机械-超声剪切法制备大豆分离蛋白纳米颗粒稳定鲢鱼油皮克林乳液的流变特性、微观结构及稳定性研究

为解决水产加工副产物鱼油利用率低的问题，研究人员创新性地采用机械-超声剪切法制备大豆分离蛋白(SPI)纳米颗粒稳定的鲢鱼油皮克林(Pickering)乳液，系统探究了超声能量密度(0-2.16 kJ/mL)对乳液粒径、流变特性及稳定性的影响。研究发现1.62 kJ/mL超声处理使乳液表观粘度提升100倍，形成致密界面层和小粒径(<1.5 μm)结构，显著增强乳液在储存、离心、加热和氧化条件下的稳定性，为鱼油高值化利用提供了绿色高效的新策略。

　　

全球每年约有10.5亿吨食物被浪费，而水产加工过程中产生的鱼油副产物因缺乏高效利用技术，主要被用于动物饲料或生物柴油生产，其富含的ω-3多不饱和脂肪酸等营养功能尚未充分开发。传统机械乳化法制备的乳液存在粒径大、界面不完整等问题，难以满足食品工业对稳定乳液体系的需求。渤海大学食品科学与工程学院、国家鱼糜及鱼糜制品加工分中心(辽宁锦州)的研究团队在《Ultrasonics Sonochemistry》发表研究，创新性地将机械剪切与超声处理相结合，通过调控超声能量密度优化大豆分离蛋白(SPI)纳米颗粒稳定的鲢鱼油皮克林(Pickering)乳液性能。

研究采用动态光散射测定乳液粒径，紫外分光光度法分析乳化活性(EAI)和稳定性(ESI)，流变仪表征粘弹性，结合光学显微镜和共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)观察微观结构，并通过28天冷藏、离心、90°C加热及21天50°C加速氧化实验系统评估稳定性。

【3.1 皮克林乳液表征】超声处理使乳液平均粒径从12.95 μm降至1.5 μm，1.62 kJ/mL组EAI达20.02 m²/g。CLSM显示高能量密度(1.62-2.16 kJ/mL)处理形成完整蛋白(红色)包覆油滴(绿色)的界面结构，与未处理组相比吸附效率提升3倍。

【3.1.4 流变特性】1.62 kJ/mL组表观粘度提升100倍，储能模量(G′)超越损耗模量(G′′)，呈现典型凝胶特性，归因于超声空化效应促进SPI纳米颗粒在界面的紧密排列。

【3.2 稳定性】1.62 kJ/mL组在28天冷藏后分层指数(CI)仅为对照组的1/5，离心后无明显相分离，90°C加热20分钟仍保持均一。加速氧化实验中，其过氧化值(POV)和硫代巴比妥酸反应物(TBARS)分别比对照组低45%和39%，证实超声构建的致密界面可有效阻隔氧自由基攻击。

该研究首次阐明超声能量密度与SPI稳定乳液性能的构效关系，1.62 kJ/mL为最优参数，能同步实现乳液粒径细化、流变性能增强和稳定性提升。技术突破在于利用超声空化产生的局部高温(4000 K)和高压(100 MPa)环境，使SPI纳米颗粒在油-水界面形成不可逆吸附层。这不仅为鱼油副产物的高值化利用提供了新思路，其建立的"机械预乳化-超声精细调控"双阶工艺更为功能性食品乳液设计提供了普适性方法学参考。未来可进一步探索该技术在EPA/DHA递送系统或植物基替代脂肪中的应用潜力。