综述：从乌佐酒到创新：利用传统背后的科学原理应用于食品领域

《Current Opinion in Colloid & Interface Science》：From Ouzo to innovation: harnessing the science behind tradition for food applications

Ouzo效应是乙醇/水/trans-香芹酚三元体系中自发形成稳定油包水乳液的现象，机理涉及相分离、成核及生长。该效应在低能耗功能性食品和生物活性成分包埋中具应用潜力，但面临滴大小控制、多组分系统可重复性及规模化生产挑战。

　　

Fernando Leal-Calderon

波尔多大学，法国国家科学研究中心（CNRS），波尔多应用科学学院（Bordeaux INP），CBMN UMR 5248，33600 Pessac，法国

摘要

当水被加入含有反式-茴香脑的乙醇溶液中时，会观察到Ouzo效应，这种现象会导致稳定的、无表面活性剂的油水乳液的自发形成。最初这种效应是在地中海地区的茴香风味烈酒中发现的，由于其在低能耗和可持续食品加工方面的潜力而引起了人们的关注。它展示了由相分离、成核和生长驱动的自发乳化过程，为研究非平衡胶体动力学和新型配方策略提供了一个强大的模型系统。

本文综述了Ouzo效应，特别是水/乙醇/反式-茴香脑三元体系在基础研究中的应用，以及其在食品配方中的用途。首先探讨了液滴成核、生长和稳定的基本热力学原理。讨论了有助于深入理解这些过程的分析方法和理论框架。研究范围包括功能性饮料以及抗氧化剂和抗菌剂等生物活性化合物的共封装技术，这些应用需要精确控制溶剂组成、混合条件以及可能共沉淀的多种疏水组分之间的相互作用，从而为开发可持续、无添加剂且具有附加价值的食品提供了机会。

目前仍面临的关键挑战包括控制液滴大小、确保复杂系统中的可重复性、扩大生产规模，以及在保持稳定性和生物活性的同时整合天然提取物。工业应用需要平衡效率、安全性和法规限制。

总体而言，利用Ouzo效应为开发下一代功能性食品和营养保健品提供了一个多功能、可适应且可靠的平台。结合物理化学、过程工程和生物学的多学科方法是克服现有局限性的关键，有助于将实验室研究成果转化为具有高附加值和实用性的工业产品，为各种食品系统提供创新、可持续且符合消费者需求的解决方案。

引言

“Ouzo效应”指的是像Ouzo、Pastis、Rak?、Arak或Sambuca这样的茴香风味酒精饮料在用水稀释后会出现乳白色外观的现象[1],[2]。这种视觉变化是由于反式-茴香脑（茴香的主要风味成分）的沉淀导致的，该成分在乙醇中可溶但在水中溶解度较低。随着水的加入，乙醇浓度降低，反式-茴香脑的溶解度下降，从而引发液滴的自发成核，散射光线并产生特有的乳白色外观。

历史上，茴香风味烈酒的消费可以追溯到古代地中海文明，当时人们认为茴香和茴香籽具有芳香和助消化的功效。像Arak和Rak?这样的蒸馏茴香饮料在中东和奥斯曼帝国已有数百年的生产历史，而Ouzo则是在19世纪随着蒸馏技术的改进而在希腊出现的。在法国，Pastis是在20世纪初作为被禁止的苦艾酒（absinthe）的合法替代品而开发的。这种稀释后出现的乳白色特征长期以来被传统酿酒师所认可，直到20世纪中叶关于胶体稳定性和溶解现象的研究才提供了对其的科学解释[3]。

食品行业最初对这一现象感兴趣的是因为它可以在不进行耗能巨大的混合操作的情况下制备出动力学稳定的油水纳米乳液，并设计出提升消费者吸引力的创新质地和视觉效果。在食品应用中，只有被监管机构认定为安全的酒精才能用作Ouzo效应的溶剂。其中，乙醇是最常用的溶剂，因为它能与水混溶、被批准用于食品，并且能够溶解像反式-茴香脑这样的疏水分子。由于毒性问题，其他短链酒精不允许直接用于食品。

最初，Ouzo效应仅仅被视为地中海开胃酒的一种奇特现象，但后来它已成为研究自发乳化和非平衡胶体动力学的模型系统。历史上，对该现象的理解主要基于经验观察，对其背后的物理化学过程了解有限。这一现象引发了诸多问题，涉及水/乙醇/反式-茴香脑三元体系的平衡相图、液滴成核和生长的动态过程、所得乳液的亚稳态起源以及混合条件的影响。为了解决这些问题，人们开发并应用了原创的分析技术和创新的理论方法，从而加深了对这一现象的理解。基础研究显著扩展了我们的知识并开辟了新的研究方向。同时，其在食品行业及其他领域的应用促使人们探索将该概念转移到其他含有多种疏水分子的系统中，特别是研究在不良溶剂存在下这些成分的共沉淀条件及分子相互作用的作用。从经验实践向严格的科学框架迈进对于进一步发展和与其他工业领域的交叉融合至关重要。尽管取得了进展，但仍存在一些科学和技术挑战，尤其是在液滴大小控制、复杂多组分系统中的可重复性、乙醇去除、长期稳定性以及工业生产中自发乳化过程的放大等方面。

本文综述了Ouzo效应，也称为“溶剂位移”或“反溶剂沉淀”方法。使用lens.org进行了2016年至2026年的初步文献计量分析，搜索关键词为：“Ouzo”或“antisolvent precipitation”或“solvent shifting precipitation”或“solvent displacement precipitation”，搜索范围限定在“食品科学”领域。具体筛选条件详见图例。图表显示了所识别出的126篇研究文章的年度分布情况。虽然过去四年的发表数量有所增加，但在这一特定应用领域内仍属于中等水平。作为对比，仅使用“Ouzo”这一关键词在同一时期内的搜索结果为431篇论文（涵盖所有研究领域）。

本文综述了以下研究：将溶解在乙醇或其他溶剂中的小分子或生物聚合物用水稀释后，在温和混合条件下会自发形成微米级或亚微米级的液滴或颗粒。因此，本研究是对2016年关于自发乳化研究的更新，特别关注与食品相关的Ouzo效应系统。

本文结构如下：第2节描述了水/乙醇/反式-茴香脑体系中自发乳化的结构特征和基本物理化学机制；第3节探讨了其在食品配方中的额外应用；第4节指出了当前的限制、科学挑战和未来研究方向；第5节提出了结论性意见和未来食品创新的展望。

节选内容

相图

Ouzo效应最初是在这种体系中观察到的，即水、乙醇和反式-茴香脑的食品级三元混合物。这种混合物已成为理解该现象的基石，并得到了广泛研究。已经建立了详细的相图，显示了共存相之间的界限线以及临界点（即双相曲线上的唯一组成点[1]（见图2）。

在食品和营养保健品行业中的应用

上述水/乙醇/反式-茴香脑三元混合物是一个包含单一水不溶性成分的模型系统，且不含乳化剂。在食品应用中利用Ouzo效应需要考虑含有两种或更多水不溶性成分的基质。此外，在实际应用中，乳液会经历流动条件和必要的热处理过程，同时可能存在影响胶体稳定性的电解质。

当前的限制、科学挑战和未来研究方向

尽管Ouzo效应具有巨大潜力，但在食品领域仍存在一些科学和技术挑战。

结论性意见

Ouzo效应是一种多功能且节能的现象，能够制备出稳定的、无表面活性剂的乳液，在食品行业中具有广泛的应用。其用途包括功能性饮料的制备以及生物活性化合物（如抗氧化剂、香料和其他营养成分）的封装。通过利用Ouzo效应的原理，食品科学家可以设计出具有精确调控的风味、稳定性和可控生物活性释放的新配方。

作者贡献

撰写、初稿准备、审稿和编辑：Fernando Leal-Calderon。

数据可用性

数据可应要求提供。

利益声明

作者声明没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。