《TRENDS IN FOOD SCIENCE & TECHNOLOGY》:Sugar reduction via W/O/W emulsions: Structural design, sensory modulation, and functional performance
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双重乳液有助于风味成分的封装和控制释放,从而降低糖分含量。
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食品级Pickering纳
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双重乳液有助于风味成分的封装和控制释放,从而降低糖分含量。
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食品级Pickering纳米粒子可以提高乳液的稳定性并调节风味成分在界面处的释放。
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纳米粒子稳定的界面可以在低糖食品中实现多感官调节。
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在乳液系统中,OTCMI(气味-味道相互作用)可以增强香气与味道的协同作用,提高甜度感知并保持感官品质。
引言
随着全球对饮食相关疾病关注的增加,减少糖分摄入已成为公共卫生的优先事项。世界卫生组织建议成年人和儿童的自由糖摄入量限制在总能量的10%以内,理想情况下应低于5%(约25克/天)(WHO, 2015)。美国心脏协会建议2岁以下的儿童不应摄入任何添加糖(≤25克)。
双重乳液,特别是水包油包水(W/O/W)体系,已从简单的封装载体发展成为用于低糖食品结构设计的多功能递送平台。其分层结构为亲水性和亲脂性成分提供了空间上分开的隔室,使得甜味剂和香气化合物能够共同封装、受到保护并顺序释放。通过调节液滴大小、相组成、界面性质和渗透平衡,W/O/W乳液可以控制风味化合物在口腔中的传输过程,从而在降低糖分含量的同时改善感官效果(Liang et al., 2023)。这种结构功能对于气味-味道的交叉模式相互作用(OTCMI)特别重要,因为通过这种作用,香气可以增强甜度感知,而不会导致糖含量按比例增加(Stocke & Samuelsen, 2024)。
尽管有这些优点,但由于W/O/W乳液本身具有复杂的亚稳态结构,其在降低糖分中的应用仍受到限制。内部水相泄漏、渗透膨胀、液滴聚结、相分离以及挥发性化合物的过早流失可能会影响其物理化学稳定性和感官效果。传统的低分子量乳化剂往往对这些现象的防护效果有限,这凸显了需要更坚固的界面设计的必要性。因此,最近的研究转向了使用Pickering稳定的W/O/W乳液,其中食品级粒子形成了一个机械上具有弹性的界面层。蛋白质-多糖复合纳米粒子特别值得关注,因为它们的界面吸附性、静电相互作用和网络形成能力可以提高内部相的保留率,抑制液滴聚结,并调节香气化合物的分配和扩散。
然而,现有文献仍然较为分散。现有的综述主要关注多种乳液的制备、物理稳定性或消化行为,而关于Pickering体系的研究往往仅孤立地关注粒子的制备和界面组装(Kumar et al., 2022)。关于降低糖分的研究大多侧重于糖的替代、甜味剂的优化或OTCMI的感官和神经基础(Zhao et al., 2024)。很少有研究将W/O/W乳液的结构演变、复合纳米粒子的界面工程、香气释放动力学、口腔加工、甜度增强以及胃肠道消化结合起来。特别是,粒子性质、乳液结构、糖分分布、香气保留、甜度感知和实际糖分减少之间的定量关系尚未得到充分建立。
因此,本文批判性地探讨了W/O/W Pickering双重乳液在降低糖分方面的发展与应用。它将界面组装和胶体稳定性与控制风味释放、OTCMI介导的甜度增强、口腔加工、胃肠道消化及营养影响联系起来。通过建立这些联系,本文旨在为设计下一代低糖食品提供一个机制框架,以提高感官品质、结构稳定性和转化潜力。
章节片段
糖分减少方法概述
过量摄入单糖和双糖甜味剂,尤其是广泛用于饮料和加工食品中的葡萄糖和果糖,已被证明会对饮食质量和代谢健康产生负面影响(Stanhope, 2016)。葡萄糖和果糖通常以单糖的形式或作为糖浆和含糖配方的成分加入食品中,它们不仅增加了甜度,还
W/O/W乳液的稳定性考虑
单一乳液,包括水包油(O/W)和水包油(W/O)体系,具有简单的单室结构,因此对风味成分的空间分离和顺序释放控制有限(L. Huang, Dai et al., 2024)。相比之下,双重乳液(如W/O/W和O/W/O体系)包含被中间相包裹的内部液滴,这些液滴分散在连续的外部相中(Williams, 2001)。这种分层结构允许
用于降低糖分的W/O/W乳液的消化行为
食物的结构和组成在调节营养素的释放、吸收和消化过程中的功能起着关键作用(Bornhorst & Singh, 2013)。特别是,食物基质会影响营养素在胃肠道中被释放和运输到目标的速率和效率。因此,了解食物成分的分布如何影响消化对于设计支持健康的功能性食品至关重要。
总结与展望
本文认为W/O/W乳液不应被视为糖的通用替代品,而是一种配方平台,其价值取决于甜度传递、基质功能和工艺稳定性的协调。它们的主要贡献可能在于通过控制释放和香气-味道相互作用将甜度感知与糖的总量分离。然而,这种感官优势仍依赖于具体体系,并需要通过强有力的临床试验来验证。
作者贡献
古莹莹(Yingying Gu):研究、概念化、数据管理、方法论、软件开发、原始草稿撰写。 马晓洁(Xiaojie Ma):方法论、指导。 朱金金(Jinjin Zhu):数据管理、数据分析、指导。 马亮(Liang Ma):概念化、指导。 Benu Adhikari:修订、背景分析、科学贡献。 王强(Qiang Wang):资金筹措、资源获取、项目管理。 史爱民(Aimin Shi):概念化、资金筹措、方法论、项目管理、资源提供。
利益冲突声明
作者声明他们没有任何已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
本研究得到了国家重点研发计划(2023YFE0104900)、国家自然科学基金(32472271)、中国农业研究系统(CARS-13)以及农业科学技术创新项目(CAAS-ASTIP-2026-IFST)的支持。
古莹莹 | 马晓洁 | 朱金金 | 马亮 | Benu Adhikari | 王强 | 史爱民