《Food Hydrocolloids》：Resonant Acoustic Mixing-Engineered Whey Protein Isolate–Oligomeric Proanthocyanidin Complexes: A Scalable Platform for Enhanced Astaxanthin Encapsulation and Stability
编辑推荐：
•共振声波混合（RAM）增强了OPC在高浓度WPI体系中的分子分散。•WPI疏水性位点的暴露程度取决于OPC含量和RAM处理时间。•协同重构使OPC结合率超过70%，并可稳定保留30天。•WPC稳定乳液表现出高效的虾青素包封和抗氧化协同作用。•喷雾干燥微胶囊表现出良好的稳定性
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共振声波混合（RAM）增强了OPC在高浓度WPI体系中的分子分散。
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WPI疏水性位点的暴露程度取决于OPC含量和RAM处理时间。
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协同重构使OPC结合率超过70%，并可稳定保留30天。
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WPC稳定乳液表现出高效的虾青素包封和抗氧化协同作用。
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喷雾干燥微胶囊表现出良好的稳定性和再分散性。
引言
生物活性化合物因其潜在的慢性病预防和健康促进作用而备受关注。然而，许多生物活性化合物具有水溶性低和化学稳定性差的特性，在加工、储存和胃肠道消化过程中容易降解，导致生物利用度低下（Nasrabadi等，2021年）。因此，开发能够高效包封敏感生物活性物质的食品级递送系统已成为功能食品研究的重要方向。虾青素（AXT）是一种亲脂性类胡萝卜素，其共轭双键链和末端紫罗兰酮环结构赋予其良好的抗氧化活性（X. Liu等，2023年）。然而，这些结构特征也使其水溶性极低，且对氧气、热、光和酸性条件高度敏感，从而显著降低了其稳定性和生物利用度（Y. Wang等，2024年）。寡聚原花青素（OPC）是由儿茶素单体聚合形成的黄烷-3-醇类化合物，以其抗氧化和心血管保护作用而广为人知。然而，OPC在食品工业中的应用受到其涩味、易氧化性和溶解度有限的限制（Z. Li等，2026年）。开发能够同时稳定AXT和OPC的递送系统仍是一项重要挑战。由于单一蛋白质载体通常对同时包封亲脂性和亲水性化合物的能力有限，构建蛋白质-多酚复合体系已成为克服这一局限的有效策略。乳清蛋白分离物（WPI）具有优良的氨基酸组成、两亲性特征和良好的界面活性，已广泛用于生物活性物质的乳化剂、凝胶基质和壁材包封（Saadi等，2024年）。据报道，热处理可诱导蛋白质结构的不可逆变性，并遮蔽多酚结合位点（Tian等，2025年；Wijayanti等，2014年）。然而，在高浓度WPI体系（如40% w/v）中，极高的粘度和受限的分子运动构成了实现均匀蛋白质-多酚相互作用和稳定共包封的主要障碍（Kamer等，2021年）。
包括超声、高压均质和脉冲电场在内的非热物理策略可在不使用外加交联剂的情况下调控蛋白质结构并增强蛋白质-多酚络合（Kim等，2024年）。在这些方法中，超声已被报道可改变蛋白质构象并改善多酚分散。然而，空化效应产生的局部加热可能导致AXT和OPC降解，限制了超声在改性热敏性生物活性化合物中的工业应用（Jiang等，2025年；J. Liu等，2023年）。为克服高粘度、高浓度蛋白质体系的固有挑战，共振声波混合（RAM）作为一种特别有前途的非接触技术应运而生。RAM以低频和高加速度为特征（Fowler等，2025年），通过共振引起的振动实现宏观和微观的同步混合，同时有效避免空化效应和局部热斑（Cao等，2025年；Min等，2025年）。此外，RAM还具有能耗低、能量分布均匀和特别适合高粘度体系等优点，从而大大促进了从实验室到工业生产的大规模直接应用（Z. Li等，2024年）。然而，RAM是否能够克服高浓度WPI体系的分子运动和传质限制来调控蛋白质-多酚相互作用并改善生物活性递送，目前研究仍不充分。
本研究旨在通过RAM处理制备WPI-OPC复合乳液，并评估其作为高蛋白基质（40% w/v）中AXT和OPC递送载体的潜力。我们的假设是，非热物理技术RAM能够实现高粘度乳清蛋白分离物-寡聚原花青素复合物的均匀混合，从而增强虾青素的包封和稳定性。该策略可以避免其他方法中遇到的组分间不利相互作用，如可能降解热敏化合物的局部热区，同时产生足够的混合效果。本研究分析了RAM处理下WPI与OPC之间的结构演变和相互作用机制，并评估了所得WPI-OPC复合物（WPCs）的胶体特性、界面特性和结合特性。随后，将WPCs用于稳定载虾青素乳液并构建喷雾干燥微胶囊。研究了包封效率、抗氧化活性、流变行为及稳定性。本研究开发了一种可扩展的创新物理策略来构建多功能蛋白质-多酚递送系统，为功能食品应用中疏水性生物活性物质的包封提供了有前景的平台。
章节摘要
材料
WPI（蛋白含量≥80%，w/w）购自源叶生物科技（上海，中国）。葡萄籽OPC（纯度≥95%，w/w）购自阿拉丁生化科技（上海，中国）。雨生红球藻油（AXT纯度≥10%）购自云南爱尔康生物科技（楚雄，中国）。1-氨基萘-8-磺酸钠（ANS）、2,2-二苯基-1-苦肼基自由基（DPPH）、2,2'-偶氮双（3-乙基苯并噻唑-6-磺酸）（ABTS）及其他
高浓度WPI–OPC复合物对RAM和搅拌混合的结构响应
全面研究了不同处理条件下WPI–OPC复合物的制备和结构特征，旨在探讨RAM对WPI–OPC相互作用的潜在调控机制。如图1A所示，RAM体系通过宏观和微观混合区域的协同作用，可在高粘度WPI溶液中实现增强的微混合（Z. Li等，2024年）。RAM依赖低频共振振动来传递声
结论
本研究证实，RAM显著增强了WPI与OPC之间的结合相互作用，进而改善了WPC复合物的结构和功能性能。与常规搅拌相比，RAM通过高效的分子分散克服了高粘度体系中的传质限制，促进了WPI–OPC的结合和相互作用位点的可及性。经过30分钟RAM处理后，OPC触发的相互作用促进了构象的
CRediT作者贡献声明
赵晓阳：方法学、数据管理。苏文涛：监督指导、方法学。A.M. Abd El Aty：撰写–审阅与编辑、验证。崔国新：撰写–初稿、可视化。谭敏千：撰写–审阅与编辑、经费获取、概念构思
未引用参考文献
Li等，2024年；Li等，2024年；Li等，2026年；Liu等，2023年；Liu等，2024年；Wang等，2024年。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
致谢
本研究得到重点项目的国家自然科学基金（32430083）和中国山东省泰山产业领军人才计划（Tsls20231209）的资助。
崔国新|赵晓阳|苏文涛|A.M. Abd El–Aty|谭敏千
