近日，江西农业大学食品科学与工程学院、江西省天然产物与功能食品重点实验室王文君教授团队在食品科学领域权威期刊《Trends in Food Science & Technology》（IF=17.4，JCR1区，中科院1区Top）发表题为“Interfacial engineered protein–polysaccharide–polyphenol complex high internal phase emulsions: From stabilization mechanisms to intelligent applications”的综述文章。
该文章通讯作者为江西农业大学食品学院王文君教授，第一作者为2024级食品加工与安全专业硕士研究生梁海萍。
高内相乳液（high internal phase emulsions，HIPEs）通常是指分散相体积分数不低于74%的高浓度乳液体系。由于液滴在有限空间内高度拥挤，并发生变形和紧密堆积，HIPEs能够形成连续的液滴网络，呈现类固体黏弹性和良好的形态保持能力，因而在活性成分递送、结构化脂肪替代、食品质构调控和3D食品打印等领域受到广泛关注。
液滴的高度密集也对HIPEs的界面稳定提出了更高要求。稳定剂既要快速迁移并吸附至油–水界面，又要形成具有一定机械强度和结构适应性的界面膜。蛋白质具有良好的界面吸附能力，多糖可以提供空间位阻和网络支撑，多酚则能够参与复合物组装，并发挥抗氧化等作用。将三者进行合理复配，有望同时调控界面吸附、液滴网络和体系功能，为食品级HIPEs的构建提供更多可能。
围绕这一问题，该综述梳理了蛋白质–多糖–多酚复合物从水相缔合、界面吸附和界面膜形成，到液滴网络构建及食品应用的研究进展，并重点讨论了多组分体系是否形成真正的界面协同。文章指出，未来不能只依据粒径、储能模量或储藏稳定性等终点指标评价体系性能，还需要关注界面形成过程及其与宏观性质之间的联系，推动HIPEs研究由性能描述逐步走向机制验证和预测设计。
成果介绍
蛋白质、多糖和多酚在HIPEs中承担着不同的稳定作用。蛋白质具有两亲性，能够吸附至油–水界面并降低界面张力，形成初始界面层；多糖通过水合作用、空间位阻和连续相网络限制液滴迁移与聚并；多酚则可通过氢键、疏水相互作用和π–π堆积等与蛋白质或多糖结合，影响复合物结构、界面膜形成及体系的氧化稳定性。
三类组分之间的相互作用会进一步影响界面吸附、膜层结构和液滴堆积，并最终反映在HIPEs的流变特性、结构稳定性和功能成分释放等方面。因此，复合HIPEs的形成并非各组分功能的简单叠加，而是一个由水相缔合、界面迁移与吸附、吸附后重排以及液滴网络形成共同控制的多尺度过程。
文章还对Web of Science核心合集检索获得的1731 条记录进行了文献计量分析。结果显示，HIPEs研究已由基础乳液稳定逐步拓展至界面行为、流变调控、营养递送、3D打印和脂肪替代等方向，而多组分动态界面组装及可预测的构效关系仍是有待深入研究的问题。
图1蛋白质–多糖–多酚复合物稳定HIPEs的形成机制及文献计量学分析
值得注意的是，液滴粒径减小、储能模量升高或界面膜增厚，并不足以证明三元组分之间产生了真正的界面协同。例如，多糖可能主要通过增加连续相黏度限制液滴运动，多酚也可能主要发挥抗氧化作用，而没有直接参与界面膜构建。
组分间的相互作用同样不是越强越好。过强的蛋白质–多酚结合可能降低复合物的分散性和分子运动能力，减缓其界面迁移、吸附和重排。因此，多组分体系的设计需要在界面吸附、膜层强度、结构适应性和连续相支撑之间取得平衡。
要准确判断多组分体系是否形成界面协同，不能只依赖粒径和储能模量等终点指标，还需要结合动态界面张力、吸附动力学、界面流变及微观结构表征，分析复合物从水相缔合到界面膜形成的动态过程。
图2复合物稳定HIPEs的界面形成、性能调控及预测设计框架
不同类型的二元复合物各有其稳定特点。蛋白质–多糖复合物主要发挥界面吸附、空间位阻和连续相网络增强作用；蛋白质–多酚复合物能够调节蛋白质构象和界面排列，并改善体系的氧化稳定性；多糖–多酚复合体系则有助于提高多酚的分散性、稳定性和保留率。
在此基础上，蛋白质–多糖–多酚三元复合物有望将界面吸附、空间支撑、网络增强、氧化保护和活性成分保留等功能整合到同一体系中。不过，这种整合效果取决于组分比例、添加顺序、pH、离子强度及加工条件，不能简单认为三元体系一定优于二元体系。只有当第三种组分能够进一步改善界面吸附、膜层排列或结构适应性时，增加体系复杂性才具有实际价值。
图3二元及三元复合稳定剂在HIPEs中的主要功能
复合HIPEs在食品领域具有多方面的应用潜力。在活性成分递送方面，其界面层和液滴网络能够保护脂溶性活性成分，并影响脂质消化和活性成分释放；在脂肪替代方面，液滴的紧密堆积可以使液态油脂形成具有类固体流变特性的结构化体系，为替代部分传统脂肪提供新的选择。
HIPEs具有剪切变稀、屈服和触变恢复等特性，有利于3D打印过程中的材料挤出和形状保持，也可用于食品涂层等功能体系。不过，模型乳液中的稳定性并不能直接代表其在真实食品中的加工、储藏、感官和消化表现。相关体系仍需在复杂食品基质、动态胃肠环境和实际加工条件下进一步验证。
图4复合物稳定HIPEs的主要食品应用及应用限制
目前，复合HIPEs的配方设计仍较多依赖组分筛选和终点性能比较，分子相互作用如何逐步转化为宏观流变及食品功能尚未得到充分解释。为此，文章提出，应进一步建立“分子组成—界面性质—液滴结构—宏观性能—食品功能”之间的联系，将界面吸附、界面力学和液滴堆积与乳液稳定性、流变特性、打印性能和消化释放行为结合起来分析。
机器学习可用于辅助筛选关键参数和识别复杂的非线性关系，但其作用不能替代界面机制研究。可靠的预测设计仍需要具有明确物理意义的参数、标准化的数据集和可解释的模型验证。同时，原料差异、加工能耗、连续生产适应性和规模化重复性，也是复合HIPEs走向实际应用时需要考虑的问题。
图5蛋白质–多糖–多酚复合物稳定HIPEs的未来发展路线
总结与展望
该综述从分子相互作用、界面组装和液滴网络三个层面，梳理了蛋白质–多糖–多酚复合物稳定HIPEs的形成基础及其与食品功能之间的联系。文章特别强调，多组分体系的价值不在于组分数量的增加，而在于能否形成可验证的界面协同，并在加工、储藏和消化过程中保持相应功能。
下一阶段的研究需要更加关注界面形成的动态过程，明确界面吸附、膜层力学、液滴堆积与宏观性能之间的定量关系，并加强在真实食品、动态消化和规模化加工条件下的验证。这些工作将为复合HIPEs在脂肪替代、营养递送、3D食品打印及其他食品技术中的应用提供更加可靠的理论依据。
论文信息
论文题目
Interfacial engineered protein–polysaccharide–polyphenol complex high internal phase emulsions: From stabilization mechanisms to intelligent applications
期刊名称
Trends in Food Science & Technology
卷号及文章号
Volume 176, Article 105968
论文原文链接
https://doi.org/10.1016/j.tifs.2026.105968
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