通过交联改性大豆蛋白制备稳定的皮克林乳液：聚焦脂肪替代策略

为什么一种新型奶油很重要

鲜奶油和丰盈的酱汁让人垂涎，但它们通常含有大量脂肪和热量。食品科学家正在寻找方法，在减少脂肪的同时保留我们喜爱的那种奢华质地，并更多地依赖像植物和乳制品蛋白这样的更健康成分。本研究探索了一种构建稳定、奶油状混合物的新途径，这类混合物甚至可以作为3D打印食品的“墨水”，为既有趣又更健康的甜点和浇头打开了可能性。

将蛋白质变成微小的奶油结构构建体

研究者关注了两种常见的食品蛋白：来源于植物的大豆分离蛋白和来自乳制品的乳清分离蛋白。单独使用时，大豆颗粒并不容易形成非常稳定的乳液——油水混合体系正是奶油、调料和酱汁的基础。为改善这一点，团队首先用超声和酶温和“打开”大豆蛋白，使其更易相互连接。随后他们将处理过的大豆蛋白与乳清蛋白按等量混合，制成新的复合蛋白颗粒。在1:1的比例下，这些颗粒变得更小、更均一，并带有更多电荷，这些都是它们在液体体系中表现良好的迹象。

新颗粒如何抓住油滴

这些蛋白颗粒被设计为在油水界面充当固体“救生员”，形成所谓的皮克林乳液。通过一系列测试，包括光学、电子与荧光显微镜，研究者展示了大豆–乳清颗粒如何迁移到油水界面并在每个油滴周围形成紧密的壳层。其中一种标记为SW3的处理表现尤为突出：在与乳清相连之前，大豆蛋白先以300瓦超声处理。SW3颗粒尺寸适中、内部结合力强，并能在油面均匀铺展，降低油水间张力，在油滴周围形成厚实、柔韧且稳固的薄膜。

在加热、盐分和储存下保持平滑

为了检验这些乳液能否经受现实条件，团队测试了其对加热、盐分、离心和冷藏时间的响应。由SW3颗粒稳定的乳液即使在加热到沸点或暴露于盐溶液时，仍保持非常小且均匀的油滴。在九天的冷藏储存期间几乎没有分层现象，并且在离心作用下也不易破裂。利用石英晶体传感器的详尽测量证实，SW3在油滴周围形成了相对厚且黏弹性的层，这层像缓冲垫一样阻止油滴聚集和从奶油中分离出来。

从实验室烧杯到打发奶油与3D形状

接着，科学家们在标准打发奶油配方中用这种新的皮克林乳液替代了大量脂肪。得到的低脂奶油在行为上很像熟悉的打发奶油，但能量密度更低。在流变测试中，它们表现出剪切变稀特性，意味着可以通过喷嘴挤出后又能迅速恢复结构。基于SW3的奶油具有最高的粘度、适合保持形状的屈服应力以及强劲、有弹性的网络结构。它打发更快、包裹更多空气、形成更小且更稳定的气泡，优于由单一蛋白或市售植物奶油制成的样品。用作挤出式3D打印机的“墨水”时，SW3奶油能打印出边缘清晰、无塌陷的海豚形模型。

这对日常食品意味着什么

简单来说，该研究表明，精心设计的大豆与乳清蛋白混合物可以替代奶油中大量脂肪，同时保存人们期望的浓厚、稳定的打发质地。通过在油滴周围形成保护性的蛋白壳，SW3颗粒使低脂奶油保持顺滑、在冰箱中稳定，并足够坚固以进行3D打印成趣味形状。这一方法可帮助制造商开发新的低热量奶油、浇头以及可定制的打印甜点，既让人感到奢华，又更有利于健康。

引用: Sun, Y., Guo, W., Li, X. et al. Fabrication of stabilized pickering emulsions via crosslinking modified soy protein: focused on fat substitution strategies. npj Sci Food 10, 60 (2026). https://doi.org/10.1038/s41538-026-00710-0

关键词: 低脂奶油, 皮克林乳液, 大豆与乳清蛋白, 3D 食品打印, 脂肪替代