《Food Chemistry》：Stabilization of oleogels using high internal-phase Pickering emulsions stabilized by myofibrillar proteins from large yellow croaker as a template: Effect of pH and transglutaminase
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oleogels基于大黄鱼肌原纤维蛋白（MP）的高内相乳液（MPHIPPEs）通过调节pH和转谷氨酰胺酶（TGase）活性优化凝胶结构稳定性，pH>7时形成致密三维网络，油泄漏率降至1.48%，验证了酶促交联对蛋白凝胶增强作用，为开发功能性脂肪替代品提供新思路。
任志勇|李青青|林敏|赵园|史林凡|刘书记|刘志宇|翁武寅
集美大学海洋食品与生物工程学院，福建省海洋功能性食品工程技术研究中心，中国厦门361021
摘要
油凝胶作为一种脂肪替代品，可以满足消费者对低脂、营养丰富且种类多样的食品需求。本研究探讨了pH值和转谷氨酰胺酶（TGase）对基于大黄鱼肌原纤维蛋白（MPHIPPEs）的高内相Pickering乳液制成的油凝胶的影响。当pH值从7升高到11时，基于MPHIPPEs的油凝胶的结构稳定性得到增强。此外，在pH值为7时，MPHIPPEs的二级结构保持稳定。在pH值高于7的情况下，基于MPHIPPEs的油凝胶表现出相对优异的粘弹性行为。当TGase活性为25 U/g时，油凝胶的油泄漏率为1.48%，且油滴较小，具有良好的触变性，能够形成致密的凝胶网络结构。这些结果为利用MPHIPPEs制备油凝胶提供了新的思路，有助于开发食品工业中的固体脂肪替代品。
引言
随着食品加工技术的不断进步，寻找传统塑料脂肪的替代品已成为食品工业未来创新的关键方向。油凝胶是一种基于脂质的系统，能够将液态油包裹在三维矩阵中，使其转化为半固态结构，从而模拟固体脂肪的功能（Doan等人，2018；Fidan等人，2025）。油凝胶可以通过多种常见技术制备，如直接分散、泡沫模板法和乳液模板法（Zhang, Wu, & Cheng, 2023）。然而，在食品应用中，直接分散法存在液油渗漏和热诱导的脂质氧化等问题（Wang, Liu等人，2024）。具有多孔结构的泡沫模板油凝胶在接近晶体熔点（Tm）的温度下会发生结构坍塌，破坏三维网络（Hashemi等人，2025）。相比之下，乳液模板法仅通过物理转变使油固化，是一种简单、安全且环保的工艺（Espert等人，2022）。作为天然颗粒，食品级蛋白质因其优异的界面吸附和乳化能力而在乳液模板油凝胶研究中受到广泛关注。早在2006年，β-乳球蛋白就被首次用于稳定水包油乳液，并经过对流干燥后制备出基于蛋白质的油凝胶（Romoscanu & Mezzenga, 2006）。由玉米醇溶蛋白纳米颗粒稳定的Pickering乳液可以有效地转化为类似固体的油凝胶，且油分离现象最小（Wang等人，2016）。类似地，由4%（w/w）酪蛋白钠稳定的高内相乳液（HIPPEs）制备的油凝胶表现出优异的保油能力（Santos等人，2024）。先前的研究表明，含有2.0%肌原纤维蛋白（MP）且孔结构细小均匀的油凝胶网络可以通过物理包封和分子间相互作用有效地固定水和油成分，形成热力学稳定的三维交联网络（Wu等人，2018）。
鱼蛋白是一种优质且安全的蛋白质来源。肌原纤维蛋白（MP）是鱼肌肉中的主要蛋白质类型，占鱼蛋白总量的55%–60%（Xiao等人，2025）。与植物蛋白相比，MP含有完整的必需氨基酸谱，易于消化和吸收，有助于人体肌肉蛋白的合成（Berrazaga等人，2019；Watabe等人，2024）。同时，MP具有出色的凝胶形成和乳化能力，是一种高质量的营养来源和重要的食品功能成分（Li, Wang等人，2025）。新鲜罗非鱼片中的MP可以作为凝胶剂，通过乳液模板法制备油凝胶，用作黄油的替代品，改善海绵蛋糕的粘弹性和风味（Feng, He等人，2025）。此外，鱼MP还含有多种有益健康的肽，具有额外的健康效益（Watabe等人，2024）。与传统液态乳液不同，HIPPEs作为一种凝胶状结构，其内相比例超过74%（w/v），由于其优异的抗氧化稳定性、耐热性和储存稳定性，在食品应用中越来越受欢迎（Mao等人，2022）。大黄鱼的MP已被成功用作制备HIPPEs的构建块，在加入甘油后，乳液滴分布均匀，稳定性得到提升，形成了具有良好凝胶特性的HIPPEs（MPHIPPEs）（Lin等人，2025）。因此，利用大黄鱼的MP可以制备基于MPHIPPEs的油凝胶，拓宽乳液基油凝胶在食品系统中的应用范围。
pH作为基本的环境因素，通过调节MP的表面电荷、疏水基团的暴露程度以及离子强度平衡，影响蛋白质分子的构象和相互作用，从而直接影响蛋白质的溶解度、聚集行为和凝胶网络的形成效率（Liu等人，2024）。当pH偏离蛋白质的等电点时，蛋白质分子的净表面电荷增加，增强静电排斥力，有利于形成均匀致密的凝胶网络。相反，当pH接近等电点时，蛋白质溶解度降低，导致无序聚集，凝胶性能下降（Qu等人，2025）。
转谷氨酰胺酶（TGase）可以催化大黄鱼中的蛋白质交联，提高鱼糜的质量（Huang等人，2022）。作为一种常用的商业酶，TGase通过介导赖氨酸残基和谷氨酰胺残基之间的酰基转移反应，促进共价交联的形成（Zou等人，2023）。这种酶促作用有助于形成交联的蛋白质网络，增强蛋白质在油水界面的积累，有效抑制液滴聚集、絮凝和相分离，从而增强静电排斥力（Jiang & Xiong，2013）。此外，TGase处理可以抑制由明胶稳定的Pickering乳液的乳化现象，使乳液滴分布均匀，物理稳定性提高（Lin等人，2023）。目前，关于pH值和TGase对基于大黄鱼MPHIPPEs的油凝胶的影响仍不明确。
因此，本研究提出假设：在适当的pH值下，TGase可以通过有效催化蛋白质分子的交联来改善基于MPHIPPEs的油凝胶的质量。研究了不同pH值和TGase活性下基于MPHIPPEs的油凝胶的特性。最后，探讨了pH值和TGase活性对油凝胶稳定性的影响，旨在阐明其稳定机制。本研究的结果有望为基于鱼蛋白的HIPPE凝胶的应用提供理论基础，并拓展鱼蛋白在食品工业中的用途。
材料
大黄鱼和大豆油购自厦门新华都购物广场有限公司（中国厦门）。氢氧化钠和甘油购自厦门西龙科技有限公司（中国汕头）。荧光异硫氰酸酯（FITC）和尼罗红购自上海阿拉丁试剂有限公司（中国上海）。
肌原纤维蛋白的提取
根据先前建立的方法（Zhang等人，2024）对大黄鱼进行了肌原纤维蛋白（MPs）的提取，并进行了详细修改。
外观和油泄漏率
不同pH值下基于MPHIPPEs的油凝胶的外观和油泄漏率（OL）如图1所示。在pH值为3时，基于MPHIPPEs的油凝胶无法保持结构完整性，出现大量油渗出，呈液态（图1A）。这表明乳液模板在酸性条件下稳定性不足，无法形成稳定的三维网络以包裹油滴。相反，经过干燥处理的油凝胶...
结论
本研究表明，强酸性环境（pH值3）会损害基于MPHIPPEs的油凝胶的稳定性，导致凝胶结构脆弱，油泄漏率为64.50%。随着pH值的升高，基于MPHIPPEs的油凝胶中结合的油量增加，从而提高了其保油能力。当pH值调整到7以上时，油凝胶的稳定性得到提高，油泄漏率降至不超过17.15%。此外...
作者贡献声明
任志勇：撰写——初稿，方法学设计。李青青：撰写——初稿，软件操作。林敏：实验研究，数据管理。赵园：数据可视化。史林凡：结果验证，正式分析。刘书记：资源协调。刘志宇：撰写——审稿与编辑，方法学设计。翁武寅：项目监督，资金筹集。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究得到了福建省科学技术项目（2024NZ031015）、福建省自然科学基金（2024J09042）、福建省种子产业创新与产业化项目（2021FJSCZY01）以及福建省海洋功能性食品工程技术研究中心的资助（2024MFF02002）的支持。
