《Food Chemistry》：Interfacial reorganization of egg yolk granules by ultrasound-assisted pH-shifting: concentration-dependent lecithin functionality from emulsion stabilizer to competitive displacer
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超声辅助pH调控下蛋黄颗粒（EYG）与卵磷脂（EL）的互作机制及乳化性能优化研究。结果表明，0.5% EL通过氢键和疏水作用与EYG蛋白结合，形成弹性界面层，使乳滴粒径降至9.55μm，乳化稳定性显著提升；过量EL导致竞争吸附，削弱界面膜强度。红外光谱证实β-折叠含量增加，荧光分析显示蛋白质淬灭效应。本研究为靶向设计EYG-EL复合乳化剂提供理论依据。
李双双|杨雅琴|孙毅|张圆圆|范翔|穆罕默德·萨拉玛|金国峰|龙胜
中国华中农业大学食品科学与技术学院国家蛋制品加工研发中心，武汉430070
摘要
蛋黄颗粒（EYG）的致密结构限制了其乳化功能。本研究探讨了在超声辅助的pH值变化条件下，EYG（1%）与卵磷脂（EL，0–1%）之间的相互作用。结果表明，卵磷脂显著提高了蛋白质的溶解度，增加了负Zeta电位，并减小了颗粒尺寸（P < 0.05）。傅里叶变换红外光谱显示β-折叠含量增加，随机卷曲结构减少（P < 0.05），而内在荧光表明卵磷脂诱导了EYG蛋白的淬灭。分子对接分析表明，卵磷脂主要通过氢键和疏水相互作用与EYG蛋白结合。在0.5%的卵磷脂浓度下，蛋白质-磷脂协同作用形成了粘弹性界面层，生成了滴径小（9.55 μm）、起泡指数低（3.64%）且界面蛋白质覆盖率高（57.13%）的乳液。相反，当卵磷脂浓度超过0.5%时，会发生竞争性吸附，使蛋白质位移并降低界面稳定性。这项工作为合理设计具有定制功能的EYG-EL乳化剂提供了新的机制见解。
引言
蛋黄是一种天然的乳化系统，在食品工业中得到广泛应用，尤其是在蛋黄酱和蛋糕等产品中，因为其在油水（O/W）乳液中的优异稳定性（Shan等人，2024年）。蛋黄的乳化能力主要来源于其蛋白质和卵磷脂（Liu等人，2025年）。蛋白质通过在乳化过程中在油水界面形成粘弹性层来稳定乳液，提供空间位阻和静电排斥作用。相比之下，作为两亲性小分子表面活性剂的磷脂可以快速吸附在界面，有效降低界面张力并改善乳液动力学（Fu等人，2020年；Xia等人，2024年）。然而，不溶性脂蛋白复合物的存在以及天然蛋黄的热不稳定性显著限制了其乳化功能。
蛋黄颗粒（EYG）是蛋黄中的主要不溶性成分，约占其干物质的19–23%。这些颗粒通过离心沉淀获得，由70%的高密度脂蛋白（HDL）、16%的卵磷脂蛋白（phosvitin）和12%的低密度脂蛋白（LDL）组成（Anton，2013年；Laca等人，2014年）。此外，EYG的致密结构是由于HDL和卵磷脂蛋白通过磷酸钙桥连接而形成的，这阻碍了水合作用并限制了其功能特性（Wang等人，2025年）。
卵磷脂（EL）是蛋黄中的关键乳化成分，占其湿重的10%和总脂质含量的33%（Abeyrathne等人，2022年；Sun等人，2018年）。它主要由磷脂酰胆碱（PC，73.0%–80.9%）、磷脂酰乙醇胺（PE，15.5%–19.1%）、磷脂酰肌醇（PI，0.6%–1.0%）和少量磷脂酸（PA）组成。PC的分子结构具有亲水头部和比疏水脂肪酸尾部更大的横截面积，有助于在O/W乳液中形成具有正自发曲率的界面。这些界面形成了强聚合屏障，减少了液滴聚集并增强了O/W乳液的稳定性（Chai & Park，2024年；Wang等人，2021年）。因此，卵磷脂与EYG的结合显著影响了乳液的稳定性。
研究表明，破碎的EYG颗粒比完整的颗粒更有效地稳定O/W乳液，因为蛋白质溶解度提高，促进了快速的界面吸附（Anton等人，2000年；Ma等人，2024年）。为了达到这一目标，采用了物理和化学改性方法。通常物理方法比酶法改性更受欢迎，因为酶法成本较高且需要苛刻的反应条件（Tang等人，2025年）。在物理方法中，高强度超声（HIU）利用空化、机械剪切和局部加热来分解、分散和溶解EYG成分。例如，270 W的HIU使EYG颗粒尺寸减小了37.3%，提高了蛋白质、钙、磷和磷脂的溶解度（Geng等人，2021年）。此外，300 W的HIU促进了蛋白质间的相互作用并改变了它们的水合程度，表明其在水胶体系统中的蛋白质稳定性中起着重要作用（Salama等人，2026年）。同时，化学改性方法（如pH值变化）也有效。在强酸性或碱性条件下，蛋白质会发生结构 unfolding，并在中性pH下恢复为熔融球状，从而破坏聚集体（Yang, Han等人，2025年；Yang, Jin等人，2025年）。Xia等人（2024年）观察到，微碱性条件（pH 7.5–8.5）通过破坏磷酸钙桥来减小EYG颗粒尺寸，显著提高了蛋白质的溶解度。完全的碱性pH值变化进一步增强了蛋黄蛋白（EYP）的溶解度和乳液的乳化性能（Yang, Han等人，2025年；Yang, Jin等人，2025年）。更重要的是，当HIU与pH值变化结合使用时，观察到了协同效应。我们之前的研究报道，联合处理后EYP的溶解度增加了27.90%，而单独使用超声或pH值变化处理的增加幅度分别为9.39%和14.62%。这种联合方法在减小乳液颗粒尺寸和增强相稳定性方面也表现出优越性（Sun等人，2025年）。因此，超声辅助的pH值变化成为一种实用、高效且有前景的改性策略。
尽管关于蛋黄乳化中pH值变化的研究主要集中在蛋白质上，但卵磷脂在这些处理中的作用却受到了较少关注。值得注意的是，pH值在调节表面活性剂的乳化活性中起着关键作用。在酸性条件下，表面活性剂以质子化形式存在，水溶性降低，乳化能力减弱；而随着pH值的升高，其功能得到改善（Long等人，2017年）。Shen等人（2020年）报告称，适量的大豆卵磷脂提高了EYG稳定的乳液的稳定性。同时，超声辅助的pH值变化主要增强了EYG成分（HDL和卵磷脂蛋白）的界面吸附，从而促进了乳化过程（Sun等人，2025年）。然而，这种联合处理对蛋黄乳化特性的机制效应尚不清楚，特别是卵磷脂与蛋黄蛋白之间的相互作用。这一知识空白阻碍了对基于蛋黄的乳化系统的全面分析，并限制了有针对性的功能优化策略。
本研究旨在探讨在超声辅助的pH值变化条件下，EYG（1%）与EL（0–1%）之间的相互作用机制。评估了形成的EYG-EL复合物的物理化学、结构和功能特性以及分子对接情况。这项工作为复杂乳化系统中的磷脂-蛋白质相互作用提供了新的见解，并为开发用于食品应用的定制蛋黄基乳液奠定了理论基础。这些发现有望创造出清洁标签、高内相的食品乳液，作为合成乳化剂的替代品，例如用于植物基肉酱和高蛋白涂抹酱中的强粘弹性乳液凝胶。
材料
新鲜鸡蛋来自正大集团（中国武汉）。食品级大豆油购自益海 Kerry Grain & Oil Co., Ltd.（中国上海）。磷酸盐缓冲盐水（PBS）购自Servicebio Technology Co., Ltd.（中国武汉）。牛血清白蛋白（BSA，纯度>98%）和蛋黄卵磷脂（PC ≥ 80%）由Beyotime Biotechnology Co., Ltd.（中国上海）提供。所有使用的化学品和试剂均为分析级。
蛋黄颗粒的制备
蛋黄颗粒的制备...
EYG-EL复合物的溶解度
高蛋白质溶解度对于最佳的乳化性能至关重要（Fan等人，2025年）。系统研究了不同浓度（0%–1.00%，w/w）的卵磷脂对EYG溶解度的影响，实验在超声辅助的pH值变化条件下进行。如图1A所示，0%卵磷脂条件下蛋白质的溶解度为57.51%，是所有处理中最低的。随着卵磷脂浓度从0%增加到1.00%，蛋白质的溶解度显著提高。
结论
本研究阐明了在超声辅助的pH值变化条件下，EYG与EL之间的浓度依赖性相互作用，显著影响了界面结构和乳化性能。结果表明，0.25–1.00%的卵磷脂提高了蛋白质的溶解度（最高达83.23%），并通过与EYG形成复合物减小了颗粒尺寸。
作者贡献声明
李双双：撰写——原始草稿，软件操作，实验研究，数据管理，概念构思。杨雅琴：撰写——原始草稿，软件操作，实验研究，数据管理，概念构思。孙毅：软件操作，实验研究，概念构思。张圆圆：撰写——审稿与编辑，概念构思。范翔：软件操作，实验研究，概念构思。穆罕默德·萨拉玛：实验研究，数据管理。金国峰：撰写——审稿与编辑，监督，资源协调，概念构思。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
本研究得到了中国国家重点研发计划（2025YFE0117800）、枣庄市可持续发展创新示范区关键研发计划（2025SFQZX15）和HZAU-AGIS合作基金（编号SZYJY2023023）的支持。
