TIFS綜述｜江西農業大學王文君教授團隊：蛋白質–多糖–多酚復合物穩定高內相乳液——從界面穩定機制到智能應用

近日，江西農業大學食品科學與工程學院、江西省天然產物與功能食品重點實驗室王文君教授團隊在食品科學領域權威期刊《Trends in Food Science & Technology》（IF=17.4，JCR1區，中科院1區Top）發表題為“Interfacial engineered protein–polysaccharide–polyphenol complex high internal phase emulsions: From stabilization mechanisms to intelligent applications”的綜述文章。

該文章通訊作者為江西農業大學食品學院王文君教授，第一作者為2024級食品加工與安全專業碩士研究生梁海萍。

高內相乳液（high internal phase emulsions，HIPEs）通常是指分散相體積分數不低于74%的高濃度乳液體系。由于液滴在有限空間內高度擁擠，并發生變形和緊密堆積，HIPEs能夠形成連續的液滴網絡，呈現類固體黏彈性和良好的形態保持能力，因而在活性成分遞送、結構化脂肪替代、食品質構調控和3D食品打印等領域受到廣泛關注。

液滴的高度密集也對HIPEs的界面穩定提出了更高要求。穩定劑既要快速遷移并吸附至油–水界面，又要形成具有一定機械強度和結構適應性的界面膜。蛋白質具有良好的界面吸附能力，多糖可以提供空間位阻和網絡支撐，多酚則能夠參與復合物組裝，并發揮抗氧化等作用。將三者進行合理復配，有望同時調控界面吸附、液滴網絡和體系功能，為食品級HIPEs的構建提供更多可能。

圍繞這一問題，該綜述梳理了蛋白質–多糖–多酚復合物從水相締合、界面吸附和界面膜形成，到液滴網絡構建及食品應用的研究進展，并重點討論了多組分體系是否形成真正的界面協同。文章指出，未來不能只依據粒徑、儲能模量或儲藏穩定性等終點指標評價體系性能，還需要關注界面形成過程及其與宏觀性質之間的聯系，推動HIPEs研究由性能描述逐步走向機制驗證和預測設計。

成果介紹

蛋白質、多糖和多酚在HIPEs中承擔著不同的穩定作用。蛋白質具有兩親性，能夠吸附至油–水界面并降低界面張力，形成初始界面層；多糖通過水合作用、空間位阻和連續相網絡限制液滴遷移與聚并；多酚則可通過氫鍵、疏水相互作用和π–π堆積等與蛋白質或多糖結合，影響復合物結構、界面膜形成及體系的氧化穩定性。

三類組分之間的相互作用會進一步影響界面吸附、膜層結構和液滴堆積，并最終反映在HIPEs的流變特性、結構穩定性和功能成分釋放等方面。因此，復合HIPEs的形成并非各組分功能的簡單疊加，而是一個由水相締合、界面遷移與吸附、吸附后重排以及液滴網絡形成共同控制的多尺度過程。

文章還對Web of Science核心合集檢索獲得的1731 條記錄進行了文獻計量分析。結果顯示，HIPEs研究已由基礎乳液穩定逐步拓展至界面行為、流變調控、營養遞送、3D打印和脂肪替代等方向，而多組分動態界面組裝及可預測的構效關系仍是有待深入研究的問題。

圖1蛋白質–多糖–多酚復合物穩定HIPEs的形成機制及文獻計量學分析

值得注意的是，液滴粒徑減小、儲能模量升高或界面膜增厚，并不足以證明三元組分之間產生了真正的界面協同。例如，多糖可能主要通過增加連續相黏度限制液滴運動，多酚也可能主要發揮抗氧化作用，而沒有直接參與界面膜構建。

組分間的相互作用同樣不是越強越好。過強的蛋白質–多酚結合可能降低復合物的分散性和分子運動能力，減緩其界面遷移、吸附和重排。因此，多組分體系的設計需要在界面吸附、膜層強度、結構適應性和連續相支撐之間取得平衡。

要準確判斷多組分體系是否形成界面協同，不能只依賴粒徑和儲能模量等終點指標，還需要結合動態界面張力、吸附動力學、界面流變及微觀結構表征，分析復合物從水相締合到界面膜形成的動態過程。

圖2復合物穩定HIPEs的界面形成、性能調控及預測設計框架

不同類型的二元復合物各有其穩定特點。蛋白質–多糖復合物主要發揮界面吸附、空間位阻和連續相網絡增強作用；蛋白質–多酚復合物能夠調節蛋白質構象和界面排列，并改善體系的氧化穩定性；多糖–多酚復合體系則有助于提高多酚的分散性、穩定性和保留率。

在此基礎上，蛋白質–多糖–多酚三元復合物有望將界面吸附、空間支撐、網絡增強、氧化保護和活性成分保留等功能整合到同一體系中。不過，這種整合效果取決于組分比例、添加順序、pH、離子強度及加工條件，不能簡單認為三元體系一定優于二元體系。只有當第三種組分能夠進一步改善界面吸附、膜層排列或結構適應性時，增加體系復雜性才具有實際價值。

圖3二元及三元復合穩定劑在HIPEs中的主要功能

復合HIPEs在食品領域具有多方面的應用潛力。在活性成分遞送方面，其界面層和液滴網絡能夠保護脂溶性活性成分，并影響脂質消化和活性成分釋放；在脂肪替代方面，液滴的緊密堆積可以使液態油脂形成具有類固體流變特性的結構化體系，為替代部分傳統脂肪提供新的選擇。

HIPEs具有剪切變稀、屈服和觸變恢復等特性，有利于3D打印過程中的材料擠出和形狀保持，也可用于食品涂層等功能體系。不過，模型乳液中的穩定性并不能直接代表其在真實食品中的加工、儲藏、感官和消化表現。相關體系仍需在復雜食品基質、動態胃腸環境和實際加工條件下進一步驗證。

圖4復合物穩定HIPEs的主要食品應用及應用限制

目前，復合HIPEs的配方設計仍較多依賴組分篩選和終點性能比較，分子相互作用如何逐步轉化為宏觀流變及食品功能尚未得到充分解釋。為此，文章提出，應進一步建立“分子組成—界面性質—液滴結構—宏觀性能—食品功能”之間的聯系，將界面吸附、界面力學和液滴堆積與乳液穩定性、流變特性、打印性能和消化釋放行為結合起來分析。

機器學習可用于輔助篩選關鍵參數和識別復雜的非線性關系，但其作用不能替代界面機制研究。可靠的預測設計仍需要具有明確物理意義的參數、標準化的數據集和可解釋的模型驗證。同時，原料差異、加工能耗、連續生產適應性和規模化重復性，也是復合HIPEs走向實際應用時需要考慮的問題。

圖5蛋白質–多糖–多酚復合物穩定HIPEs的未來發展路線

總結與展望

該綜述從分子相互作用、界面組裝和液滴網絡三個層面，梳理了蛋白質–多糖–多酚復合物穩定HIPEs的形成基礎及其與食品功能之間的聯系。文章特別強調，多組分體系的價值不在于組分數量的增加，而在于能否形成可驗證的界面協同，并在加工、儲藏和消化過程中保持相應功能。

下一階段的研究需要更加關注界面形成的動態過程，明確界面吸附、膜層力學、液滴堆積與宏觀性能之間的定量關系，并加強在真實食品、動態消化和規模化加工條件下的驗證。這些工作將為復合HIPEs在脂肪替代、營養遞送、3D食品打印及其他食品技術中的應用提供更加可靠的理論依據。

論文信息

論文題目

Interfacial engineered protein–polysaccharide–polyphenol complex high internal phase emulsions: From stabilization mechanisms to intelligent applications

期刊名稱

Trends in Food Science & Technology

卷號及文章號

Volume 176, Article 105968

論文原文鏈接

https://doi.org/10.1016/j.tifs.2026.105968

為了幫助食品及生物學科科技人員掌握英文科技論文的撰寫技巧、提高SCI期刊收錄的命中率，綜合提升我國食品及生物學科科技人員的高質量科技論文寫作能力。中國食品雜志社擬定于2026年8月13—14日在安徽合肥舉辦“第13屆食品與生物學科高水平SCI論文撰寫與投稿技巧研修班”，為期兩天。

長按或微信掃碼進行注冊

為系統提升我國食品營養與安全的科技創新策源能力，加速科技成果向現實生產力轉化，推動食品產業向綠色化、智能化、高端化轉型升級，由北京食品科學研究院、中國食品雜志社《食品科學》雜志（EI收錄）、中國食品雜志社《Food Science and Human Wellness》雜志（SCI收錄）、中國食品雜志社《Journal of Future Foods》雜志（ESCI收錄）主辦，合肥工業大學、安徽省食品行業協會、安徽大學、合肥大學、合肥師范學院、北京工商大學、中國科技大學附屬第一醫院臨床營養科、安徽糧食工程職業學院、皖西學院、滁州學院、蚌埠學院共同主辦的“ 第六屆食品科學與人類健康國際研討會 ”，將于 2026年8月15-16日（8月14日全天報到） 在 中國 安徽 合肥 召開。

長按或微信掃碼進行注冊

為對標農業農村部2035年科技規劃及“十四五”“十五五”發展方向，推動農產品加工與儲運的工程化、智能化、綠色化升級，由湖南省農業科學院、湖南農業大學、北京食品科學研究院、國際食品科技聯盟（IUFoST）、中國農業大學、岳麓山工業創新中心主辦，湖南大學、中南林業科技大學、長沙理工大學、湖南中醫藥大學、湘潭大學、岳麓山實驗室協辦，中國食品雜志社、洞庭實驗室、湖南省食品科學技術學會、湖南省農產品加工與質量安全研究所、湖南農業大學食品科學技術學院、Springer Nature-《Agricultural Products Processing and Storage》雜志承辦的“第二屆農產品加工與食品制造國際學術研討會—創新引領綠色智造，AI賦能科技進步”，將于2026年9月19-20日（9月18日會議報到）在中國 湖南 長沙召開。

長按或微信掃碼進行注冊

會議招商招展

聯系人：楊紅；電話：010-83152138；手機：13522179918（微信同號）