食品界

国家食品研究中心缪松教授课题组：谷氨酰胺转氨酶交联的鱼明胶用于乳液稳定:从传统乳液到皮克林乳液

近日，爱尔兰农业与食品发展部Teagasc国家食品研究中心Yichen Lin (第一作者)和缪松教授(通讯作者)等在国际食品领域Top期刊《Food Hydrocolloids》(Q1, IF: 11.504)在线发表了学术文章“Transglutaminase crosslinked fish gelatins for emulsion stabilization: From conventional to Pickering emulsions”。该研究通过使用谷氨酰胺转氨酶（TG）改性鱼明胶（FG）制备明胶胶分子、微凝胶和它们的混合物，并观察到乳液从常规乳液逐渐转变为皮克林乳液的过程。研究重点比较了不同交联水平的鱼明胶在外观形态、流变学特性、蛋白组成和功能特性方面的差异。此外，该研究还探讨了明胶类型如何调控乳液的性质。该研究结果可为明胶稳定的常规乳液和皮克林乳液在食品产品开发中的应用提供了有价值的参考，为明胶基食品产品的配方设计和性能调控提供了更大的灵活性。

明胶是从胶原蛋白中提取的多功能生物材料，因其独特的特性而在各个行业广泛应用。明胶可通过不同方法从猪、牛、禽类和鱼等来源提取，其性质受提取方法、来源、类型、氨基酸组成和分子量等因素的影响。明胶可作为乳化剂和稳定剂用于常规乳液和皮克林乳液的制备。然而，与其他蛋白质乳化剂相比，明胶在常温下的表面活性和稳定性较差。

由固体颗粒稳定的皮克林乳液因其更好的抗液滴结合和奥斯瓦尔德熟化的能力而受到广泛关注。明胶纳米颗粒已被开发为潜在的皮克林乳液材料，但其中使用的有机溶剂制备方法不适用于食品产品。利用转谷氨酰胺酶（TG）进行酶法修饰是交联明胶分子的一种安全有效的策略。TG可以改变明胶凝胶的流变学特性和热可逆性，并且提高乳液稳定性。然而当明胶从分子演变为微凝胶时，对明胶稳定的常规乳剂向皮克林乳剂的转变很少进行研究。此外，在不同的环境条件下，明胶状态对乳液稳定性的影响还没有得到很好的研究。

基于饮食和健康问题的考虑，鱼明胶（FG）被视为哺乳动物明胶的潜在替代品。本研究选择高品质的商业罗非鱼明胶（A型）作为研究材料，旨在探究转谷氨酰胺酶对鱼明胶的影响以及明胶稳定乳液从常规乳液向皮克林乳液的转变过程。随着TG浓度的增加，发生更多的化学交联作用，导致明胶水凝胶逐渐转变为热不可逆凝胶。此外，蛋白质的分子量、表面疏水性和ζ电位均显著提高。将不同交联程度的水凝胶通过二步均质方法制备了明胶分子、微凝胶和它们的混合物。随着明胶形态从分子向微凝胶转变，乳液由常规乳液逐渐转变为皮克林乳液。由TG交联的明胶稳定的乳液表现出更窄的粒径分布和更均匀的液滴结构。在10°C下，由明胶分子和微凝胶混合稳定的乳液具有最佳的抗乳析能力。而在25°C下，由微凝胶稳定的皮克林乳液显示出最佳的乳液稳定性，表明微凝胶在室温下稳定乳液的优势。这些研究结果为明胶基产品的开发提供了新的视角。

图1. 文章图解摘要 (Graphical abstract)

作者简介

通信作者：

缪松，教授，现为爱尔兰农业与食品发展部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（University College Cork，UCC）兼任教授，UCC和爱尔兰国立都柏林大学（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，在荷兰联合利华全球研发中心任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，长期与多所高校及科研院所、跨国企业保持密切合作关系，主持或参与多项国家和欧盟项目，发表SCI研究论文200余篇，担任Journal of Future Foods 和Frontiers in Nutrition等期刊副主编，Food Science and Human Wellness、Food Science and Nutrition、Drying Technology、Applied Food Research 和Foods等多种国际食品期刊编委；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, 乳品技术以及植物基功能食品配料等。

第一作者：

林怡晨，现为爱尔兰国立科克大学 (University College Cork)、爱尔兰农业与食品发展部Teagasc国家食品研究中心联合培养博士研究生。师从缪松教授和Prof. Yrjö H. Roos，主要研究方向为鱼明胶在新型乳液体系的应用。目前以第一作者累计发表SCI论文3篇。