2026年4月15日，江南大学食品学院孟宗教授团队在新锐期刊分区表一区TOP期刊Food Research International （IF:8.0）上在线发表了题为“Chlorella protein-citrus fiber synergistic stabilization emulsions as specialty fats in plant-based meats: enhancing fat characteristics”的研究型论文。
植物基肉制品作为一种兼顾环境可持续性与健康效益的替代方案快速发展，其市场规模预计在2030年将达到850亿美元。脂肪是决定肉制品品质的关键成分，植物基肉制品中常采用乳液作为脂肪替代物，然而现有乳液体系普遍存在热稳定性差、与植物基料相容性不足等问题，且传统挤出工艺难以实现脂肪的精细分布与天然大理石纹的复现，导致产品在口感与风味上与传统肉类差距显著。
蛋白质和多糖的协同作用可显著增强乳液的稳定性和性能。小球藻蛋白（CP）营养全面、表面活性优良，是理想的蛋白质来源，但其整体功能特性及应用研究尚不充分。柑橘纤维（CF）作为一种高值化天然纤维，在乳液制备中具有皮克林稳定的潜力。为此，本研究选取CP和CF，构建稳定复合乳液体系，以作为植物基肉制品的专用脂肪替代物。
本研究旨在利用双喷头3D打印技术，构建具有水平方向脂肪纹理分布的植物基肉结构模型，以实现对大理石花纹牛排典型结构的精准模拟。具体而言，通过调节CF的添加浓度及其与CP的复合比例，制备了作为脂肪类似物的乳液体系。利用双喷头3D打印技术，制备出具有水平方向脂肪纹理分布的植物基肉制品。通过对CP-CF复合物的结构特性、界面性质和相互作用力的分析，揭示了其稳定乳液的潜在机理。进一步，对乳液的微观形貌、液滴尺寸分布、贮存稳定性、流变行为及其打印性能进行了系统评价，为解析其力学和功能特性提供了依据，也印证了CP-CF复合物稳定乳液的机制。最终，在最优条件下制备乳液，并借助双喷头3D打印机制备出具有脂肪模拟大理石纹理的植物基肉制品，模拟了动物源性肉类特有的大理石花纹结构。本研究为提升植物基肉制品品质、推动产业创新提供了重要的理论参考与技术支撑。
研究亮点
• 小球藻蛋白（CP）颗粒通过在油水界面的吸附作用稳定乳液。
• CP和柑橘纤维（CF）之间的相互作用有效增强了乳液的稳定性和打印性能。
• 2%-1:2比例的乳液适用于制造具有大理石纹理的植物基肉制品。
• 高脂肪含量的植物基肉制品显示出最低的蒸煮损失率、收缩率、硬度和咀嚼度。
研究结论
（1）小球藻蛋白（CP）和柑橘纤维（CF）通过氢键相互作用形成空间网络结构，通过空间位阻效应抑制液滴聚集，有效提升了乳液的稳定性和流变特性。
（2）2%-1:2配方乳液表现出优异的“墨水”特性，具体体现为以弹性为主的流变特性以及较好的剪切稀化行为和自支撑性能。
（3）2%-1:2配比的乳液表现出更优的打印性能，在三种打印模型中的打印精度达99%。
（4）通过双喷头3D打印技术，将乳液和打印基质有效结合，成功制备出具有大理石纹理的植物基肉制品。
（5）高脂肪含量的植物基肉制品具有更低的蒸煮损失（烘烤：26.78%和蒸制：2.44%）、硬度（烘烤：31.362 N和蒸制：16.581 N）和咀嚼性（烘烤：8.210和蒸制：4.402），表现出更强的持水持油能力，具有更佳的多汁性和嫩度。
（6）该研究可为海洋资源多元化利用和植物基肉制品创新发展提供参考。
图文赏析
图1. 图文摘要。
图2. 小球藻蛋白-柑橘纤维（CP-CF）复合物的表征。A: CP和CF的微观形貌、B: CP-CF复合物的傅里叶变换红外光谱、C: CP-CF复合物的粒径分布、D: CP-CF复合物的Zeta电位。
图3. 小球藻蛋白-柑橘纤维（CP-CF）复合物的界面行为。A: CP-CF复合物的动态界面张力、B: CP-CF复合物的三相接触角。
图4. 小球藻蛋白-柑橘纤维（CP-CF）复合物稳定乳液的（A）共聚焦显微镜图像及其（B）稳定机理示意图。
图5. 新鲜乳液和贮藏乳液（贮藏30天）的微观结构、宏观形貌和液滴尺寸分布。A：固定CP:CF比例为1:2，不同CF浓度（0.5%、1%、1.5%、2%）制备的样品；B：固定CF浓度为2%，不同CP:CF比例（2:1、1:1、1:2）制备的样品。图中白色比例尺代表50 μm。CP：小球藻蛋白、CF：柑橘纤维。
图6. 乳液的流变学特性。A：不同配方的乳液在振幅应变扫描下的响应、B：不同配方的乳液在频率扫描下的响应、C：不同配方的乳液的黏度-剪切速率曲线、D：不同配方乳液的触变恢复特性、E：在触变恢复测试第二阶段，不同配方乳液的弹性模量（G’）和黏性模量（G”）的变化、F：在触变恢复测试中，不同配方乳液的弹性模量（G’）的变化。
图7. 不同配方下CP-CF复合物稳定乳液的3D打印性能。CP：小球藻蛋白、CF：柑橘纤维。
图8. 使用2%-1:2配方乳液作为脂肪模拟物，制备具有大理石纹脂肪分布的复杂3D打印植物基肉制品。A：烤箱烘烤处理、B：蒸制处理。
作者简介
孟宗，江南大学教授，博士生导师。长期从事食用脂肪及脂肪乳液结晶基础、零反式低饱和脂肪酸脂肪制造基础、健康脂肪产品开发及食品应用科研和教学工作。主持国家重点研发政府间国际创新合作项目、“十四五”国家重点研发计划子课题、国家自然基金等国家级、省部级及企业合作课题等20余项。近3年发表SCI论文60余篇；申请发明专利34项，其中国际专利3项，已获授权专利23项；主编《Future Fat Alternatives: Concepts, Structuring and Food Applications》（Elsevier出版社），副主编《食品专用油脂》著作，获中国轻工业出版社优秀教材奖。成果先后获国家科学技术进步二等奖、中国轻工业联合会科学技术进步一等奖、教育部科学技术进步二等奖、中国粮油学会“青年科技奖”等6项国家级、部省级奖励。