《Current Research in Food Science》：Microstructural and rheological properties of camellia oil emulsion stabilized by sodium caseinate and konjac glucomannan with different concentration of ethanol
编辑推荐：
本研究针对含乙醇乳液稳定性差的技术难题，通过调控乙醇浓度系统探究了酪蛋白酸钠(CAS)/魔芋葡甘聚糖(KGM)稳定茶油乳液的微观结构与流变特性。研究发现乙醇可显著提升界面蛋白吸附率至82.37%，使液滴尺寸减小至1.54μm，并形成致密凝胶网络结构。含0.6 g/kg乙醇的乳液使包埋的姜黄素紫外照射24小时后保留率提升至52.83%，DPPH·自由基清除率提升至45.85%，为功能性乙醇饮料开发提供理论支撑。
在食品工业创新发展的浪潮中，含乙醇乳液因其独特的杀菌功效、风味调节功能及活性成分促渗能力，在奶油利口酒等酒精饮品和功能性食品领域展现出巨大应用潜力。然而乙醇如同一把双刃剑，其在改变体系黏度、表面张力的同时，会加速油相溶解导致奥斯特瓦尔德熟化，使乳液面临稳定性挑战。特别是在以酪蛋白酸钠(sodium caseinate, CAS)和魔芋葡甘聚糖(konjac glucomannan, KGM)这类天然大分子为稳定剂的体系中，乙醇如何影响其界面行为及宏观性能，至今仍是食品胶体科学领域亟待破解的难题。
针对这一科学问题，洛阳师范学院食品与药品学院的张筱凡研究团队在《Current Research in Food Science》发表了创新性研究，系统揭示了乙醇浓度对CAS/KGM稳定茶油乳液多尺度结构的调控规律。研究团队通过精密设计实验方案，采用激光粒度分析、流变学测量、共聚焦激光扫描显微镜(confocal laser scanning microscopy, CLSM)和冷冻扫描电镜(cryo-SEM)等先进表征技术，构建了从分子界面吸附到宏观凝胶网络的全链条解析体系。
在技术方法层面，研究团队通过高速剪切乳化制备了不同乙醇浓度(0/0.6/0.9 g/kg)的茶油乳液，采用考马斯亮蓝法测定界面蛋白吸附率，通过应变扫描、频率扫描等流变学测试表征凝胶强度，结合CLSM双染色技术可视化蛋白-多糖分布，并利用紫外加速实验评估姜黄素包埋体系的稳定性与抗氧化活性。
3.1. 乙醇茶油乳液的液滴尺寸分析
研究发现当CAS浓度达到0.3 g/kg时，乳液液滴尺寸随乙醇浓度增加从2.18μm显著减小至1.54μm。这种尺寸缩减效应主要归因于乙醇改变溶液极性环境，促使CAS分子构象展开，暴露出更多疏水基团从而增强界面吸附能力。值得注意的是，当KGM浓度增至0.05 g/kg时，多糖网络结构的增强缠绕效应进一步促进了液滴细化。
3.2. 乙醇茶油乳液的微观结构
光学显微镜观察显示乙醇乳液液滴分布均匀且尺寸微小，储存14天后仍保持结构完整性。CLSM图像清晰呈现绿色油滴被红色蛋白层紧密包裹的核壳结构，证实乙醇促进了CAS在油水界面的有序排列。冷冻扫描电镜更直观展现出乙醇诱导形成的致密三维网络，其中液滴间通过纤维状连接体相互桥接，形成稳定性极高的簇状聚集结构。
3.3. 乙醇茶油乳液的稳定性
离心稳定性测试表明，含0.6 g/kg乙醇的K5-E6乳液表现出最优异的抗相分离能力。研究揭示乙醇通过增强CAS与KGM分子间氢键和静电作用，强化了界面膜机械强度。但当乙醇浓度升至0.9 g/kg时，过强的反溶剂效应导致KGM形成絮状沉淀，反而破坏乳液稳定性，说明乙醇浓度存在最优阈值。
3.4. 乙醇茶油乳液的流变学行为
流变学测试表明所有乳液均呈现典型剪切稀化特性，且乙醇乳液具有更宽广的线性粘弹区(LVR)。频率扫描中储能模量(G′)始终高于耗能模量(G″)，证实体系具备固体状凝胶特征。特别发现K5-E9乳液的G′值在0.1-100Hz频率范围内保持稳定，说明高浓度乙醇诱导形成了抗疲劳性极强的凝胶网络。
3.5. CLSM和冷冻扫描电镜图像分析
CLSM双通道成像显示乙醇添加使蛋白分布更加连续均匀，液滴间距显著缩小。冷冻扫描电镜观察到乙醇乳液中出现大量丝状连接体，这些由CAS-KGM复合物构成的纤维桥在液滴间形成"锚定"效应，有效抑制液滴迁移聚集。这种结构特征与流变学测定的高凝胶强度相互印证。
3.6. 乙醇茶油乳液的界面蛋白吸附率
界面蛋白吸附率从69.63%提升至90.96%的显著变化，揭示乙醇通过改变CAS分子构象动力学，促进其快速吸附并形成致密界面膜。高吸附率不仅降低界面张力，更通过增厚界面层为包埋的姜黄素提供物理屏障。
3.7. 姜黄素在乙醇茶油乳液中的稳定性
紫外加速实验证明K5-E6乳液对光敏感型活性物具有卓越保护功能，姜黄素保留率在24小时紫外照射后仍达52.83%。这种保护效应源于多重机制协同：小尺寸液滴增加光散射路径，蛋白界面膜吸收紫外线，以及KGM凝胶网络限制分子运动。
3.8. 姜黄素在乙醇茶油乳液中的抗氧化活性
DPPH自由基清除实验显示乙醇乳液将姜黄素的自由基清除率提升至45.85%，显著高于游离油组(63.27%)。这种抗氧化增强效应与乳液体系延缓姜黄素降解密切相关，证明乙醇诱导构建的界面结构能有效保持活性物功能完整性。
本研究通过多尺度表征技术系统阐明了乙醇浓度对CAS/KGM稳定茶油乳液的调控机制。乙醇通过改变溶液极性环境促进CAS界面吸附，诱导KGM形成刚性凝胶网络，最终构建具有高稳定性、强活性物保护功能的新型乳液体系。该研究不仅为酒精饮料开发提供理论依据，更开创了利用弱极性小分子调控食品胶体功能特性的新路径。未来研究可进一步关注该体系在胃肠道环境中的消化特性及生物利用度，推动其向实际应用转化。
