近日，中國農業科學院農產品加工研究所植物蛋白結構與功能調控創新團隊揭示了油水比及蛋白顆粒濃度對Pickering乳液凝膠多尺度結構變化及其3D打印特性的影響機制，相關研究成果發表在食品領域國際知名期刊《LWT-Food Science and Technology》（JCR一區，IF=6.0）。加工所與河北農業大學食品科技學院聯合培養碩士研究生吳超為論文第一作者，加工所石愛民研究員為通訊作者。該研究得到了國家重點研發計劃（2022YFF1101400）、國家自然科學基金（32172149）等的資助。

目前，將乳液轉變成為具有三維網絡結構的乳液凝膠并應用在新型食品體系中是Pickering乳液研究領域的前沿方向。Pickering乳液凝膠具有優異的穩定性和剛性網絡結構，在脂肪替代、遞送活性物質等方面具有獨特優勢。食品級Pickering乳液凝膠制備方法主要有鹽誘導和酶交聯，普遍存在成型時間慢、成本高等缺點。同時，天然植物蛋白的疏水殘基大多在內部，其穩定Pickering乳液及其凝膠的特性有待進一步提升。

科研人員采用高壓均質與加熱相結合的方法，構建了由大豆分離蛋白微凝膠顆粒穩定的水包油Pickering乳液凝膠，蛋白微凝膠顆粒可以快速吸附到油水界面上導致其界面張力迅速下降形成穩定液滴。在此過程中，高壓均質處理將大液滴破碎成小液滴并形成了緊密的網絡結構，而加熱處理進一步加強了體系凝膠性。冷凍掃描電鏡結果表明，蛋白微凝膠顆粒通過相互作用形成“鋼筋狀”網絡結構將油滴包裹起來，加熱及增加含油量、顆粒濃度可以顯著提高Pickering乳液體系粘度、儲能模量和凝膠強度，而剪切稀化特性使其能夠順利地通過噴嘴擠出，并具有良好的適宜打印特性，當含油率為60%，顆粒濃度3.0%時，打印造型精度和穩定性分別達到91.8%和97.2%。

以上研究為豐富Pickering乳液凝膠制備方法、拓展3D打印在食品領域的應用提供理論及技術基礎。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.lwt.2024.116568

Pickering乳液凝膠制備及3D打印示意圖