工研究所首席专家，国家花生产业技术体系加工研究室主任、九三学社中央农林委委员，新疆自治区油料产业技术体系首席科学家。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，农业农村部神农英才“领军人才”，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；颠覆了传统压榨制油技术与方法，建立了国内第一条花生低温制油与蛋白联产生产线，开发出高品质花生油和蛋白系列新产品，推动了花生产业的高质量发展；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新技术，革新设计了智能化加工装备和可视化平台，引领了植物基肉制品产业发展新方向。主持“十五”国家重大科技专项、“十二五”科技支撑计划、“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、公益性行业（农业）科研专项、国际科技合作专项重点项目等国家项目和课题50余项。获国家技术发明二等奖、国家科技进步二等奖、中华农业科技奖一等奖、ICC最高学术奖、中国专利优秀奖、中国商业联合会科学技术奖特等奖、中国食品科学技术学会科技创新奖突出贡献奖等多项国家或省部级奖励，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批示。授权发明专利105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10项，出版著作13部（英文专著3部），发表学术论文340余篇，其中SCI 论文130篇、IF>10 35篇，IF>15 3篇，ESI全球前1%高被引论文8篇，h-index 41，总被引约6000次，培养硕博研究生、博士后及外国留学生120多人。
石爱民
研究员/硕士生导师
石爱民，博士，研究员，硕士生导师。“十四五”国家重点研发计划项目-中欧研究创新旗舰合作计划项目首席科学家，国家粮食和物资储备局“全国粮食行业青年拔尖人才”，入选中国科协“青年人才托举工程”，中国农科院“青年创新”专项人才、加工所“珠峰计划”A类人才。现任农业农村部粮油加工综合利用技术集成实验室副主任、植物蛋白结构与功能调控创新团队首席科学家，兼任中国粮油学会理事、中国粮油学会粮油营养分会理事、中国农学会食物与营养专业委员会委员，国际学术期刊《Frontiers in Nutrition》副主编、《Journal of Integrative Agricultural》《中国农业科学》青年编委、《Foods》编委。
长期从事花生、核桃等植物蛋白结构与功能调控基础研究及产品开发。先后主持“十四五”国家重点研发计划项目（千万级）、国家自然科学基金面上项目、科技部高端外国专家项目、新疆自治区重点研发项目课题（千万级）等项目课题近20项；参与科技部对发展中国家援助项目、中国农科院创新工程等项目多项；主持和主要负责横向项目5项。研究成果曾被选为“十三五”国家科技创新成就展参展成果，获2018年中国粮油学会第一届青年科技奖1项（第1）、2019年神农中华农业科技一等奖1项（第3）、2017年全国商业联合会科学技术特等奖1项（第2）等。发表学术论文120余篇，其中第一作者和通讯作者在Angew. Chem. Int. Edit.（IF:16.6）、Redox Biol.（IF:11.4）、Food Hydrocolloid.（IF:10.7）、Crit. Rev. Food SCI.（IF:10.2）、ACS Appl. Mater. Interfaces（IF:9.5）等期刊发表SCI/EI论文40余篇，IF>10论文18篇、ESI全球前1%高被引论文3篇、封面论文2篇，总引用超过2800余次，h指数27（Google Scholar）；副主编著作2部，参编英文著作3部；授权国际发明专利8项、国家发明专利36项；制订并颁布农业行业标准2项。
第一作者介绍：
黑雪
硕士研究生
黑雪，中国农业科学院农产品加工研究所2021级硕士研究生。获中国农业科学院优秀学生干部、中国农业科学院一等学业奖学金等荣誉。目前发表学术论文9篇，其中以第一作者在Food Chemistry（JCR一区，IF: 8.8）、International Journal of Biological Macromolecules（JCR一区，IF: 8.2）和中国食品学报（EI）等期刊发表学术论文3篇；申请专利4项，授权专利2项；参编著作2部。
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