基于酪蛋白酸钠-阿拉伯胶复合物稳定的花生四烯酸纳米乳液的开发与稳定性评估及其在功能性食品中的应用研究

为解决花生四烯酸(ARA)在营养制剂中易氧化、稳定性差的问题，研究人员通过美拉德反应合成酪蛋白酸钠-阿拉伯胶(CS-GA)复合物，开发了稳定的ARA纳米乳液系统。通过单因素实验结合响应面法优化制备参数，证实CS-GA-NE在冻融、高温、高盐条件下均表现出最优稳定性（粒径226.40 nm，Zeta电位-37.13 mV），体外消化脂肪酸释放率达86%，为功能性食品中ARA递送提供了新策略。

　　

花生四烯酸(ARA)作为ω-6多不饱和脂肪酸(C₂₀H₃₂O₂)，是婴幼儿脑发育和免疫功能的关键营养素，但其易氧化特性和不良气味严重限制了其在食品工业中的应用。传统合成乳化剂如Tween系列存在化学污染风险，而单一天然乳化剂又难以满足稳定性需求。针对这一难题，武汉轻工大学的研究团队创新性地利用酪蛋白酸钠(sodium caseinate, CS)与阿拉伯胶(gum arabic, GA)通过美拉德反应构建复合乳化体系，开发出高稳定性的ARA纳米乳液，相关成果发表在《LWT》期刊。

研究采用高压均质法制备纳米乳液，通过单因素实验和响应面法优化关键参数（乳化剂浓度、油相含量、均质次数），并系统评估了冻融稳定性、热稳定性、盐离子稳定性和28天储存性能。体外消化实验模拟胃肠环境，结合流变学分析揭示结构特性。

3.1 单因素实验

确定最佳制备条件为5 g/L CS-GA复合物、5 g/L ARA油相和5次均质循环，此时乳液粒径最小（282.51 nm），Zeta电位达-41.03 mV。

3.3 冻融稳定性

CS-GA-NE在-20°C冻融后粒径仅增至366.4 nm，显著低于单一乳化剂体系（CS-NE:714.13 nm；GA-NE:424.23 nm），PDI保持0.43不变，证明复合界面膜的抗结晶能力。

3.4 热稳定性

85°C热处理后CS-GA-NE粒径为305.17 nm，Zeta电位-51.10 mV，其阿拉伯胶组分提供的抗氧化特性有效抑制高温氧化。

3.5 盐离子稳定性

200 mmol/L NaCl溶液中CS-GA-NE仍维持-42.70 mV的高Zeta电位，静电斥力与空间位阻协同作用抵消盐离子压缩双电层效应。

3.6 储存稳定性

28天后CS-GA-NE粒径仅增至226.40 nm，优于WPI-NE（259.23 nm），低温（4°C）储存可显著延缓分层现象。

3.7 体外消化

CS-GA-NE在肠消化阶段脂肪酸释放率为86%，低于GA-NE（90%）但更平缓，Maillard反应形成的致密界面层实现控释，避免吸收饱和。

3.8 流变特性

CS-GA-NE在低频区储能模量(G')>损耗模量(G'')，表现类固体行为；表观粘度随剪切率升高而下降，符合假塑性流体特征，这与其界面蛋白-多糖网络结构相关。

该研究证实CS-GA复合物通过美拉德反应产生的共价交联，能形成兼具静电稳定（高Zeta电位）和空间位阻（阿拉伯胶分支结构）的双重保护机制。相较于商业乳清蛋白(WPI)，CS-GA-NE在保持高消化率的同时，更适用于严苛加工环境，为婴幼儿配方食品和功能性饮料中ARA的稳态化递送提供了天然解决方案。其流变学特性还可拓展至质构改良领域，为清洁标签食品开发奠定理论基础。