基于没食子酸增强的Rana chensinensis卵蛋白分离物与吉兰胶制成的热可逆乳液凝胶：其结构特性及其在吞咽障碍管理中的潜在应用

《Food Quality and Preference》：Gallic acid-reinforced Rana chensinensis ovum protein isolates-Gellan gum thermally reversible emulsion gel: Insight of the structure and potential applications in dysphagia management

本研究成功开发了一种基于三重复合体的热逆转乳状凝胶RGAGG-eg，利用没食子酸（GA）作为分子桥梁增强蛙卵蛋白 isolate（RCOPI）与果胶的相互作用，形成更致密的三维网络结构。实验表明，该系统具有高β-胡萝卜素包封效率（98.26%）和生物可及性（69.81%），同时满足IDDSI level 4的吞咽管理要求，为改善吞咽障碍患者的营养吸收提供了创新解决方案。

　　

刘瑞雪|高敏|张莉|王世汉|杨颖|白静|王若涵|王永生|王志涵

吉林大学药学院，中国长春，吉林130021

摘要

本研究探讨了没食子酸（GA）对Rana chensinensis卵蛋白分离物（RCOPI）-吉兰胶（GG）皮克林乳液凝胶结构和功能特性的影响。成功开发了一种创新的皮克林乳液凝胶系统（RGAGG-eg）。机制研究表明，GA可能通过其自身的酚羟基和羧基作为分子桥，增强RCOPI-GG之间的氢键相互作用。这导致RGAGG-cx的颗粒大小减少了21.23%，表明形成了更密集的交联网络。由于复合颗粒结合得更紧密，RGAGG-乳液滴的颗粒大小减少了32.39%，这些颗粒更牢固地吸附在油滴表面。GG结构的螺旋变化导致乳液在加热过程中发生凝胶化。CLSM和SEM证实了GA诱导的微观结构压缩，而流变分析显示凝胶强度有所提高（G' > G”）。RGAGG-eg达到了IDDSI 4级，具有理想的吞咽困难管理特性。作为概念验证，该系统实现了98.26%的β-胡萝卜素包封效率以及69.81%的生物可利用性。这些结果表明RGAGG-eg同时具有营养载体和改善食品质地的双重功能。

引言

由于乳液凝胶具有可调的机械性能和广泛的适应性，它们已成为食品系统质地改良的多功能平台（J. Lin等人，2025年）。由于其成分和可调节的油含量，它可以被用作定制菜肴的墨水。皮克林乳液凝胶是一种非常有前景的脂肪替代品，在治疗吞咽困难方面有多种用途，因为它具有更好的固体脂肪特性且几乎不含反式脂肪（Q. Li等人，2021年）。此外，由于其高负载能力，乳液凝胶可以作为β-胡萝卜素等营养素的有效载体（Zhao等人，2026年）。乳液凝胶的制备过程通常包括两个关键阶段：乳液形成和凝胶化（Cui等人，2023年）。目前主要有三种类型的乳液凝胶：基于蛋白质的乳液凝胶、基于多糖的乳液凝胶以及基于蛋白质和多糖组合的乳液凝胶（D. Lin等人，2020年）。

蛋白质在特定环境条件下容易变性，因此通常与多糖结合形成具有优异界面性能和营养价值的生物复合材料，从而稳定乳液（Cui等人，2023年）。最新研究表明，在蛋白质-多糖系统中加入第三种物质（如多酚、蜂胶、甘油单硬脂酸酯）可以提高皮克林乳液的稳定性（Chang等人，2020年；Guo等人，2025年；J. Li等人，2022年）。多酚可以促进蛋白质的表面润湿性，促进蛋白质-多糖的结合（Aberkane等人，2012年）。此外，多酚与蛋白质之间的相互作用可以增强复合表面的疏水性，改善乳液凝胶的流变性能（Xu等人，2023年）。还有报道称，蛋白质、多糖和多酚可以形成稳定的三元复合物（Yang等人，2018年）。这种三元相互作用可以形成厚实且有弹性的聚集体，覆盖油滴，并保持其中的疏水性营养素完整（Ozturk & McClements，2016年）。然而，多酚对皮克林乳液的影响并不总是积极的，需要对其进行严格评估。一些研究表明，过量的多酚与蛋白质反应时会导致乳液乳化能力和抗氧化活性下降（Jiang等人，2018年）。

此前，我们证实了在Ranae输卵管生产过程中产生的副产品RCOPI含有对人体健康所需的所有必需氨基酸（Wang Yongsheng等人，2022年）。与常见的商业蛋白质相比，它在保水、保油、起泡能力、抑制亚油酸氧化和乳化能力方面表现出出色的功能特性（H. Li等人，2025年）。它有效地提高了皮克林乳液的稳定性、抗氧化能力和流变性能（H. Li等人，2025年；Li等人，2022年；Wang Yongsheng等人，2022年）。然而，只有使用RCOPI才能制备皮克林乳液；必须向乳液中添加阴离子多糖才能使其凝胶化（Dong等人，2025年）。初步结果表明，由RCOPI和GG形成的乳液凝胶缺乏足够的稳定性。

为了解决这个问题，我们引入GA作为交联剂来构建三元复合系统，假设GA可以通过其结构特性改变RCOPI和GG之间的相互作用。此外，基于多酚对皮克林乳液的双重作用，我们设计了三种浓度水平（高、中、低）来研究多酚剂量对整个复合系统的影响。评估了凝胶系统的微观结构、自由基清除能力以及储存、离心和冻融稳定性。随后进行了流变分析和凝胶强度测量，以验证RGAGG-eg在吞咽困难管理方面的应用潜力。还研究了这种热可逆三元皮克林乳液凝胶（RGAGG-eg）作为营养素（β-胡萝卜素）载体的潜力。这项工作旨在开发一种专门用于改善吞咽安全性、提高营养素生物可利用性的改良食品，并解决吞咽困难管理中的常见营养问题。此外，它为RCOPI的高价值利用奠定了基础。

材料

Rana chensinensis卵来自中国长白山的主要养殖区，自然风干后储存在-20°C的冰箱中。GG从中国新疆阜丰生物技术有限公司购买。GA从中国天津华胜化学试剂有限公司购买。食用大豆油来自当地超市，由九三食品有限公司生产。β-胡萝卜素（纯度97%）从Source Leaf购买

结果与讨论

三元乳液凝胶的具体作用机制如图1B所示。在pH=4条件下形成的三元复合物通过静电相互作用、氢键和疏水相互作用结合在一起。具体来说，带正电的RCOPI与带负电的GG和GA发生静电相互作用。GA通过其酚羟基和羧基与RCOPI-GG形成氢键，起到桥梁作用。乳化后，该复合物吸附在

结论

本研究成功开发了一种基于多酚介导的三元复合物的热可逆乳液凝胶（RGAGG-eg）。通过使用没食子酸（GA）作为分子桥，氢键和疏水相互作用显著增强了蛋白质和多糖成分之间的相互作用，从而形成了更紧凑和稳定的三维网络结构。与传统单组分或双组分乳液凝胶系统相比，三元乳液凝胶表现出

CRediT作者贡献声明

刘瑞雪：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，验证，研究，数据分析。高敏：撰写 – 审稿与编辑，验证，研究，数据分析。张莉：数据分析。王世汉：撰写 – 审稿与编辑，可视化，监督，研究，资金获取，概念构思。杨颖：验证，数据分析。白静：验证，数据分析。王若涵：验证，数据分析。

未引用的参考文献

Wang等人，2022

Wang等人，2022

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。

致谢

感谢Olympus提供的CLSM支持。作者感谢Bioicons提供的CC0许可下的矢量图像。

资助

资金支持来自吉林省科学技术厅（20220401125YY）。