《Food Research International》：Saturated fatty acid-mediated non-covalent modification of inactivated yeast cells for enhanced interfacial behavior and Pickering emulsion stability
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•肉豆蔻酸 (C14) 在 100:1 的比例下能最佳地增强酵母细胞的界面活性。•适度的疏水化促进颗粒在油 - 水界面形成致密的粘弹性锚定。•YC-MA (100:1) 皮克林乳液在储存 28 天后显示出 TSI <2.0 和 CI <20%。•短链 LA (C12) 导致锚
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肉豆蔻酸 (C14) 在 100:1 的比例下能最佳地增强酵母细胞的界面活性。
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适度的疏水化促进颗粒在油 - 水界面形成致密的粘弹性锚定。
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YC-MA (100:1) 皮克林乳液在储存 28 天后显示出 TSI <2.0 和 CI <20%。
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短链 LA (C12) 导致锚定较弱；长链 PA/SA 在高比例下诱导聚集。
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非共价饱和脂肪酸 (SFA) 修饰使得基于酵母的后生元稳定剂可用于功能食品。
引言
食品级皮克林乳液近年来在功能食品设计、结构化油体系和精准营养递送等前沿领域引起了广泛关注，这得益于其消除传统表面活性剂、高稳定性和优异生物相容性等优势 (Pang et al., 2021)。酵母细胞 (YC) 作为广泛可用、低成本且通常被认为是安全的食品级微生物，其细胞壁内富含 β-葡聚糖和甘露蛋白等功能成分 (Dickinson, 2016; Narsipur et al., 2024)。此外，灭活的酵母细胞具有后生元功能，使其成为开发绿色健康皮克林乳液的理想稳定剂。最近的进展也展示了其他食品级生物颗粒（如基于玉米醇溶蛋白的纳米颗粒）在皮克林乳液系统中的多功能性 (Sun et al., 2025; Sun et al., 2026)。然而，天然 YC 颗粒表现出强烈的亲水特性且界面活性相对较弱，这在一定程度上限制了其在皮克林乳液系统中的应用 (Firoozmand & Rousseau, 2016)。为了增强酵母细胞的界面活性，探索了各种修饰策略。物理处理（如超声和高压均质）可破坏细胞壁的完整性 (Cheng et al., 2024)，而酶解往往对于大规模应用成本高昂且耗时 (Marson et al., 2019)。化学修饰，如酯化或疏水接枝，能有效增加表面疏水性，但通常涉及与食品级要求不兼容的有机溶剂或催化剂 (Belluati et al., 2023)。在我们之前的研究中，初步证实 pH 调节可以诱导月桂酸 (LA) 和 YC 之间的非共价相互作用，从而有效调节 YC 颗粒的界面活性。具体而言，LA 修饰后形成的 YC-LA 复合颗粒表现出显著改善的油 - 水界面吸附行为和乳化性能 (Wang, Huang, et al., 2025)。这一发现为开发绿色健康的基于酵母的皮克林颗粒修饰方法提供了新策略和实践基础。进一步的深入研究表明，脂肪酸的碳链长度是决定其疏水强度和分子空间构象的关键因素 (Shen et al., 2021; Xie, He, et al., 2025)。因此，有必要系统地探索不同碳链长度的脂肪酸对 YC 颗粒表面修饰的影响。
脂肪酸的碳链长度不仅决定了其分子疏水性，还深刻影响其与蛋白质基质的非共价结合行为。之前的研究表明，随着脂肪酸碳链长度的增加，其与蛋白质疏水区域的结合常数通常增加。这是因为更长的烷基链可以与蛋白质内部的疏水空腔形成更强的范德华力和疏水相互作用 (Evoli et al., 2014)。例如，Yang 等人 (2025) 研究了不同脂肪酸与 β-乳球蛋白的结合机制和相互作用，发现随着饱和脂肪酸碳链从 C12 延长到 C18，与蛋白质的结合亲和力显著增加，且结合位点从蛋白质表面的浅层位点转移到内部疏水空腔。此外，Liu 等人 (2024) 的研究也证实，虽然不同脂肪酸与卵清蛋白的结合模式相似，但相互作用强度随碳链长度而异。从分子相互作用的角度来看，碳链较长的脂肪酸可能会赋予颗粒更强的疏水特性，这有利于在油 - 水界面形成更稳定的不可逆吸附层。然而，过高的疏水性也可能诱导颗粒聚集，这对乳液稳定性不利 (Alizadeh & Suleymani, 2020)。此外，不同链长脂肪酸与 YC 的结合效率、结合位点的分布以及形成的界面膜的致密性可能随着碳链的延伸而表现出不同的效果 (Li et al., 2025; Morstein et al., 2022)。基于这些考虑，深入调查脂肪酸碳链长度对 YC 修饰效果的影响，对于实现 YC-饱和脂肪酸 (SFAs) 复合颗粒界面性质的合理设计和精确调节具有重要的理论指导价值。
本研究的核心问题是：饱和脂肪酸 (C12-C18) 的碳链长度如何调节 YC 颗粒的界面行为及其皮克林乳液的稳定性？与我们之前仅关注月桂酸 (C12) 的工作不同 (Wang, Li, et al., 2025)，本研究系统地比较了四种脂肪酸——月桂酸 (LA, C12)、肉豆蔻酸 (MA, C14)、棕榈酸 (PA, C16) 和硬脂酸 (SA, C18)——在三种质量比 (100:1, 100:5 和 100:10) 下的表现。为了回答这个问题，我们首先表征了复合颗粒的物理化学性质，包括颗粒尺寸、Zeta 电位、傅里叶变换红外光谱 (FTIR) 和扫描电子显微镜 (SEM)。然后，我们通过动态界面张力和吸附动力学分析评估了链长如何影响界面行为。最后，我们研究了相应皮克林乳液在储存、热和冻融 - 剪切条件下的链长依赖性稳定性性能。通过这种系统的方法，我们旨在揭示脂肪酸链长调节 YC 界面活性和乳液稳定性的内在机制，从而为食品级基于酵母的皮克林乳液稳定剂的合理设计提供理论依据。
章节片段
材料
高活性干酵母 (酿酒酵母, 安琪酵母，湖北，中国) 和豆油 (金龙鱼，上海，中国) 从当地超市 (朴朴超市，厦门朴朴 E 商务有限公司，福建，中国) 购买。月桂酸 (LA, CAS: 144–07-7) 和硬脂酸 (SA, CAS: 57–11-4) 由源叶生物技术有限公司 (上海，中国) 提供。棕榈酸 (PA, CAS: 57–10-3) 和尼罗红 (CAS: 7385-67-3) 从 Sigma-Aldrich (默克 KGaA, 达姆施塔特，) 购买，
不同脂肪酸对 YC-SFAs 颗粒物理和化学性质的影响
颗粒尺寸和表面电荷是影响颗粒界面吸附行为和胶体稳定性的关键参数 (Schro?n et al., 2024)。在本研究中，研究了通过用不同碳链长度的 SFA 以不同质量比修饰 YC 获得的 YC-SFAs 复合颗粒的颗粒尺寸和 Zeta 电位。如图 1A 所示，YC 颗粒表现出 4.70 μm 的平均颗粒尺寸，具有良好的单分散性。在用不同
结论
本研究系统地揭示了饱和脂肪酸的碳链长度和修饰比例协同调节灭活酵母细胞的界面行为和皮克林乳液的稳定性。在测试的四种 SFA (C12–C18) 中，低修饰比例 (100:1) 下的肉豆蔻酸 (MA, C14) 最有效地增强了 YC 界面活性，其证据是它具有最高的扩散和重排速率以及界面张力降低最大。
CRediT 作者贡献声明
王永梅: 写作 – 初稿，可视化，方法论，调查，数据整理。 黄嘉宝: 可视化，方法论，调查，数据整理。 罗雨: 软件，方法论，形式分析。 王艳: 软件，方法论，形式分析。 陈翠英: 软件，方法论。 刘逸翔: 写作 – 审阅与编辑，写作 – 初稿，指导，软件，项目管理，资金获取，概念化。
竞争利益声明
作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系，可能会影响本论文报告的工作。
致谢
本研究得到了 国家自然科学基金 (项目编号：32372256) 的支持。
Yongmei Wang|Jiabao Huang|Yu Luo|Yan Wang|Cuiying Chen|Yixiang Liu
