《Food Hydrocolloids》：Zein-
β-cyclodextrin composite particles for clove essential oil-loaded high internal phase Pickering emulsions: Preparation, characterization and functional fat mimicry of meat products
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摘要高内相 Pickering 乳液（HIPPEs）是用于动物脂肪替代和生物活性物质递送的有前景的体系。在本研究中，开发了由玉米醇溶蛋白 -β-环糊精（β-CD）复合物稳定的负载丁香精油（CEO）的 HIPPEs，并评估了其在猪肉饼中的应用。通过超声波制备的玉米醇溶蛋白 -β
摘要
高内相 Pickering 乳液（HIPPEs）是用于动物脂肪替代和生物活性物质递送的有前景的体系。在本研究中，开发了由玉米醇溶蛋白 -β-环糊精（β-CD）复合物稳定的负载丁香精油（CEO）的 HIPPEs，并评估了其在猪肉饼中的应用。通过超声波制备的玉米醇溶蛋白 -β-CD 粒径较小（75.83 nm），绝对ζ电位较高（?27.57 mV），疏水性较低，接触角减小（21.7°），表明其分散性和界面性能得到改善。在油相比例为 50%–80% 的乳液中，75% 的 HIPPEs 表现最佳：液滴紧凑，具有类凝胶粘弹性，广泛的自由基清除能力（对 2,2-二苯基 -1-三硝基苯肼自由基、2,2'-联氮 - 双 (3-乙基苯并噻唑啉 -6-磺酸) 自由基、羟基自由基和超氧阴离子自由基的清除率为 69.4%–79.5%），提高了 CEO 的生物可及性（+11.3%），并在 4°C 下稳定 150 天。与背膘饼相比，75% HIPPEs 饼缓解了质量劣变（微生物生长、脂质氧化、颜色流失），并将腐败延迟了 66.7%。这些结果表明，玉米醇溶蛋白 -β-CD 稳定的负载 CEO 的 HIPPEs 是用于脂肪替代和活性保鲜的有前景的多功能配料。
引言
肉制品是人类饮食中不可或缺的部分，提供高质量蛋白质、必需氨基酸和重要微量营养素。然而，其营养密集的成分使其在储存过程中极易发生质量降解，主要由脂质氧化、微生物繁殖和蛋白质水解驱动（Dong 等，2024；Zhou 等，2022）。同时，不断变化的消费者偏好和日益增强的健康意识促进了全球对低饱和脂肪肉制品的需求，因为长期摄入饱和动物脂肪与冠心病、动脉粥样硬化和肥胖的风险密切相关（Guo 等，2023）。因此，开发能够同时作为结构可行的脂肪模拟物和活性保鲜剂的多功能体系，已成为食品科学中一个关键的研究前沿。
天然植物化学物质，特别是植物精油，由于其丰富的生物活性成分和卓越的抗氧化及抗菌活性，已成为合成防腐剂的有力替代品（Sun 等，2021）。富含丁香酚的丁香精油（CEO）在抑制食源性病原体和延缓肉基质中的脂质氧化方面具有卓越的功效（Kiasari 等，2022）。然而，CEO 的高挥发性和差的水溶性严重阻碍了其直接应用。封装在基于乳液的递送系统中已被认为是一种缓解这些限制的有效策略，提高了生物活性化合物的稳定性和分散性（Niu 等，2024；Wang 等，2025）。最近的研究进一步表明，将 CEO 嵌入微乳液或包装膜中可以有效抑制腐败并显著延长猪肉的保质期（Luo 等，2025；Zhao 等，2023）。在可用的基于乳液的平台中，HIPPEs（定义为内相体积分数（φ）超过 74%）因其类凝胶结构和类脂肪流变行为而受到广泛关注（Wang, Liu 等，2023）。这些特征使 HIPPEs 成为肉制品中脂肪替代的有前景候选者，同时也为疏水性生物活性化合物的保留和递送提供了结构化基质（Rezaee & Aider, 2023）。
与表面活性剂稳定的乳液不同，Pickering 乳液依赖于固体颗粒在油水界面的吸附，它们形成保护性界面层并有助于乳液稳定性。然而，单组分颗粒往往表现出有限的界面适应性和不足的长期稳定性（Zhou, Chen 等，2024）。因此，设计具有合适润湿性、结构柔韧性和界面活性的复合颗粒，对于构建具有多功能性能的稳定 HIPPEs 至关重要。玉米醇溶蛋白是一种疏水性玉米蛋白，已被广泛用作食品级颗粒稳定剂（Cui 等，2023），但其过高的疏水性可能导致在水系统中的分散性差和乳液稳定性有限，因此需要进行结构修饰（Dai 等，2018）。β-环糊精（β-CD）具有疏水空腔和亲水外部，是玉米醇溶蛋白的有前景的伴侣。与主要通过空间位阻和连续相增稠来稳定乳液的典型线性多糖（如果胶或海藻酸盐）相比（Neckebroeck 等，2021），β-CD 提供了独特的结构优势。玉米醇溶蛋白与 β-CD 之间的结合主要由疏水相互作用和氢键驱动，可以显著调节蛋白质构象并增强所得复合物的界面两亲性（Khanal 等，2026；Zhang, Li, Liu 等，2023）。虽然先前的研究主要利用玉米醇溶蛋白 -β-CD 复合物来配制简单的纳米递送载体，但其协同潜力以自组装成用于 HIPPEs 的坚固颗粒稳定剂在很大程度上仍未被探索。此外，尽管基于乳液的脂肪模拟物引起了越来越多的兴趣，但在复杂的肉基质中，用于双重功能脂肪替代和活性保鲜的玉米醇溶蛋白 -β-CD 稳定的 HIPPEs 的具体应用以前很少被报道。因此，玉米醇溶蛋白 -β-CD 复合颗粒可能为稳定的 HIPPE 形成和有效的 CEO 掺入提供界面基础。
在本研究中，通过超声波辅助组装制备了新型食品级玉米醇溶蛋白 -β-CD 复合颗粒，并用于构建负载 CEO 的 HIPPEs。首先研究了复合颗粒的物理化学和界面特性，以阐明颗粒结构、润湿性和分子相互作用如何影响 CEO 掺入和 Pickering 乳液稳定。在此基础上，进一步评估了 HIPPEs 的流变行为、储存稳定性、环境耐受性、抗氧化性能和体外消化特性。最后，通过监测储存期间的质地、颜色、pH、总挥发性盐基氮（TVB-N）、硫代巴比妥酸反应物（TBARS）和微生物生长，评估了负载 CEO 的 HIPPEs 作为多功能脂肪替代品和活性保鲜系统在猪肉饼中的适用性。这项工作为开发质量稳定性提高的背膘替代肉制品提供了机理洞察和实践支持。
章节片段
材料
新鲜猪腿肉、背膘、淀粉和盐在当地采购（中国沈阳新隆佳超市）。食品级玉米醇溶蛋白和β-环糊精（β-CD）分别由河南亿顺祥生物科技有限公司和孟州华兴生化有限公司提供。丁香精油（CEO）购自皖浩生物工程有限公司（安徽，中国）。所有其他分析纯化学试剂均购自国药集团化学试剂有限公司（上海，中国）。
平均粒径、ζ电位和表面疏水性
玉米醇溶蛋白和β-CD 的组装显著改变了所得复合颗粒的物理化学性质（表 3）。值得注意的是，玉米醇溶蛋白 -β-CD 颗粒的水动力直径（75.83 nm）小于天然玉米醇溶蛋白（189.2 nm），表明超声波辅助复合促进了更紧密和更好分散结构的形成。粒径的减小可能归因于超声处理过程中玉米醇溶蛋白自聚集的破坏。
结论
本研究开发了用于稳定负载 CEO 的 HIPPEs 的玉米醇溶蛋白 -β-CD 复合颗粒，侧重于其作为猪肉饼中结构化脂肪替代品和延长保质期配料的应用。复合颗粒显示出适合乳液形成的物理化学和界面特性，油相体积分数为 75% 的配方表现出最理想的整体性能，包括良好的粘弹性、环境稳定性、抗氧化活性等。
CRediT 作者贡献声明
Lanxin Zhang: 数据整理，写作 – 初稿。Lu Yang: 数据整理，形式分析。Meihan Wang: 数据整理，验证。Jun-Hua Shao: 资金获取，项目管理，监督。Yanwei Zhang: 数据整理，写作 – 初稿。Chunqiang Li: 监督，写作 – 审查与编辑。
致谢
本工作得到了国家自然科学基金委员会（32572502）的支持。
Lanxin Zhang|Lu Yang|Meihan Wang|Jun-Hua Shao|Yanwei Zhang|Chunqiang Li
沈阳农业大学食品科学学院，辽宁沈阳，110866，中国
