《International Dairy Journal》：Clean-label recombined whipping cream via glycosylated casein-IMO conjugates: Synergistic regulation of fat crystallization and bulk properties with reduced low molecular weight emulsifiers
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摘要
酪蛋白-寡麦芽糖结合物（MCC-IMO）可以显著减少威化奶油中乳化剂和增稠剂的使用量，但为了稳定威化奶油系统，仍然需要低分子量的乳化剂来协同作用。本研究探讨了MCC-IMO与磷脂（PL）、单甘酯（GMS）和蔗糖酯（SE）在奶油乳液中的协同调节机制。为了分析不同配方乳化系
摘要
酪蛋白-寡麦芽糖结合物（MCC-IMO）可以显著减少威化奶油中乳化剂和增稠剂的使用量，但为了稳定威化奶油系统，仍然需要低分子量的乳化剂来协同作用。本研究探讨了MCC-IMO与磷脂（PL）、单甘酯（GMS）和蔗糖酯（SE）在奶油乳液中的协同调节机制。为了分析不同配方乳化系统的脂肪结晶行为、热力学性质和泡沫稳定性的动态变化，采用了多晶X射线衍射、差示扫描量热法和流变分析，并与商业产品进行了比较。结果表明，乳化剂混合物和改性酪蛋白的协同效应形成了更稳定的界面膜和三维网络结构，提高了奶油乳液的稳定性。MCC-IMO-PL-SE组合表现出优异的协同效应，增强了泡沫结构，使屈服应力达到466 Pa，泡沫稳定性超过95%。这项研究为开发下一代高稳定性、清洁标签的重组威化奶油提供了理论基础，具有在清洁标签烘焙、功能性饮料和新型脂肪替代品领域的应用前景。
引言
重组威化奶油因其细腻的质地、丰富的造型能力和广泛的应用而受到消费者的欢迎。其工业生产通常依赖各种乳化剂和稳定剂来保持泡沫结构并延长保质期（Dabo等人，2024年）。然而，重组威化奶油中常用的合成或半合成乳化剂虽然技术上有效，但不符合现代消费者对清洁、天然成分的需求。因此，开发具有清洁标签特性、几乎不需要或完全不需要合成添加剂的同时保持优异打发性能和高稳定性的重组威化奶油已成为乳制品行业面临的关键挑战。威化奶油的质量主要取决于脂肪结晶、界面结构和泡沫稳定性之间的相互作用。在打发过程中，脂肪颗粒部分聚集，形成三维网络结构，从而稳定泡沫（Cai等人，2023年）。这一过程不仅依赖于脂肪本身的结晶特性，还依赖于乳化剂在空气-乳液界面的吸附行为（Ye等人，2025年）。传统的低分子量乳化剂可以有效降低界面张力，促进脂肪颗粒的聚集并稳定气泡。然而，单独使用时，它们往往会出现界面膜强度不足和剪切稳定性差的问题，特别是在高温或长期储存条件下，这可能导致泡沫塌陷或脱水收缩（Chen等人，2025年；Mackie等人，2000年）。低分子量乳化剂还可能影响脂肪结晶；不同类型的乳化剂可能促进或抑制α、β′或β晶体形式的形成，从而影响奶油的质地和熔化特性（Munk等人，2014年；Wilde等人，2004年）。蛋白质作为天然的大分子乳化剂，由于其两亲性和良好的界面活性，在重组威化奶油的制备中得到广泛应用，有助于增强界面结构。研究表明，牛奶蛋白可以在油水界面吸附，降低界面张力并在脂肪颗粒表面形成膜，从而稳定乳液（Zhou等人，2022年）。此外，在酸性条件下加热乳清蛋白以诱导预变性可以显著提高用于威化奶油制备时的泡沫稳定性（Sajedi等人，2014年；Zhang等人，2024年）。除了动物蛋白外，植物蛋白也提供了清洁标签的替代品，并具有广泛的应用潜力。例如，在较高pH值下预加热酪蛋白胶束、乳清蛋白和大豆蛋白的混合物会形成更坚固的网络结构（Alves & Tavares，2019年）。然而，植物蛋白通常溶解度较低，限制了其在稳定胶体食品系统中的完全替代能力（Hinderink等人，2021年），而且单独使用时，蛋白质在界面处的吸附速率较慢，容易变形，从而影响乳液稳定性。为了克服这些限制并提高蛋白质的功能性能，多糖接合成为一种有效的策略。具体来说，异麦芽糖寡糖（IMO）是一种具有优良水合性能和生物相容性的功能性益生元，可以共价接合到酪蛋白上。这种糖基化处理显著提高了蛋白质的溶解度、两亲性和界面吸附能力，从而为清洁标签的重组威化奶油系统提供了一种优良的大分子稳定剂（MCC-IMO）。目前，重组威化奶油中改性酪蛋白与低分子量乳化剂之间的协同机制尚不清楚。例如，虽然之前的研究集中在个别低分子量乳化剂（如磷脂）如何与无水乳脂（AMF）基威化奶油系统相互作用（Miura等人，2006年），但改性酪蛋白与小分子乳化剂的联合使用仍需进一步探索。具体来说，是发生竞争性吸附、协同增强还是其他调节作用，以及它们如何在打发过程中共同影响泡沫的形成和稳定，这些方面都尚未充分研究。因此，本研究采用基于黄油的乳液作为模型系统，选取了膜分离的酪蛋白-寡麦芽糖结合物（MCC-IMO）作为界面稳定介质，部分替代重组威化奶油中的乳化剂、稳定剂和增稠剂，然后将其与磷脂（PL）、单甘酯（GMS）和蔗糖酯（SE）等低分子量乳化剂混合，系统地研究了这些混合物对重组威化奶油中脂肪结晶行为、界面结构、流变性质和泡沫稳定性的影响。通过X射线衍射（XRD）、差示扫描量热法（DSC）、流变分析和物理稳定性测试，并与商业产品进行比较，本研究最终揭示了MCC-IMO与不同乳化剂混合物之间的协同稳定机制，为开发清洁标签、高性能的重组威化奶油产品提供了理论基础和技术途径。除了重组威化奶油之外，所开发的配方和机制还可以广泛应用于清洁标签烘焙行业、功能性饮料制造和新型脂肪替代品的开发，以满足市场对健康和可持续食品的日益增长的需求。
章节摘要
材料与试剂
UHT杀菌牛奶（蛋白质含量：3.2克/100毫升，脂肪含量：4.0克/100毫升）来自内蒙古蒙牛乳业股份有限公司（中国）。胶束酪蛋白浓缩物（85%蛋白质，2.5%脂肪，食品级）购自InLeit Ingredients Co., Ltd.（西班牙）。异麦芽糖寡糖（食品级）来自上海裕源生物科技有限公司（中国）。无水乳脂（99.8%脂肪，食品级）购自呼和浩特天美华乳制品有限公司（中国）。单甘酯
XRD分析
脂肪晶体的微观结构是决定奶油稳定性和打发性能的关键因素。在α、β′和β三种晶体形式中，β′晶体形式由于其细小的晶体结构和优秀的气体包封能力，最适合用来制作顺滑的威化奶油。相比之下，β晶体形式由于晶体颗粒较大且气体保持能力较弱，导致质地粗糙（ten Grotenhuis等人，1999年）。XRD分析显示
结论
本研究系统阐明了改性酪蛋白与低分子量乳化剂（PL、GMS、SE）在无水乳脂基威化奶油中的协同稳定机制和作用。结果表明，在脂肪结晶控制方面，添加MCC-IMO促进了晶体成核和生长，并促进了β′向β晶体的转化。同时，结构和流变学评估显示，特定乳化剂的加入
CRediT作者贡献声明
贾辉（Jiahui Gu）：撰写 – 原稿、方法论、概念化。张娟（Juan Zhang）：验证、研究。曹勇强（Yongqiang Cao）：验证、研究。李宏波（Hongbo Li）：监督、资源提供。吴春宇（Chunyu Wu）：验证、研究。李洪娟（Hongjuan Li）：撰写 – 审稿与编辑、监督、资源提供。于静华（Jinghua Yu）：监督、资源提供。
致谢
作者衷心感谢甘肃省科技计划 - 甘肃省重大科技项目（25ZDNA010）的支持。
贾辉 | 张娟 | 曹勇强 | 李宏波 | 吴春宇 | 李洪娟 | 于静华
