蛋白质棒作为一种便捷的营养补充品,在运动食品和健康食品领域占据了重要地位,它富含蛋白质且能带来饱腹感(Clifton, 2006)。蛋白质棒的配方通常包含蛋白质、碳水化合物和脂类,其中脂类不仅能为人体提供能量,还会显著影响产品的质地、口感以及风味释放(Szyd?owska等,2022)。由于独特的新陈代谢特性,中长链甘油三酯油被广泛用于蛋白质棒及其他运动营养产品中,它能快速为人体提供能量,同时相比传统的长链甘油三酯,更能减少脂肪堆积(Cheng等,2024)。然而,这种油在常温下仍为液态,给蛋白质棒的生产和储存带来了很大挑战(Kataoka, Uehara & Matsumiya, 2025)。液态油的特性常常导致产品质地变软、油脂迁移以及口感油腻,这就限制了它在需要结构稳定性的固体或半固体食品中的应用。
为了解决液态油的这些问题,油结构化技术应运而生,成为一种很有前景的解决方案。通过将液态油固定在三维凝胶网络中,就可以制造出具有类似固体特性的油凝胶,同时还能保留液态油的营养价值(Marangoni & Garti, 2018)。目前用于食品领域的油凝胶形成剂主要是晶体颗粒(如蜡)和聚合物链(如乙基纤维素)(Martins, Vicente, Cunha & Cerqueira, 2018)。近年来,基于蛋白质的油凝胶因其更优的营养价值以及可调控的功能特性而受到了广泛关注(Pu?ca?, Mure?an, Socaciu & Muste, 2020)。油凝胶可以作为有效的脂肪替代品,帮助降低产品中的油脂含量,同时不影响产品的质量(Zongo, Gao, Nie, Lu, Lorenzo, Yu & Meng, 2026)。不过,目前用于制备基于蛋白质的油凝胶的传统方法,比如溶剂交换法、乳液模板法和球磨法,往往存在工艺复杂、需要使用有机溶剂或能耗过高的问题(de Vries, Wesseling, van der Linden & Scholten, 2017; Romoscanu & Mezzenga, 2006; Wang, Chen等,2024)。这些缺陷与当前食品行业追求清洁标签和可持续生产方式的趋势相悖。因此,迫切需要开发一种简单、直接且环保的方法,利用蛋白质来结构化中长链甘油三酯油,从而提升其在蛋白质棒等产品中的应用前景。
干燥模板法为基于蛋白质的油凝胶制备提供了一种颇具吸引力的替代方案。该方法是通过制备多孔蛋白质颗粒,利用毛细力将液态油固定在这些颗粒中,仅需简单的一步混合即可形成油凝胶,无需复杂的设备或有机溶剂,完全符合清洁标签的理念(Sarkar, Kanti, Gulotta, Murray & Zhang, 2017)。最近的研究表明,通过调节pH值和进行热处理,可以从蛋白质悬浮液中制备出具有不同结构和功能特性的乳清蛋白颗粒(Ciuffarin等,2024;Zhou等,2025)。这类经过改造的蛋白质颗粒具有高孔隙率和强持油能力,被视为极具潜力的油凝胶形成剂(Betz, García-González, Subrahmanyam, Smirnova & Kulozik, 2012)。由此制成的油凝胶已被广泛应用于各类食品中作为脂肪替代品,包括巧克力、乳化香肠、食用墨水以及人造黄油(Ghorghi等,2023;Miao等,2024;Wang, Chen等,2024;L.-Y. Zhang等,2024)。蛋白质颗粒的特性决定了结构化油凝胶的流变行为,进而对所应用食品的质地、口腔润滑度以及消化性能产生重要影响(Ghorghi等,2023;Miao等,2024;Sabet等,2024;Wang, Li等,2024)。然而,目前关于利用乳清蛋白颗粒结构化中长链甘油三酯油的研究还比较少,对其在蛋白质棒配方中的性能评估也相对不足。
因此,本研究旨在系统探究利用经过改造的乳清蛋白颗粒将中长链甘油三酯油结构化为油凝胶的可行性,并评估其在蛋白质棒配方中作为脂肪替代品的适用性。我们全面分析了所制油凝胶的宏观和微观结构、持油能力以及线性和非线性流变特性。随后,我们将这些油凝胶加入蛋白质棒中,系统研究了它们在口腔咀嚼过程中的对产品质地和摩擦学特性的影响,以及体外消化过程中的脂肪分解动力学。本研究旨在阐明油凝胶的流变特性如何决定其在食品配方中的功能表现。