暨南大学油料生物炼制与营养创新团队博士研究生谢朋凯在Food Chemistry期刊（中科院农林科学1区TOP，影响因子8.5）发表了题为“Reinforcement the whipping capabilities of aerated emulsions by multi-enzymatic modification of palm olein: Fat crystal-membrane interactions insights”的研究论文，由张震副教授指导并作为通讯作者。

一、研究背景

近年来，随着我国新茶饮市场的快速发展，低脂低饱和型搅打奶油越来越受消费者喜爱，已成为当前的发展趋势。高质量的搅打奶油泡沫的形成依赖于脂肪球之间有效的部分聚结，这将促使泡沫的高起泡率并提升其稳定性。一般来说，搅打过程中需通过晶膜互作效应，即脂肪晶体刺破球膜，液体油润湿晶体并加固脂肪球之间的连接，来完成对气泡的包裹并形成质地优良的泡沫。其中，塑性脂肪的结晶能力对部分聚结作用突出，因此盲目的追求低脂低饱和油基构建搅打奶油体系将会造成搅打性能弱。如何增强不饱和脂肪酸含量高的基础油在充气乳液中的搅打性能，是在充气乳液应用端亟需解决的难题。酶法酯交换为该问题的解决提供了新思路。酯交换通过促进酰基迁移影响甘油骨架上脂肪酸重排，进而改变脂肪的结晶性能。因此，将不饱和脂肪酸含量高的油脂酶法酯交换改性，是创造低饱和塑性脂肪的一种途经。其次，相比于传统搅打奶油中的使用的黄油、棕榈仁油、椰子油等甘油三酯类油脂，甘油二酯分子少一个脂肪酸，多一个亲水羟基基团，和相同脂肪酸组成的甘油三酯相比，极性更大的甘油二酯熔点一般要高10℃以上，结晶特性也有较大差异，并且其极性赋予甘油二酯界面调控特性方面的能力。因此，本研究重点聚焦于多重酶法改性方法制备低饱和塑性基础油并探究其在低脂搅打奶油中的应用机制，创新的结合多种可中试规模生产制备工艺，为今后的低脂低饱和搅打奶油的设计及生产提供指导。

 图1本文研究的总体思路

二、研究方法

本文以棕榈液油为原料，通过酶法制备酯交换油脂（PO-EIE）、甘油二酯(PO-DAG)和酯交换油脂再甘油二酯化油脂(PO-EIE-DAG)。首先系统探究四种基础油的结晶性质的变化，其次探究在脂肪球界面上的吸附性质的差异，进而探究其在脂肪球部分聚结性质的影响机制。最后选取搅打性能表现优异的基础油进行复配来强化搅打性能，并对泡沫质量进行全面评价，以确保满足实际生产的需要。

三、研究结果

结果表明，酶催化酯交换改性后，PO-EIE的脂肪结晶性能显著增强，表现在脂肪晶体网络变得致密和熔点提升。进而显著促进了搅打过程中晶-膜互作（部分聚结率大幅提升），泡沫性能得到显著改善。酶法甘油解制备的DAG以其显著的界面活性而出众，并且其活性羟基可以在脂肪球界面膜上吸附蛋白。然而，富含DAG的充气乳液往往会降低液相中的蛋白浓度，导致搅打过程中液相蛋白质无法有效充分包裹气泡，表现在起泡率低。但DAG大幅度缩短了搅打时间，为构建高质量、快速搅打型充气乳液体系构建奠定了基础。实验发现，PO-DAG和PO-EIE-DAG在充气乳液中的作用无显著差异。因此，考虑到实验效果和实际应用的经济性，选取PO-DAG和PO-EIE进行复配强化。最终，由于PO-EIE优化的晶膜互作和DAG独特的界面特性，PO-EIE和PO-DAG的复配显著改善了搅打性能和泡沫质量。同时发现两种改性脂肪的复配基础油在搅打过程中表现出协同效应，其中40%PO-EIE-60%PO-DAG复配组在生产低饱和、快速搅打型充气乳液中显示出工业应用的前景。

 图2棕榈液油酶促改性油脂的结晶特性。（A）固体脂肪含量。（B）晶体形态和分形维数。（C）X 射线衍射图。（D）结晶曲线。（E）熔融曲线。

 图3充气乳液的搅打能力。（A）部分聚结。（B）塑形能力。（C）泡沫 G′和 G“随频率的变化。（D）泡沫 G′和 G“随温度的变化。

 图4四种基础油制备的充气乳液的泡沫体系的冷冻扫描电镜图。

 图5 PO-EIE和PO-DAG复配对充气乳液搅打性能的影响。（A）部分聚结。（B）裱花能力。（C）泡沫 G′和 G“随频率的变化。（D）泡沫 G′和 G“随温度的变化。（E）蠕变恢复曲线。（F）恢复率。

四、研究结论

本文系统探究了多重酶法改性棕榈液油作为低饱和油基在低脂搅打奶油中的作用机制。经酶促酯交换反应后，油脂的结晶性能大幅增强（表现在结晶网络致密和熔点升高），主要通过促进脂肪球之间的晶膜互作效应提高搅打性能的提升。酶法甘油解改性得到的DAG,活性羟基在脂肪球界面以氢键相互作用吸附蛋白质，界面蛋白含量增高导致液相蛋白降低，搅打过程中不能及时包裹气泡造成搅打性能较弱，但搅打时间却急剧缩短。最后，通过复配PO-EIE和PO-DAG，泡沫的性质得到显著提升，流变性质和微观结构揭示了二者对搅打奶油泡沫性质提升的协同增效作用。

本研究工作得到国家重点研发计划项目（2024YFE0214900），国家自然科学基金（32472249和32272341），国家重点研发计划项目（2023YFD2100401）和广东省重点领域研发项目（2022B0202010003）的支持。

原文文献：

Xie Pengkai, Lai Junqi, Lee Yee-Ying, Xie Rui, He Tong, Tan Chin-Ping, Wang Yong, Zhang Zhen. (2025). Reinforcement the whipping capabilities of aerated emulsions by multi-enzymatic modification of palm olein: Fat crystal-membrane interactions insights.Food Chemistry, 475, 143390.

作者简介：

  谢朋凯，暨南大学2023级生物与医药博士研究生，研究方向为油脂生物炼制与营养。目前已在油脂酶法改性、特种油脂研发与稀奶油质量控制等方面开展研究。在研究领域发表文章20余篇，其中以第一作者在Food Hydrocolloids，Food Chemistry，Food Bioscience，Journal of Food Engineering等期刊上发表SCI收录论文11篇，CSCD收录论文1篇，申请国家发明专利1项。

张震，博士/副教授，暨南大学食品科学与工程系副主任，入选“暨南英才计划”暨南杰青（第一层次），《中国油脂》， 《Journal of Future Foods》和《Grain & Oil Science and Technology》青年编委，长期从事油脂改性加工与应用基础及其产业化研究。在 Bioresource Technology、Critical Reviews in Food Science and Nutrition、Journal of Agriculturaland Food Chemistry、Food Chemistry 和 Industrial Crops and Products 等期刊以第一/通讯作者发表论文50余篇；申请发明专利30余件，授权10余件；主持国家自然科学基金项目2项，省部级科研项目6项，承担校企横向课题8项；起草(排名第二)团体标准2项；主编或参编出版包括《甘油二酯油与人体健康》、《食品脂类学》 等在内的编著3部。