综述:超声波诱导的淀粉和蛋白质结构与功能变化
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时间:2025年10月11日
来源:Food Hydrocolloids 12.4
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本综述系统阐述了海洋源复合凝聚物(COA)作为界面稳定剂在构建3D打印鱼油(FO)乳液凝胶中的应用。研究证实鱼明胶/岩藻聚糖COA通过协同吸附与界面重组显著降低界面张力,形成的凝胶具备优异剪切稀化特性(n≈-0.09)和热响应流动性(40℃时K值从381降至60 Pa·sn)。该体系可实现60% FO包封率(效率达99.7%),打印精度达86.9%,并能通过双喷嘴技术构建金枪鱼仿生结构,为功能性油脂结构化提供了新策略。
鱼油(FO)作为多不饱和脂肪酸(PUFAs)的重要来源,因其易氧化、分散性差及结构完整性弱等问题难以直接用于3D打印。高内相Pickering乳液(HIPPEs)虽能部分解决上述问题,但依赖固体颗粒且对打印后性能研究有限。本研究首次利用鱼明胶/岩藻聚糖复合凝聚物(COA)作为界面稳定剂,开发出可打印的仿脂肪乳液凝胶体系。
通过调控pH(3.3-5.0)和混合比例(鱼明胶/岩藻聚糖80:20),COA以液态微滴形式实现液-液相分离。ζ电位分析显示鱼明胶等电点(pI≈9.5)显著高于常见蛋白,使其在宽pH范围内与带负电的岩藻聚糖产生静电作用。最大浊度出现在80:20配比时,此时界面张力降低速率常数Kdiff达0.330 mN·m-1·s-1/2,渗透(KP=8.38×10-4 s-1)和重组速率(KR=32.1×10-4 s-1)均显著高于单一组分。
当COA浓度≥75 mg/mL时可稳定包封60% FO,离心后包封率达99.7%。Turbiscan稳定性指数(TSI)显示COA75-FO60在40℃储存24小时后仅1.09,显著优于低浓度组。共聚焦显微镜(CLSM)显示油滴直径<10μm,且FITC标记的鱼明胶在界面形成连续包裹层。流变学测试表明体系具备典型凝胶行为(G'>G''),松弛指数m=0.101显示弱频率依赖性,3区间触变测试(3ITT)恢复率达96.0%。
在40℃打印条件下,COA75-FO60的屈服应力从403 Pa降至101 Pa, consistency index(K)从381降至60 Pa·sn,实现86.9%打印精度。14天加速氧化实验显示脂质氢过氧化物(LH)和丙二醛(MDA)含量较游离FO降低约50%。双喷嘴打印的金枪鱼切片模型中,通过调节FO含量(10%-45%)和热处理可调控质构参数,烹饪后硬度提升2倍以上(p<0.05),咀嚼性从26±2增至81±7。
鱼明胶/岩藻聚糖COA通过形成刺激响应性界面层,成功构建了具备氧化稳定性、热调控流动性和优异恢复性的FO基打印墨水。该技术为多材料3D食品打印及生物活性成分共递送提供了新平台。
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