《食品科学》：南京财经大学丁俭副教授等：脂滴颗粒Pickering稳定作用协同甘草酸强化乳液泡沫稳定性

奶油作为水包油（O/W）型乳液体系，其搅打起泡能力、蓬松性和顺滑感直接决定冰淇淋、蛋糕裱花、甜点、慕斯等产品的感官品质。目前市面上奶油主要分为植物奶油和动物奶油两种，动物奶油成本高、价格贵，且含较高的胆固醇，过量摄入会增加肝脏代谢负担、动脉粥样硬化、心血管疾病等健康风险。植物奶油主要以氢化植物油为主，虽价格较低，但含有大量的反式脂肪酸，易导致多种心血管等慢性疾病的发生，加速身体衰老等。因此，开发一种合适的植物基奶油替代品，既能高效稳定泡沫又能改善产品质地，是当前食品胶体领域的研究热点。

奶油搅打过程中大量空气被带入形成乳液泡沫，该泡沫体系的稳定性直接取决于油相分散状态、界面膜组成、气泡大小分布及组分间相互作用。传统奶油形成的乳液泡沫是以无水奶油为脂肪来源，添加乳化剂后经再乳化、搅打充气后形成可塑性泡沫体系。乳液泡沫体系属于热力学不稳定体系，因气-液界面高比表面积与高自由能，易发生奥斯特瓦尔德熟化、重力排液等现象，导致奶油泡沫气泡合并、结构塌陷、相分离和不稳定等问题。为改善这一问题，许多研究借助添加亲水胶体、蛋白质或乳化剂提升泡沫稳定性和质构品质，如利用刺槐豆胶、乳脂球膜、乳清蛋白、蔗糖酯S1570、中等链长饱和单酰基甘油等，其主要机理是亲水胶体增加气泡网络的黏度抑制液膜渗透，而蛋白质或乳化剂则通过快速吸附空气-水界面降低界面张力，促进脂肪球的部分聚结提升泡沫稳定性。

近年来，基于固体颗粒Pickering效应稳定的乳液泡沫因界面膜致密、抗形变能力强而备受关注，与表面活性剂构建的乳液泡沫不同，颗粒形成的界面稳定性更好且对环境敏感性更低。脂质颗粒或脂质晶体目前在维持乳液及泡沫体系中得到较好的应用，可以起到结构支撑与脂肪模拟的双重作用。尽管脂质颗粒Pickering稳定作用在乳液泡沫方面展现出极大的应用潜力，但大多数孤立的脂质颗粒由于缺乏合适的润湿性不足以维持泡沫的长期稳定。因此，通过多种方法如脂质颗粒硅烷化或与表面活性剂混合提升泡沫的稳定性。Chen Dechu等利用不同酰基链长的甘油二酯制备固体脂质颗粒（SLNs），通过乳清分离蛋白和酪蛋白酸钠修饰脂质颗粒表面，显著提高了SLNs的起泡性和界面活性，乳液泡沫表现出良好的温度敏感性和可塑性。此外，乳液泡沫的脂质组成也对泡沫脂肪网络结构形成和稳定起到关键作用，El-Sayed等通过调控蜂蜡、亚麻籽油和椰子油（CO）混合物的比例作为油凝胶内相，配合脱脂奶粉形成热稳定乳液泡沫，证明了乳液泡沫的流变学稳定性与脂质晶型密切相关。然而，脂质颗粒在气液界面会出现界面脱附、油脂析出和油脂氧化等问题，如何对SLNs起到保护作用又能增强泡沫界面黏弹性和稳定性是目前亟需解决的问题。因此，为了使脂滴实现颗粒化模拟奶油质构特性并在油滴表面形成保护层的目的，本研究选用乳化性好、应用范围广和实用性强的大豆蛋白微凝胶颗粒先在油滴表面形成蛋白膜，其次利用乳化油滴的固化作用稳定气泡，最后在体相中添加可以替代蔗糖的甘草酸（GA）作为强化体系的辅助因子。有研究证实GA作为甘草提取物是天然三萜类化合物，具有两亲性结构与生物活性，GA通过界面调控增强泡沫稳定性，表现出优异的机械强度和抗形变能力，而且甜味释放温和降低蔗糖用量的同时保持风味的饱满，其在食品体系中的应用已具备明确的安全法规与风味优势。

基于此，南京财经大学食品科学与工程学院的程丹彤、吴凡、丁俭*等人以大豆蛋白微凝胶颗粒稳定不同油相比例的大豆油（SO）∶CO复配，形成脂滴颗粒作为Pickering稳定剂，协同天然GA构建乳液泡沫体系，通过优化脂质比例与GA最优添加量系统表征乳液泡沫的感官特性、宏观稳定性、发泡能力、流变学特性和微观结构，明确脂滴颗粒Pickering稳定作用与GA分子协同稳定气泡的机制。旨在为丰富乳液泡沫稳定理论提供支撑，更为天然、高效、清洁标签的植物基奶油配方设计与产业化应用提供新的技术路径。

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不同油相与GA添加对乳液泡沫感官特性的影响

本实验基于气味、滋味、色泽、组织状态4 项感官指标对不同油相组成和不同GA添加量形成的乳液泡沫感官品质进行评分，结果如图1所示。将SO和SO/CO复配油相及不同GA添加量进行比对，同时添加蔗糖作为对照，结果显示SO/CO复配油相组在气味、滋味、色泽、组织状态指标评分上具有一定优势，这表明通过油相组成的改变以及GA的添加，乳液泡沫样品的感官品质有显著差异。在滋味、气味方面，CO的加入使乳液泡沫样品的得分均比单一SO油相样品高，添加蔗糖组的滋味没有明显的改变，这是由于CO自身独特的醇香和GA温和的甜味丰富了乳液泡沫的香味和滋味。在组织状态方面，SO/CO复配油相组中添加1.5% GA时，乳液泡沫得分更高，主要是由于组织状态更加均匀稳定，2% GA添加乳液泡沫表面颗粒感更强，而GA添加量为0%、1%和蔗糖的样品因呈现较稀的流动性，不具有奶油特征，所以质构状态感官评分相对较低。这一结果是由于SO/CO复配油相中的CO促进了脂滴固体化，提高了乳液泡沫样品的硬度和塑型能力，GA纳米纤维结构的添加与复配油相的脂滴颗粒相互缠绕，自发吸附气泡表面，形成一层致密的机械屏障，提高了乳液泡沫的黏度，其优越的乳化能力使油脂泡沫样品呈现更稳定的乳液泡沫体系。

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不同油相与GA添加对乳液泡沫稳定性的影响

为系统评价乳液泡沫体系的宏观稳定性，本实验对不同样品进行打发塑型，考察SO和SO/CO复配油相及不同GA添加量对乳液泡沫塑型效果、均匀性、表面光滑度、有无裂纹和泡沫坍塌程度的影响。结果显示油相组成与GA添加量均显著影响了乳液泡沫性的塑形与贮藏稳定性。如图2所示，无论油相是否变化，在未添加GA和GA添加量为1%的样品经搅打后仅有少量泡沫产生并呈现一定流动性，液体无法塑型成功，随时间延长坍塌程度明显，这表明单纯依靠脂质液滴、脂质颗粒或少量的GA添加都难以形成稳定的乳液泡沫体系，这一结果与Su Enyi等关于单一GA纳米纤维体系需达到足够浓度才能实现稳定体系构建的研究结论一致。相比之下，当GA添加量为1.5%和2%时，油相SO或SO/CO的样品均能形成稳定的乳液泡沫结构，经裱花后边缘更加清晰，贮藏时间12 h时坍塌高度仅0.05～0.20 cm。GA添加量对泡沫稳定性的影响呈浓度依赖性，随添加量增加泡沫稳定性显著提升，主要归因于GA分子疏水基团可吸附于气-液界面，亲水基团与水分子形成氢键，强化界面膜吸附，在气泡表面形成致密的黏弹性界面膜，有效抑制气泡合并与气体迁移。当GA添加量增至2%时，乳液泡沫则表现出更挺立的状态、表面出现微弱的颗粒感，可能是由于过量的GA易发生分子聚集，破坏界面膜均匀性导致泡沫结构的相对松散，会导致硬度和粗糙度的增加，这意味着泡沫质量下降。此外，CO的添加在冷藏固化阶段增强了乳液液滴的颗粒度，形成的脂滴颗粒刚性更强，有助于界面固体网状结构形成机械屏障，从而有效防止液滴聚结与合并，赋予体系良好的自支撑性与长期稳定性。值得注意的是，当油相为SO/CO时，样品表现出更好的持油能力与形态稳定性，贮藏72 h后仍保持完 整结构，而未添加CO的油相体系在长期贮藏后观察到明显的油脂析出现象，且随着贮藏时间的延长现象更加显著。这是因为CO的添加促使油相在低温条件下固化更易形成有序的脂肪晶体颗粒，并与GA的界面调控作用协同增强体系的稳定性。

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不同油相与GA添加对乳液泡沫溢出率的影响

乳液泡沫溢出率是衡量体系包裹与稳定气泡能力的关键指标，图3表示不同油相组成及GA添加量对泡沫溢出率的影响。结果显示SO体系与SO/CO复配油体系相比，在相同GA添加量的情况下泡沫溢出率未表现出明显差异，溢出率变化趋势基本一致，说明油相并非是体系起泡能力的关键因素。相比之下，GA的添加量对乳液泡沫溢出率具有显著影响，当GA添加量为1.5%时，SO与SO/CO两个油相的乳液体系均表现出最高的溢出率，分别达到97.92%与94.29%。Li Qing等研究表明，GA作为天然三萜皂苷具有两亲性分子结构，可通过自组装形成具有黏弹性的纤维状气-液界面膜，有效降低界面张力并延缓气泡合并，显著提升体系的起泡能力与泡沫稳定性，本实验结果与其研究结论一致。然而，当GA添加量在1%以下时，体系中形成有效界面活性的GA分子不足，难以在界面形成完整且致密的吸附层，这导致其泡沫溢出率较低，当GA添加量增至2%时，虽然有更多可形成界面膜分子，但体系整体黏度显著增大，反而阻碍了搅打过程中空气的引入与分散，导致泡沫溢出率下降，这说明GA的添加量需要最优范围。在本研究中，GA的添加量为1.5%时，乳液脂滴颗粒与GA在起泡性和气-液界面稳定性之间达到最佳平衡。

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不同油相与GA添加对乳液泡沫流变学特性的影响

乳液泡沫的流变学特性直接决定其应用性能，剪切速率、应变及频率是表征泡沫体系结构稳定性与力学响应的核心维度，深入分析不同油相组成及GA添加量对泡沫体系流变学剪切行为、弹性响应及动态稳定性的影响机制。如图4所示，剪切速率扫描结果表明所有乳液泡沫体系均呈现剪切变稀行为，即表观黏度随剪切速率升高而降低，属于假塑性流体特征，剪切变稀与乳液泡沫内部气-液界面膜网络在剪切作用下的破坏与重组过程密切相关。GA添加组表观黏度明显更高，这归因于GA分子中的羧基与羟基可增强界面膜的亲疏水平衡，提升气-液膜韧性，同时其分子链的缠绕作用进一步强化了泡沫内部的网络结构，增加了剪切流动阻力。对比不同油相对乳液泡沫黏度的影响，结果表明SO/CO复配油相体系相比单一SO油相的表观黏度高，这可能是由于SO/CO复配油相形成的油滴颗粒度更加规整刚性更强，形成界面更稳定，有利于形成更稳定的泡沫结构，阻碍剪切作用下的流动行为，抗剪切破坏能力更好，表观黏度更高。

通过应变扫描判断乳液泡沫的线性黏弹区临界应变值，结果表明，SO/CO＋2% GA的临界应变最大，SO＋2% GA次之，液态SO＋0% GA的乳液泡沫最小，说明SO/CO形成的泡沫结构具有更强形变耐受性，GA添加进一步提升了体相黏度，并显著提升了黏弹区的临界应变值。当应变超过临界值后，G′急剧下降、G″迅速上升，体系由弹性主导转变为黏性主导。通过应变扫描确定乳液泡沫的线性黏弹区域，进行频率扫描，结果表明在频率范围（0.1～100 rad/s）线性黏弹区内，所有乳液泡沫体系的G′均大于G″，表明乳液泡沫体系以弹性为主，泡沫体系的弹性结构具有良好的动态稳定性。不同油相对动态黏弹参数G′和G″的影响表现为SO/CO＋2% GA的G′与G″值最大，表明其弹性网络最稳定，SO＋0% GA乳液泡沫的G′最低，这一结果与应变扫描结果一致，说明其泡沫结构易受动态扰动影响。GA的添加可增强泡沫体系的弹性响应，降低频率依赖性，这是因为GA分子可在界面形成交联结构，强化弹性网络的抗扰动能力，减少动态剪切下的能量损耗，提高了样品的机械强度。

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不同油相与GA添加对乳液泡沫微观结构的影响

为深入阐明油相组成与GA添加量对乳液泡沫体系的影响，采用CLSM对乳液泡沫样品微观结构进行表征。如图5所示，通过尼罗红染色使油相呈现红色荧光、黑色区域代表气泡，结果表明，相比0% GA样品，1%、1.5%和2% GA添加后体系中油滴分布更细小且更均一，主要是由于在形成的初始乳液中添加GA其较小的分子质量、较高的乳化能力和快速的扩散速率，可以辅助油滴颗粒快速吸附形成气泡界面，从而维持较小的油滴粒径分布。微观结构也显示在相同的GA添加量情况下相比于SO，SO/CO复配油相体系中球形气泡的数量相对更多，气泡形状更规则，脂滴颗粒形成的围锢界面更加紧凑，这主要归因于油相的熔点不同导致脂质形成的晶体结构不同，CO较高的熔点及其固化作用更易促进油相结构化，从而对乳液泡沫提供更好的界面支撑与稳定作用。图6 中GA呈现蓝色分布，再次证明气泡由脂滴颗粒堆积和GA共同形成稳定闭合的气-液界面膜，同时连续相中GA自组装形成网络结构起到支撑协同作用，可以抑制由聚合和歧化导致的气泡不稳定现象的发生。因此，乳液泡沫的稳定依赖于界面与体相结构的协同作用，脂滴颗粒通过Pickering稳定作用与GA共同吸附于气泡界面，并与连续相中GA自组装形成三维网状结构相互交织，共同构建了泡沫稳定的骨架，在宏观上表现出优异的可塑性和贮藏稳定性。

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结 论

本研究开发了一种基于O/W型颗粒稳定乳液并引入GA协同调控的可食用植物基乳液泡沫体系，结果为植物基稀奶油类乳液泡沫的结构设计与品质优化提供了参考。通过系统比较乳液泡沫的稳定性、溢出率、流变学特性及微观结构，阐明了不同油相组成与GA添加量对乳液泡沫稳定性的影响机制。结果表明：SO/CO复配油相体系更易表现出油相结构化特征，从而对泡沫界面提供更有效的支撑并提升贮藏稳定性。GA最佳添加量为1.5%，乳液泡沫可塑性和表面光滑度显著提升，有助于脂滴颗粒稳定闭合的气-液界面膜与黏弹性提升，连续相中GA的自组装作用形成类似“装甲结构”的网络，证明了乳液泡沫体系的稳定依赖于界面和体相结构的协同作用，强化了乳液泡沫的持气能力和品质特性。本研究为Pickering乳液形成稳定的乳液泡沫提供理论依据和参考，有助于实现植物基乳液泡沫加工技术的广泛应用。

第一作者

程丹彤硕士研究生，南京财经大学食品科学与工程学院，研究方向为植物蛋白基乳液、脂肪组织模拟物的构建与品质调控。

通信作者

丁俭博士，南京财经大学食品科学与工程学院副教授、硕士生导师，粮食储运国家工程实验室党支部委员。主要研究方向包括植物蛋白基乳液结构与品质功能调控、传统豆制品加工关键技术创新、全谷物低GI功能型主食产品创制等。曾挂职江苏省第十三批“科技镇长团”，借调至农业农村部中国农村技术开发中心担任项目流动专员。

先后主持国家自然科学基金面上项目、国家自然科学基金青年项目、“十四五”国家重点研发计划子课题、江苏省重点研发计划子课题等多项省部级及以上科研项目。在Food Hydrocolloids、Food Chemistry、Food Research International等国际权威期刊发表多篇SCI论文，累计授权及申请多项国家发明专利。

主讲本科《学科导论》《食品物性学》《食品科学与工程专业综合实验》，研究生《食品绿色加工》《植物蛋白工程》等核心课程。指导本科生获全国大学生生命科学竞赛一、二等奖、“挑战杯”全国大学生课外学术作品竞赛奖项、江苏省“互联网+”大学生创新创业大赛三等奖，指导完成4 项省级重点大学生创新创业训练计划项目；指导研究生斩获“挑战杯”国赛三等奖、江苏省AI赋能未来食品创制科研创新实践大赛二等奖等多项省部级、国家级竞赛荣誉。

个人曾获江苏省第十三批“科技镇长团”优秀团员、泰州市“双创人才”称号，荣获南京财经大学教学公开赛优秀教学二等奖、学院青年教师教学公开赛三等奖，获评新冠疫情防控表现突出教工志愿者。

引文格式：

程丹彤, 吴凡, 汤珠菡, 等. 脂滴颗粒Pickering稳定作用协同甘草酸强化乳液泡沫稳定性[J]. 食品科学, 2026, 47(14): 105-112. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20260113-101.

CHENG Dantong, WU Fan, TANG Zhuhan, et al. Synergistic enhancement of emulsion foam stability by Pickering stabilization with lipid droplets and glycyrrhizic acid[J]. Food Science, 2026, 47(14): 105-112. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20260113-101.

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实习编辑：辉煌；编辑：阎一鸣；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

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