摘要：為改善植物蛋白乳液因蛋白質含量低而導致的營養密度不足問題，本研究以鮮核桃為原料，構建了高蛋白鮮核桃乳液（FWE），係統研究了單雙脂肪酸甘油酯（MG/DG）對乳液穩定性與結構特性的影響。從流變學特性、界麵張力以及微觀結構等多維度分析，發現MG/DG能夠在油-水界麵通過氫鍵與疏水作用形成致密界麵膜，顯著提升FWE穩定性。當添加量為0.5%時，乳液粒徑最小、界麵張力最低，流變特性顯示其網絡結構強度與穩定性最佳；過量添加（0.6%）則會因過量MG/DG分子聚集，與界麵競爭吸附，導致界麵膜完整性下降。本研究從界麵與流變學角度闡明了MG/DG對高蛋白植物乳基料的穩定機製，為鮮核桃乳液基料的開發提供了理論依據。

近年來，全球消費者出於健康、可持續性及倫理考慮，日益傾向於選擇植物基飲食。然而，市售植物蛋白飲料的品質提升麵臨多重製約：其一，營養密度不均，例如豆奶蛋白含量可達約3.9 g/100 mL，而多數木本植物基蛋白飲料（如杏仁、椰子等）小於1.1 g/100 mL，營養價值受限；其二，加工易損風味，熱加工與幹燥處理易引發脂質氧化，損害產品風味並降解化學物質；其三，配方依賴複配，為獲得物理穩定性，工業化生產普遍需要依賴由乳化劑（如單甘酯、大豆卵磷脂）和增稠劑（如黃原膠、CMC）組成的複配體係。

在此背景下，核桃因其含有包括多種亞油酸和α-亞麻酸在內的必需脂肪酸，成為開發植物基乳液的理想原料。當前，針對核桃乳液基料的開發研究，國內外呈現出不同的側重點。國內研究主要集中於兩大方向：一是以幹核桃仁為原料，開發核桃乳飲料、核桃發酵乳等終端產品；二是在膠體層麵，利用核桃分離蛋白與花青素、殼聚糖或黃原膠等物質相互作用，構建穩定的乳液體係。後者雖為乳液穩定性提供了創新解決方案，但其研究目標多為驗證蛋白的功能性質，並未直接指向提升終端產品的蛋白質含量。相比之下，國外研究則更側重於對核桃乳液體係的理化特性及穩定性探究：深入分析乳液的氧化穩定性、改性對結構的影響及加工工藝（如pH、凍融、滅菌）對穩定性的影響；探索如適用於3D打印的新型乳液體係；並係統優化乳化劑與增稠劑的複配效果。

綜上，絕大多數研究仍集中於以幹核桃仁或提純核桃蛋白為基礎的乳液體係構建與優化，這直接導致了當前主流技術路徑下的一個產業現實：市售核桃乳的蛋白質含量普遍偏低（通常<1%）。因此，在開發高營養品質核桃乳基料時，核心挑戰是如何平衡原料利用效率、蛋白質含量與穩定性。

為應對這一挑戰，本研究提出直接采用鮮核桃為原料構建乳液，以期在提升蛋白質含量與原料利用效率方麵提供新途徑。由此製備的高蛋白鮮核桃乳液（Fresh Walnut Emulsion，FWE）屬於熱力學不穩定的水包油體係，在儲存期間極易發生乳析、絮凝、聚結等失穩現象。調控油-水界麵上的非共價相互作用是提高乳液穩定性的有效策略之一。因此，本研究選擇單雙脂肪酸甘油酯（MG/DG）作為關鍵界麵調控劑，MG/DG具有兩親性和生物相容性，能有效分散於油-水界麵並形成穩定的界麵包覆層，抑製液滴在熱處理過程中的聚集。這一特性使其對脂肪含量高的植物原料（如椰子、杏仁）中的天然油脂表現出良好的乳化能力，可有效防止脂肪上浮，為其在鮮核桃乳液中的應用提供了依據。

本研究旨在針對鮮核桃這一特定原料體係，通過調控MG/DG添加量進行精準的界麵設計，係統探究其對FWE的流變學特性及界麵性質的影響，揭示其穩定機製。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鮮核桃、幹核桃；單雙甘油脂肪酸酯（MG/DG）；Lowry法蛋白濃度測定試劑盒；其餘化學試劑均為分析純。

PB-10 pH計；氣相色譜-質譜聯用儀；熱重分析儀；粒徑與ζ電位分析儀；穩定性分析儀；旋轉流變儀；芬蘭Kibron dIFT雙通道動態界麵張力儀；共聚焦激光掃描顯微鏡；掃描電鏡；原子力顯微鏡；衰減全反射傅裏葉變換紅外光譜儀。

1.2 實驗方法

1.2.1 鮮核桃乳液（FWE）製備工藝

FWE的製備包括研磨、乳化和灌裝三個步驟。首先，將鮮核桃與水按1:8的質量比例研磨破碎，過濾後得到基礎乳液（記為FWE-0%）；隨後，向其中分別添加質量分數為0.1%~0.6%的MG/DG，經均質乳化後灌裝，並依次標記為FWE-0.1%至FWE-0.6%，以幹核桃仁為原料的對照組。幹核桃乳液的製備中，幹核桃經浸泡過夜預處理，其餘工藝、配方及用水量均與FWE基礎乳液保持完全一致，所得樣品記為DWE。

1.2.2 核桃原乳的理化指標

FWE與DWE原乳樣品的蛋白質采用Lowry法測定，脂肪含量參照酸水解法測定，結果以g/100 mL表示；pH使用pH計於室溫下測定。蛋白質組成通過SDS-PAGE進行分析：FWE與DWE樣品分別與緩衝液混合，沸水浴變性5 min，取10 μL於4%~20%梯度凝膠，在120 V恒壓條件下電泳約90 min，隨後經考馬斯亮藍染色並脫色，最後使用凝膠成像係統采集並分析圖譜。

脂肪酸組成采用氣相色譜分析：向適量FWE與DWE中加入4 mL氯仿，渦旋混勻後加入生理鹽水，離心分離並收集有機相；經二氯甲烷萃取、氮吹濃縮後，所得殘渣與2 mL 5%硫酸-甲醇溶液在80 ℃條件下衍生化2 h。反應液經正己烷-水溶液萃取淨化，氮吹幹燥後以異辛烷複溶。最終采用配備CP-Sil 88色譜柱的氣相色譜進行分析，分流比為10:1，載氣流速1.0 mL/min。質譜進樣口溫度260 ℃，四級杆溫度150 ℃，掃描方式為單離子監測，質量掃描範圍為m/z 30~550。

熱穩定性分析采用熱重分析儀，取10.0 mg FWE和DWE凍幹粉末置於敞口鉑金坩堝中，在20 mL/s氮氣流速下，以10 ℃/min速率從30 ℃程序升溫至600 ℃，記錄質量隨爐溫的變化曲線。

1.2.3 鮮核桃乳液的ζ電位、粒徑及穩定性測定

粒徑使用Mastersizer 3000測定，FWE經水稀釋後於25 ℃下檢測，設定蛋白質與水的折射率分別為1.46和1.33；ζ電位使用電位儀測定，FWE經水稀釋100倍後重複測定3次。穩定性使用穩定性分析儀於25 ℃下通過乳液透光率進行評估，轉速4000 r/min，時間15 min。

1.2.4 鮮核桃乳液的流變學與界麵特性表征

1.2.4.1 流變學特性分析

采用流變儀對FWE進行測試。使用40 mm平行板夾具，設置板間距1 mm，實驗全程恒溫25 ℃。穩態流動分析中，剪切速率從0.1 s⁻¹對數遞增至100 s⁻¹獲取流動曲線，並通過Cross模型擬合：

η = η∞ + (η₀ − η∞) / [1 + (λ·γ̇)^m]

式中：η為表觀粘度，η₀為零剪切粘度，η∞為無窮剪切粘度，λ為特征鬆弛時間，γ̇為剪切速率，m為無量綱指數。

1.2.4.2 基於斯托克斯定律的乳液沉降穩定性分析

斯托克斯定律描述了剛性球體在粘性流體中因重力作用而產生的勻速沉降速度，其表達式為：

v = 2g(ρp − ρf)r² / (9η)

式中：v為液滴的沉降速度，g為重力加速度，ρp為分散相密度，ρf為連續相密度，r為液滴半徑，η為連續相粘度。

基於斯托克斯定律，乳液的相對沉降穩定性通過計算理論沉降速率進行評估。液滴半徑由體積平均粒徑D[4,3]換算，體係粘度η采用零剪切粘度η₀，g、ρp與ρf均可視為定值。沉降速率v的計算公式如下：

v = K · D[4,3]² / η₀

式中：K為常數，D[4,3]為乳液粒徑，η₀為零剪切下的粘度。

該比值可作為評估其動力學穩定性的理論指標。