《Food Hydrocolloids》：Alginate polysaccharides stabilized yolk W/O/W emulsions for DHA-based multinutrient delivery: interfacial design, stability and spray-dried powder characteristics
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DHA、叶酸及维生素B12等多元营养素通过酶解蛋黄构建的W/O/W乳液系统高效共封装，结合高速剪切与高压均质技术及6%聚甘油蓖麻油酯油相乳化剂，实现94.8%的DHA包封率。0.10%阴离子多糖（SA或PGA）通过增强表面电荷（zeta电位）和形成连续蛋白-多糖界面膜，使乳滴粒径缩小至0.5-0.8μm且分布均匀，经喷雾干燥后获得水分含量低（2.56%-3.82%）、溶解性高（SA组达74.51%）的功能性蛋黄粉，为母婴营养食品提供创新解决方案。
林登|李明珠|刘曦|穆罕默德·萨拉马|孙浩阳|李晓萌|蔡赵霞
中国华中农业大学食品科学与技术学院，国家蛋品加工研发中心，洪山实验室，武汉430070
摘要
在功能性食品中有效共递送结构多样的营养素仍然具有挑战性。本研究旨在开发一种稳定的基于蛋黄的油包水包水（W/O/W）乳液系统，以共包封亲脂性的DHA与亲水性的维生素B12、叶酸以及锌/铁。亲水性微量营养素溶解在内部水相中，而富含DHA的藻油则构成油相。通过高速剪切后进行高压均质化制备W/O/W乳液，并优化使用6%（w/v）的聚甘油聚蓖麻油酸酯作为油相乳化剂。结构完整的双乳液实现了94.8%的DHA包封效率。引入0.10%（w/v）的阴离子多糖（海藻酸钠SA或丙二醇海藻酸酯PGA）后，进一步减小了液滴尺寸并缩小了尺寸分布。ζ电位和共聚焦显微镜观察表明，负表面电荷增强以及形成了连续的蛋白质-多糖界面膜，抑制了液滴聚集。优化后的乳液经过喷雾干燥后得到低水分含量（PGA为2.56%）和高溶解度（SA为74.51%）的多营养蛋黄粉末。傅里叶变换红外光谱（FTIR）和二级结构分析表明，添加多糖后氢键增强，蛋白质构象趋向更加有序。总体而言，这种基于蛋黄的W/O/W系统为下一代母婴功能性食品中DHA、维生素和矿物质的共包封提供了一种实用策略。
引言
二十二碳六烯酸（DHA）是一种关键的ω-3多不饱和脂肪酸，主要存在于中枢神经系统中，因其对神经发育的重要作用常被称为“脑黄金”（M. S. Jiang等人，2024年）。更重要的是，DHA能促进神经元增殖、突触形成和树突分支，支持认知、视力敏锐度和心血管健康以及免疫调节（Zhou & Wei，2023年）。然而，其内源性合成效率较低，且易氧化和疏水性限制了其在传统补充剂中的生物利用度。同时，维生素B12、叶酸、铁和锌等亲水性微量营养素对胎儿的神经和免疫发育同样至关重要（Hosseini等人，2024年）。最近的研究表明，通过乳液或其他包封系统共递送DHA与水溶性微量营养素可以提高它们的物理化学稳定性、肠道吸收和协同代谢效果（X. K. Xu等人，2024年）。因此，这样的集成递送系统既可行又必不可少。
W/O/W乳液独特的“双膜、三室”结构有助于亲水性和疏水性化合物的共包封和递送，为功能性食品提供保护和控制释放（Z. Xu等人，2024年）。例如，鱼油已与花青素共包封（M. Jiang等人，2024年），虾青素与藻蓝蛋白共包封（Zhang等人，2024年）。然而，由于存在双重油-水界面，W/O/W乳液不稳定，易在加工过程中发生絮凝、聚结和相分离。实现稳定性通常需要结合使用乳化剂，其中亲脂性乳化剂强化内部W/O界面，而亲水性乳化剂稳定外部O/W层。聚甘油聚蓖麻油酸酯（PGPR）是一种GRAS认证的乳化剂，广泛用于稳定内部界面（Gregersen等人，2025年）。为了进一步稳定外部水相，通常会加入亲水性乳化剂或生物聚合物，以增强界面膜、抑制液滴聚集并提高乳液整体稳定性。
蛋黄是一种天然的两亲性生物材料，其蛋白质和磷脂赋予其内在的乳化能力，使其成为共包封DHA和亲水性微量营养素的有希望的外部水相基底。然而，直接用于乳液时，其高热敏感性、有限的溶解度、较大的聚集尺寸和不足的界面稳定性常常成为限制（Shan等人，2024年）。酶解可以有效缓解这些问题，通过破坏三级结构并释放表面活性肽，从而提高溶解度、增强界面吸附并提供空间稳定作用（Wang等人，2024年）。Li等人（2020年）发现枯草芽孢杆菌蛋白酶的酶解降低了界面张力并加速了蛋白质向界面的迁移，而Fu等人（2020年）证明中性蛋白酶和胰蛋白酶的组合显著提高了蛋黄的乳化活性和稳定性。尽管酶解显著增强了蛋黄蛋白质的界面性能，但形成的界面膜仍不足以完全防止W/O/W系统中的液滴聚集（Zou等人），表明需要额外的策略来进一步强化外部水相界面。
为了进一步增强W/O/W乳液的外部水相界面，多糖因其丰富的官能团和强结合水的能力而成为高效的亲水稳定剂。在这种复合稳定的乳液中，蛋白质迅速吸附在油-水界面并提供空间阻碍，而多糖则提供水合层、粘度增强或静电排斥作用，从而抑制液滴迁移和聚结（Zhu等人，2025年）。例如，Y. Q. Ma等人（2025年）使用 Tremella多糖提高了乳清蛋白乳液的稳定性，而Y. Q. Pan等人（2025年）显示红平菇蛋白-多糖结合物通过平衡的两亲性稳定了高内相乳液。在各种多糖中，海藻酸钠（SA）和丙二醇海藻酸酯（PGA）对W/O/W系统特别有利。SA是一种线性阴离子多糖，具有强水合和增粘能力，可提高液滴抵抗絮凝和乳化分层的能力（Han等人，2025年；Russo等人，2024年）。PGA是一种部分酯化的藻酸盐衍生物，保留了阴离子特性，同时由于其丙二醇酯基团而具有增强的界面亲和力，从而有助于与界面蛋白质的持久结合（M. J. Ma等人，2025年）。此外，阴离子多糖与蛋黄水解物之间的静电相互作用也有助于乳液稳定。这些性质使SA和PGA能够显著增强外部水层，减少液滴聚集，并最终支持构建高稳定性的DHA递送系统。
本研究开发了一种基于酶改性的蛋黄的W/O/W乳液，用于共包封和递送DHA、亲水性维生素（B12和叶酸）以及矿物质（铁和锌）。基于团队之前的研究（Liu等人，2023年），本研究首先系统探讨了均质化过程（使用高速剪切（HSS）或HSS/高压均质化（HPH）组合）和PGPR对乳液构建和包封效果的影响。然后使用SA和PGA作为外部相稳定剂，SA因其优异的界面稳定性能而PGA因其源自疏水性丙二醇基团的两亲性而发挥作用。同时评估了多糖浓度对W/O/W乳液液滴尺寸、界面特性、微观结构及喷雾干燥微胶囊性能的影响，以及酶解蛋黄-多糖的稳定效果。本研究为酶改性蛋黄与多糖之间的界面共稳定机制提供了新的见解，为开发基于天然乳化剂的多功能营养递送系统提供了理论基础。
材料
本实验中使用的所有新鲜鸡蛋均购自Charoen Pokphand集团（中国武汉）。Flavourzyme（70000 U/g）和碱性蛋白酶（400000 U/g）购自Angel Yeast有限公司（中国宜昌）。藻油（含40% DHA）购自Seawit Life Science有限公司（中国青岛）。维生素B12购自Yuxing Biological有限公司（中国邢台）。叶酸、葡萄糖酸锌、PGPR和葡萄糖酸亚铁由Ringpu Biology有限公司（天津）提供。
W/O/W乳液的微观结构
使用荧光显微镜分析了乳液的微观结构（图2）。由于酶解蛋黄中含有脂质成分，Nile Red不仅染色了油相，还在外部水相产生了微弱的荧光。这种现象在基于蛋黄的乳液中很常见。值得注意的是，仅通过HSS处理的乳液显示出较大的液滴尺寸和不规则的空间分布（S4-S8）。相比之下，经过
结论
本研究证明，酶解蛋黄可以作为构建W/O/W乳液的功能性连续相，能够共包封DHA和水溶性营养素。通过优化加工和界面条件，发现HSS + HPH组合及6% PGPR的组合适合制备结构完整的W/O/W乳液，具有高包封效率。随后加入阴离子多糖后显示0.10% SA或PGA可以吸附
CRediT作者贡献声明
李明珠：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，数据管理，概念构思。林登：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，数据管理，概念构思。穆罕默德·萨拉马：撰写 – 审稿与编辑，研究，数据管理。刘曦：撰写 – 审稿与编辑，研究，数据管理。李晓萌：撰写 – 审稿与编辑，研究，数据管理。孙浩阳：撰写 – 审稿与编辑，研究，数据管理。蔡赵霞：
未引用参考文献
Jiang等人，2024年；Li等人，2024年；Ma等人，2025年；Pan等人，2025年；Su等人，2023年；Tekin和Karasu，2020年；Xu等人，2024年；Zhang等人，2023年；Zou等人。
利益冲突声明
作者声明没有利益冲突。
利益冲突声明
我们声明所描述的工作是原创研究，尚未在其他地方发表，也未被考虑发表。本手稿的提交不存在利益冲突，所有作者均同意发表。
致谢
本工作得到了中国国家重点研发计划（编号：2025YFE0117800）、枣庄市——国家可持续发展创新示范区关键研发计划（编号：2025SFQZX15）以及山东省中央引导的地方科技发展项目（编号：YDZX2024056）的支持。
