《Food Chemistry: X》：Development of functional cheese sticks using konjac glucomannan: regulated pickering double emulsions under different heat treatments
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本研究针对Pickering双相乳液(PDEs)在热处理过程中易出现絮凝、分层及活性物质降解等问题，通过引入魔芋葡甘聚糖(KGM)构建热诱导凝胶体系。研究发现70°C热处理可使KGM基PDEs形成稳定三维网络结构，其质构特性(硬度0.79?N，弹性0.9?mm)与商业奶酪棒最为接近，同时显著提升包埋的EGCG和β-胡萝卜素的热稳定性及胃肠消化耐受性，为植物基软凝胶食品开发提供新策略。
在食品工业创新浪潮中，开发兼具营养功能与理想质构的植物基替代品已成为重要趋势。Pickering双相乳液(PDEs)因其可同时包埋亲水和疏水活性成分的"液滴套液滴"结构，在低热量食品设计领域展现巨大潜力。然而，这类乳液在热处理过程中面临严峻挑战：温度升高会加速液滴絮凝、聚结，导致体系失稳，更会促使包埋的活性物质（如抗氧化剂EGCG和色素β-胡萝卜素）降解失效，极大限制了其实际应用。
为突破这一技术瓶颈，信阳师范学院生命科学学院研究团队将目光投向天然多糖——魔芋葡甘聚糖(KGM)。这种源自魔芋植物的膳食纤维不仅具备优异的水合能力和增稠特性，其分子链上丰富的羟基还能通过氢键作用构建三维网络结构。研究人员创新性地将KGM与黄原胶/溶菌酶纳米颗粒(XG/Ly NPs)结合，构建了热响应型KGM基Pickering双相乳液体系，系统探究了不同热处理条件(50-90°C)对乳液凝胶化行为、质构特性及活性成分保护效能的影响，相关成果发表于《Food Chemistry: X》。
本研究采用两步乳化法制备KGM基PDEs，通过温度扫描、频率扫描等流变学分析手段表征热处理过程中的凝胶演化行为，结合激光共聚焦显微镜(CLSM)和冷冻扫描电镜观察微观结构变化，采用质构剖面分析(TPA)模拟商业奶酪棒的感官特性，并通过体外胃肠消化模型评估活性成分的生物可及性。
3.1 热处理后KGM基PDEs的持水性
研究发现KGM添加使PDEs持水率从53.5%显著提升至91.1%，70°C热处理后可达100%。热诱导形成的凝胶网络能有效抵抗离心力导致的失稳，这与KGM分子链间氢键增强及与XG/Ly NPs的协同交联作用密切相关。
3.2 热处理后PDEs的CLSM观察
CLSM图像显示无KGM的PDEs随温度升高出现明显液滴絮凝，90°C时液滴尺寸显著增大。而KGM基PDEs即使经历90°C处理仍保持较小液滴尺寸，证明KGM通过增加体系粘度和空间位阻效应有效抑制了热诱导的液滴聚集。
3.3 热处理后KGM基PDEs的流变行为
温度扫描表明KGM添加使体系储能模量(G′)始终高于损耗模量(G″)，呈现典型弹性凝胶特征。70°C热处理时损耗因子(tanδ)达最小值0.058，表明此时凝胶网络最稳定。大振幅振荡剪切(LAOS)测试发现70°C处理的样品呈现应变超调现象，证明其具备优异的网络重构能力。
3.4 热处理后KGM基PDEs的质构特性
质构分析显示70°C热处理的KGM基PDEs硬度(0.79?N)和弹性(0.9?mm)最接近商业奶酪棒(1.28?N，1.55?mm)。β-胡萝卜素赋予的橙黄色泽与良好的自支撑性，使其具备替代传统奶酪棒的应用潜力。
3.5 PDEs中共载EGCG和β-胡萝卜素的稳定性
70°C热处理后KGM基PDEs中EGCG和β-胡萝卜素保留率分别达89.0%和96.7%，显著高于无KGM体系。凝胶网络有效延缓热传导，为热敏感成分提供了物理屏障保护。
3.6 热处理后PDEs的体外消化及生物可及性
体外消化实验表明KGM基PDEs在胃肠环境中能保持结构完整性，游离脂肪酸释放率降至16.3%。虽然这导致EGCG和β-胡萝卜素的即时生物可及性较低(0.78%和0.67%)，但暗示活性成分可能在大肠阶段随KGM降解而靶向释放，实现结肠递送功能。
该研究通过精准调控KGM基Pickering双相乳液的热处理工艺，成功构建了兼具理想质构特性和活性成分保护功能的乳液凝胶体系。特别是在70°C处理条件下形成的三维网络结构，不仅使产品质地与商业奶酪棒高度相似，更通过物理屏障作用显著提升了EGCG和β-胡萝卜素的热稳定性及胃肠耐受性。这种"热诱导凝胶化"策略为设计下一代植物基功能食品提供了新思路，有望在低热量、高纤维、富活性成分的健康食品开发领域发挥重要指导作用。未来研究可进一步优化KGM与其他多糖/蛋白的协同凝胶化条件，拓展其在特定医学膳食中的应用前景。
