棕榈仁硬脂双酰基甘油的位置异构体组成调控冷却诱导的部分结晶乳液界面结晶与打发性能

《Food Chemistry》：Positional-isomer composition of palm-kernel-stearin diacylglycerols regulates cooling-induced interfacial crystallization and whipping performance of partially crystalline emulsions

　　# 摘要要点- DAG异构体组成和冷却方式改变结晶过程和界面响应。- 富含sn-1,3-DAG的乳液能抵抗热循环，但仍具有良好的打发性能。- 外围晶体组织可能有助于调和稳定性与充气性能之间的矛盾。- 9:1 DAG乳液在21天分销挑战后仍保持高膨胀率。# 引言部分结晶乳液（PCE）是一种有意设计的亚稳态油包水乳液。在储存过程中，它必须抵抗奶油上浮、絮凝和聚并。在打发过程中，脂肪球必须吸附于新形成的气-水界面，并部分聚并成承载网络。当乳液在使用前遇到温度波动和振动时，维持这种平衡极具挑战。充气乳液的研究也将冻融稳定性与结晶行为和界面性质之间的耦联联系起来（Chai等，2026年）。因此，配方设计应在抵抗分销胁迫的同时，保留在打发过程中经受大变形时所需的响应能力（Dabo等，2024年；Fredrick等，2010年；Xu等，2025年）。部分聚并是一种晶体介导的阻止聚并形式。含晶体的液滴之间或液滴与气-水界面之间的接触，可以破裂局部界面膜并形成液态脂肪桥。内部晶体网络阻止了完全融合。剪切诱导途径和界面介导途径在打发过程中同时起作用（Hanazawa等，2018年；Hotrum等，2005年）。固体脂肪含量（SFC）固然重要，但并不能完全描述这种结构状态。在相似的SFC值下，聚集行为取决于晶体形貌和分布、界面膜组成以及可用的液态脂肪（Fuller等，2015年；Moens等，2018年；Wang等，2023年）。因此，本体硬度可能无法预测打发性能或过早聚并。这种依赖性也使乳液对冷却历史和温度波动十分敏感。冷却速率和回火处理决定了成核、分子扩散和晶体生长三者之间的平衡（Zhang等，2026年）。在乳脂奶油中，较快的冷却可以增加成核密度并加速部分聚并，而较慢的冷却则可能产生较大的晶体。最终结果取决于脂肪组成和界面层（Moens等，2016年；Moens等，2019年）。反复的温度循环导致部分熔化和重结晶，从而重新分配结晶物质并形成液滴间接触点（Boode等，1991年；Vanapalli等，2002年）。在液滴内部形成的晶体可能留在油相中、迁移至油-水界面或穿透界面。其位置取决于润湿性、界面张力、表面活性剂覆盖度和结晶动力学（Douaire等，2014年；Ergun等，2015年）。界面晶体因此可以促使液滴作为突出物而失稳，也可以作为致密的颗粒层而稳定液滴。热响应结晶外壳已在油包水乳液中改善了微胶囊的稳定性（L. Chen等，2026年）。结晶外壳和茧状结构也已在油包水体系中报道（Ghosh & Rousseau，2012年；Wassell等，2012年）。但其在蛋白质稳定的油包水PCE在分销胁迫条件下的相关性尚不明确。二酰甘油（DAG）为控制这种界面行为提供了一种分子途径。其游离羟基增加了极性，与三酰甘油（TAG）相比可以促进蛋白质相互作用和界面吸附。先前的研究表明，DAG-蛋白质相互作用改变了在油-水界面和气-水界面上的静态稳定性和脂肪球行为（Xie等，2026年；Xie, Zhang等，2025年）。富含DAG的脂肪球可以在高液态油含量下保留结晶区域，并在打发过程中促进部分聚并（Xie, Xie等，2025年）。在油包水乳液中，具有表面活性质的DAG晶体形成界面网络，其刚度取决于组成和结晶条件（Li等，2020年；Li等，2021年；Liu, Lee等，2022年；Yang等，2020年）。DAG位置异构体在对称性、分子堆积和流动性方面存在差异。对称性更高的sn-1,3异构体可能有利于有序结晶，而sn-1,2异构体可能有利于更具动态性的异质界面。因此，异构体组成与冷却速率之间的相互作用代表了将储存稳定性与打发响应性分离开来的一个有前景的控制点。基于上述背景，本研究考察了DAG位置异构体组成和冷却速率如何影响部分结晶乳液中的结晶行为、温度循环稳定性和打发性能。研究采用了界面流变学、原位偏光显微镜、本体脂肪表征、低温扫描电子显微镜和分销挑战等方法，以检验所获得的结构差异是否能解释超越固体脂肪含量本身的功能行为。这些测量结果确立了晶体结构、界面响应和乳液性能之间的差异；其汇聚性被用于建立关于外围晶体组织作用的拟议机制。# 各章节摘要## 材料棕榈仁硬脂（PKST）和花生油（PO）购自益海嘉里油脂粮食食品工业有限公司（中国广州）。脱脂奶粉由恒天然有限公司（新西兰奥克兰）提供。单酰甘油、吐温80、己烷、尼罗红和油红O均为分析纯级别。双缩脲酸（BCA）蛋白测定试剂盒购自碧云天（中国上海）。所有实验均使用去离子水。PKST-DAG的制备源自……## 结果与讨论结果的编排旨在建立从配方筛选到结构表征再到功能验证的递进关系。在完成初步成熟度筛选后，三种脂质体系（PKST、9:1 DAG和2:1 DAG）在三种冷却速率（1、10和20 °C/min）下进行对比，以确定在结晶行为、界面响应、温度循环稳定性和打发性能方面的差异。随后根据冷却条件的综合……## 结论DAG位置异构体组成和冷却历史共同塑造了部分结晶乳液的结构和功能行为。对于以10 °C/min冷却的9:1体系，黏度为562.0 mPa·s，经过十次温度循环后部分聚并率为14.2%。在单独的打发测试中，该配方实现了88.4%的部分聚并率和289.3%的膨胀率。在21天分销挑战后仍保持250.0–270.1%的膨胀率。中间冷却速率平衡了循环……## CRediT作者贡献声明**Pengkai Xie：** 撰写——初稿、可视化、软件、方法学、数据整理、概念构思。**Jiajuan Shang：** 可视化、软件。**Jianqiang Cheng：** 方法学。**Yilin Mao：** 可视化、软件。**Yee-Ying Lee：** 方法学。**Chin Ping Tan：** 指导。**Jun Hao Yoong：** 可视化。**Yong Wang：** 撰写——审阅与编辑、指导、资源。**Zhen Zhang：** 撰写——审阅与编辑、指导、资源。## 利益冲突声明作者声明不存在任何已知的可能影响本文所报告工作的竞争性经济利益或个人关系。## 致谢本工作得到以下项目资助：中国国家自然科学基金（资助编号32472249和32272341）、国家重点研发计划（资助编号2024YFE0214900）以及广州市科学和信息局（资助编号2024B03J1274），在此表示感谢。---Pengkai Xie | Jiajuan Shang | Jianqiang Cheng | Yilin Mao | Yee-Ying Lee | Chin Ping Tan | Jun Hao Yoong | Yong Wang | Zhen Zhang