《Food Research International》：Structural design of dysphagia-oriented double emulsions via internal-external phase coordination to modulate texture, rheology, and oral lubrication
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双水相乳液通过调控内部相体积分数（φ=0.10–0.25）和外部黄原胶-藻酸钠比例（XG:SA=1:7–9:1），协同改善硬度（降低57%）、屈服应力（提升180%）和摩擦系数（降低23%），使乳液达到IDDSI Level 3–4吞咽安全标准。结构-流变特性关联分析表明，φ与润滑性参数强相关，XG:SA比例与质地弹性显著关联，主成分分析（累计方差贡献率79.8%–84.9%）验证了多尺度性能协同调控机制。
李永新|田文妮|陈俊勤|曹仁润|曹勇|肖杰
中国广东省华南农业大学食品科学学院营养保健品与功能性食品重点实验室，广州510642，中国广东省
摘要
吞咽困难是一种影响老年人及临床患者的严重营养与安全问题。传统的增稠技术会降低食物的口感，从而限制了其质地和润滑性的调节范围。本研究开发了一种双参数策略，用于制备专为吞咽困难患者设计的双乳液（DEs，W1/O/W2）。通过调节双乳液的内部水相（φ = 0.10–0.25）和外部黄原胶-海藻酸钠基质（XG: SA = 1:7–9:1）的组成，结合IDDSI流动测试和叉滴测试，全面分析了其结构与吞咽性之间的关系。结果表明，增加φ值可使硬度降低约57%，屈服应力增加约180%，从而形成更柔软且具有更好润滑性的网络（摩擦系数降低多达23%），这种变化与液滴堆积行为的改变有关，符合IDDSI 3–4级的标准。同时，较高的XG: SA比例可降低硬度（约82%）和50 s?1时的表观粘度（约69%），并提高弹性（约43%）；在相同的低滑动速度下，该组材料的边界摩擦力比φ调节组低44%–78%，有效满足IDDSI 2–4级的标准。Pairwise相关性分析显示φ值与润滑相关参数之间存在较强关联，XG: SA比例与质地和弹性指数也存在关联，主成分分析（解释了79.8%–84.9%的变异）进一步支持了这些多变量趋势的一致性。本研究强调了内部和外部相设计之间的结构-功能耦合关系，为设计符合IDDSI 2–4级标准的质地改良乳化食品提供了结构指导。
引言
吞咽困难影响了高达13%的老年人和中风患者，对他们的营养状况和生活质量构成严重挑战（Bolivar-Prados等，2019；Methacanon等，2021）。国际吞咽困难饮食标准化倡议（IDDSI）为质地改良食品提供了标准化指南，并根据粘度将食品和饮料分为0–7级的八级分类系统。液体从0级（稀薄）到4级（极稠）进行分类，而食品则从3级（中等稠度）到7级（易于咀嚼）（Cichero等，2016；Hadde等，2022b）。
目前，多种水胶体被用作吞咽困难食品的增稠剂，包括黄原胶（XG）、海藻酸盐、羧甲基纤维素、瓜尔胶、琼脂和低甲氧基果胶。其中，XG因其优异的增稠效果和剪切变稀特性而被广泛使用（Hadde等，2021）。例如，Charoensri等人证明，在米浆中添加0%至2%的XG可有效提高其粘度指数，使其符合IDDSI 3级和4级的标准（Charoensri等，2024）。Guo等人还发现，welan胶显著改善了酸奶凝胶的粘度、模量和触变性能以及屈服应力（Guo等，2025）。尽管这些基于多糖的增稠剂在调节流体粘度方面具有潜力，但它们通常会增加黏附性和口腔残留物，从而影响口腔舒适度和吞咽便利性（Okawa等，2025；Steele等，2015）。因此，需要开发更加智能的增稠系统，以实现结构与易吞咽性的平衡。
双乳液（W?/O/W2）中，内部水相（W?）被包裹在油滴（O）中，这些油滴分散在外部水相基质（W?）中（Muschiolik & Dickinson，2017），为设计适合吞咽困难患者的食品提供了结构可调的基础。通过采用不同的配方策略，可以调节双乳液的质地、流变性和润滑性以满足不同的吞咽需求。例如，通过改变油相体积分数（Wang等，2025）、液滴大小（Zhang等，2025）、液滴粘弹性（Poling-Skutvik等，2020）以及凝胶剂的类型和浓度（Ren等，2024），或使用单相或多相凝胶化技术（Chen等，2022；Oppermann等，2017），可以控制其机械强度、流动行为和摩擦特性。Wang等人发现，增加油相体积分数可以增强内部液滴网络，显著提高表观粘度和粘弹性（Wang等，2025）。Poling-Skutvik等人发现，高弹性液滴在短时间内应力松弛较慢，这意味着在大液滴浓度下粘度和屈服应力会增加（Poling-Skutvik等，2020），这有助于实现较高的机械强度。Chen等人通过单相和多相凝胶化改善了双乳液的流变性和润滑性（Chen等，2022），并调节了油相中凝胶剂的浓度以调控质地和口感（Chen等，2022）。
考虑到吞咽困难的生理复杂性，设计安全且易于吞咽的食品需要考虑从口腔相流变学到咽部摩擦学等多个因素（Sarkar等，2021）。因此，全面评估质地属性、粘度、粘弹性和唾液相互作用至关重要。然而，目前对于内部相体积（φ）和外部水胶体网络结构（尤其是基于XG的系统）如何影响双乳液的关键物理化学性质仍知之甚少。此外，与质地、流变学和摩擦学相关的特征参数之间的相互作用机制尚未明确。
本研究通过调节（i）内部水相体积分数（φ）和（ii）外部网络中的黄原胶-海藻酸钠比例（XG: SA）来提出一种双参数策略。通过结合流变学分析、摩擦学评估以及IDDSI标准化测试和相关性及主成分分析，旨在揭示双乳液结构与吞咽性之间的耦合机制。我们的发现为开发符合IDDSI 2–4级吞咽困难饮食的适应性乳化食品提供了机制见解和实用配方指导。
材料
聚甘油聚蓖麻油酸酯（PGPR，分析级）由Yuanye生物技术有限公司（中国上海）提供。大豆油由Fulinmen公司（中国粮油食品集团）提供。酪蛋白酸钠和海藻酸钠（SA，分析级）由Macklin公司（中国上海）购买。蜂蜡由Aladdin生物技术有限公司（中国上海）提供。氯化钙（CaCl?）由Damao化学试剂厂（中国天津）提供。
内部水相和外部水胶体网络对质地的影响：对柔软度、凝聚性和口腔残留物的影响
在本研究中，我们系统地调节了内部水相体积分数（φ）（图1A）和外部黄原胶-海藻酸钠（XG: SA）的质量比（图1B），以评估它们对双乳液（DEs）多维质地属性的影响。所有样品均形成了典型的“液滴中的液滴”双乳液结构（Xiao等，2022）。尽管颗粒大小分布呈单峰态，但峰形有所不同。φ0.1–0.2
结论
本研究通过调整内部水相体积分数（φ）和外部黄原胶-海藻酸钠（XG: SA）比例，建立了一种针对吞咽困难患者的双乳液（DEs）的双相调节策略。增加φ值（0.10–0.25）可降低硬度（约57%），同时增加粘度（约77%）和屈服应力（约180%），摩擦系数降低多达23%。这些变化表明，尽管承载能力保持不变，但材料的结构可塑性得到了改善。
作者贡献声明
李永新：撰写——初稿撰写、研究实施、数据分析。田文妮：撰写——审稿与编辑、方法学设计。陈俊勤：资金筹集。曹仁润：资金筹集。曹勇：撰写——审稿与编辑、资金筹集。肖杰：撰写——审稿与编辑、资源协调、概念构思。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了国家自然科学基金（编号32572495）、广东省自然科学基金（编号2024A1515012315）以及广州市科技“精英”试点项目（编号2024A04J6510）的财政支持。
