《Food Hydrocolloids》：Oil inclusion facilitated phase separation of soy glycinin coacervates for fabrication of spreadable plant-based cheese
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双连续网络形成|植物基奶酪|相分离诱导|大豆球蛋白|流变学性能优化
作者：秦朗、杨中宇、杨晓颖、王高?、孙伟翔、杨元、郭健、万志立、杨晓全
华南理工大学食品科学与工程学院食品蛋白质与胶体实验室，广东省天然产物绿色加工与产品安全重点实验室，中国广州510640
摘要
开发植物基奶酪仍然是食品科学中的一个重大挑战，尤其是在复制乳制奶酪的微观结构、熔化行为和涂抹性方面。本研究提出了一种新的方法，通过油包络诱导大豆甘氨酸蛋白的相分离来制备可涂抹的植物基奶酪。我们发现，当油含量超过某个临界值（φ = 30%）时，油包络可以触发溶胶/凝胶转变，从而形成双连续网络并伴随表面硬化。这种结构转变提高了胶体的延展稳定性并改善了其流变性能。低场核磁共振分析进一步表明，油包络减少了胶体内部的水合作用，从而建立了微观结构变化与流变性能之间的联系。这项研究为设计植物基奶酪提供了一种有前景的策略，并可能为替代乳制品的开发提供有价值的见解。
引言
植物基奶酪已成为食品工业中的一个有前景的选择，以满足消费者对可持续替代动物源产品的需求（Aschemann-Witzel, Gantriis, Fraga, & Perez-Cueto, 2021）。然而，开发出能够复制乳制奶酪涂抹性、口感和结构复杂性的植物基奶酪产品仍然是一个重大的技术挑战（Short, Kinchla, & Nolden, 2021）。目前，大多数植物基奶酪依赖于淀粉（如木薯淀粉或马铃薯淀粉）与油脂（如椰子油或棕榈油）来形成其基础基质（Harper, Dobson, Morris, & Mogré, 2022; Mattice & Marangoni, 2020; Saraco & Blaxland, 2020）。虽然这类淀粉-油脂系统通常具有令人满意的延展性和熔化性能，但它们的营养价值通常较低，尤其是蛋白质含量较低（Fresán & Rippin, 2021; Grasso, Roos, Crowley, Arendt, & O'Mahony, 2021; Grossmann & McClements, 2021）。
除了营养差异外，这两种奶酪在基本物理化学结构上也有所不同。乳制奶酪的特点是由酪蛋白网络构成的复杂蛋白质基质，该网络包裹着脂肪颗粒——这种微观结构是通过多步骤生产过程形成的。这一过程通常包括牛奶的酸化或凝乳酶诱导的凝固，随后是发酵、分离乳清、压榨、盐渍和长时间的成熟。这些步骤共同促进了坚实质地和独特风味的发展（Gobbetti & Di Cagno, 2017; MacAinsh, Dey, & Zhou, 2024; Visser, 1993; Zheng, Shi, & Wang, 2021）。相比之下，大多数植物基奶酪主要作为淀粉-油脂凝胶系统存在，缺乏连续的蛋白质网络（D. Lu等人，2025）。因此，开发出在微观结构和宏观功能上都能密切模仿乳制奶酪的植物蛋白基奶酪仍然是当前研究和开发中的一个关键挑战。
在植物基奶酪中，淀粉提供了增稠和凝胶化的能力。在加热和冷却过程中，它们会形成能够有效捕获水分的多糖网络（Kasprzak, Macnaughtan, Harding, Wilde, & Wolf, 2018）。相比之下，植物蛋白的分子尺寸较大，缺乏酪蛋白所特有的柔性随机卷曲或胶束结构，导致凝胶网络密度较低，保水能力较差（Ferawati, Hefni, ?stbring, & Witth?ft, 2021）。我们最近的研究通过大豆甘氨酸蛋白的重入相分离产生了一种高度水合的胶体相。我们认为这种富含蛋白质的水基基质可以成为植物基奶酪的理想构建块（Qin, Guo, Wan, Sun, & Yang, 2026）。由于这种胶体相表现出具有显著流动性的粘性液体行为，它不能直接形成自立的奶酪基质。为了解决这个问题，我们将大豆油引入大豆甘氨酸蛋白胶体中，以诱导从水合胶体到含油胶体的溶胶/凝胶转变。所得到的含油胶体具有较高的蛋白质含量（20-30%），同时表现出理想的涂抹性和粘弹性。我们进一步利用这一系统作为模型，研究了含油胶体的微观结构和机械性能之间的联系。通过小振幅和大振幅振荡剪切（SAOS/LAOS）流变学方法评估了含油胶体的线性和非线性粘弹性特性。我们的发现为植物基奶酪设计开辟了一条新途径，采用油诱导的相分离策略，利用动态的蛋白质胶体-油组装，为替代乳制品的未来发展提供了新的框架。
材料
脱脂大豆粉（中国山东玉新生物技术有限公司；凯氏定氮法测定蛋白质含量为55.10%，干基）；商业一级精炼大豆油（广州本地购买）；马苏里拉奶酪（吉林磨碎的，广州本地购买）。试剂包括Thioflavin T（ThT）、荧光异硫氰酸酯（FITC）、尼罗红和二甲基亚砜（DMSO）均从Sigma-Aldrich（美国）购买。所有其他化学品均为分析级。
含油胶体的微观结构和延展流变性能
马苏里拉奶酪是许多菜肴中备受喜爱的成分，因其独特的延展性和奶油质地而受到推崇。它是一种新鲜、半软的奶酪，属于帕斯塔菲拉塔家族。这一分类反映了其独特的生产方法：奶酪在温热的乳清中加热至具有弹性，然后揉捏并塑形为球状。最后，奶酪在盐水中或乳清中保存以保持水分。这一过程赋予了马苏里拉奶酪其特有的延展性和奶油质地（Zheng等人，2021）。
结论
在本研究中，我们通过将大豆油加入大豆甘氨酸蛋白（11S）胶体中，制备了具有可调流变性能和微观结构的含油胶体。纤维拉伸测试表明，含油胶体比11S胶体具有更好的延展稳定性和粘弹性。共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）显示形成了与...
CRediT作者贡献声明
王高?：可视化、正式分析。
杨中宇：正式分析、数据管理。
杨晓颖：数据管理。
秦朗：撰写——初稿、方法论、研究、正式分析、概念化。
杨晓全：撰写——审稿与编辑、验证、监督、方法论、资金获取、概念化。
郭健：撰写——审稿与编辑、正式分析。
万志立：撰写——审稿与编辑、研究、正式分析。
孙伟翔：方法论。
未引用参考文献
Wang等人，2024年。
利益冲突声明
作者声明没有竞争性财务利益。
数据可用性
数据可根据请求提供。
致谢
本工作得到了山东省重点研发计划（重大科技创新项目）（2025CXGC010809）和广东省特别支持计划（编号：2019BT02N112）的支持。
