酵母膳食纤维蛋白-多糖复合物界面稳定乳液的机制研究：结构特性与协同效应

【编辑推荐】本研究针对Pickering乳液稳定性机制不明的问题，通过分离酵母膳食纤维(YDF)的蛋白质(PR)、多糖(PL)及其复合物(PL/PR)，结合FTIR、QCM-D和界面流变学技术，揭示PR能形成高粘弹性(11.06 mN/m)界面膜但易破裂，PL/PR则展现协同效应。成果为界面驱动型乳液设计提供新思路，发表于《Food Chemistry》。

　　

论文解读
在食品工业中，乳液作为传递营养和风味的载体，其稳定性始终是制约应用的"阿喀琉斯之踵"。尽管蛋白质、多糖等天然稳定剂被广泛使用，但界面行为的"黑箱"机制仍未被完全破解。特别是酵母加工副产物——酵母膳食纤维(YDF)含73.6%多糖和15.28%蛋白质，这种天然复合体系在乳液中如何发挥作用？湖北某高校的研究团队在《Food Chemistry》发表的研究给出了答案。

研究采用FTIR(傅里叶变换红外光谱)、SEM(扫描电镜)和AFM(原子力显微镜)解析结构，通过QCM-D(耗散型石英晶体微天平)和界面扩张流变学追踪动态吸附过程。结果显示：PR(蛋白质)凭借快速吸附形成7.13 nm厚界面膜，但高浓度会导致膜破裂；PL(多糖)虽粘弹性达10.72 mN/m却吸附力弱；而PL/PR复合物通过分子协同，实现9.96 mN/m粘弹性和2.97 nm厚度的平衡，最终获得19.84 μm的最小乳滴。

结构特性分析
FTIR光谱揭示PL/PR在1700-1600 cm^-1出现C=O特征峰，表明二者通过氢键和静电作用复合。AFM显示PR呈现典型球状结构(高度2.5 nm)，而PL/PR形成更致密的网络结构。

界面行为机制
QCM-D动力学曲线显示PR的ΔD/ΔF值最低(0.28×10^-6 Hz^-1)，证实其刚性吸附层形成最快。界面扩张模量测试中，PR膜表现出最高弹性模量(11.06 mN/m)，但应变超过30%时出现断裂，这与高浓度乳液稳定性下降现象直接关联。

乳液性能验证
激光粒度仪测定发现PR稳定乳液粒径最小(19.84 μm)，但储存7天后出现明显分层；PL/PR组则保持均匀分布，其弹性模量(9.96 mN/m)与粘性模量的最佳比值(0.83)证实了"刚柔并济"的稳定机制。

该研究首次阐明YDF组分间的界面协同效应：PR提供锚定力，PL增强空间位阻，二者复合形成具有自修复能力的"分子铠甲"。这不仅为废弃酵母资源高值化利用开辟新途径，更建立了"界面特性-乳液稳定性"的定量关系模型，对开发抗剪切、长货架期的功能性乳液具有重要指导意义。