蛋白质和乳化剂稳定的食品乳状液:机理探索综述
Food emulsions stabilized by proteins and emulsifiers: A review of the mechanistic explorations.
International Journal of Biological Macromolecules
（中科院一区，JCR一区，TOP期刊，IF=8.2）
1 研究背景
乳化剂除了具有典型的表面活性作用外，还能与蛋白质、脂类、碳水化合物发生相互作用，研究表明，乳化剂、蛋白质在界面上的相互作用对乳状液稳定性有着显著影响，其在界面上的吸附结构和性质与乳状液的稳定性密切相关，其次，乳化剂的特性和浓度对乳状液的稳定性有极大影响，如乳化剂增溶位置、增溶速率以及每单位质量乳化剂中溶解物质的最大量都能显示出不同的乳化特性；当在油水体系中添加蛋白质时，蛋白质本身具有亲水基团和亲脂基团，且有非离子表面活性剂的性质，主要起到增稠和乳化油脂的作用。然而，有研究发现蛋白质在乳状液中的作用主要取决于蛋白质的物理化学性质及蛋白质的组分，蛋白质的结构及性质如柔性的强烈、疏水性的高低对其乳化性能有极大的影响，更有趣的是，不同组分的蛋白之间也可能发生协同或竞争吸附。
同样，在油水体系中同时加入乳化剂和蛋白质，二者在乳状液中的相互作用也是多方面的，不仅相互结合，而且相互竞争，结合形式也多种多样，有以静电相互作用的静电结合、以氢键相互作用的氢键结合，与疏水键相互作用的疏水结合等，都能够在一定程度上影响乳状液的稳定性。另外，乳化剂和蛋白质可以形成具有不同界面活性的蛋白质-表面活性剂复合物，这通常取决于蛋白质和乳化剂的性质，包括蛋白质的类型（例如球状或无规则卷曲）和表面活性剂（例如离子或非离子）以及表面活性剂的使用浓度（低于或高于临界胶束浓度）。还有研究发现，乳状液从由蛋白质稳定转变成主要由乳化剂稳定主要通过两个步骤，首先乳化剂与蛋白质分子相结合，其次，乳化剂吸附到界面上与蛋白质分子竞争界面区域，最后将蛋白质分子从界面上解吸下来。
因此关于乳化剂和蛋白质在乳状液中相互作用方面的研究对提高食品乳状液的特性及保持其稳定性至关重要，本文旨在综述近些年来不同性质的乳化剂、蛋白质及其相互作用稳定乳状液的内在机制的研究。对提高食品乳状液稳定性及选择乳化剂类型及乳化剂添加量等方面有重要现实意义，也为以后关于乳化剂和蛋白质对乳状液稳定性的研究提供理论依据。
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3 研究成果
3.1 内容简介
食品乳状液的稳定性是其他特性的基础。在生产和加工过程中，由于热力学的不稳定性，乳状液往往会变得不稳定，通常需要添加乳化剂和蛋白质来稳定乳状液。因此，研究乳化剂和蛋白质的内在机理及其对食品乳状液的共同稳定作用就变得至关重要。本文总结了近年来有关乳化剂和蛋白质稳定食品乳状液内在机理的研究。乳状液的失稳和稳定与添加的表面活性剂有关。乳化剂的性质、类型和浓度决定了乳状液的稳定性，乳化剂可根据其性质和来源分为不同类型（如离子型或非离子型、固态或液态）。蛋白质的理化性质（如空间构象、疏水性）和蛋白质的组成也能决定乳状液的稳定性，乳化剂和蛋白质共同稳定的乳状液不仅取决于这些因素，而且与二者的相互结合和竞争有很大关系。乳状液的不稳定性和稳定性与界面相互作用力、界面流变性质和添加的表面活性剂等因素有关。
3.2 研究结论
乳化剂类型决定着乳化剂的性质，研究表明，对于乳化剂稳定的乳状液，不同性质的乳化剂以及乳化剂的浓度对其稳定的乳状液机制也各不相同，乳化剂的选择对食品乳状液维持其稳定性至关重要。其中，最明显的决定作用取决于乳化剂低于或高于临界胶束浓度、乳化剂的分子大小、是否带有电荷、亲水或者亲油等基本性质。对于蛋白质稳定的乳状液，蛋白质的组成成分及物理化学性质同样决定乳状液的乳化性及乳化稳定性，起主要作用的是蛋白质的空间结构及构象、蛋白质组成成分之间的相互作用力、蛋白质形成界面膜的能力。
而对于乳化剂和蛋白质共同稳定的乳状液，不仅有乳化剂和蛋白质对乳状液单独的作用，乳化剂和蛋白质之间的相互结合和竞争关系也是决定乳状液乳化性质的重要因素，并且二者相互作用是一个动态稳定机制，包括溶解机制和置换机制，这从根本上也取决于乳化剂和蛋白质的性质及浓度。
因此，控制乳化剂条件及蛋白质的选择对食品乳状液的乳化性及乳化稳定性至关重要。我们需要进一步研究以发现新的乳化剂来源或具有不同功能性质的乳化剂和蛋白质组合，并研究它们对食品乳液稳定性和性能改善的影响。
4 专家简介
毛晓英，博士，教授，硕士生导师。主要从事蛋白质结构与功能研究，相继主持及参与国家自然科学基金3项、国家星火计划项目1项、兵团重点科技攻关计划2项，农二师科技攻关项目1项、南昌大学食品科学与技术国家重点实验室开放基金课题1项，石河子大学高层次及优秀青年项目及八师科技项目等等课题20余项，发表科研论文70余篇，其中SCI收录5篇，EI收录6篇，出版专著2部，参编教材2部.获省部级科技进步奖1项，获石河子大学教学成果二等奖1项。担任《食品科学》《食品工业科技》等期刊的审稿人，获授权专利1项。
刘雨晴，石河子大学食品学院研究生，主要从事核桃蛋白功能特性的科研工作。
5 团队介绍
营养与功能食品研究中心，现有成员52人，包括教授4人、副教授4人、正高级实验师1人，助教1人、博硕士研究生42人。团队近年来承担国家自然科学基金项目、省部级项目，厅（局）及企业委托项目、兵团科技攻关等项目20余项，发表SCI收录论文40余篇，EI收录论文20余篇。团队聚焦新疆特色农产品加工过程控制与安全，通过对农副资源加工工程中发生变化的深入、系统研究，实现对加工过程的精准控制，借以提高产品的食用品质及有益人体健康作用，降低食用安全风险，目前正向建成西北一流的创新团队而努力。
