《Journal of Food Engineering》：Synergistic protein-polysaccharide interactions in ice cream mixes: impact of soy protein isolate concentrations on water mobility, ice crystals and freeze thawing
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•SPI-LBG-GL 网络通过界面相互作用调节冻融稳定性•较高的 SPI 水平增强了结构对冻融循环的韧性•2% 的 SPI 减少了循环后的冰晶面积、液滴大小和聚结•定量模型将 T2w 与冰晶生长联系起来，用于配方设计引言冰淇淋作为一种典型的冷冻甜点，是一种复杂的乳液，由分散
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SPI-LBG-GL 网络通过界面相互作用调节冻融稳定性
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较高的 SPI 水平增强了结构对冻融循环的韧性
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2% 的 SPI 减少了循环后的冰晶面积、液滴大小和聚结
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定量模型将 T2w 与冰晶生长联系起来，用于配方设计
引言
冰淇淋作为一种典型的冷冻甜点，是一种复杂的乳液，由分散在连续水相中的脂肪球、冰晶和空气细胞组成，其中稳定剂和乳化剂形成凝胶网络，从而提供结构完整性并调节水分流动性 (Liu et al., 2023)。然而，在冻融循环过程中，水分子排列成稳定的四面体结构，促进冰晶结晶，这会破坏这些凝胶网络并导致大而形状不规则的冰晶形成。这些冰晶的大小 critically determines 质地和口感：大冰晶导致硬度增加和冰沙结构，而较小的晶体有助于形成更光滑、更奶油般的质地 (Goff, 2025)。舌头感知到的粗糙或颗粒感与超过 50μm 的冰晶有关 (Goff et al., 2013)。因此，在冻融过程中控制冰晶生长对于保持冰淇淋混合物的所需质量至关重要。
为了减轻冻融引起的劣化，各种功能性成分已被探索作为冷冻保护剂。例如，多糖如刺槐豆胶 (LBG) 和明胶 (GL) 通常用作稳定剂，以修饰冰晶生长并改善冷冻甜点的冻融稳定性 (Can Karaca et al., 2023)。然而，由于其亲水性质和缺乏两亲性，单纯的多糖表现出有限的乳化能力，无法有效稳定油水界面 (Ai, 2023)。同样，大豆分离蛋白 (SPI) 具有优异的表面活性，并能在连续相中形成粘弹性网络 (Degner et al., 2014; Taha et al., 2018)，但其单独的冻融稳定效果往往不足。因此，研究探索了多糖与植物蛋白的结合以实现协同效应 (Xie et al., 2023)，其中掺入多糖网络的蛋白聚集体已被证明能增强冻融稳定性 (Ribeiro et al., 2021; Yan et al., 2026)。然而，大多数这些研究是在简单的乳液模型中进行的，而在含有脂肪、冰晶、空气细胞、糖和稳定剂的复杂冰淇淋混合物中，蛋白 - 多糖组合的冷冻保护行为仍有待阐明。
因此，本研究系统地调查了 SPI 浓度 (0–2.0%) 对基于 LBG/GL 的冰淇淋混合物的冻融稳定性的影响。潜在假设是，增加 SPI 浓度有助于形成更致密的蛋白 - 多糖网络，从而限制自由水流动性并在物理上抑制冰晶传播。为了表征乳液的结构、流变和微观结构变化，采用了多种分析技术，包括拉曼光谱、LF-NMR、流变测量、粒度分析和光学显微镜。研究结果有望建立 SPI 浓度、冰晶特性和冻融稳定性之间的定量关系，为优化冷冻甜点配方提供实际指导。
章节摘要
化学试剂与材料
大豆分离蛋白 (SPI)、糖、明胶 (GL) 和刺槐豆胶 (LBG) 购自国药集团化学试剂有限公司 (中国上海)，灭菌全脂牛奶和稀奶油购自超市 (中国上海)。本研究使用的牛奶由内蒙古蒙牛乳业 (集团) 股份有限公司 (中国内蒙古呼和浩特) 加工。根据制造商的规格说明，牛奶含有 0.032 g/mL 蛋白质和 0.040 g/mL 脂肪。配方中使用的稀奶油是
网络形成的拉曼证据
采用拉曼光谱来探测不同 SPI 浓度下冰淇淋混合物内的分子相互作用。光谱归一化后，差示拉曼光谱在三个不同区域显示出特征峰：2905-2924 cm-1、1426-1443 cm-1 和 838-865 cm-1 (图 1A)。2905-2924 cm-1 波段主要源于脂质酰基链中 CH2 基团的 C-H 伸缩振动，其强度和位置对脂质构象有序度和堆积敏感。该
结论
本研究证明，SPI 浓度通过形成蛋白 - 多糖界面网络有效调节了基于 LBG/GL 的冰淇淋混合物的冻融稳定性。在冻融之前，增加 SPI 浓度一致地减少了冰晶面积、液滴大小和部分聚结，同时增强了粘度和乳化性能。拉曼和 LF-NMR 分析证实，这些改进源于增强的水分结合和更致密的界面
CRediT 作者贡献声明
王欣: 可视化，监督。 Shoaib Younas: 软件，数据整理。 邱景轩: 可视化，软件。 刘彩云: 可视化，验证。 赵月文: 写作 – 初稿，形式分析，概念化。 Ukasha Arqam: 写作 – 初稿，数据整理
未引用参考文献
Goff 等，2025 年；Li 等，2023 年；Wang 等，2020 年。
声明
所有作者已阅读并批准稿件的最终版本。该工作是原创的，以前未发表过，也未在其他地方考虑出版。
作者在本研究中无利益冲突。
赵月文|Ukasha Arqam|Shoaib Younas|邱景轩 |刘彩云 |王欣
