全球食品消费模式正在经历深刻而持续的转型。在消费者日益重视可持续健康饮食、动物福利意识增强、素食与弹性素食生活方式兴起以及各类宗教饮食限制普遍存在的驱动下,植物基食品的需求持续稳步增长。市场研究数据显示,2024年全球植物基食品市场价值达283.8亿美元,预计到2032年将增长至1769亿美元。同期,2023年全球植物蛋白市场规模为122.4亿美元,预计到2031年将达到201亿美元,年复合增长率约为6.40%。在此背景下,植物蛋白的开发与利用已成为食品科学与营养领域的研究热点。全球科研力量正日益聚焦于寻找可持续、功能性强且营养均衡的动物蛋白替代品,以满足技术与健康双重需求。葵花籽分离蛋白作为葵花籽油加工的副产物,凭借其良好的营养特性、均衡的氨基酸组成、丰富的原料来源及非转基因属性,成为植物基食品配方中极具潜力的原料,受到广泛关注。然而,SPI的实际应用常受限于其溶解性、胶体稳定性及乳化性能的不足,制约了其在复杂食品体系中的广泛应用。因此,开发有效策略以提升SPI的功能特性,实现"全天然、高功能、广适用"的目标,已成为关键研究重点。
乳液基递送系统是现代食品与制药产业的核心技术,能够实现脂溶性生物活性化合物的包埋、保护,并提升其稳定性和生物利用度。α-亚麻酸作为一种必需n-3多不饱和脂肪酸,在亚麻籽油中含量丰富,其心血管保护、抗炎及促进神经系统发育等健康功效已获广泛认可。然而,ALA分子中三个不饱和双键的存在使其极易发生氧化降解,而其强疏水性导致水溶性差、生物利用度低,严重限制了其在功能性食品和营养品中的应用。构建水包油乳液递送系统,将油相分散为微米或纳米级液滴,能有效增加比表面积并调控界面性质,从而促进胃肠道对脂溶性营养物质的消化吸收,为ALA递送提供有效策略。
乳液的稳定性与功能性能主要取决于乳化剂在油水界面形成的界面层的结构与性质,这一复杂现象涉及界面化学、胶体科学和软物质物理。蛋白质乳化剂主要通过其固有的两亲性质实现稳定作用,通过界面吸附、展开与重排,提供静电斥力与粘弹性界面网络。磷脂作为生物膜的关键结构成分,是一类具有独特两亲结构的天然低分子量表面活性剂。其分子结构由亲水性磷酸基团头部和疏水性脂肪酸尾部组成,能够实现快速界面吸附、有效降低界面张力并产生空间稳定效应。然而,单一乳化剂稳定的乳液体系存在固有局限:蛋白质稳定的乳液常对环境压力(如pH变化、离子强度、热处理)敏感,易发生聚集或相分离;而磷脂稳定的乳液则可能因界面膜黏度低、机械强度不足而出现奥斯特瓦尔德熟化与聚结现象,其乳化效率高度依赖于磷脂组成。因此,以适宜比例复合蛋白质与磷脂,有望产生协同稳定效应,构建多组分、层级化的复合界面结构。此类界面可整合蛋白质的网络形成能力与磷脂的高表面活性及致密分子排布,从而获得具有增强物理稳定性、可调控脂质消化行为及提升包埋生物活性物质生物可及性的乳液体系。
已有研究表明,调整豌豆蛋白与磷脂酰胆碱的比例可显著改变界面厚度与粗糙度,从而改善O/W乳液的氧化稳定性。类似地,乳清蛋白与乳脂肪球膜磷脂的相互作用能够改变WP的二级与三级结构,促进致密界面层形成,提升体外胃肠道模拟中的乳化性能、物理稳定性与脂质消化效率。此外,乳清蛋白与磷脂的共吸附可改善乳液分散性与稳定性,同时实现磷虾油中EPA和DHA等功能脂质的高效体外与体内递送。类似的协同效应在其他蛋白-磷脂体系(如大豆分离蛋白-磷脂酰胆碱、酪蛋白-卵磷脂共稳定乳液)中亦有报道,这些体系均表现出增强的物理、化学及氧化稳定性,并改善了脂质消化行为。尽管已有这些进展,针对SPI-PL复合体系的系统性研究仍显不足。特别是对其分子相互作用机制、比例依赖性界面组装行为,以及由此对脂质消化与营养素(尤其是ALA)递送效率的调控机制,尚缺乏全面理解。若干关键科学问题仍未解决,包括SPI-PL复合的分子基础、组分比例对复合界面结构与性质的影响,以及此类界面调控脂质水解动力学与ALA生物可及性的内在机制。