可食用微胶囊封装菜籽油：一种用于培养肉生产的稳定脂肪替代方案

为解决植物基和细胞培养肉中脂肪模拟的技术难题，研究人员开发了基于海藻酸钠微球封装菜籽油的稳定脂肪替代方案。通过优化海藻酸钠浓度(0.5%-3% w/v)、油相比例(20%-60% v/v)及交联剂浓度(25-50 mM CaCl2)，成功制备出具有高包封效率(>90%)、良好球形度(SF<0.1)且无细胞毒性的微球。FTIR证实了油相的成功包埋，该技术为替代蛋白产品提供了兼具健康属性与感官品质的新型脂肪解决方案。

　　

随着全球肉类消费持续增长，传统畜牧业带来的环境压力与健康隐患日益凸显。动物脂肪虽赋予肉类独特风味和质地，但其高饱和脂肪酸含量可能增加心血管疾病风险；而直接使用植物油又面临易氧化、易流失等技术瓶颈。在替代蛋白领域，植物基肉制品难以模拟动物脂肪的感官特性，而培养肉中脂肪细胞与肌肉细胞的共培养则面临培养基配方冲突的挑战。这些关键问题严重制约着替代蛋白产业的发展，亟需开发既能保留脂肪功能特性，又具备健康优势的新型解决方案。

针对这一技术瓶颈，研究人员创新性地采用食品级海藻酸钠(sodium alginate)作为包埋基质，通过乳化-挤出技术将菜籽油(canola oil)封装形成微球。研究系统考察了不同海藻酸钠浓度(0.5%-3% w/v)、油相比例(20%-60% v/v)与交联剂浓度(25/50 mM CaCl₂)对微球性能的影响，通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)验证化学结构，并评估了微球在水相介质中的稳定性及其对鸡原代肌细胞(cPMC)的细胞毒性。

3.1 乳液稳定性与包封效率
研究发现海藻酸钠浓度与交联剂浓度显著影响微球性能。当使用3%海藻酸钠与50 mM CaCl₂交联时，所有油相比例(20%-60% v/v)均能实现接近100%的乳液稳定性和90%以上的包封效率。FTIR光谱在2922 cm^-1(CH₃伸缩振动)和1743 cm^-1(酯羰基)等特征峰证实了油相的成功包埋。

3.3 微球球形度与尺寸分布
通过球形因子(SF)评估显示，3%海藻酸钠在20%油相时完美球形度达77.3%。值得注意的是，油相浓度增加会导致微球尺寸分布更趋异质——60%油相样品中32.6%微球直径达120-180 μm，这种可控的尺寸梯度恰好可模拟天然肉类的脂肪纹理。

3.5 微球溶胀行为
在DMEM培养基中，含60%油相的微球溶胀指数显著低于20%油相样品(p<0.05)，证明高油含量能有效抑制水分渗透。所有样品在48小时内均保持结构完整，为产品货架期提供了保障。

3.6 细胞毒性实验
MTT法检测显示，1 mg/mL微球与鸡原代肌细胞共培养3天后仍保持90%以上存活率，证实其生物相容性。这为微球作为培养肉生物支架的潜在应用提供了重要依据。

该研究成功开发出可调控的海藻酸钠-菜籽油微球系统，其创新价值体现在三个维度：(1)技术层面突破植物油稳定化难题，通过"蛋盒"结构(egg-box)实现油相可控释放；(2)应用层面为植物基和培养肉产品提供兼具营养与感官品质的脂肪替代方案，3%海藻酸钠+50 mM CaCl₂配方可平衡包封效率与加工性能；(3)产业层面简化培养肉工艺，避免脂肪/肌肉细胞共培养的培养基冲突问题。研究结果发表于《Applied Food Research》，为替代蛋白行业提供了从实验室到产业化的重要技术路径。