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在食品科学领域，重组乳制奶油（RDC）品质受多种因素影响。为探究磷脂（PL）与蛋白质相互作用对 RDC 品质的影响，研究人员开展相关研究。结果发现 PL 浓度影响 RDC 乳液稳定性、脂肪结晶等。这为改善充气乳液品质提供依据。
在美食的世界里，奶油无疑是备受喜爱的 “宠儿”，它广泛应用于烘焙、蛋糕和甜点装饰中。重组乳制奶油（RDC）作为一种典型的油 - 水（O-W）充气乳液，其品质至关重要。从微观角度看，RDC 中的脂肪球被脂肪球膜（MFGM）包裹，而 MFGM 由磷脂（PL）和功能性蛋白质组成。在 RDC 的生产过程中，无水乳脂肪（AMF）的使用破坏了天然脂肪球膜，之后在重新分散和乳化过程中，MFGM 会重新形成，这个过程中 PL 与蛋白质之间的相互作用，以及它们对 RDC 结构、性质和脂肪结晶行为的影响，却一直是个 “谜团”。
目前，虽然已有研究表明 PL 对乳液有一定影响，比如能降低液滴尺寸、增强低脂肪 RDC 稳定性等，但对于 PL 与蛋白质在脂肪球膜重组过程中的协同作用机制，以及 PL 对 RDC 充气性质的影响，人们了解甚少。为了解开这些 “谜团”，国内研究人员开展了一项深入研究，相关成果发表在《Food Chemistry: X》上。
研究人员为了探究 PL 在 MFGM 中的作用，以及其影响 RDC 稳定性和搅打性能的机制，采用了多种关键技术方法。他们制备了不同 PL 浓度的 RDC 样品，通过粒径分析仪测定样品的平均液滴尺寸和尺寸分布；利用共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）观察样品的微观结构；借助 LUMiSizer 全功能稳定性分析仪评估 RDC 的物理稳定性；运用流变仪分析 RDC 的稳态剪切流和表观粘度；采用凯氏定氮法测定界面蛋白质浓度等。
研究结果如下：
- RDC 乳液的表征
- 平均液滴尺寸和尺寸分布：研究发现，PL 能显著降低脂肪球尺寸，在 0 - 0.45% 浓度范围内，随着 PL 浓度增加，液滴尺寸逐渐减小，在 0.45% 时达到最小的 1.54μm。但当 PL 浓度继续升高（>0.45%），液滴尺寸又会增大。而且添加 PL 使脂肪球尺寸分布更均匀，峰形更清晰。
- 物理稳定性：添加 PL 有助于提高乳液的物理稳定性，且稳定性与 PL 浓度呈正相关。当 PL 浓度从 0.00% 增加到 0.15% 时，样品的不稳定性指数从 0.21 下降到 0.08，在 0.75% 时达到最低值 0.04。当 PL 浓度高于 0.3% 时，不稳定性指数无显著差异。
- 流变学性质：所有含 PL 的 RDC 样品均为假塑性液体。较高的 PL 浓度会增加 RDC 乳液在剪切过程中的粘度和剪切压力，如 0.6% 和 0.75% 的 PL 使 RDC 乳液粘度分别显著增加到 28.55mPa?s 和 30.74mPa?s。这可能是因为 PL 改变了液滴尺寸，增加了流动过程中的相互碰撞。
- 界面蛋白质含量：PL 的添加显著影响了脂肪球膜的蛋白质含量。当 PL 浓度在一定范围内时，其较低的分子量使其能更快吸附到 O-W 界面，压缩界面蛋白质，导致界面蛋白质浓度降低，在 0.45% PL 浓度时达到最低值 27.49×10?? g/m2。但当 PL 浓度过高（>0.45%）时，可能会产生多层膜结构，使界面蛋白质水平大幅增加。
- Ζ - 电位：添加 PL 会导致界面蛋白质浓度降低，且 PL 的正电区域可能与蛋白质通过电荷相互作用形成复合物，从而使 Ζ - 电位升高。当 PL 浓度为 0.15% 时，Ζ - 电位从对照组的约 - 40.47mV 显著增加到 - 38.27mV。当 PL 浓度继续增加，Ζ - 电位变化不明显。
- 界面吸附行为
- 界面张力：PL 的添加显著降低了界面张力。在测量开始时，不含 PL 的空白组初始界面张力为 16.72mN/m，而添加 0.75% PL 使初始张力显著降低到 14.4mN/m。随着时间推移，较高 PL 浓度的样品界面张力下降更快，在测试终点，对照组界面张力为 15.23mN/m，而添加 0.75% PL 使界面张力降低到 9.73mN/m。这表明 PL 增加了界面层形成的效率。
- 吸附动力学：PL 的添加显著增加了蛋白质渗透的一级速率常数（Kp）和重排的一级速率常数（Kr）。蛋白质在 O-W 界面的吸附分为扩散、渗透 / 展开和重排三个阶段，PL 较小的分子量使其能更快渗透到界面，降低界面张力，促进 MFGM 的形成。同时，PL 的吸附和压缩可能导致蛋白质解吸，从而显著增加 Kr。
- 界面流变学：界面层的动态稳定性与弹性模量（E'）和粘性模量（E"）有关。蛋白质稳定的界面层 E' 最大，为 26.15mN/m，添加 PL 显著降低了界面层的 E'，在 0.3% PL 时达到最低值 11.08mN/m。但随着 PL 浓度继续升高，E' 又会显著增加，这与高 PL 浓度下界面蛋白质含量的增加密切相关。
- 热力学性质：PL 的添加降低了样品的初始结晶温度。对照组的起始结晶温度为 15.04°C，添加 0.15% PL 使其降低到 13.48°C，在 45% PL 浓度时进一步下降到 10.56°C。PL 可能通过破坏初级脂肪分子的组织来延迟成核。当 PL 浓度高于 0.45% 时，初始和主要结晶温度无明显变化，这可能是由于 PL 在 AMF 中的溶解度有限。
- 结晶动力学：PL 的添加改变了脂肪的结晶行为。对照组的 Avrami 指数（n）最高，为 2.03，表明脂肪结晶为散发性成核和盘状生长，可能导致晶体形成不均匀。添加 PL 使 n 值降低到 1.52 - 1.67，结晶行为表现为瞬时成核和更显著的晶体形成。同时，PL 浓度从 0.00% 增加到 0.30% 时，结晶速率常数（k）从 0.48 显著增加到 0.71，但 0.75% PL 浓度又使 k 值显著降低到 0.58，表明高 PL 浓度会减缓脂肪结晶速率。
- RDC 的搅打特性
- 搅打时间：添加 PL 显著降低了 RDC 的搅打时间。与对照组的 12.45min 相比，0.15% PL 使搅打时间缩短到 3.67min。PL 降低了界面层强度，使脂肪球更容易发生部分聚结，从而减少了搅打时间。当 PL 浓度超过 0.3% 时，搅打时间不再显著下降。
- 膨胀率：添加 PL 降低了搅打奶油的膨胀率。对照组的膨胀率最高，为 126.32%，0.15% 和 0.30% PL 使其分别降低到 102.48% 和 101.08%。PL 增加了脂肪球的聚结速率，减少了连续相蛋白质包裹的气泡数量，同时高浓度 PL 增加的粘度限制了空气的包裹，进一步降低了膨胀率。
- 质地：添加 PL 显著增加了搅打奶油的硬度，在 0.3% PL 时达到最高值 59.55N。但随着 PL 浓度继续增加，硬度又会降低。这是因为高 PL 浓度下较高的界面蛋白质含量减少了液滴的晶体桥接，同时气泡尺寸逐渐增大且集中，不利于泡沫结构的膨胀和稳定。
- 泡沫稳定性：添加 PL 显著降低了血清损失，提高了泡沫系统的稳定性。对照组的血清损失约为 36.10%，添加 0.15% PL 后下降到 22.8%，0.3% PL 时进一步降低到 1.79%。PL 增加了系统的粘度，限制了气泡的运动和水相的排出，同时增加了脂肪球在泡沫表面的吸附。
研究结论表明，PL 在改善 RDC 乳液稳定性和提高搅打奶油品质方面具有重要潜力，且这些效果与 PL 浓度密切相关。在 0 - 0.45% 的浓度范围内，增加 PL 浓度可显著降低 O-W 界面张力和重组液滴尺寸，提高乳液粘度和稳定性。同时，PL 与蛋白质在脂肪球膜重构过程中的吸附竞争，降低了界面蛋白质负载和层强度，减少了 RDC 的搅打时间和膨胀率，增加了搅打奶油的硬度。然而，高浓度（>0.45%）的 PL 可能会在脂肪球膜上形成多层吸附，导致膜折叠，增加界面蛋白质浓度和脂肪球尺寸，进一步增加乳液粘度，增强乳液和搅打奶油的稳定性。此外，PL 作为非均相成核剂，虽然增加了微晶体形成和液滴中的成核位点，但显著降低了初始脂肪结晶温度。
这项研究为改善充气乳液品质提供了重要的理论依据，有助于食品行业更好地控制 RDC 的生产过程，提高产品质量。但研究也存在一定局限性，如仅研究了 PL 重组界面层的初始状态，未进行长期研究，且未关注一些低分子乳化剂和多糖等成分的相互作用机制，这也为后续研究指明了方向。
