《Food Chemistry》：Reducing fat cream using whey protein isolate/β-glucan complexes as partial fat substitute
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•乳清蛋白分离物/β-葡聚糖复合物可作为打发奶油的脂肪替代品。•随着复合物添加量的增加，30%脂肪奶油的打发性能先升高后下降。•在30%脂肪奶油中添加3%复合物，其打发性能可与35%脂肪奶油相匹配。•该复合物对奶油的风味和口感均无影响。引言奶油经打发和充气后可形成相对稳定的泡
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乳清蛋白分离物/β-葡聚糖复合物可作为打发奶油的脂肪替代品。
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随着复合物添加量的增加，30%脂肪奶油的打发性能先升高后下降。
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在30%脂肪奶油中添加3%复合物，其打发性能可与35%脂肪奶油相匹配。
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该复合物对奶油的风味和口感均无影响。
引言
奶油经打发和充气后可形成相对稳定的泡沫结构，其独特的质地特性使其在冰淇淋和甜点中得到广泛应用（Li等人，2025；Wang等人，2025）。新鲜奶油通常含有30%–37%的脂肪。过量摄入脂肪会增加肥胖、2型糖尿病和心血管疾病的风险（Christensen等人，2024；van den Burg等人，2025）。
泡沫体系的形成与稳定对于奶油质地和消费者接受度至关重要（Mao、Gao、Ye和Meng，2025）。然而，单纯降低脂肪含量会影响奶油的打发性能和稳定性（Zeng等人，2024）。低脂处理往往导致泡沫结构脆弱，打发后容易塌陷。因此，在低脂奶油中筛选具有优异起泡性能的新型原料作为脂肪替代品，同时保留其营养和功能性特征，具有重要意义。
与脂肪（9 kcal/g）相比，蛋白质（1–4 kcal/g）具有更低的能量密度，常被用作脂肪替代品（Cen、Li和Meng，2024）。作为天然的两亲性表面活性剂，蛋白质可吸附在气/油-水界面形成稳定的界面膜，降低表面张力并增强起泡能力（Zhan、Youssef、Li和Li，2022）。研究发现，乳清蛋白、大豆蛋白和豌豆蛋白均可作为低脂奶油/冰淇淋中的脂肪替代品（Nooshkam、Varidi和Alkobeisi，2023；Xia等人，2025；Zhang等人，2024）。与其他蛋白质相比，乳清蛋白分离物（WPI）以其完整的氨基酸谱、高消化率和优越的生物利用度在食品工业中得到广泛应用（Yan等人，2026）。然而，单一蛋白质作为脂肪替代品的应用受到其自身结构的限制。WPI作为一种球状蛋白，可能形成致密的界面膜，但其界面展开速度较慢且吸附层较薄，从而影响气泡的形成和稳定性（Huang等人，2026）。因此，有必要对WPI进行改性，以优化其在低脂食品体系中的性能。燕麦β-葡聚糖（Glu）作为一种高黏多糖，可通过增稠、乳化和稳定作用增强质地和稳定性（Edo等人，2024）。Glu具有广泛的分子量（MW）分布（Cui、Wood、Blackwell和Nikiforuk，2000）。高分子量的Glu可增加溶液黏度以增强机械强度，而低分子量组分则稳定脂肪球体，二者协同改善奶油的稳定性（Brummer等人，2014）。此外，Glu具有抗氧化特性，可延缓脂质氧化，延长奶油的保质期（Dai、Chi、Wang和Zhang，2025）。
我们此前的研究报道，WPI可通过静电相互作用与Glu结合，形成共溶复合物（Hu、Xu、Jiang和Hou，2025b）。然而，WPI/Glu复合物作为打发奶油脂肪替代品的应用尚未被研究。因此，本研究考察了不同WPI/Glu比例和脂肪含量对低脂奶油特性的影响，包括打发特性（打发时间和膨胀率）、稳定性（乳清析出率和脂肪聚集）、装饰性能以及流变行为（表观黏度、动态流变和触变性）。利用电子鼻和电子舌对风味和口感特征进行了评价。这一全面的方法为将WPI/Glu复合物用作低脂奶油的脂肪替代品提供了重要见解，从而支持食品配方的理性设计，以提高产品质量和稳定性。
各节摘要
材料
乳清蛋白分离物（WPI，纯度93.77%）购自Mullins公司（美国密尔沃基）。燕麦β-葡聚糖（Glu，纯度>93%）购自亚恒生物有限公司（中国山东）。油红O购自Sigma有限公司。
乳清蛋白分离物（WPI）/β-葡聚糖（Glu）复合物的制备
将乳清蛋白分离物粉末溶解于蒸馏水中，然后在室温下搅拌以保证充分溶解（4小时）。所得样品（5 mg/mL）置于水浴中加热（90 °C）15分钟。随后立即将样品冷却至室温，温度为
泡沫特性
图1A展示了Glu、WPI及WPI/Glu复合物的起泡能力（FA）和泡沫稳定性（FS）。FA的顺序依次为：WPI/Glu > WPI > Glu。FS的顺序与FA类似。图1B-C展示了Glu、WPI及WPI/Glu复合物随时间变化的泡沫体积（B）和泡沫高度图像（C）。初始泡沫体积和高度的顺序依次为：WPI/Glu > WPI > Glu。600秒时的泡沫高度作为泡沫稳定性的评价指标。泡沫稳定性提高
WPI/Glu复合物的泡沫特性
Glu缺乏明显的两亲性结构，其迁移和吸附至气-液界面的倾向较弱，无法有效降低溶液的表面张力，因此其起泡能力较差（Cui等人，2000）。此外，与WPI相比，WPI/Glu复合物的FA显著改善（P < 0.05）。WPI/Glu的形成使分子的柔性增加。此外，体系内存在强烈的静电相互作用力。在协同作用下
结论
本研究提出了两项主要创新：首先，将WPI/Glu静电复合物首次应用于低脂打发奶油，并确定了最佳配方；其次，阐明了该复合物与脂肪球体之间的协同成网机制。具体而言，与单一组分相比，WPI/Glu复合物具有更高的起泡能力和泡沫稳定性，表明其在打发奶油中应用潜力更大
人体研究
本研究在研究进行地遵循了相关法律法规、监管框架和指导方针。根据相关法律法规和机构指南，无需获得伦理委员会的批准。我院没有人类伦理委员会，且根据国内法律，感官评价无需获得伦理批准。作者确保所述工作已按照世界医学会伦理准则执行
CRediT作者贡献声明
孙晨曦：写作——审阅与编辑、写作——初稿撰写、可视化、验证、软件、方法学、调查研究、形式分析。李金哲：验证、形式分析、数据整理。王涵：软件、调查研究。胡嘉伦：软件、调查研究、形式分析。蒋站梅：验证、形式分析。Katrina Campbell：监督指导、资源提供。吴远娟：写作——审阅与编辑、写作——初稿撰写、监督指导、资源提供、经费获取，
知情同意与患者详情
已获得所有参与者或其法定代理人同意参与本研究并发表该论文的书面知情同意。参与者的隐私权得到了尊重和保护。
伦理声明
我院没有人类伦理委员会，且根据国内法律，感官评价无需获得伦理批准。作者确保所述工作已按照世界医学会伦理准则（赫尔辛基宣言）中涉及人体实验的相关规定执行。已获得所有参与本研究者的知情同意。已向参与者提供了信息说明表，详细介绍了研究的性质
未引用参考文献
Chen等人，2019
Roland、Phillips和Boor，1999
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
致谢
本研究得到山东省农业科学院访问学者研究项目和国家自然科学基金项目（编号：32672906）的支持。
孙晨曦|李金哲|王涵|胡嘉伦|蒋站梅|Katrina Campbell|吴远娟
