脂肪替代類(lèi)乳化肉制品近年來(lái)受到廣泛關(guān)注。在這類(lèi)產(chǎn)品中，富含不飽和脂肪酸的植物油脂以預乳液的形式，部分或全部代替富含飽和脂肪酸的動(dòng)物脂肪，以滿(mǎn)足消費者對于健康飲食的需求。但是，不同油脂的不飽和度差異會(huì )影響乳液穩定性，進(jìn)而影響乳化肉制品的加工特性與感官品質(zhì)。雖然早在1971年便有研究學(xué)者對油脂不飽和度影響乳液穩定性的規律進(jìn)行了探究，該科學(xué)問(wèn)題如今仍處于爭論之中。早期研究認為高不飽和度油脂有利于減小乳滴粒徑，促進(jìn)形成均一、穩定的乳液。

近年來(lái)部分研究提出了截然相反的結論。這歸因于油脂不飽和度影響乳液穩定性的界面機制仍未得到深入揭示。因此，闡明油脂不飽和度調控蛋白質(zhì)乳化劑界面行為的規律對于分析油脂不飽和度與乳液穩定性間的關(guān)系，進(jìn)而改善脂肪替代類(lèi)乳化肉制品品質(zhì)至關(guān)重要。

本研究系統探討了油脂不飽和度對于蛋白質(zhì)界面特性（界面構象轉變、吸附動(dòng)力學(xué)、界面流變特性、界面層厚度）與乳液穩定性的影響。油酸、亞麻酸分別與十二烷混合，以調控極性一致，制備模型油脂；三種類(lèi)型的蛋白質(zhì)（纖維狀：肌原纖維蛋白，MP；球狀：乳清蛋白，WP；無(wú)規卷曲狀：酪蛋白酸鈉，SC）被選作為模型乳化劑。研究發(fā)現，蛋白質(zhì)向高不飽和度油-水界面處擴散較慢，導致界面壓力較低。這造成高不飽和度油脂乳液初始粒徑較大。但是，蛋白質(zhì)在高不飽和度界面上解折疊程度較大，因此滲透和重排速率更高。這促進(jìn)形成了更堅硬、更厚的界面膜，從而賦予高不飽和度油脂乳液更佳的短期貯藏穩定性。另一方面，高不飽和度界面上更堅硬的界面層在大振幅應變下易發(fā)生應力屈服，從而導致乳液長(cháng)期穩定性下降。

研究成果

圖1.模型油脂的篩選：（a）油酸/亞油酸/亞麻酸與十二烷不同體積比例復配后的油-水界面張力；（b）最終篩選得到的兩種模型油相的界面張力（DD OA和DD LNA）；（c）相同體積下，DD OA與DD LNA分子內的碳-碳雙鍵比例

圖2.（a）MP，（b）WP和（c）SC在不同飽和度界面上吸附時(shí)的界面壓力。*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001,ns無(wú)顯著(zhù)差異

圖3.（a-b）油脂不飽和度影響蛋白質(zhì)界面吸附動(dòng)力學(xué)的機制示意圖；界面（c）MP，（d）WP和（e）SC的歸一化前表面熒光光譜。*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001

圖4.線(xiàn)性粘彈區域內（振幅10%），不同飽和度界面上（a）MP，（b）WP和（c）SC界面膜的彈性模量；（d）MP，（e）WP和（f）SC界面膜的膨脹模量-界面壓力關(guān)系圖。*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001

圖5.非線(xiàn)性粘彈區域內（振幅30%），不同飽和度界面上（a）MP，（b）WP和（c）SC界面膜的利薩茹圖像；通過(guò)GSD算法得到的（d）MP，（e）WP和（f）SC利薩茹圖像的τ1,τ2,τ3,τ4分解組分；根據τ1,τ2,τ3,τ4計算得到的（g1-g4）MP，（h1-h4）WP和（i1-i4）SC的Eτ1L，Eτ1M，Eτ4模量與S-因子。*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001

圖6.QCM-D試驗：（a）MP，（b）WP和（c）SC在不同飽和度界面上吸附時(shí)的共振頻率遷移（Δf）與能量耗散遷移（ΔD）；（d）MP，（e）WP和（f）SC在不同飽和度界面上形成的吸附層厚度

圖7.乳液的形成特性：（a）MP，（e）WP和（i）SC乳液的粒徑分布；（b）MP，（f）WP和（j）SC乳液的D3,2與D4,3；（c-d）MP，（g-h）WP和（k-l）SC乳液的激光共聚焦圖像。*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001

結論

蛋白質(zhì)向高不飽和度界面處擴散更慢，導致該處界面壓力較低。因此，高不飽和度油脂乳液初始粒徑較大。相反，蛋白質(zhì)在高不飽和度界面上滲透、重排更快，這是因為蛋白質(zhì)在該處解折疊程度增加，暴露出更多疏水基團；這進(jìn)一步促進(jìn)界面蛋白的橫向互作和3D自組裝，形成彈性更高、厚度更大的界面膜；此外，GSD分析證實(shí)在高不飽和度界面上，蛋白質(zhì)吸附層在大振幅應變下更加堅硬。因此，高不飽和度油脂乳液的短期穩定性更佳。但是，較大的硬度會(huì )降低界面膜的延展性和靈活性，導致應力屈服和破裂現象的發(fā)生，使得高不飽和度油脂乳液在長(cháng)期貯藏過(guò)程中較快發(fā)生失穩。