浙江工商大学朱扬:食品乳液的口腔可控失稳用于时序化香气释放与风味感知调控

2025-10-11 1445

近日,浙江工商大学朱扬联合新加坡食品与生物技术创新研究所的 Jianshe Chen 及中国计量大学的 Kun Yang,在《Food Hydrocolloids》期刊(一区,IF:12.4)上发表了题为《Controlled oral destabilization of food emulsions for sequential aroma release and profiled flavour perception》的研究性论文该研究聚焦食品乳液的口腔可控失稳机制,旨在解决传统乳液风味释放单一的问题。通过选用对唾液敏感性不同的乳化剂 —— 辛烯基琥珀酸酐(OSA)改性淀粉(Hi-CAP 100,HCP)与乳清蛋白分离物(WPI),分别制备负载乙酸异戊酯(中等疏水性)和 D - 柠檬烯(高疏水性)的乳液,系统探究了乳化剂类型对乳液微观结构、流变学特性、模拟口腔环境稳定性的影响,并结合体外口腔模拟、顶空分析及时间强度感官评价,揭示了乳化剂的唾液敏感性差异对风味释放时序的调控作用。

Graphical abstract

研究发现,HCP 乳液对唾液中的 α- 淀粉酶敏感性显著更高,与 WPI 乳液相比,其油脂释放量提升 28.6%(p<0.05);顶空分析显示,乳液的香气释放规律与油脂释放行为一致。在 1:1(v/v)的混合乳液体系中,HCP 负载的乙酸异戊酯在口腔加工初期(Tmax=20s)主导风味感知,而 WPI 负载的 D - 柠檬烯则在后期(Tmax=45s)成为风味主体,实现了 “先释一种风味、后释另一种风味” 的时序化释放效果。这一机制源于 HCP 受唾液 α- 淀粉酶水解后,乳液界面结构破坏、液滴聚并,加速风味释放;而 WPI 抗酶解性强,乳液稳定性更高,风味释放更缓慢,二者的协同作用为食品的多层级风味体验提供了新的技术路径。

食品口腔加工涉及复杂的物理化学变化,其中挥发性香气化合物的释放对食品适口性至关重要,但这些风味分子在供应链中易受温度、氧气、酶、pH 变化等环境因素影响而不稳定,面临降解、释放受阻及异味形成等问题。为解决此问题,乳液包埋技术成为关键手段,其能将疏水性风味包裹在油相中并分散于水基质中,实现风味保护与食用时的可控释放,但传统乳液存在风味释放模式单一的局限。乳化剂的选择对乳液性质和功能影响深远,乳清蛋白分离物(WPI)与辛烯基琥珀酸酐(OSA)改性淀粉(Hi-CAP 100,HCP)因界面结构不同,可能具有不同的风味释放动力学,尤其在口腔环境中,唾液中的 α- 淀粉酶会水解淀粉类乳化剂(如 HCP),间接或直接调节风味释放,而蛋白类乳化剂(如 WPI)无此酶促触发机制。此前研究多关注单风味乳液体系的平衡释放特性,对二元风味体系的动力学释放规律研究不足,难以满足消费者对多层级、时序化风味体验的需求,也限制了其在个性化营养食品开发中的应用,因此本研究针对上述空白展开探索。

乳化剂对唾液敏感性差异显著:

HCP 稳定的乳液对唾液 α- 淀粉酶敏感性显著高于 WPI 稳定的乳液,HCP 乳液的油脂释放量较 WPI 乳液提升 28.6%(p<0.05),且乳液的香气释放规律与油脂释放行为一致,这源于 α- 淀粉酶会水解 HCP 的淀粉长链,破坏乳液界面结构稳定性,而 WPI 具有较强的抗酶解能力,乳液稳定性更高。

混合乳液实现时序化风味释放:

在 1:1(v/v)的 HCP 与 WPI 混合乳液体系中,呈现出明显的时序化风味感知效果,HCP 负载的风味化合物(如乙酸异戊酯)在口腔加工初期(Tmax=20s)主导风味感知,WPI 负载的风味化合物(如 D - 柠檬烯)则在后期(Tmax=45s)成为风味主体,二者的协同作用构建了 “先释后释” 的风味释放模式。

乳化剂与风味分子相互作用影响释放特性:

乳化剂类型对不同疏水性风味分子的释放有差异化影响,对于高疏水性的 D - 柠檬烯,WPI 包埋时的释放浓度高于 HCP,因 HCP 的多糖链及 OSA 引入的疏水基团能与 D - 柠檬烯形成更稳定的结合;而对于中等疏水性的乙酸异戊酯,乳化剂类型对其释放动力学影响较小,这与两种风味分子的结构特性及与乳化剂的相互作用强度相关。

为食品风味设计提供理论与技术支撑:

本研究证实,通过选择具有不同唾液敏感性的乳化剂,可实现乳液基食品中风味的时序化释放,基于 HCP 与 WPI 的互补特性,能够设计出具有多层级感官体验的食品,同时淀粉基体系的酶促响应特性也为个性化营养中靶向营养素或生物活性物质递送提供了可能。