低能搅拌温度对明胶-精氨酸复合物稳定水包油乳液形成机制的影响及其在肉汤风味调控中的应用

【编辑推荐】为解决高温乳化能耗高、肉汤风味物质易流失问题，安徽农业科学院团队创新性探究30-90℃低能搅拌温度对明胶-Arg复合物稳定O/W乳液的影响。研究发现30℃搅拌3.5h结合1.2% Arg可显著提升乳液稳定性，使β-折叠结构增加145.69 mg/m2界面蛋白负载量，为低油相体积分数（φ=5%）蛋白乳液制备提供新策略，发表于《Food Research International》。

　　

传统肉汤加工面临两大难题：高温导致70%以上风味物质挥发，而超声乳化虽能提升香气强度但能耗过高。安徽农业科学院团队另辟蹊径，聚焦鸡汤关键结构蛋白——明胶（gelatin），探索通过低能搅拌乳化技术实现风味与能耗的平衡。此前研究虽证实60℃加热7小时可使明胶-精氨酸（Arg）复合物稳定φ=10%乳液，但能耗仍不理想。这项发表于《Food Research International》的研究将温度梯度降至30-90℃，首次揭示低温搅拌与氨基酸修饰的协同增效机制。

研究采用圆二色谱（CD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析蛋白质二级结构，结合表面疏水性、内源荧光测定三级结构变化，通过粒径分析仪、zeta电位仪和界面张力仪表征乳液稳定性。以市售240 Bloom明胶与1.2% Arg为原料，在1600 rpm磁力搅拌3.5小时制备φ=5%大豆油乳液。

【热稳定性与储存稳定性】
30℃搅拌组乳液粒径（d_4,3）最小（P<0.05），绝对zeta电位值最高，视觉透明度最低，表明稳定性最佳。高温（90℃）导致明胶降解，乳液出现明显絮凝，验证了Tan等关于高温提取明胶稳定性降低的结论。

【结构演变机制】
CD与FTIR显示30℃+Arg组β-折叠结构增幅达P<0.05显著性，疏水氨基酸暴露量比对照组提升2倍。内源荧光证实该条件下色氨酸残基微环境极性最大，与Ren等报道的TWIPNs高温絮凝机制形成对比。

【能量效率突破】
相较团队前期60℃×6h方案，新方法将能耗降低50%以上，界面蛋白负载维持145.69 mg/m²高水平。Arg的引入使30℃搅拌即可达到70℃未修饰明胶的乳化效果，印证了Zhu等关于RS/WPI干热处理提升乳化性能的发现。

该研究开创性地证明：30℃低温搅拌通过促进明胶解聚，增加β-折叠结构与负电荷残基暴露，而Arg通过静电作用延缓油滴聚集。这种"低温-氨基酸协同"策略不仅为φ≤5%蛋白乳液制备提供新范式，更启示肉汤加工中可通过调控乳化温度精准捕获风味物质。未来研究可探索其他碱性氨基酸的增效作用，并验证其在复杂肉汤体系中的适用性。