鱼油富含Omega-3多不饱和脂肪酸,有助于降低血脂并预防心血管疾病。然而,由于其较低的氧化稳定性,鱼油在食品加工中的应用并不广泛(Han, Cheng, Pan, Chen, Stone, Ilavsky, & Campanella, 2024; Pan et al., 2024)。国内外研究表明,鱼油可以通过乳液、微/纳米颗粒、微胶囊、油凝胶、固体脂质颗粒和脂质体等方式进行封装,以提高其抗氧化性和吸收性。其中,油凝胶通过油凝胶剂的自我组装形成晶体网络并封装鱼油。值得注意的是,油凝胶可以作为固体脂肪使用,主要由不饱和脂肪酸组成,可以替代肉制品中的动物脂肪。此外,O/W乳液模型在食品加工中得到了广泛应用,包括乳制品、冰淇淋和乳化肉制品(Feng et al., 2023; Zhang, Xu, Zhao, & Zhou, 2022)。乳液通过乳化剂或物理处理进行稳定,从而提高Omega-3多不饱和脂肪酸的稳定性和利用率(Gon?alves, Martins, Duarte, Vicente, & Pinheiro, 2018; Komaiko, Sastrosubroto, & McClements, 2016; McClements, 2021; Pan et al., 2024; Pan, Liu, Han, Shen, et al., 2024)。然而,从热力学角度来看,O/W乳液缺乏内在稳定性,容易发生奥斯特瓦尔德熟化、絮凝、聚集和相分离等不稳定过程(Chen et al., 2024; Tao et al., 2024)。为了提高O/W乳液的稳定性,通常使用蛋白质/多糖作为天然乳化剂来形成弹性蛋白膜并降低界面张力(Liu, Wu, Zhang, Yan, & Mao, 2024)。例如,乳化香肠主要由肉蛋白、20%-30%的动物脂肪、盐和水组成。肌原纤维蛋白(MP)是猪肉中的关键成分,占总蛋白质的55%-60%,在油/水界面的组装和膜形成中起着重要作用,有效封装脂肪颗粒。增强的界面蛋白膜厚度有助于形成高度稳定的油包水乳液(Chen et al., 2024; Wu et al., 2024)。猪肌原纤维蛋白主要由肌球蛋白和肌动蛋白组成,肌球蛋白在乳化和界面吸附中起着关键作用。猪肌球蛋白在油/水界面的吸附和组装过程分为三个阶段:(1)蛋白质扩散到油/水界面;(2)蛋白质在界面处吸附并展开;(3)形成界面蛋白膜,此时蛋白质分子发生构象重排(Han et al., 2021)。二级结构、三级结构和表面疏水性的变化会影响界面流变性质和界面膜的微观形态,包括水凝胶或纤维结构(Han, Yue, & Shao, 2022)。蛋白质相的微观结构和空间结构改变了乳化位置和分子重排(Han, Liu, Cao, Yue, & Shao, 2024)。同时,MP结构的变化也影响了界面活性成分的吸附和置换,从而促进了鱼油的脂解和肠道释放(Pan, Liu, Han, Zeng, et al., 2024)。MP的预处理(超声波、超高压、糖基化)以及蛋白质相的内部环境(离子浓度、pH值)都会调节微环境的极性和界面行为,这对乳液稳定性和与消化相关的特性具有重要意义(Pan, Liu, Han, Shen, et al., 2024; Ren et al., 2022; Wang et al., 2022; Zhang et al., 2023; Zhou, Feng, & Zhang, 2023)。
除了蛋白质相外,油相的特性也对MP的界面行为至关重要。首先,极性和链长的差异对MP的界面行为有显著影响。低极性油增强了膜蛋白在界面处的展开,从而提高了界面吸附能力、粘弹性和乳液稳定性(Zhang, Xu, Zhao, & Zhou, 2022)。长链油对蛋白质具有强烈的疏水作用,促进了界面MP的结构转变和分子间相互作用,并有助于形成紧密的界面膜(Wang, Zhang, Shao, Xu, & Zhao, 2025)。其次,脂肪酸组成或饱和度的变化也会影响油相与MP之间的分子相互作用。例如,一些研究表明,含有较高亚油酸的油促进了MP的渗透和重排,形成了更弹性、更厚的界面蛋白层,并提高了乳液稳定性(Tao, Cai, Wang, Chen et al., 2024; Zhang, Zheng, Xu, & Zhao, 2025)。第三,油相的物理状态(液态、半固态/固态)会影响MP的空间结构和界面吸附能力,例如猪油/黄油和大豆油,这可能与结晶行为有关(Han, Liu, et al., 2024)。油相在界面的结晶改变了润湿性、油滴聚集和乳液稳定性(Rayner et al., 2014)。蜂蜡是一种低分子量的油凝胶剂,其结晶形成了封装鱼油的油凝胶结构(Cheng et al., 2024)。低量的蜂蜡无法形成稳定的晶体网络或有效防止乳液中的液滴聚集。相反,过量的蜡晶体会增加界面穿透的可能性(Gu, Cui, & Meng, 2023)。我们的团队发现,使用蜂蜡制备的鱼油油凝胶(FOO)的低添加量(4%)促进了与鱼MP的交联,从而提高了油/水的保持能力和界面吸附能力(Cheng et al., 2025, Pan et al., 2025; Pan, Liu, Han, Li, et al., 2025)。肉乳液的界面特性包括液/液和液/固界面。O/W乳液中的液-液界面涉及蛋白质相和油相(液态油),其特性如上所述已经明确。实际上,在乳化肉制品中存在的是液/固界面,而不是液/液界面。在肉乳液中,液/固界面指的是猪油/油凝胶与蛋白质相(MP)之间的接触界面。液/固油凝胶界面的组装对于低脂乳化肉制品中的油水保持性至关重要。此外,油凝胶界面的稳定性会影响脂质的消化行为。脂质消化的关键步骤主要包括界面吸附和替代。油凝胶剂的类型、浓度、晶体/纤维大小和凝胶网络结构决定了基于油凝胶的乳液中的消化和释放过程。例如,蜂蜡结晶形成了针状和片状形态,并提高了凝胶强度。然而,增加蜂蜡含量会降低界面吸附能力和游离脂肪酸的释放。因此,蜂蜡的组装形成了晶体链和网络结构,抑制了脂质的消化(Cheng et al., 2024; Pan et al., 2025)。
总之,本文使用基于蜂蜡的FOO作为动物脂肪的替代品,并研究了蜂蜡结晶行为对液/固界面稳定性的影响。揭示了猪肌原纤维蛋白(MP)与FOO之间的组装机制。此外,还阐明了界面稳定性与体外消化特性之间的关系,考虑了空间构象和微观结构。因此,这项研究可以为乳化肉制品的工业升级提供理论基础。