引言
在全球消费的各种软饮料中，柑橘风味最受欢迎，而橙子风味则是首选（Tan, 1998）。从橙子果皮中提取的橙油常以乳液形式作为风味剂用于橙味饮料产品中（Buffo 等, 2001）。尽管其应用广泛，但橙油乳液在储存过程中面临挑战，易发生化学分解和物理失稳，例如聚并和奥氏熟化。物理稳定橙油乳液的策略包括界面工程（Choi 等, 2011；Guerra-Rosas 等, 2016；Han 等, 2018；Shen 等, 2016；Zhao 等, 2015）、最小化两互不相溶液相之间的密度差（Lim 等, 2011；Pérez-Mosqueda 等, 2015；Zhang 等, 2015），和/或加入调节流变学性质的生物聚合物（Mirhosseini 等, 2007；Mirhosseini, Tan, Aghlara 等, 2008；Mirhosseini 等, 2009）。然而，实现橙油乳液的物理和化学稳定性仍是一项重大的技术挑战。
糖化蛋白质作为乳化剂具有独特优势，因为其在界面的吸附形成较厚的界面膜，且糖基向连续相延伸可提供强烈的空间位阻以及可能的静电排斥，从而防止液滴聚集（McClements & Gumus, 2016）。与通过非共价作用形成的蛋白质-多糖复合物相比，偶联物中的共价键提供了增强的结构稳定性、耐热性、增稠性能和乳化性能，使其在食品级乳液配方中尤为优越（Ghelichi 等, 2026；Nooshkam 等, 2023）。阿拉伯树胶是一种天然蛋白质-多糖偶联物，常用于乳化风味油。关于橙油乳液的研究需要高浓度的阿拉伯树胶，例如，对 11.27% w/w 的橙油需使用 13.88% w/w（Mirhosseini, Tan, Hamid 等, 2008），或对 14% w/w 的橙油需使用 20% w/w（Mirhosseini, Tan, Aghlara 等, 2008），此外还需要约 0.3% w/w 的黄原胶作为稳定剂。在另一项研究中，在没有胶凝稳定剂的情况下乳化 6.5% w/w 的橙油需 20% w/w 的阿拉伯树胶（Tse & Reineccius, 1995）。阿拉伯树胶乳化能力低的原因在于其多肽含量有限，通常仅为 1-5%（Anderson 等, 1985；McClements & Gumus, 2016），且低含量的多肽也可能限制其保护油成分免于界面氧化的能力。此外，由于阿拉伯树胶主要源自苏丹，地缘政治不确定性可能危及其供应（Williams & Phillips, 2009）。
在寻找替代的蛋白质-多糖偶联物时，美拉德型偶联物通常受到研究，并显示出优良的乳化性能（Teng 等, 2023；Zhou 等, 2021）。然而，要生产出理想的美拉德型偶联物需要严格的温度、酸度和水活度组合，反应时间可从数小时到数天不等（Akhtar & Dickinson, 2007；Dursun Capar & Yalcin, 2021；Wooster & Augustin, 2006）。此外，反应在后续储存过程中持续进行并产生副产物，其中一些副产物可能导致感官属性变化和潜在毒性（Liu & Zhong, 2013, 2015）。在碱性溶液中，蛋白质中的氨基或羟基与聚甘油酯丙二醇酯（PGA）的酯基之间发生转酰化反应，是另一种在环境温度下数小时内合成偶联物的已知机制，其唯一的副产物丙二醇是无味、无嗅、无色且安全的（McDowell, 1970；McKay 等, 1985）。通过转酰化反应制备的蛋白质-海藻酸偶联物直到最近才开始研究其作为乳化剂的潜力。以不同质量比的酪蛋白酸钠（NaCas）与 PGA 制备的偶联物蛋白质含量超过 50% w/w，并可在低表面活性剂-油比（SOR）为 7.5 g/L-oil 的条件下稳定玉米油乳液，使其耐受 pH、离子强度和加热（Li & Zhong, 2022）。此外，还以类似方式合成了豌豆蛋白-海藻酸偶联物以乳化橄榄油和橙油，并降低了油脂氧化（Jain & Zhong, 2024, 2025, 2026）。在 pH 7.0 下，豌豆蛋白-海藻酸偶联物所需的 SOR 明显高于酪蛋白-海藻酸偶联物，分别为 40.0 g/L-橙油 和 20.0 g/L-橄榄油；且在 pH 4.5 和 3.0 的酸性条件下，乳液稳定需要加入卵磷脂。尽管以豌豆蛋白-海藻酸偶联物和卵磷脂制备的橙油模型饮料展现了令人前景的储存和感官性能（Jain 等, 2025），但在 30 天常温储存后，其仍仅保留大约 50% 或更少的主要成分 d-柠檬烯（Jain & Zhong, 2025）。因此，需要研究酪蛋白-海藻酸偶联物在物理和化学上稳定橙油乳液的潜力。
本研究的首要目标是表征在 NaCas:PGA 质量比为 1:1、1:2 和 1:4 条件下制备的酪蛋白-海藻酸偶联物的理化性质。1:4 偶联物被额外研究是因为更高的海藻酸含量对于玉米油乳液耐受环境胁迫的稳定性至关重要（Li & Zhong, 2022）。初步实验也表明，用这些质量比制备的偶联物在乳化性质上存在显著差异。这些偶联物的结构通过十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）、体积排除高效液相色谱（SEC-HPLC）、蛋白质含量和表面疏水性进行了比较，方法同前（Li & Zhong, 2022）。此外，还评估了这些偶联物的糖化度（DG）和界面张力。第二个目标是全面评估用这些偶联物制备的橙油乳液在 pH、离子强度和热处理等环境胁迫下的物理和化学稳定性。第三个目标是通过原子力显微镜（AFM）阐明这些乳液的界面结构变化以理解其稳定性。因此，本研究探讨了酪蛋白-海藻酸偶联物在制备风味油饮料方面的潜力，同时推进了对于这些新型乳化剂结构-功能关系的理解。
