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为解决低脂食品感官缺陷问题，研究人员开展喷雾干燥对乳清蛋白 - 果胶复合物（WPPC）颗粒大小、ζ 电位、结构及体积度影响的研究。发现喷雾干燥使颗粒 d3,2减小 1.3–2.0 倍，体积度测定值降低，为其应用提供依据。
在食品工业中，脂肪不仅赋予食品独特的质地、口感和风味，还对食品的物理性质如粘度、屈服强度等起着关键作用。然而，随着消费者对健康饮食的追求，低脂食品的需求日益增长。但减少脂肪含量往往会导致食品感官品质下降，如何在降低脂肪含量的同时保持食品的感官特性，成为食品领域的一大挑战。脂肪替代品的出现为解决这一问题提供了可能。在蛋白质基脂肪替代品中，乳清蛋白 - 果胶复合物（WPPC）因其独特的结构和稳定的性能受到广泛关注。WPPC 通过乳清蛋白带正电的侧链与果胶带负电的基团之间的静电相互作用形成凝聚层或可溶性复合物，再经工业规模的热机械处理实现不可逆聚集，形成粒径在 1–40 μm 的复合物，可根据食品需求定制大小以营造奶油感。不过，WPPC 分散体喷雾干燥后能否保持稳定，以及再水化后的性能如何，仍是待解之谜。此外，作为脂肪替代品，WPPC 需考虑其比脂肪球更大的有效体积，以体积为基础进行替代可减少配方调整，而体积度（指流体力学体积，包括颗粒粗糙表面结合的过量水，影响颗粒物理化学性质）的研究至关重要。实验室规模曾有测定，但工业规模下喷雾干燥对其的影响尚不明确，不同乳清蛋白来源及喷雾干燥后再水化复合物中未结合果胶的量也有待探究。基于此，霍恩海姆大学的研究人员开展了相关研究，旨在明确喷雾干燥对 WPPC 作为脂肪替代品的功能影响，该研究成果发表在《Food Hydrocolloids》上。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：首先，使用三种不同乳清蛋白来源（包括乳清蛋白分离物和作为新鲜乳清的理想乳清）制备 WPPC；然后，通过调节 pH 获得具有单峰粒径分布的 WPPC；接着，对 WPPC 分散体进行喷雾干燥处理；之后，利用相关技术测定颗粒大小（如 d3,2、d90,3）、ζ 电位（表征颗粒表面电荷）；采用毛细管粘度计或流变仪测量内在粘度以确定体积度，同时运用基于添加标准颗粒的静态光散射法测定体积分数，以此评估喷雾干燥对 WPPC 结构和体积特性的影响。
喷雾干燥对乳清蛋白 - 果胶复合物粒径的影响
通过调节 pH，三种乳清蛋白来源制备的 WPPC 具有单峰粒径分布，d3,2在 8.6–10.9 μm，适合作为脂肪替代品。喷雾干燥后，WPPC 的 d90,3略有增加，但 d3,2因乳清蛋白来源不同，降低了 1.3–2.0 倍。这可能是由于喷雾干燥过程中，非共价结合的果胶丢失或喷嘴处松散结合的聚集体结构脱离所致。
喷雾干燥对 ζ 电位的影响
ζ 电位测定结果显示，喷雾干燥后，静电稳定的果胶和蛋白质绝对量下降，游离蛋白质和果胶增加，且因乳清蛋白来源而异，表明喷雾干燥后先前的相互作用难以重新排列。
喷雾干燥对复合物结构中果胶和蛋白质贡献的影响
研究发现，喷雾干燥后，与喷雾干燥前相比，结合到复合物结构中的果胶和蛋白质比例发生变化，游离部分增多，说明喷雾干燥破坏了部分静电相互作用，导致复合物结构发生改变。
喷雾干燥对体积度的影响
热机械处理后，通过内在粘度测定的体积度因乳清蛋白来源不同在 11.6–18.9 mL?g-1之间，而基于体积分数的方法测定值较低（3.6–6.6 mL?g-1），因为该方法仅代表 WPPC 核心结构，未考虑静电稳定的果胶壳。喷雾干燥后的 WPPC 体积度测定值在 3.6–7.0 mL?g-1，与体积分数法结果相似，进一步证实先前的相互作用无法重新排列。
研究表明，工业规模热机械处理可形成适合作为脂肪替代品的工艺稳定 WPPC（1–40 μm）。喷雾干燥会使 WPPC 粒径 d3,2降低 1.3–2.0 倍，ζ 电位显示静电稳定的果胶和蛋白质减少，游离部分增加，复合物结构中果胶和蛋白质的结合情况改变，体积度测定值因方法不同存在差异，喷雾干燥后体积度结果证实复合物结构相互作用难以重新排列。
该研究具有重要意义。它明确了喷雾干燥对 WPPC 结构和功能特性的影响，为 WPPC 作为脂肪替代品的实际应用提供了关键数据支持。在工业生产中，可根据不同乳清蛋白来源和喷雾干燥工艺，优化 WPPC 的制备，以确保其在低脂食品中发挥良好的脂肪替代作用，有助于推动低脂健康食品的发展。同时，研究中对体积度测定方法的探讨，为 WPPC 的性能评估提供了新的思路和参考，有助于更准确地评价其作为脂肪替代品的效果。
