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　　乳液作为一种由互不相溶液体（通常为油相和水相）形成的分散体系（主要包括水包油（O/W）型和油包水（W/O）型），在食品、药品、化妆品等领域应用广泛。其核心价值在于能够封装营养素、保护活性物质免受降解、提高生物利用度并控制释放速率，为食品赋予特定功能。然而，乳液本质上是热力学不稳定体系，易发生分层、絮凝、聚结和奥氏熟化等失稳现象。因此，通常需要添加乳化剂来吸附于油水界面，降低界面张力并形成机械屏障以维持其稳定性。

　　动物蛋白（如酪蛋白、乳清蛋白、卵清蛋白）是传统的优良乳化剂，具有来源广泛、氨基酸组成丰富的特点。例如，酪蛋白作为两性球蛋白，含有亲水和疏水区域，能快速吸附至油水界面形成黏弹性膜，有效抑制油滴上浮和絮凝。近年来，随着消费者对清洁标签、可持续发展以及低致敏性食品需求的日益增长，植物蛋白作为新兴乳化剂展现出巨大的潜力。植物蛋白（如大豆蛋白、豌豆蛋白）不仅原料来源广泛、碳排放显著低于动物蛋白（研究表明可降低80%以上），而且能有效避免乳糖不耐受和动物蛋白过敏等问题。更重要的是，许多植物蛋白（如大豆蛋白）本身具备优异的乳化活性和稳定性。这些综合优势正推动着食品乳液体系从传统动物蛋白基向植物蛋白基转变。

　　尽管动植物蛋白被广泛用作乳化剂，但二者在分子结构（如柔性/刚性、亚基组成）、界面吸附动力学、动态结构重排行为以及由此所形成的界面膜等性质方面存在显著差异。这些差异进而影响其在不同类型乳液（如低内相乳液（LIPEs）、高内相乳液（HIPEs）和Pickering乳液）中的稳定机制和功能表现。哈尔滨商业大学食品工程学院的王浪、刘思淼、朱颖*等人旨在综述动物蛋白与植物蛋白基乳液的界面调控机制及稳定性研究进展，解析两者在构效特性（结构、组成、界面行为）上的差异，探讨二者对不同类型乳液（LIPEs、HIPEs、Pickering乳液）的稳定机制，并评述提升其乳化性能的物理、化学及生物改性技术，以期为开发高效、稳定、可持续的蛋白基乳液体系提供理论参考。

　　乳液体系的稳定性高度依赖于乳化剂在油水界面的行为及其形成的界面层性质。作为重要的生物大分子乳化剂，动物蛋白（如酪蛋白、乳清蛋白、卵清蛋白）和植物蛋白（如大豆蛋白、豌豆蛋白）均能有效吸附于油水界面，降低界面张力和形成机械屏障（如黏弹性膜）稳定乳液，抑制油滴上浮、絮凝和聚结等失稳现象。然而，两者在实现界面稳定化方面表现出显著差异，这种差异主要影响它们在各类乳液体系（LIPEs、HIPEs及Pickering乳液）中的应用效能。

　　界面调控的核心机制在于蛋白质分子在油水界面的吸附行为及其随之发生的动态结构重排。这一过程通常可概括为3个阶段（图1）：1）迁移，溶解态的蛋白质分子通过浓度梯度扩散至界面区域，其迁移速率受分子尺寸、柔韧性及界面初始占据程度影响；2）构象展开与锚定，到达界面后，蛋白质发生构象变化（展开），暴露出内部的疏水基团，这些疏水基团与油相发生疏水相互作用，同时亲水基团通过氢键等作用与水相结合，实现初步锚定；3）界面膜形成与强化，吸附的蛋白质分子通过分子间作用力（如疏水作用、静电排斥、氢键、二硫键等）进行重排和相互作用，最终形成具有特定流变学性质（如黏弹性）的连续界面膜，该膜的机械强度是抵抗液滴聚结、维持乳液长期稳定的关键。

　　蛋白质的初始构象深刻影响其吸附动力学和最终界面膜性质。例如，酪蛋白因其柔性无序结构和高扩散速率，能迅速吸附至油水界面形成动态且连续的界面膜，擅长构建LIPEs的稳定体系。相比之下，植物蛋白（如豌豆蛋白）因分子刚性较强，吸附速率通常较慢，其刚性结构经物理或化学改性（如热处理、酶解）后，更易打开结构、暴露疏水基团，形成颗粒层吸附于油水界面，从而满足HIPEs或Pickering乳液对固态稳定界面的需求。因此，深入探究动植物蛋白在分子结构上的差异及其所引起的界面吸附与重组行为的不同，不仅是理解二者在各类乳液体系中功能表现差异的关键基础，也为后续系统比较其构效特性与乳化性能提供了理论依据。

　　蛋白质作为乳化剂的功能性能，特别是其在油水界面的吸附行为、结构重排及最终形成的界面膜性质，从根本上取决于其分子结构、组成及由此产生的构象特性。动物蛋白与植物蛋白在这些方面存在显著差异，深刻影响其乳化特性与界面稳定性能。

　　氨基酸组成是塑造蛋白质表面化学性质和功能的基础。动物蛋白（如酪蛋白、乳清蛋白）通常富含必需氨基酸（如酪蛋白中赖氨酸、色氨酸含量高），这主要贡献于其营养优势。而植物蛋白的氨基酸谱存在来源特异性，且常受限制性氨基酸影响，例如大豆蛋白赖氨酸丰富但含硫氨基酸（蛋氨酸、胱氨酸）相对不足且色氨酸较低，而豌豆蛋白的色氨酸含量则较高。更重要的是，氨基酸组成直接影响蛋白质的界面吸附行为，从表面性质来看，疏水性氨基酸（如缬氨酸、亮氨酸等）的比例和分布决定蛋白质整体疏水性与油相亲和力，驱动其吸附至油水界面；酸性（天冬氨酸、谷氨酸）和碱性（赖氨酸、精氨酸等）氨基酸的种类、数量及分布决定蛋白质的等电点和不同pH值下的净电荷，影响其溶解性、聚集行为及界面液滴间的静电排斥力；半胱氨酸（可形成二硫键）、酪氨酸、色氨酸等含反应性基团的氨基酸，则参与分子内/间交联或界面相互作用。因此，氨基酸组成的差异不仅关乎营养价值，更通过调控蛋白质的亲疏水平衡、电荷密度及反应活性，间接而显著地决定了其乳化活性与乳液稳定性。这具体体现在吸附效率、界面张力降低能力、界面膜强度以及抵抗絮凝/聚结的能力上。

　　动植物蛋白的乳化与界面稳定性能差异，与其亚基组成及维持高级结构的相互作用力密切相关。动物蛋白如乳清蛋白和酪蛋白因良好的溶解性与分子柔性，可快速吸附至油水界面形成坚固界面膜，展现出优异的乳化活性指数（EAI）和乳液稳定性指数（ESI）。而深入来看，蛋白质的乳化性能不仅取决于单分子构象，更与其亚基组成及维持高级结构的相互作用力密切相关。酪蛋白的多种亚基主要通过疏水相互作用、静电作用等非共价力组装成胶束结构，这种相对松散的结合方式赋予了胶束良好的动态性和界面适应性，亚基间的协同效应是其优异乳化性的基础。乳清蛋白则包含β-乳球蛋白、α-乳白蛋白等多种球状蛋白单体或复合物，其组分通常通过分子内二硫键维持折叠构象，分子质量相对较小（如β-乳球蛋白约18.4 kDa），且在界面展开时可快速暴露疏水基团，但亚基间缺乏强共价交联，在特定环境压力（如pH值接近等电点、低离子强度或温和温度波动）下易发生可逆聚集体解离。与之形成鲜明对比的是，植物蛋白的亚基结构通常更为复杂且作用力更强。大豆蛋白主要含7S（β-伴大豆球蛋白）和11S（大豆球蛋白）组分，占总量的70%～80%。7S为三聚体，分子质量相对较小，亚基间主要依赖非共价作用，构象相对灵活，有利于其界面行为。11S为六聚体，分子质量大，其亚基内部及亚基间通过密集的二硫键共价交联，形成高度稳定的紧密结构，导致其解离困难和构象展开缓慢。豌豆蛋白等也普遍存在类似情况，致密的二硫键网络使其易形成刚性的大分子聚集体。这些亚基组成、连接方式（共价vs非共价）及相互作用强度的根本差异，深刻影响了蛋白质在溶液中的解离/聚集状态、分子尺寸、扩散能力以及在吸附到界面后的展开程度和重排速率，进而决定了其形成界面膜的效率和性质。如图2所示，动植物蛋白在亚基构成（如酪蛋白胶束的动态亚基交换和大豆11S球蛋白的刚性二硫键交联）与分子柔韧性上的对比，直观解释了二者在界面行为中的显著差异。

　　多数动物蛋白展现相对更高的结构柔性。以牛奶中的酪蛋白为例，其占牛奶中总蛋白质含量的80%，主要由αs1-、αs2-、β-和κ-酪蛋白4种亚基共同构成，分别占整个酪蛋白的38%、10%、36%和12%。其中，αs1-、αs2-酪蛋白是天然的未折叠蛋白，具有延伸的螺旋状构象，而β-和κ-酪蛋白则为熔球态蛋白，具有紧凑的结构、高度水合和侧链灵活性，这种亚基构象特征赋予酪蛋白整体优异的构象柔性。构象柔性是决定界面行为的关键因素：柔性蛋白分子扩散速率快，能迅速吸附至油水界面，并易于发生构象展开和重排，形成具有高界面重排速率和黏弹性的紧密界面层，有效抑制油滴聚集。Yan Guosen等研究结果表明，酪蛋白通常以胶束的形式存在，其胶束含量影响油滴界面层的组成，进而影响乳状液的稳定性。然而，动物蛋白家族中并非所有成员均以胶束形态主导结构特征；例如乳清蛋白（富含β-乳球蛋白）和卵清蛋白等则倾向于形成紧凑的球状构象。乳清蛋白通常具有规则的球状三级结构。例如，β-乳球蛋白以β-折叠和α-螺旋结构为主，这种相对有序的结构有助于维持其在水溶液中的构象稳定性，从而有利于溶解并促进其快速界面吸附。相比之下，多数植物蛋白（如大豆11S球蛋白、豌豆蛋白）分子结构更为刚性和紧凑。这种显著的构象柔性差异是导致动植物蛋白在界面吸附初期动力学（如迁移和锚定速率）迥异的主要原因之一。

　　动植物蛋白在乳化特性与界面稳定性上存在显著差异，这源于其分子结构、界面行为及环境响应性的不同。动物蛋白如乳清蛋白和酪蛋白因良好的溶解性与分子柔性，可快速吸附至油水界面形成坚固界面膜，展现出优异的EAI和ESI。例如，乳清蛋白水解物能快速降低界面张力，并在界面形成高弹性膜，有效抵抗液滴聚结。相比之下，植物蛋白的乳化性能受来源与修饰方式影响显著。大豆分离蛋白（SPI）作为典型植物蛋白，虽乳化性能良好，但未修饰时界面吸附速度较慢，而通过超声处理、琥珀酰化等修饰可显著改善其稳定性。豌豆蛋白的乳化性能与pH值及分子组成相关，研究发现，将豌豆蛋白与乳清蛋白混合时可产生协同效应，优化乳液稳定性。扁豆蛋白因分子质量较高导致界面吸附缓慢，而酶水解可通过产生小肽段而加快吸附速率。此外，界面稳定性能的差异本质上由蛋白界面行为决定。动物蛋白通常在降低界面张力、形成高黏弹性界面膜方面更具优势，而植物蛋白在混合体系中易与动物蛋白发生竞争性吸附——乳清蛋白常因表面活性更强优先吸附，但界面组成会随时间及浓度变化发生置换。当前研究表明，植物蛋白可通过分子修饰或与动物蛋白复配优化界面性能，但其在复杂体系中的界面动力学机制仍需深入探讨。

　　动物蛋白和植物蛋白在乳化特性与界面稳定性能方面存在显著差异，这些差异主要源于它们的分子结构、氨基酸组成不同以及在油水界面的吸附行为和动态结构重排。以下是动植物蛋白在乳化特性与界面稳定性能方面的详细比较（表1）。

　　乳液体系的稳定性高度依赖于其类型，如内相体积分数、界面层性质，这对乳化剂的界面行为提出了差异化要求。动物蛋白与植物蛋白因其固有的分子结构特性（如柔性/刚性、亚基相互作用、表面性质），在不同类型乳液中展现出独特的稳定机制。本节将系统分析其在LIPEs、HIPEs和Pickering乳液中的稳定作用原理及差异。

　　低内相水包油（O/W）乳液通常指油相体积分数低于30%的体系，广泛应用于低脂食品（如冰淇淋、酸奶、香肠）的开发。LIPEs稳定的核心挑战在于乳化剂需快速、充分地吸附覆盖油水界面，以降低界面张力并形成有效的空间位阻和静电斥力屏障，防止液滴絮凝和聚并。在动物蛋白的稳定机制方面，典型动物蛋白（如β-酪蛋白）因构象柔性和高扩散速率，能迅速迁移至油水界面发生构象展开，暴露出疏水基团锚定于油相，同时亲水区域维持水溶性，从而快速形成动态且连续的黏弹性界面膜。该膜通过提供空间位阻和静电排斥力（受pH值和离子强度影响），有效抑制邻近油滴的接近与聚并。此外，某些动物蛋白（如乳清蛋白）在界面上可能发生二硫键交联，进一步增强界面膜的机械强度和弹性。相比之下，多数植物蛋白（如大豆蛋白、豌豆蛋白）分子结构相对刚性和紧凑，导致其初始界面吸附速率通常慢于动物蛋白。较慢的吸附可能造成界面覆盖不完全或不均匀，影响乳液初始稳定性。因此，常需通过物理、化学或生物改性手段（如pH值调节、热处理、超声或酶解）打开其致密结构。这些处理能增加分子柔性，促进疏水基团暴露，从而有效改善其界面吸附动力学与成膜能力。综上，稳定LIPEs的关键在于快速界面吸附与有效膜屏障形成。动物蛋白凭借天然的高柔性与扩散性在此类乳液中通常表现优异，而植物蛋白的刚性结构是其初始稳定LIPEs的主要限制因素，其有效应用往往依赖于物理、化学或生物改性以提升其吸附动力学和界面成膜性能。当前针对蛋白基LIPEs的专门研究相对有限，未来需深入探究不同来源蛋白（尤其改性植物蛋白）在LIPEs界面吸附、膜流变学及长期稳定性的精确调控机制。

　　HIPEs的分散相体积分数通常超过74%（随机紧密堆积极限），导致液滴高度变形且紧密相邻。这种结构对界面层提出了更高要求：界面膜需具备极高的机械强度以抵抗强大的毛细管压力和液滴形变，并通过有效的排斥力（空间位阻和/或静电斥力）防止聚并。动物蛋白稳定HIPEs时，主要依赖于形成连续、高黏弹性的致密蛋白膜。例如，卵清蛋白因其分子柔性和表面活性，能在界面形成充分覆盖的、类似“藤蔓”的网络结构。这种结构不仅提供界面屏障，还能促进液滴间的桥接相互作用，增强HIPEs的整体黏弹性和稳定性，减少耗竭絮凝。而乳清蛋白或酪蛋白虽然能通过界面吸附和相互作用形成强韧的黏弹性膜，但其稳定极高内相体系的能力可能受限于膜的绝对强度。相比之下，植物蛋白稳定HIPEs常通过形成颗粒化界面或高负载凝胶层实现。经热诱导聚集或特定pH值处理后，植物蛋白可形成微米或纳米级的颗粒或聚集体，吸附于油水界面，形成更厚、机械刚性更强的界面层。例如，豌豆蛋白纳米颗粒或热改性扁豆蛋白稳定的HIPEs因其形成的厚界面膜提供的强大空间位阻，表现出较小的液滴尺寸和优异的储存/离心稳定性。此外，植物蛋白在特定条件下（pH 3.0）界面负载量可达9 mg/m2，远高于酪蛋白的2.8 mg/m2，这有利于构建更厚的界面层或形成多层结构，通过氢键网络增强界面膜的黏弹性以及抗压能力。综上，HIPEs的稳定性依赖界面层的机械强度与厚度，动物蛋白主要通过柔性分子形成连续、高黏弹性界面膜提供稳定，其优势在于良好的界面覆盖和成膜性，而植物蛋白经过聚集/颗粒化改性后，则更擅长构建高负载、厚且刚性的颗粒界面层或凝胶层，提供卓越的空间位阻以抵抗HIPEs中极高的液滴堆积压力。具体选择何种蛋白取决于对乳液流变性、界面性质和最终产品需求的考量。

　　Pickering乳液的稳定性源于固体颗粒在油水界面上的不可逆吸附，形成坚固的物理屏障。其长期稳定性与颗粒的界面锚定能（ΔG）密切相关，ΔG远大于热运动能（kT）是颗粒不可脱附的关键。动物蛋白（如乳清蛋白、明胶、卵清蛋白）可通过受控热变性形成100～200 nm的纳米级蛋白颗粒，主要依靠疏水相互作用、氢键等，形成颗粒界面层以阻隔液滴聚并。然而，动物蛋白颗粒通常具有中等界面锚定能（ΔG≈10 kT），其稳定性的绝对优势可能不及某些高疏水性颗粒，常通过与多糖（如果胶）复合形成颗粒状复合物，利用静电排斥和立体阻碍效应增强Pickering稳定性。相比之下，植物蛋白天然的较高疏水性和分子刚性使其成为极具潜力的Pickering稳定剂来源，它们更容易通过物理方法（如研磨）或反溶剂法制备成稳定的颗粒，其表面可修饰性（如磷酸化）能精确调控润湿性，实现O/W或W/O型乳液的定向设计。此外，植物蛋白基复合颗粒（如蛋白质-蛋白质、蛋白质-多酚、蛋白质-多糖络合物）因其协同效应受到广泛关注。例如，椰子球蛋白-单宁酸复合颗粒形成的界面膜因单宁酸与椰子球蛋白间的氢键界面交联，具有更高的黏弹性模量，形成刚性强、结构紧密的界面层。同时剪切条件对植物蛋白基Pickering乳液的形成至关重要，适度剪切促进颗粒扩散吸附，过度剪切则可能导致颗粒聚集。综上，Pickering乳液稳定性的核心是颗粒在界面的不可逆锚定。动物蛋白需通过变性转化为颗粒态，其锚定能中等，植物蛋白则因其固有的疏水性与刚性，更易直接制备或改性成高效Pickering颗粒，表现出更高的锚定能和界面膜强度，其表面可修饰性和用于构建多功能复合颗粒的灵活性为乳液设计提供了广阔空间。动植物蛋白在LIPEs、HIPEs及Pickering乳液中的界面稳定机制差异如图3所示，其构效特性与乳液类型的适配性可为靶向设计提供依据。

　　动植物蛋白虽可满足不同乳液的稳定需求，但天然状态下仍存在明显局限：植物蛋白因刚性结构导致其在LIPEs中的初始吸附不足，动物蛋白稳定HIPEs时界面膜强度有限，Pickering乳液中蛋白颗粒的锚定能力亦有待提升。这些问题本质上源于蛋白分子结构的固有特性，因此需通过改性技术靶向调控其从初级到高级的多尺度结构，优化亲疏水平衡、表面电荷及界面行为，以突破稳定瓶颈。

　　改性策略的设计需依托蛋白质功能性能的核心影响机制——蛋白质作为乳化剂的效能高度依赖其分子结构、溶解性及油水界面行为。而天然蛋白（尤其是植物蛋白）普遍存在构象刚性大、溶解性低、界面吸附动力学缓慢及界面膜机械强度不足等缺陷，极大限制了其在复杂乳液体系中的应用。改性技术正是通过物理、化学或生物手段，调控蛋白质的多尺度结构，优化其亲疏水平衡、表面电荷、分子柔性、聚集状态及表面活性，进而显著提升界面吸附效率、界面膜性质（厚度、黏弹性、机械强度）或颗粒特性（Pickering稳定剂性能），最终增强蛋白基乳液的理化稳定性。本节将系统评述应用于动植物蛋白基乳液的关键改性技术及其作用机制。

　　物理改性利用能量输入（热、声波、压力）或机械力诱导蛋白质构象变化和聚集，不涉及共价键改变，是改善蛋白质功能性质（包括乳化性）的重要途径。其核心在于破坏维持蛋白质天然结构的弱相互作用力（如氢键、疏水作用），促使分子展开、疏水基团暴露、分子间重排或形成可控聚集体，从而优化其界面性质。

　　热处理的本质是通过能量输入破坏蛋白质的二级和三级结构，诱导其变性、展开和重聚集，从而暴露内部疏水区域并改变分子柔性，进而增强其界面活性和吸附成膜能力。适度的热处理可断裂蛋白质分子内键，导致亚基解离或展开，暴露出隐藏的反应性基团（如疏水性残基、巯基）。随后，变性蛋白分子通过疏水相互作用、静电作用、二硫键和氢键等发生重聚集。这种结构重组显著增加了蛋白质的表面疏水性，提高了其向油水界面的迁移速率和吸附量，并促进形成更厚、黏弹性更强的界面膜，有效抑制液滴聚并。Zhang Yazhen等对花生蛋白的研究发现热诱导（80 ℃、30 min）显著提升花生分离蛋白的表面疏水性（从117.33增至253.24）和界面扩散速率，同时降低Zeta电位。其界面弹性模量增强表明蛋白质构象展开后更易吸附于油水界面。但过度加热（＞90 ℃）会导致过度聚集，反而使界面吸附能力下降，证实热处理存在最佳窗口。Guo Yujie等的研究进一步佐证了这一机制：椰干粕蛋白在95 ℃加热30 min后，疏水相互作用、氢键和二硫键驱动形成聚集体，导致表面疏水性显著增加，促使聚集体快速吸附至界面，提高界面蛋白吸附百分比。经此处理的椰干粕蛋白稳定的Pickering乳液表现出更高的稳定性，其界面蛋白含量对NaCl浓度或加热温度变化不敏感。

　　超声处理利用空化效应产生的强大机械力（剪切力、微射流、冲击波）瞬时破坏蛋白质的高级结构，降低粒径、增加分子柔性并暴露疏水基团，从而显著提升其溶解性、乳化活性和乳液稳定性。超声波的高强度剪切力能有效破坏蛋白质分子间的氢键和疏水相互作用，导致蛋白质结构展开、解聚，暴露出内部的疏水基团和巯基。这种结构变化改善了蛋白质的功能特性。研究发现，超声乳化技术能有效制备由SPI、乳清分离蛋白（WPI）和明胶稳定的乳液，其中SPI在界面吸附的蛋白量高于WPI和明胶。Wang Tong等研究了高强度超声处理对SPI-果胶复合物稳定乳液的影响，发现未经超声处理的SPI-果胶复合物乳化性能较差，乳液粒径较大且易分层。经450 W超声处理后，复合物结构展开，界面吸附能力增强，EAI和ESI显著提升，粒径最小（559.82 nm），Zeta电位绝对值最高（16.39 mV），乳层析指数降至最低。但功率超过450 W（如600 W）时，因局部高温导致蛋白质聚集，乳液稳定性下降，粒径增大。Zhao Qiaoli等对紫苏分离蛋白的研究也表明，超声处理降低了紫苏分离蛋白粒径，诱导了疏水基团暴露，改变了其二级和三级构象，使分子展开，从而显著提高了溶解度、表面疏水性和乳化能力。展开的紫苏分离蛋白分子更易吸附在油水界面上，导致更高的界面蛋白吸附量、更小的液滴尺寸，有效防止油滴聚结和絮凝。因此，超声处理是一种高效、绿色的物理改性手段，能有效提升蛋白质（尤其是植物蛋白）的溶解度和界面活性，加速其界面吸附动力学，但需根据蛋白特性优化处理条件以实现最佳效果。

　　高压处理（100～600 MPa）作为一种非热技术，主要通过改变蛋白质的疏水相互作用和氢键，诱导其变性、解聚或可控聚集，从而改善其在界面的吸附能力和所形成界面膜的性质，提升乳液稳定性。高压能可逆或不可逆地改变蛋白质的构象，影响其四级结构（亚基解离）和三级结构（分子展开），增加表面疏水性。Chapleau等在乳化前对羽扇豆蛋白进行高压处理（400 MPa），发现11S球蛋白发生聚集，7S球蛋白变性，蛋白质结构得到改善，乳化性能提高，界面膜上吸附了更多蛋白，降低了乳液的耗竭絮凝。Yuan Fang等研究了高压处理对乳清蛋白分离物-壳聚糖混合物乳化性能的影响，发现随着压力增加至600 MPa，乳液液滴尺寸降至原来的1/3以下，分布更均匀，乳化稳定性显著提高；在乳清蛋白与壳聚糖比例为1∶4（m/m）和处理时间20 min的条件下，混合物表现出最优的乳化性能，形成的乳液液滴细小且稳定。这归因于高压改变了乳清蛋白的二级结构，增强了其与壳聚糖的相互作用，进而优化了复合物在油-水界面的吸附效率和界面压稳定性。Zhang Chu等对肌球蛋白界面性质的研究进一步证明：100 MPa和150 MPa高压处理显著提高了界面蛋白的吸附能力（150 MPa效果最佳），同时诱导肌球蛋白展开，暴露其内部的疏水基团和巯基，降低了界面张力。

　　化学改性通过共价修饰改变蛋白质的氨基酸侧链基团（如氨基、羧基），调控其净电荷、亲疏水性和分子间作用力，从而克服天然蛋白溶解性差、界面活性不足等缺陷，大幅提升其乳化性能。

　　pH-shifting技术通过极端pH值（酸/碱）处理诱导蛋白质变性展开，再回调至中性使其重新折叠，实现从“球状”向“熔球态”构象的转变，增加分子柔性、改善溶解性，并最终优化其乳化活性和乳液稳定性。该过程显著改变了蛋白质的表面电荷、疏水性和展开程度，进而影响其界面行为。Zhang Xiaoying等深入研究了pH值（2.0～11.0）对SPI和WPI在油水界面的相互作用及其复合乳液稳定性的影响：在pH 2.0～8.0范围内（接近或跨越蛋白质等电点pI），SPI和WPI之间静电吸引力强，导致乳液液滴广泛絮凝，稳定性差；而在pH 8.0～11.0（高于pI），两者均带负电荷产生静电排斥，有效抑制了絮凝，形成了稳定的乳液。同时，在此pH值范围内，界面处SPI和WPI的共吸附增强了界面层的黏弹性，降低了界面张力。Lu Junmeng等研究pH-shifting（11.0、11.5、12.0→7.0）对鸡肉肌原纤维蛋白乳化特性及界面机制的影响也发现：pH值变化促进了埋藏疏水基团和游离巯基的暴露，改变了二级结构；重新折叠的肌原纤维蛋白稳定的乳液液滴分布更均匀，界面吸附蛋白量更高。值得注意的是，pH值对蛋白质界面剪切黏弹性的影响常大于对扩张性质的影响，且效果因蛋白质来源而异。

　　酰化反应（如琥珀酰化、乙酰化）通过将酰基引入蛋白质的氨基（或羟基），增加其表面负电荷和分子间静电排斥力，促使分子结构伸展、柔韧性增加，并显著提高表面疏水性，从而增强其降低界面张力的能力和在油水界面的排列效率。琥珀酰化是最常用的酰化方法，其引入的羧基使蛋白质净负电荷增加，分子链因静电排斥而伸展，疏水基团暴露更充分。Matemu等发现，用饱和脂肪酸酰化修饰大豆7S和11S球蛋白可显著提高其乳化活性和乳液稳定性，归因于表面疏水性的增强。Xia Nan等利用乙二胺四乙酸二酐（EDTAD）酰化改性SPI，当EDTAD添加量为150 g/kg时，SPI的表面疏水性提高了213%，乳化活性提高了120%，Zeta电位绝对值提高了68%，粒径减小至247 nm。Lian Ziteng等系统研究了琥珀酰化程度（通过琥珀酸酐与SPI质量比调控）对SPI柔韧性和乳液性能的影响：当琥珀酸酐与SPI质量比为15∶100时，SPI取代度和柔韧性最高，界面功能性质最佳；相应的乳液具有更高Zeta电位、更小更均匀的液滴、更好的宏观稳定性和更优的油水界面性质；界面吸附蛋白的结构打开、柔韧性增加。Shen Yanting等报道乙酰化修饰也能显著改善豌豆蛋白的油保持能力、保水能力、乳化能力和稳定性，但可能降低其体外消化率。尽管酰化改性效果显著，未来研究需更深入解析酰化蛋白的多尺度结构-功能关系，并探索其在智能界面材料、可降解包装等领域的创新应用潜力。

　　酶法改性（酶水解）通过特异性断裂蛋白质肽键，产生分子质量更小、j9股份有限公司疏水性和可电离基团暴露更充分的多肽片段，从而加速其向界面的迁移和吸附，降低平衡界面张力，并可能通过改善构象柔性优化界面膜性质。酶解显著提高了蛋白质的表面吸附动力学速率。水解产物（小肽）尺寸减小、柔韧性提高，使其疏水位点更易接近和暴露，增加了能吸附到界面的分子数量。Chen Wenpu等的研究直接表明，酶解产生的小肽段在油-水界面具有更快的吸附速率，并能形成具有更高黏弹性的界面膜，这是其提升乳液稳定性的关键机制。多种蛋白酶已被用于改善蛋白质的界面和乳化性能，包括动物源（胰蛋白酶、胃蛋白酶）、植物源（木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶）和微生物源（Alcalase®、Flavourzyme®、Protamex®）蛋白酶，它们具有不同的裂解特异性。Wang Mingxin等系统地比较了7种蛋白酶（Alcalase、Bromelain、Flavourzyme、Papain、Pepsin、Protamex、Trypsin）水解大麻籽蛋白对其结构和乳化性能的影响：酶解导致水解物中α-螺旋和β-转角显著减少，β-折叠和无规卷曲增加，表明酶水解破坏了稳定二级结构的氢键网络；不同蛋白酶因切割偏好和水解程度不同，产生的水解物二级结构存在差异。类似地，García Arteaga等对豌豆蛋白的系统酶解研究表明，胰蛋白酶水解产物在油-水界面表现出优异的乳化性能，其乳化能力达到719 mL/g，显著优于未处理的豌豆蛋白（467 mL/g）。Ladjal-Ettoumi等的研究也表明，酶解能有效改善豌豆、鹰嘴豆和扁豆蛋白的乳化性能，证明了该方法的普适性。此外，酶解常与其他改性方法联用以产生协同效应。例如，Guan Haining等报道，先对大豆蛋白进行高压处理，再进行酶解，可以更有效地破坏其紧密结构，暴露出更多的酶切位点，从而产生界面活性更佳的水解产物，其稳定的乳液表现出更优的乳化性和氧化稳定性。综上，酶解是提升植物蛋白（尤其溶解性和柔性较差的种类）乳化性能的有效策略，通过产生具有优异界面活性的小肽片段或适度解聚的聚集体实现。图4系统归纳了物理、化学及生物改性技术如何通过调控蛋白多尺度结构（如展开、聚集、电荷修饰）强化界面吸附与乳液稳定性，为后续技术优化提供理论框架。

　　综上所述，物理、化学及生物改性技术是克服天然动植物蛋白（尤其是植物蛋白）乳化性能局限性的核心策略。物理改性（如热处理、超声、高压处理）主要通过能量输入诱导蛋白构象展开、聚集或解聚，暴露疏水基团并改善界面吸附动力学与膜性质。化学改性（如pHshifting、酰化）则通过调控蛋白表面电荷、亲疏水性和分子柔性，显著提升其降低界面张力及形成稳定界面的能力。生物改性（酶解）通过特异性裂解肽键生成小分子肽段，加速界面迁移并优化膜性能。这些技术能针对性解决蛋白溶解性低、吸附慢、界面膜强度不足等问题，有效拓宽了动植物蛋白在不同类型乳液（如HIPEs、Pickering乳液）中的应用潜力。然而，当前研究仍需更系统解析改性蛋白的多尺度结构-功能关系，并加强改性工艺在实际生产中的成本效益与规模化可行性评估，以推动高效、绿色改性技术的产业化应用。

　　动植物蛋白基乳液因其良好的生物相容性、可调控的流变特性和高效的封装能力，正从传统的酱料、饮料和肉制品等领域，向3D打印食品、植物基肉制品等前沿领域拓展。

　　3D打印技术为实现食品的个性化营养定制与复杂结构制造提供了革命性平台。在此背景下，蛋白基HIPEs与Pickering乳液因其可精准调控的黏弹性、剪切变稀及触变恢复特性，成为理想的可食用油墨。She Lulu等发现，当SPI与羧甲基纤维素以2∶1的质量比复合时，所稳定的HIPEs展现出卓越的打印适性，其触变恢复率高达89.43%，并能将β-胡萝卜素的包封率提升至94.52%，实现了成型与营养递送的双重目标。为赋予打印结构更强的机械强度，Wang Ying等利用热诱导制备的大豆蛋白淀粉样原纤维（11Fs）作为稳定剂，通过增强分子缠结使乳液的储能模量（G’）与结构恢复率（93%）得到显著提升，从而成功打印出结构锐利、无坍塌的复杂模型。Jiang Wen等采用超声/pH值辅助美拉德反应制备了豌豆蛋白-菊粉缀合物，其稳定的HIPEs触变恢复率达80%～88%，有效解决了油相分离与聚结问题。此外，Zhu Peineng等开发的豌豆蛋白基热可逆乳液凝胶与HIPEs体系，则分别展现了卓越的形状保真度与结构稳定性（打印高度保持率Hm为82.2%～87.8%），其热可逆特性更为打印材料的绿色循环利用提供了创新思路。

　　在植物基肉制品开发中，动物脂肪的替代是一项多目标协同的系统性工程：理想的替代物不仅需模拟其润滑口感与风味载体功能，更需在150～200 ℃的严苛烹饪条件下保持结构与风味完整性。现有脂肪体系常因高温致界面破裂引发油析、风味逸散及脂质氧化，导致植物肉质地干硬、风味失真与货架期缩短。蛋白基乳液，特别是HIPEs与Pickering乳液，通过将液态植物油结构化，并借助界面工程实现功能强化，为系统解决上述难题提供了关键技术路径。

　　在高温耐受性层面，相关研究通过界面强化策略，显著提升了乳液的热稳定性。例如，Wang Yu等利用青刺果蛋白天然的高热稳定性（变性温度92.1 ℃），未经改性即构建出耐蒸煮的HIPEs，成功替代100%动物脂肪制备出弹性与保水性俱佳的肉丸；Zeng Xiangquan等则通过SPI与壳聚糖的静电复合与氢键作用构建致密界面膜，使乳液在180 ℃烘烤中有效抑制油滴聚结，避免产品出油。进一步地，为实现风味的持久留香与可控释放，蛋白界面可作为“分子闸门”进行精准调控。Zeng Xiangquan等还利用SPI-壳聚糖复合体系封装烤牛肉风味后，通过调节pH值与氨酰胺转胺酶添加量，有效延缓了2,3,5-三甲基吡嗪等关键风味物在高温下的挥发；Liu Xiaoting等则通过pH值驱动改性制备大豆肽纳米颗粒，其稳定的HIPEs可通过调控大豆肽纳米颗粒浓度延缓柠檬烯释放，实现了120 d内风味保留率超70%的长效稳香。此外，针对不饱和脂肪酸易氧化的问题，界面抗氧化修饰策略展现出卓越效果。Santos等制备的酪蛋白酸钠-槲皮素共价复合物，不仅能通过强化界面膜刚性物理稳定乳液，还能通过槲皮素的酚羟基清除自由基，使乳液在储存45 d后的氢过氧化物含量显著低于对照组；Zhu Qiaomei等通过热诱导乳清蛋白纤维与没食子酸复合，构建的抗氧化界面使替代黄油体系的硫代巴比妥酸反应产物含量从1.69 mg/kg降至0.88 mg/kg（以丙二醛含量计），有效延缓了氧化酸败。综上，通过蛋白筛选、多糖复合、pH值驱动组装及界面活性物质整合等多尺度策略，蛋白基乳液体系能够协同攻克植物肉脂肪替代在热机械稳定性、风味动力学与氧化稳定性方面的核心瓶颈，为高品质植物基肉制品的开发提供了坚实的理论与技术基础。

　　除3D打印食品和植物基肉制品领域，蛋白基乳液在封装递送、功能多孔材料及食品保鲜膜领域亦具广阔潜力。在封装递送方面，Wu Pengrui等以荔枝皮来源纤维素纳米晶体和花生分离蛋白原纤维为双原纤维相，构建复合Pickering乳液，能于油滴表面形成厚韧的界面层，有效屏蔽紫外与高温胁迫，将姜黄素的体外生物可及性从37.29%显著提升至73.99%。在功能材料领域，Wang Junzheng等以SPI稳定的Pickering HIPEs为模板，通过原位聚合成功制备出具有三维互穿孔隙结构的材料，其表面富含羧基、巯基等活性位点，对低浓度铅离子的去除率高达95.7%，并表现出良好的重复使用性能。在食品保鲜方面，相关研究揭示了其从宏观包装到微观涂层的双重应用路径：Zhao Yuan等证实，通过调控乳化剂类型可实现SPI基乳液膜中油滴的均匀分散，从而显著优化其水汽阻隔性；而Chen Kai等开发的魔芋葡甘露聚糖/凝乳糖-绿豆蛋白复合乳液涂层，则能有效延缓樱桃番茄的质量损失与硬度下降，抑制呼吸强度达44.2%，显著延长产品货架期。

　　综上所述，动植物蛋白在乳液界面的构效差异已由“柔性-刚性”二元对立走向“互补-协同”的整合视角：动物蛋白的快速铺展与植物蛋白的机械锁定可在同一界面膜内形成时空梯度，从而同时实现低界面张力与高结构稳定性。这一认知不仅解释了二者在LIPEs、HIPEs及Pickering乳液中的差异化表现，也为多尺度精准设计提供了分子路线图。面向未来，研究重心将从单一蛋白改性转向“序列-构象-界面-消化”全链条耦合模型的构建，并借助连续化高压微射流与在线酶解的低碳工艺，将实验室尺度的结构洞察转化为吨级绿色生产。更重要的是，当这些乳液体系与3D打印油墨、植物肉脂肪替身及可食用包装膜深度融合时，其剪切变稀-后固化-营养控释三重特性将有望突破传统食品形态边界，为精准营养与可持续制造提供平台及解决方案。

　　实习编辑：安宏琳；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

　　为系统提升我国食品营养与安全的科技创新策源能力，加速科技成果向现实生产力转化，推动食品产业向绿色化、智能化、高端化转型升级，由北京食品科学研究院、中国食品杂志社《食品科学》杂志（EI收录）、中国食品杂志社《Food Science and Human Wellness》杂志（SCI收录）、中国食品杂志社《Journal of Future Foods》杂志（ESCI收录）主办，合肥工业大学、安徽省食品行业协会、安徽大学、合肥大学、合肥师范学院、北京工商大学、中国科技大学附属第一医院临床营养科、安徽粮食工程职业学院、皖西学院、滁州学院、蚌埠学院共同主办的“ 第六届食品科学与人类健康国际研讨会 ”，将于 2026年8月15-16日（8月14日全天报到） 在 中国 安徽 合肥 召开。