暨南大学油料生物炼制与营养创新团队成员博士研究生陈德初在 Journal of Agricultural and Food Chemistry 期刊（中科院JCR 1区，影响因子5.7）发表题为“Pickering Foam Stabilized by Diacylglycerol-Based Solid Lipid Nanoparticles: Effect of Protein Modification”的研究论文，由仇超颖副研究员指导并作为通讯作者。

一、研究背景

泡沫是气体在连续液相中的分散体，在食品、化妆品和洗涤剂等行业中应用十分广泛。通常使用表面活性剂或蛋白质降低泡沫的界面张力，形成弹性界面膜以维持泡沫的稳定。但是，由于排水、聚结以及歧化现象，水相泡沫的不稳定性依旧是各种工业应用中难题。目前研究发现，由胶体颗粒稳定的泡沫具有较强稳定性，可以有效阻止气泡聚结、粗化或奥斯特瓦尔德熟化。颗粒润湿性对其在界面吸附能力至关重要，对于水相泡沫制备，颗粒的接触角范围一般为50°−70°。大多数疏水性颗粒难以吸附于空气−水界面，但可以通过各种方式如硅烷化、表面活性剂吸附、温度和pH调节等物理方法改变颗粒的润湿性。生物来源性Pickering颗粒主要有蛋白质聚集体、凝胶颗粒和改性淀粉颗粒等，普遍存在起泡率低、稳定性差等问题。甘油二酯（DAG）具有独特的结晶特性和两亲性，且不同酰基链长和异构体比例的DAG具有不同的极性和表面活性。研究证明DAG对油泡沫和油包水乳液表现出显著的皮克林稳定作用。然而，目前只有较少研究报道固体脂质颗粒用于稳定水相泡沫。在制备甘油二酯基固体脂质纳米颗粒（SLN）的过程中，蛋白质通常会改变纳米颗粒的大小、电荷等结构特征，从而产生不同的表面性能并影响最终起泡性。由于分子间的相互作用和不同的界面稳定机制，脂质颗粒与蛋白质之间可能存在拮抗或协同作用。

二、研究方法

本研究探讨了不同酰基链长（C12−C18）的SLN界面性质和起泡性，并评估含有柔性酪蛋白酸钠（SC）和富含球状β−乳球蛋白的乳清分离蛋白（WPI）修饰的SLN起泡性和泡沫稳定性。通过测量SLN的动态表面张力、大振幅振荡剪切（LAOS）和界面膨胀特性，阐明蛋白质−SLN在表面和体相的相互作用，揭示了SLN的性质（多态性、粒径、ζ电位和形貌等）、界面行为与泡沫稳定性之间的关系，为DAG基纳米颗粒在水相泡沫中的应用提供理论指导。

三、研究结果

不同酰基链长DAG−SLN具有不同晶体多态性和界面活性。其中，C14−DAGSLN接触角约为79°，能够形成高塑性超稳水相泡沫。在颗粒含量为5 wt.%，8000 rpm下剪切4 min，SLN的起泡率约为150%，且泡沫在室温储存60天保持稳定。添加0.1 wt.%乳清分离蛋白和酪蛋白酸钠显著提高SLN的起泡性和界面活性，并促进颗粒在气泡表面堆积。通过流变学测试表明由0.1 wt.%蛋白质改性的SLN泡沫表现出更高的弹性模量(G' > 10⁵ Pa)，且在大振幅振荡剪切测量中，具有更优弹性和抗破裂能力。此外，通过傅里叶红外光谱(FTIR)分析，蛋白质与SLN结合后二级结构发生变化，β−折叠含量增加，提高SLN的表面活性和泡沫稳定性。泡沫热敏性实验表明，0.1 wt.%蛋白质改性的SLN泡沫在加热过程中表现出更好的热稳定性。

四、研究结论

本研究评估了不同酰基链长DAG基SLN在水相泡沫中的表面活性，并探究不同蛋白质结构修饰SLN对颗粒界面吸附情况和泡沫性质的影响。

同酰基链长DAG中，C14−DAG SLN具有较好的润湿性、表面活性以及紧密堆积的颗粒三维网络结构，可用于制备高塑性超稳水相泡沫。添加0.1 wt.%蛋白质进行乳化制备SLN，颗粒的起泡率提高至250%，且泡沫结构更细腻，促进颗粒在界面紧密堆积，形成更厚的吸附层，表现出更优的加热稳定性。然而，由于界面竞争吸附和颗粒润湿性的变化，过量蛋白质会导致泡沫稳定性下降。研究表明，蛋白质与SLN复合后，蛋白质的二级结构表现为β−折叠增多，无规卷曲含量降低。因此，基于高熔点C14−DAG SLN可用于制备Pickering泡沫，在食品和化妆品领域有广泛的应用前景。

本研究工作得到广东省基础与应用基础研究基金（2024A1515011733）、广东省科技厅资助（2022B0202010003）以及中央高校基本科研业务费专项资金（21623218）的支持。

原文文献：

Chen, Dechu, Yee Ying Lee, Chin Ping Tan, Yong Wang, and Chaoying Qiu. Pickering Foam Stabilized by Diacylglycerol-Based Solid Lipid Nanoparticles: Effect of Protein Modification. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2024, 72 (35), 19480−19493.

作者简介：

陈德初，暨南大学2024级生物医学物理与生物医学信息技术博士研究生，研究方向为甘油二酯纳米颗粒与气凝胶体系。在Journal of Agricultural and Food Chemistry，Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects等期刊上发表SCI论文4篇（一作2篇），申请国家发明专利2项（学生一作），参编科普书1本。

仇超颖，博士，副研究员，广州市珠江科技新星，研究方向为功能油脂在健康食品体系中的应用，主讲4门研究生及本科生课程，主持国家基金、省市级项目十余项，第一/通讯作者发表32篇SCI论文，申请专利10项，授权6项，副主编教材/科普书2本，获得暨南大学第九届教学成果奖一等奖（第4），入选暨南“双百英才”杰出青年学者。担任 Food Chemistry, International Journal of Biological macromolecules等SCI期刊的审稿人。