联盟副理事长刘新旗教授团队庞志花副教授在蛋白多糖复合颗粒的润滑行为方面取得进展

●近年来，开发模拟脂肪功能和感官特性的脂肪替代品已成为现代食品领域的重要课题。研究表明，食物的脂质口感与口腔摩擦密切相关。与此同时，人们对多糖-蛋白质混合物的设计产生了相当大的兴趣，基于球形颗粒的“滚珠”效应和多糖可能的“聚合物刷”功能，本论文用乳清分离蛋白和黄原胶制备复合颗粒，以研究生物聚合物颗粒特性与润滑性能之间的关系。发现复合粒子形成了球形的核壳结构，其中WPI/XG-75比WPI/XG-95表现出更完全的XG包覆，且 WPI/XG-95 在 o/w 乳液中表现出优异的脂肪替代功能。该成果以“Lubrication behaviors of core-shell structured particles formed by whey proteins and xanthan gum”发表在Food Hydrocolloids （IF=9.147）上，2019级硕士研究生李博睿和2020级顾文娟为共同第一作者，通讯作者为庞志花副教授。

研究方法

通过不同的温度处理，制备WPI颗粒，及WPI-XG复合颗粒，结合粒径、电位、微观结构（SEM、CLSM、AFM）、表面疏水性、流变和摩擦曲线分析颗粒的润滑行为。在此基础上进一步引入水包油乳液体系，并通过颗粒在乳液中的摩擦实验进一步验证复合颗粒的脂肪替代作用。

研究结果

复合粒子中形成了球形的核壳结构，其中WPI/XG-75比WPI/XG-95包覆更完整。WPI/XG-75的粒径与WPI-75相似，而WPI/XG-95的粒径要大得多。复合粒子的表面疏水性(H0)高于WPI-75，其中WPI/XG-75的表面疏水性最高。AFM结果表明WPI/XG-75粒子有聚集的可能性。摩擦学结果表明，WPI/XG复合颗粒在初始滑动过程中表现出比WPI-75更高的摩擦系数，当滑动速度大于0.5 mm/s时，WPI/XG-95的摩擦力与WPI-75相似，甚至更低。
 

研究结论

这些结果表明复合颗粒能够降低低脂乳状液的摩擦力,达到了与全脂乳状液相近的水平。因此，复合粒子可以作为O/W乳状液的有效润滑剂或脂肪替代品。

资助情况

本研究得到了国家自然科学基金(31901817)、国家重点研究发展计划(2021YFC2101400)和摩擦学国家重点实验室摩擦学科学基金(SKLTKF19B16、SKLTKF20B12)的资助。