大豆分离蛋白/细菌纤维素共组装体模拟动物脂肪组织结构稳定3D打印高内相乳液凝胶的机制研究

本研究创新性地采用pH调控策略，通过大豆分离蛋白(SPI)与细菌纤维素(BC)的分子共组装构建仿生纤维网络，成功开发出具有优异流变性能和长期稳定性的3D打印高内相乳液(HIPE)凝胶体系。该研究为开发兼具动物脂肪质构特征和植物油脂营养优势的替代品提供了新思路，在健康肉制品领域具有重要应用价值。

　　

研究亮点

• SPI/BC共组装体成功模拟动物脂肪细胞外基质结构

• pH调控实现SPI熔球态构象与BC纳米纤维的协同组装

• 构建的HIPE凝胶展现卓越的挤出稳定性和抗剪切性

• 15:1配比体系可实现48小时零油相分离

<材料与方法>

实验选用山东禹王生态食品有限公司的YP901型大豆分离蛋白（纯度>90%）和桂林齐宏科技的细菌纤维素（直径约50nm，长度<5μm）。通过pH循环处理（pH=2酸化后中和）促使SPI构象展开并与BC纳米纤维交织，形成稳定的共组装结构。采用激光共聚焦显微镜(CLSM)追踪标记有尼罗蓝(SPI)和卡尔科弗卢尔白(BC)的组装过程。

<分子构象特征>

CLSM图像（图1A）生动展示了SPI/BC共组装体的动态形成过程。在天然SPI悬浮液中，SPI呈现蓝色块状聚集结构；当加入BC后，绿色纤维网络与蓝色蛋白区域出现明显相分离。经过pH循环处理后，SPI熔球态部分恢复折叠构象，与BC纤维形成均匀交织的绿色-蓝色互穿网络，这种独特结构显著提升了表面疏基含量和疏水性。

<乳化性能>

SPI/BC共组装体稳定的HIPE体系展现出：1）恒定界面层厚度；2）更小油滴尺寸（d_4,3=18.7±1.2μm）；3）优异流变特性（G'>G"）。熔球态SPI提供乳化活性，而高长径比BC构建三维网络，二者协同作用使3D打印凝胶在储存48小时后仍保持结构完整性，无油相析出现象。

<结论>

本研究证实通过pH调控的SPI/BC共组装策略可精准模拟动物脂肪组织中的纤维网络结构，所构建的3D打印HIPE凝胶系统在质构特性、加工性能和氧化稳定性方面均显著优于简单物理混合物，为开发新一代健康脂肪替代品提供了理论依据和技术支撑。