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想象一下，我們有一種特別的油水混合物，這種混合物中油的比例超過(guò)了，被稱為高內(nèi)相乳液（簡(jiǎn)稱HIPEs），這種凝膠狀混合物可用作替代高油產(chǎn)品如部分氫化油或蛋黃醬，甚至作為可食用的3D打印油墨。

通常，我們需要添加表面活性劑來(lái)保持其穩(wěn)定，但市面上多數(shù)是化學(xué)合成的，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值有限。因此，研究人員轉(zhuǎn)向天然大分子如蛋白質(zhì)、多糖作為替代穩(wěn)定劑。然而，天然穩(wěn)定劑面臨環(huán)境因素的挑戰(zhàn)，如溫度、酸堿度的影響，需進(jìn)一步研究以優(yōu)化其穩(wěn)定性和流動(dòng)特性，以便更廣泛應(yīng)用。

2023年10月，西華大學(xué)食品與工程學(xué)院陳祥貴教授課題組在《Food Hydrocolloids》發(fā)表題為“High internal phase emulsions stabilized by walnut protein amyloid-likeaggregates and their application in food 3D printing"的研究成果（IF=10.7），研究了核桃分離蛋白(WPI)固化的高內(nèi)相乳液(HIPEs)及其淀粉樣聚集體(WPIA)的流變性能，并測(cè)試了WPIA穩(wěn)定的HIPEs作為可食用食品油墨用于3D打印的打印性能，為蛋白質(zhì)類(lèi)淀粉樣纖維聚集對(duì)穩(wěn)定HIPEs流變特性的影響提供了重要的實(shí)驗(yàn)視角。

研究團(tuán)隊(duì)首先通過(guò)特殊方法制備了核桃淀粉樣蛋白聚集體(WPIA)，并使用了兩種不同的染料來(lái)標(biāo)記蛋白質(zhì)和油滴，借助SOPTOP CLSM600激光共聚焦掃描顯微鏡觀察HIPEs中油滴的形態(tài)和微觀結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)乳化劑濃度和酸堿值（pH值）對(duì)高內(nèi)相乳劑

在酸性環(huán)境（pH 3.0）下，核桃分離蛋白能有效穩(wěn)定高內(nèi)相乳液，形成了以固體顆粒為乳化劑的Pickering型HIPEs。相比之下，核桃分離蛋白穩(wěn)定的HIPEs具有更好的儲(chǔ)能能力和較低的屈服應(yīng)力。

在中性pH 7.0下，雖然核桃分離蛋白的穩(wěn)定效果減弱，核桃蛋白淀粉樣聚集體(WPIA)仍可一定程度上維持乳液結(jié)構(gòu)，而單獨(dú)的核桃分離蛋白由于溶解性差，在中性環(huán)境中幾乎不能穩(wěn)定HIPEs。

WPI和WPIA在pH 3.0下穩(wěn)定的HIPEs以及在pH 7.0下WPIA穩(wěn)定的HIPEs的CLSM600鏡下圖像

相比于普通倒置熒光顯微鏡，共聚焦顯微鏡能夠提供更高的分辨率和圖像清晰度，減少背景信號(hào)的干擾，提高圖像的對(duì)比度。

同時(shí)，激光光源具有較高的亮度和穿透性，對(duì)于觀察HIPEs這類(lèi)結(jié)構(gòu)復(fù)雜或者較為不透明的樣品更有優(yōu)勢(shì)。

此外，研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)WPI和WPIA在pH 3.0穩(wěn)定的HIPEs都表現(xiàn)出優(yōu)良的3D打印性能，為同一蛋白質(zhì)在不同聚集情況下形成的HIPEs性能提供了一系列有價(jià)值的見(jiàn)解，也為擴(kuò)大核桃蛋白在食品工業(yè)中的應(yīng)用提供了一種新方式。

論文信息

He C, Xu Y, Ling M, et al. High internal phase emulsions stabilized by walnut protein amyloid-like aggregates and their application in food 3D printing[J]. Food Hydrocolloids, 2024, 147: 109444.

DOI: 10.1016/j.foodres.2023.112858