通过仲型表面活性剂破坏单甘油酯结构油凝胶乳液的结构，以增强晶体形态对咸味感知的影响

《Food Chemistry》：Destabilization of monoglyceride-structured oleogel emulsions by secondary surfactants for enhancing crystal morphology-driven saltiness perception

　　

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  由GML晶体稳定的乳液比GMP稳定的乳液具有更强的盐味感知。
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  辅助表面活性剂增强了W/O乳液的盐味感知。
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  辅助表面活性剂通过不同的机制促进了W/O乳液的分散。
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  辅助表面活性剂取代了GML晶体，但削弱了W/O乳液中的GMP晶体网络。

引言

在不降低盐味感知的情况下减少食盐摄入量仍然是食品行业面临的重大挑战，这促使人们开发有效的减盐策略。然而，直接减少盐分往往会导致产品接受度的下降，因此人们越来越关注通过食品微观结构设计来增强盐味感知。油包水（W/O）乳液作为一种高效的输送系统，已被广泛用于包裹和控制水溶性成分（如氯化钠、某些维生素和风味化合物）的释放（Shakeel & Ramadan, 2010; Zhao, Huang, El-Aooiti, & Rousseau, 2018）。在减盐应用中，W/O乳液因其能够在分散的水滴中集中盐分而成为一种有前途的先进输送策略，从而通过在口腔中局部释放高浓度的Na⁺来增强盐味感知（Bai et al., 2024; Wang et al., 2025a; Wang et al., 2025b）。然而，W/O乳液在口腔环境下的不稳定性是影响盐味感知的关键因素。其实际效果在很大程度上取决于结构稳定性和Na⁺释放行为的可控性（Rietberg, Rousseau, & Duizer, 2012）。因此，设计能够精确调节这些特性的W/O乳液系统对于其在减盐策略中的成功应用至关重要。

在各种稳定剂中，由单甘酯晶体稳定的W/O型油凝胶乳液受到了相当多的关注。这种系统可以通过两种主要机制实现长期稳定性。首先，单甘酯晶体吸附在油水界面，作为固态颗粒提供Pickering稳定作用。其次，在连续的油相中形成的三维晶体网络通过空间限制阻碍了液滴的迁移和聚集。在某些情况下，这两种机制协同作用，构建了坚固的乳液结构（Nadin, Rousseau, & Ghosh, 2014）。这些稳定机制之间的平衡受到单甘酯的碳链长度和结晶行为的强烈影响，这直接决定了乳液的动力学性质和结构强度（Zhang, Xu, Tang, & Li, 2023）。然而，晶体网络带来的高稳定性可能会在特定条件下阻碍封装的水溶性化合物的控制释放。值得注意的是，在减盐应用中，W/O乳液在口腔中的不稳定行为直接决定了捕获盐分的释放动力学（Bai et al., 2024）。因此，在配方设计过程中必须同时考虑乳液的稳定性和其Na⁺释放行为。

尽管单甘酯晶体为W/O乳液提供了稳定的结构框架，但仅仅依赖于单甘酯的类型和浓度会限制界面特性和乳液稳定性的精确调节，难以实现最佳的感觉释放曲线。近年来，添加辅助表面活性剂（如山梨醇单油酸酯、山梨醇单月桂酸酯、甘油单酸酯柠檬酸盐）已成为调节乳液不稳定性的有效策略。这些表面活性剂可以在油水界面诱导晶体颗粒和表面活性剂分子之间的竞争性吸附，促进晶体置换，并显著改变界面结构和抗不稳定性（Chen et al., 2023; El-Aooiti, de Vries and Rousseau, 2020, El-Aooiti, de Vries and Rousseau, 2023）。虽然表面活性剂诱导的W/O乳液不稳定作用在能源领域（如原油回收）得到了广泛研究（Hernandez-Rodriguez et al., 2024），但在食品和制药系统中的机制含义仍不够清楚。此外，关于这种效应如何随不同碳链长度的单甘酯变化系统的见解仍缺乏。更重要的是，连接“结构–释放–感知”的完整因果路径尚不清楚。特别是，结构改变如何影响模拟口腔环境中的Na⁺释放动力学以及随后如何调节人体盐味感知的问题尚未完全阐明。

基于我们之前的发现，由三种单酰基甘油多形体稳定的水包油凝胶乳液（OGEs）在Na⁺释放和盐味感知方面表现出显著差异（Bai et al., 2024）。然后，添加辅助表面活性剂进一步调节了基于甘油单硬脂酸酯（GMS）的OGEs的这些效应（Bai et al., 2026）。然而，这种调节是否适用于具有不同分子结构和晶体形式的其他单酰基甘油尚不清楚。为了解决这个问题，本研究旨在系统地阐明辅助表面活性剂对由不同链长的单酰基甘油（即甘油单棕榈酸酯（GMP）和甘油单月桂酸酯（GML）稳定的W/O型油凝胶乳液的结构特性、Na⁺释放动力学和盐味感知的影响。选择了八种表面活性剂，包括低分子量表面活性剂（蔗糖脂肪酸酯、大豆卵磷脂、Span 80、Tween 80）和蛋白质基表面活性剂（乳清蛋白分离物、酪蛋白、豌豆蛋白、大豆蛋白分离物），以全面评估两亲性、亲水-疏水平衡和蛋白质来源的作用。首先考察了辅助表面活性剂对乳液微观结构和凝胶特性的影响，随后进行了体外和体内口腔消化实验，以评估Na⁺释放行为和盐味强度。最后，进行了Na⁺迁移实验以进一步阐明潜在机制。本研究的结果为基于油凝胶乳液系统的低盐食品的合理设计提供了坚实的理论基础和实际指导。

章节片段

材料

甘油单月桂酸酯（GML，纯度≥90%；C₁₂）、乳清蛋白分离物（WPI，纯度80%）、酪蛋白（≥70%纯度）和大豆蛋白分离物（SPI，纯度>90%）来自中国上海的豫源生物科技有限公司。甘油单棕榈酸酯（GMP，纯度90%；C₁₆）、大豆卵磷脂（SL，纯度≥98%）和豌豆蛋白（PP，纯度80%）来自中国上海的Ron Reagent公司。蔗糖脂肪酸酯（SE）由中国上海的TCI Reagent公司提供。表面活性剂Span 80和

辅助表面活性剂对单甘酯晶体稳定W/O乳液微观结构的影响

研究了不同辅助表面活性剂对GMP OGEs和GML OGEs微观结构的影响（图1和图2）。除了WPI外，添加表面活性剂明显降低了GMP和GML乳液的塑性（图1中的插图）。值得注意的是，在0.3 wt% SE或0.3 wt% SL存在下，系统从塑性状态转变为流动状态。明场图像显示，在没有辅助表面活性剂的情况下，GMP和GML系统中的液滴都

结论

本研究系统地研究了辅助表面活性剂如何影响由GMP和GML晶体稳定的油凝胶乳液的盐味感知。由于它们的晶体形态不同，GMP稳定的乳液通过油相中的三维晶体网络稳定，而GML稳定的乳液通过界面晶体薄膜稳定，因此对辅助表面活性剂的添加反应根本不同。辅助表面活性剂导致了OGEs的分散

CRediT作者贡献声明

Chengmei Bai: 撰写——原始草稿、方法论、研究、正式分析。Md Shabudden Ahamed: 方法论。Ling Wang: 监督。Bin Li: 监督。Shilin Liu: 监督。Hongshan Liang: 监督。Yan Li: 撰写——审阅与编辑、资金获取、概念化。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的竞争财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了中国国家重点研发计划的资助，授权号2022YFD2101301。

Chengmei Bai|Md Shabudden Ahamed|Ling Wang|Bin Li|Shilin Liu|Hongshan Liang|Yan Li