脂质氧化是富含脂质食品（如油水乳液）的主要降解途径之一，影响其感官品质、营养价值和保质期。过去二十年的研究揭示了脂质氧化的复杂机制，包括经典的起始、传播和终止阶段，以及油水界面在其中的关键作用。乳液的结构特性，如油滴大小、界面组成和乳化剂类型，显著影响脂质氧化的过程。此外，乳化剂本身的氧化敏感性也对乳液的稳定性产生影响。为了应对消费者对更天然、可持续食品的需求，研究者开发了多种新型抗氧化策略，包括天然抗氧化剂的应用、基于植物的乳化剂开发以及Pickering乳液的利用。尽管已有大量研究，但在实际食品系统中脂质氧化的复杂性仍需进一步探索，以确保食品的质量和稳定性。

1. 脂质氧化背景知识

   脂质氧化是食品中常见的降解过程，尤其在富含不饱和脂肪酸的食品中更为显著。这一过程涉及自由基链反应，导致食品的感官品质下降、营养价值降低，并可能产生有害的氧化产物。在油水乳液等多相食品系统中，脂质氧化的复杂性进一步增加，因为油水界面的存在使得脂质、氧气和氧化促进剂更容易接触，从而加速氧化反应。此外，乳液的稳定性受到多种因素的影响，如油滴大小、界面组成和乳化剂类型等，这些因素都会对脂质氧化的速率和路径产生重要影响。随着消费者对更天然、可持续食品的需求不断增加，传统的抗氧化剂（如合成抗氧化剂）逐渐受到质疑，促使研究者开发新的抗氧化策略，以满足市场需求并提高食品的氧化稳定性。

2. 脂质氧化机制

   脂质氧化是一个复杂的自由基链反应过程，通常分为起始、传播和终止三个阶段。在起始阶段，不饱和脂肪酸的氢原子被催化剂（如热、光或过渡金属离子）抽象，形成脂基自由基。传播阶段是氧化反应的核心，脂基自由基与氧气反应生成过氧自由基，过氧自由基进一步攻击邻近的不饱和脂肪酸，产生新的脂基自由基和脂质过氧化物。这一过程不断循环，导致氧化反应的扩散。在终止阶段，自由基之间相互作用形成非自由基产物，如二聚体和聚合体，从而终止氧化链反应。过渡金属离子（如铁和铜）在脂质氧化中起着关键作用，它们可以通过氧化还原循环催化过氧化物的分解，生成更多的自由基，从而加速氧化反应。此外，脂质氧化的产物包括初级产物如过氧化物，以及次级产物如醛、酮和醇等挥发性化合物，这些化合物是导致食品变质的主要原因。

3. 乳液结构的影响

   乳液结构对脂质氧化的影响主要体现在油滴大小和乳化剂特性上。油滴大小影响油水界面的面积，较小的油滴会增加界面面积，使脂质更容易接触到氧化剂，从而加速氧化过程。乳化剂的种类和用量则决定了乳液的稳定性以及界面的性质，进而影响脂质的氧化稳定性。例如，某些乳化剂可能具有抗氧化作用，能够抑制氧化反应；而其他乳化剂可能会促进氧化。此外，乳液中其他成分如蛋白质和多酚等也会影响脂质的氧化行为，它们可能通过与脂质或氧化剂的相互作用，改变乳液的整体氧化稳定性。因此，在乳液产品的设计中，需要综合考虑这些因素，以提高产品的抗氧化性能和延长保质期。

4. 结论

   尽管过去的二十年中对脂质氧化机制的研究取得了显著进展，但在复杂的食品乳液系统中，脂质氧化的复杂性仍然需要进一步的研究。乳液的油滴大小、乳化剂的类型和用量、以及乳液中其他成分的存在，都会对脂质氧化产生显著影响。较小的油滴会增加油水界面的面积，从而加速脂质与氧化剂的接触和反应，而乳化剂不仅能够稳定乳液结构，还可能通过与脂质、金属离子等相互作用，改变氧化反应的路径和速率。

   界面在脂质氧化中的核心作用被强调。油水界面是脂质、氧气和促氧化剂相互接触的关键区域，因此，界面的组成和结构对脂质氧化具有决定性的影响。界面活性物质如蛋白质和磷脂等，可以通过与金属离子的螯合作用或与脂质的协同作用，影响脂质的氧化稳定性。此外，界面的异质性也可能导致脂质氧化的不均匀性，从而影响乳液的整体氧化稳定性。

   新型抗氧化策略的重要性被提出。随着消费者对天然、健康和可持续食品的需求不断增加，传统的合成抗氧化剂逐渐受到限制，而天然来源的抗氧化剂因其安全性和消费者接受度而受到关注。通过生物信息学和蛋白质组学方法筛选和设计的抗氧化肽，以及利用天然植物提取物或食品副产品中的抗氧化成分，都显示出在乳液系统中抑制脂质氧化的潜力。

   建立标准化的分析方法和模型对于理解脂质氧化的重要性被强调。通过先进的分析技术，如质谱、核磁共振和色谱等，可以更准确地检测和定量乳液中的脂质氧化产物，从而为研究脂质氧化机制提供可靠的数据支持。同时，通过建立数学模型，可以更好地预测和模拟脂质氧化的行为，为食品乳液的配方设计和工艺优化提供理论指导。这些结论为未来在食品乳液中控制和减缓脂质氧化提供了重要的研究方向和策略。

5. 展望 

   未来的研究将继续深化对油水乳液中脂质氧化的理解，以满足消费者对健康、天然和可持续食品的需求。乳液结构的优化将是一个重要方向，通过精确控制油滴大小、界面特性和乳化剂的种类与用量，可以提高乳液的抗氧化稳定性。同时，新型天然抗氧化剂的开发和应用将受到关注，利用生物信息学、蛋白质组学等技术筛选和设计高效的抗氧化肽，以及从天然植物和食品副产品中提取具有抗氧化活性的成分，将为食品工业提供新的解决方案。随着分析技术的不断进步，研究人员将能够更深入地了解脂质氧化的动态过程和分子机制，为开发更有效的抗氧化策略提供理论支持。此外，数学模型和计算机模拟技术的发展将有助于更准确地预测脂质氧化的行为，为食品乳液的配方设计和工艺优化提供强有力的工具。这些研究将共同推动食品乳液产品的质量提升和创新，为消费者带来更健康、更美味的食品选择。

Hennebelle, M., Villeneuve, P., Durand, E., Lecomte, J., Van Duynhoven, J., Meynier, A., ... & Berton-Carabin, C. (2024). Lipid oxidation in emulsions: New insights from the past two decades. Progress in Lipid Research, 101275.