吞咽困难,特征为咀嚼、食团形成或口咽协调受损,增加了营养不良、脱水和吸入性肺炎的风险,特别是在老年人以及患有神经或结构性疾病患者中(X. Liu et al., 2025; Z. Wang et al., 2025)。因此,吞咽困难友好食品被用于调节口腔和咽部处理过程中的食团流动、内聚性和变形。传统的吞咽困难友好配方通常基于淀粉或胶体衍生的增稠剂。虽然这些系统易于制备并能增加表观粘度,但淀粉基增稠剂极易受唾液α-淀粉酶的酶促水解影响,导致口腔处理过程中粘度迅速丧失,从而增加吞咽风险(Sharma et al., 2020)。以胶体为主导的系统,如黄原胶或瓜尔胶,表现出优异的剪切变稀行为和粘度稳定性。然而,它们提供的营养价值有限,并且在长期食用过程中可能会产生不良的口感(Durant, 2008; Mertz et al., 2005; Wei et al., 2021)。这些局限性促使了多组分食品基质的开发,以结合质地控制、营养密度和口腔处理稳定性。
黑米是一种有色全谷物谷物,含有淀粉、蛋白质、膳食纤维、矿物质和多种酚类化合物,尤其是花青素,这赋予了其强抗氧化特性(Ma et al., 2023; Qifa, 2021)。从食品生物大分子角度来看,黑米粉(BRP)是一种富含颗粒的复杂基质,其中淀粉、蛋白质、纤维和非淀粉多糖可能共同影响水结合、糊化、网络形成和机械响应(Das et al., 2023)。然而,仅由 BRP 形成高质量的吞咽困难友好凝胶仍然具有挑战性,因为其复杂成分和异质颗粒结构可能会限制连续、内聚且具有足够可变形性的凝胶网络的发展(Santos et al., 2023)。因此,需要额外的结构化策略来改善 BRP 基凝胶的机械稳定性和口腔处理特性。
蛋白 - 淀粉复合凝胶为此提供了一种有用的策略,因为蛋白质可以通过热诱导展开、聚集、疏水缔合、氢键、静电相互作用和二硫键连接网络形成来重构富含淀粉的基质,从而调节网络连接性和粘弹行为(He et al., 2024; Turgeon & Beaulieu, 2001)。关于吞咽困难友好食品的最新研究表明,蛋白 - 淀粉系统,如乳清蛋白 - 莲藕淀粉和大豆蛋白 - 米淀粉系统,可以提供从可流动基质到自支撑凝胶的可调转变,即使在同一国际吞咽困难饮食标准化倡议(IDDSI)级别内,其独特的润滑行为也可能存在显著差异(Ren et al., 2024; J. Wang et al., 2025)。蛋清蛋白(EWP)是一种具有强热诱导凝胶能力和表面活性的高质量食品蛋白(Lee et al., 2024; Razi et al., 2024)。在热加工过程中,EWP 展开并通过分子间相互作用(包括氢键、疏水相互作用和二硫键形成)聚集,形成三维蛋白网络。这些蛋白网络可以补充 BRP 的淀粉基结构,提高复合凝胶的结构稳定性。因此,BRP-EWP 系统为开发具有平衡硬度、可变形性和口腔处理性能的抗唾液凝胶提供了一种合理的方法。
IDDSI 提供了一个实用框架,用于根据流动、内聚性、勺/叉响应以及与粒径相关的描述符对食品和液体进行分类。然而,IDDSI 测试是定性或半定量仪器筛选工具,而不是对个体患者吞咽安全的直接衡量(Ben Tobin et al., 2020)。因此,对于产品开发,IDDSI 分类应与流变和摩擦学参数一起解读(Ribeiro et al., 2021)。整体流变学描述粘度、粘弹性和抗变形性,这与食团控制和推进有关。摩擦学通过探测顺应性表面之间的摩擦和润滑来补充流变学,当食团在舌头和腭之间被压缩和剪切时,这变得日益重要(Hu et al., 2026; Xu et al., 2022)。
因此,本研究旨在阐明 EWP 在 BRP 复合凝胶结构化中的作用,并建立 EWP 水平、网络组织和与口腔处理相关特性之间的关系。通过顺序糊化和热诱导蛋白结构化制备了含有不同 EWP 比例的 BRP–EWP 凝胶,并在模拟唾液处理前后进行了评估。整合了相互作用相关溶解度、FTIR-ATR、XRD、SEM、稳态剪切、振荡流变、蠕变恢复、摩擦学、质构剖面分析和 IDDSI 测试,以鉴定 EWP 添加如何调节分子相互作用、网络强度、可变形性、润滑和抗唾液口腔处理行为。研究结果建立了将 EWP 诱导的网络组织与 BRP 基复合凝胶中的抗唾液性和口腔处理性能联系起来的结构 - 功能关系,为吞咽困难友好食品设计提供了指导。