近日，爱尔兰农业部Teagasc国家食品研究中心缪松教授团队在国际权威期刊Food Chemistry（IF=7.514）在线发表学术文章《The impact of pH on mechanicalproperties, storage stability and digestion of alginate-based and soy proteinisolate-stabilized emulsion gel beads with encapsulated lycopene》，通过调节乳液pH（3-7）改变了乳液油滴表面吸附蛋白的电负性、油滴表面的吸附结构以及油滴与海藻酸纳凝胶基质的相互作用，以此来提高番茄红素的稳定性，同时还研究了乳液凝胶的消化特性以及对包埋的番茄红素的生物可及性的影响，为提高番茄红素的稳定性提供新的思路并且为未来海藻酸钠乳液凝胶在食品中的应用提供了借鉴。

利用海藻酸钠乳液凝胶作为包埋材料来提高油溶性营养物质的稳定性在近几年备受关注。同时，为了提高包埋物质的包埋率与稳定性，蛋白质可以作为乳化剂被引入到乳液凝胶中。在此情况下，乳液pH不仅会影响海藻酸钠的凝胶机制，也会影响海藻酸钠与蛋白乳液油滴的相互作用。在酸性的条件下，海藻酸钠能够通过氢键来形成酸致凝胶。在pH大于海藻酸钠的酸度系数（pKa）同时引入钙离子的条件下，海藻酸钠能够形成钙致凝胶。相比于海藻酸钠酸致凝胶，钙致凝胶通常具有更强的机械性能。另外，海藻酸钠是一类阴性多糖，而蛋白质的电负性会随着体系pH的变化而变化（在pH<pI时为阳性，在pH=pI为中性，在pH>pI时为阴性）。因此，在不同的pH条件下，海藻酸钠和蛋白质之间多样的静电相互作用对海藻酸钠凝胶的特性会产生重要影响。

此外，乳液pH也会影响包埋物质（如脂质和类胡萝卜素）的稳定性。首先，pH会影响助氧化金属的溶解度。通常，助氧化金属在pH越低的条件下其水溶性越大，对脂肪和类胡萝卜素氧化的催化作用也越强。其次，pH会影响乳液油滴表面电负性及其吸附结构，从而影响助氧化金属从乳液连续性到分散相的迁移。最后，pH会影响蛋白质的乳化性与乳液油滴的大小，从而影响油滴与连续相之间的接触面积。因此，本研究的目的就是研究乳液pH（3-7）对海藻酸钠/大豆分离蛋白乳液凝胶珠的油滴结构、凝胶强度和消化特性以及对包埋番茄红素的稳定性和生物可及性的影响。

研究结果表明，在pH6-7时，乳液油滴主要被大豆蛋白所包裹，而在pH3-5时，乳液油滴主要被海藻酸钠/大豆蛋白所包裹。油滴絮凝现象只在pH7.0条件下出现。相比于pH7.0和5.0，海藻酸钠乳液凝胶珠在pH3.0时具有更弱的凝胶强度以及在消化过程中更快地释放出包埋的番茄红素，并且番茄红素具有更好的贮藏稳定性和生物可及性。这些研究结果为构造海藻酸钠/蛋白质乳液凝胶珠来包埋、贮藏和缓释脂溶性营养物质提供了实验依据。

图1：文章图解摘要（Graphical abstract）

作者简介

第一作者：

林端权 博士研究生

林端权，从2017年10月至2021年10月就读于爱尔兰国立科克大学(University College Cork)和爱尔兰农业与食品发展部Teagasc国家食品研究中心，指导老师是缪松教授和Prof. Alan Kelly。主要研究方向为基于乳液凝胶的传递体系构建以及植物蛋白与聚合物的交互作用，目前已发表国内外期刊论文10余篇（其中SCI一作9篇，个人累计影响因子88），授权发明专利6项，参编英文专著3部。

通讯作者：

缪 松 教授

缪松，教授，现为爱尔兰农业部TEAGASC国家食品研究中心终身高级研究员、爱尔兰国立科克大学（UCC）和都柏林大学（UCD）博士生导师，长期从事食品材料及贮藏加工技术领域基础理论和应用研究，曾在爱尔兰国家生物技术中心从事博士后研究，在荷兰联合利华研发中心任全球研发经理及研发专员。缪松博士自任职Teagasc国家食品研究中心以来，长期与国内多所高校及科研院所、跨国企业保持密切合作关系；近5年发表SCI论文130多篇，主要研究方向为：食品物性材料学，食品干燥与造粒，粉末技术，益生菌和活性分子包埋，食品结构及传递体系设计，食品加工与功能性, 乳品技术以及功能食品配料等。