中国农科院加工所王强团队：揭示了油水比及蛋白颗粒浓度对Pickering乳液凝胶及其3D打印特性的影响机制

目前，将乳液转变成为具有三维网络结构的乳液凝胶并应用在新型食品体系中是Pickering乳液研究领域的前沿方向。Pickering乳液凝胶具有优异的稳定性和刚性网络结构，在脂肪替代、递送活性物质等方面具有独特优势。食品级Pickering乳液凝胶制备方法主要有盐诱导和酶交联，普遍存在成型时间慢、成本高等缺点，同时，天然植物蛋白的疏水残基大多在内部，其稳定Pickering乳液及其凝胶的特性有待进一步提升。

本研究采用高压均质与加热相结合的方法，构建了由大豆分离蛋白微凝胶颗粒稳定的水包油Pickering乳液凝胶，蛋白微凝胶颗粒可以快速吸附到油水界面上导致其界面张力迅速下降形成稳定液滴。在此过程中，高压均质处理将大液滴破碎成小液滴并形成了紧密的网络结构，而加热处理进一步加强了体系凝胶性。冷冻扫描电镜结果表明，蛋白微凝胶颗粒通过相互作用形成“钢筋状”网络结构将油滴包裹起来，加热及增加含油量、颗粒浓度可以显著提高Pickering乳液体系粘度、储能模量和凝胶强度，而剪切稀化特性使其能够顺利地通过喷嘴挤出，并具有良好的适宜打印特性，当含油率为60%，颗粒浓度3.0%时，打印造型精度和稳定性分别达到91.8%和97.2%。该研究仅采用物理方法制备Pickering乳液凝胶，避免了化学成分等在食品中的应用，对于丰富Pickering乳液凝胶制备方法、拓展3D打印在食品领域的应用具有重要意义。

Pickering乳液凝胶制备及3D打印示意图

项目资助：

本研究得到国家重点研发计划（2022YFF1101400、2023YFE0104900）、国家自然科学基金项目（32172149）等项目资助。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.lwt.2024.116568

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、中国粮油学会青年工作委员会委员、中国食品科技学会青年工作委员会委员、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《Food Biomacromolecules》《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。

吴超

硕士研究生

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