磷脂酰絲氨酸（Phosphatidylserine，簡(jiǎn)稱 PS）作為天然磷脂家族的重要成員，不僅具有改善認(rèn)知功能等生理活性，其分子結(jié)構(gòu)中“極性頭部（絲氨酸殘基）+非極性疏水鏈（脂肪酸鏈）”的雙親特性，還賦予了優(yōu)異的表面活性 —— 可降低油-水界面張力、穩(wěn)定界面膜，為食品、化妝品等領(lǐng)域的乳化體系提供“功能活性+乳化穩(wěn)定”的雙重價(jià)值。通過系統(tǒng)解析磷脂酰絲氨酸的表面活性機(jī)制、量化其界面行為特征，并結(jié)合不同乳化體系的應(yīng)用需求，可明確其在乳化領(lǐng)域的核心優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用潛力，為開發(fā)高性能、功能性乳化產(chǎn)品提供理論支撐。

一、表面活性機(jī)制：雙親結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的界面行為

磷脂酰絲氨酸的表面活性本質(zhì)是其雙親分子在“油-水”或“氣-液”界面的定向吸附與組裝行為，核心源于分子結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱性 —— 極性頭部的親水基團(tuán)與非極性鏈的疏水基團(tuán)，在界面處自發(fā)排列以降低體系表面自由能，具體可從“界面吸附能力”“界面膜形成與穩(wěn)定”“界面電荷效應(yīng)”三個(gè)維度解析：

（一）界面吸附：快速降低油-水界面張力

在 分子的極性頭部含羧基（-COOH）、氨基（-NH₂）與磷酸基團(tuán)（-PO₄³⁻），親水基團(tuán)數(shù)量多于常見乳化劑（如單甘酯、大豆卵磷脂），且分子極性更強(qiáng)；非極性部分為兩條長(zhǎng)短不一的脂肪酸鏈（通常含16-18個(gè)碳原子，含1-2個(gè)不飽和雙鍵），疏水作用顯著，這結(jié)構(gòu)使在 在油-水混合體系中，能快速向界面遷移并定向排列：

極性頭部朝向水相（通過氫鍵、靜電作用與水分子結(jié)合），非極性鏈插入油相（通過疏水相互作用與油脂分子相容），形成單分子吸附層，直接降低油-水界面張力。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，在25℃下，純水與大豆油的界面張力約為32mN/m；當(dāng)磷脂酰絲氨酸濃度為0.1%時(shí)，界面張力可降至18mN/m；濃度提升至0.5%時(shí)，界面張力進(jìn)一步降至12mN/m，且吸附平衡時(shí)間僅需2-3分鐘（大豆卵磷脂需5-6分鐘），說明它的界面吸附速率更快、降低界面張力的效率更高。

界面張力的降低幅度與磷脂酰絲氨酸的純度、脂肪酸組成相關(guān)：高純度磷脂酰絲氨酸（純度＞90%）的界面活性優(yōu)于低純度產(chǎn)品（含其他磷脂雜質(zhì)）；含不飽和脂肪酸比例高的磷脂酰絲氨酸（如大豆源PS，不飽和脂肪酸占比 70%），因脂肪酸鏈柔韌性更強(qiáng)，更易在界面排列緊密，降低界面張力的效果更顯著（較蛋黃源PS多降低 2-3 mN/m）。

（二）界面膜形成：構(gòu)建高強(qiáng)度穩(wěn)定膜結(jié)構(gòu)

磷脂酰絲氨酸分子在油-水界面吸附后，會(huì)通過分子間作用力（氫鍵、范德華力、疏水作用）形成連續(xù)的界面膜，膜的強(qiáng)度與韌性直接決定乳化體系的穩(wěn)定性：

分子間交聯(lián)增強(qiáng)膜強(qiáng)度：磷脂酰絲氨酸極性頭部的羧基、氨基可與相鄰分子的磷酸基團(tuán)形成氫鍵，同時(shí)不飽和脂肪酸鏈間的范德華力（如π-π堆疊）進(jìn)一步增強(qiáng)分子間結(jié)合力，使界面膜的彈性模量（衡量膜強(qiáng)度的指標(biāo)）達(dá)50-80mN/m（單甘酯界面膜的彈性模量?jī)H20-30mN/m）。高強(qiáng)度界面膜能有效抵抗外界剪切力（如攪拌、運(yùn)輸振動(dòng)）與重力作用（如乳滴沉降或上浮），減少乳滴聚結(jié)。

膜結(jié)構(gòu)的溫度適應(yīng)性：磷脂酰絲氨酸界面膜的熱穩(wěn)定性優(yōu)于多數(shù)合成乳化劑 —— 在60℃加熱條件下，其界面膜的彈性模量?jī)H下降10%-15%；而單甘酯界面膜在相同溫度下彈性模量下降40%-50%，易出現(xiàn)膜破裂導(dǎo)致乳滴聚結(jié)，這一特性源于磷脂酰絲氨酸分子的磷脂骨架結(jié)構(gòu)（甘油磷酸酯），其熱穩(wěn)定性高于單甘酯的酯鍵結(jié)構(gòu)，使它在中溫加工場(chǎng)景（如烘焙、滅菌）中仍能維持界面膜穩(wěn)定。

（三）界面電荷：靜電斥力抑制乳滴聚結(jié)

磷脂酰絲氨酸的極性頭部在中性或弱酸性條件下（pH5-7，常見食品體系的pH范圍），羧基會(huì)部分解離為-COO⁻，使界面膜帶負(fù)電荷（ζ 電位約為-30至-45mV）。帶負(fù)電的乳滴會(huì)因靜電斥力相互排斥，避免乳滴碰撞時(shí)發(fā)生聚結(jié)，進(jìn)一步提升乳化體系的穩(wěn)定性：

對(duì)比實(shí)驗(yàn)顯示，含磷脂酰絲氨酸的O/W型乳狀液（油相體積分?jǐn)?shù) 30%），乳滴平均粒徑（約0.5-1.0μm）在4℃儲(chǔ)存30天后無顯著變化（粒徑增長(zhǎng)＜5%）；而不含PS、僅用單甘酯穩(wěn)定的乳狀液，30天后乳滴粒徑增長(zhǎng)達(dá)30%，出現(xiàn)明顯分層。

界面電荷的強(qiáng)度可通過pH調(diào)節(jié)：在酸性條件下（pH＜4），羧基解離受抑制，ζ電位絕對(duì)值降低（約-15至-20 mV），靜電斥力減弱，乳化穩(wěn)定性下降；在弱堿性條件下（pH7-8），羧基完全解離，ζ 電位絕對(duì)值升高（約-45至-50 mV），靜電斥力增強(qiáng)，穩(wěn)定性進(jìn)一步提升，這一特性使磷脂酰絲氨酸可通過pH調(diào)控適配不同酸堿性的乳化體系。

二、在不同乳化體系中的應(yīng)用潛力

基于優(yōu)異的表面活性與生理活性，磷脂酰絲氨酸在食品、化妝品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的乳化體系中展現(xiàn)出多元應(yīng)用潛力，尤其適合對(duì)“乳化穩(wěn)定性”與“功能活性”有雙重需求的產(chǎn)品，以下聚焦核心應(yīng)用場(chǎng)景展開分析：

（一）食品乳化體系：兼顧穩(wěn)定與營(yíng)養(yǎng)功能

食品領(lǐng)域的乳化體系（如乳飲料、酸奶、烘焙奶油、功能性脂肪粉）對(duì)乳化劑的安全性、穩(wěn)定性與功能性要求極高，磷脂酰絲氨酸的天然來源（大豆、蛋黃）與生理活性使其成為理想選擇，具體應(yīng)用潛力體現(xiàn)在三個(gè)方向：

·功能性乳飲料：提升穩(wěn)定性與腦健康價(jià)值

乳飲料（如調(diào)制乳、堅(jiān)果乳）常因蛋白質(zhì)沉淀、油脂上浮導(dǎo)致穩(wěn)定性差，且需額外添加功能成分提升附加值。磷脂酰絲氨酸在乳飲料中的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)“乳化穩(wěn)定+腦健康功能”的結(jié)合：

穩(wěn)定機(jī)制：磷脂酰絲氨酸可與乳蛋白（如酪蛋白、乳清蛋白）通過靜電作用形成“PS-蛋白復(fù)合乳化劑”，復(fù)合乳化劑的界面吸附能力更強(qiáng)，可將乳飲料的油-水界面張力降至10-12mN/m，乳滴粒徑控制在0.3-0.5μm，顯著減少蛋白質(zhì)沉淀（儲(chǔ)存30天沉淀率＜2%，傳統(tǒng)乳化劑組＞8%）。

應(yīng)用案例：在核桃乳飲料中添加0.2%的磷脂酰絲氨酸，不僅解決了核桃油上浮問題（離心穩(wěn)定性達(dá) 98%），還賦予產(chǎn)品“改善記憶力”的功能定位，經(jīng)感官評(píng)價(jià)顯示，添加它的核桃乳無異味，口感順滑度優(yōu)于添加單甘酯的對(duì)照組。此外，磷脂酰絲氨酸與乳蛋白的復(fù)合物可保護(hù)核桃中的α-亞麻酸（易氧化），使產(chǎn)品的過氧化值在儲(chǔ)存期間降低30%-40%，延長(zhǎng)保質(zhì)期。

·低脂酸奶：改善質(zhì)地與延緩乳清析出

低脂酸奶因脂肪含量降低（＜1.5%），易出現(xiàn)乳清析出、質(zhì)地粗糙等問題，磷脂酰絲氨酸可通過乳化與增稠協(xié)同作用改善產(chǎn)品品質(zhì)：

作用機(jī)制：磷脂酰絲氨酸在酸奶發(fā)酵過程中，可吸附于酪蛋白膠束表面，增強(qiáng)膠束間的交聯(lián)作用，形成更致密的凝膠網(wǎng)絡(luò)，減少乳清析出；同時(shí)，它的界面膜可包裹少量脂肪球，提升酸奶的順滑口感。

應(yīng)用潛力：添加0.15%的磷脂酰絲氨酸后，低脂酸奶的乳清析出率從15%降至5%以下，質(zhì)地評(píng)分（從 1-5分）從2.8分提升至4.2分；且它的加入不影響酸奶發(fā)酵過程（乳酸菌數(shù)量與發(fā)酵時(shí)間無顯著變化），還可通過其生理活性吸引關(guān)注腦健康的消費(fèi)群體（如學(xué)生、老年人），提升產(chǎn)品差異化競(jìng)爭(zhēng)力。

·功能性脂肪粉：實(shí)現(xiàn)活性成分包埋與穩(wěn)定

脂肪粉（如 DHA 粉、益生菌粉）需通過乳化-噴霧干燥制備，要求乳化劑能高效包裹油相、抵抗干燥過程的高溫與氧化。磷脂酰絲氨酸的高界面活性與熱穩(wěn)定性使其在功能性脂肪粉中展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)：

包埋優(yōu)勢(shì)：磷脂酰絲氨酸可與麥芽糊精協(xié)同形成復(fù)合壁材，對(duì)DHA等不飽和脂肪酸的包埋率達(dá)92%以上（單甘酯組包埋率約80%）；噴霧干燥過程中（入口溫度180℃），它的界面膜能保護(hù)DHA不被氧化，使產(chǎn)品的過氧化值＜3meq/kg（單甘酯組＞8meq/kg）。

功能疊加：將磷脂酰絲氨酸與益生菌（如乳雙歧桿菌）共包埋，它不僅能穩(wěn)定油相，還可通過其對(duì)腸道黏膜的親和性，提升益生菌的存活率（模擬胃腸液處理后，益生菌存活率達(dá)60%，傳統(tǒng)壁材組僅35%），實(shí)現(xiàn)“DHA+益生菌+PS”的三重功能疊加，拓展脂肪粉的應(yīng)用場(chǎng)景（如嬰幼兒配方食品、老年?duì)I養(yǎng)粉）。

（二）化妝品乳化體系：兼顧膚感與抗衰功能

化妝品中的乳化體系（如面霜、精華乳、防曬乳）需滿足“膚感清爽、穩(wěn)定性強(qiáng)、功能活性”的需求，磷脂酰絲氨酸的表面活性與皮膚相容性使其成為高端化妝品的理想乳化劑，應(yīng)用潛力集中在兩個(gè)方向：

·抗衰面霜：乳化穩(wěn)定與皮膚屏障修復(fù)協(xié)同

抗衰面霜常含視黃醇、維生素E等油溶性活性成分，需乳化劑實(shí)現(xiàn)均勻分散，同時(shí)要求產(chǎn)品能修復(fù)皮膚屏障（皮膚屏障的主要成分含磷脂）。磷脂酰絲氨酸的應(yīng)用可同時(shí)滿足這兩大需求：

乳化效果：磷脂酰絲氨酸可將面霜中的油相（如角鯊?fù)椤⒅参镉椭┓€(wěn)定分散為0.1-0.3μm的乳滴，產(chǎn)品在45℃高溫儲(chǔ)存1個(gè)月無分層，低溫（-10℃）儲(chǔ)存無結(jié)晶析出，穩(wěn)定性優(yōu)于常用的吐溫-80（高溫儲(chǔ)存易分層）。

皮膚護(hù)理功能：磷脂酰絲氨酸可通過與皮膚角質(zhì)層的磷脂相互作用，補(bǔ)充皮膚屏障的磷脂成分，提升皮膚含水量（使用含2%PS的面霜2周后，皮膚含水量提升25%-30%）；同時(shí)，它的抗炎特性可緩解視黃醇帶來的皮膚刺激（紅斑發(fā)生率從30%降至10%），實(shí)現(xiàn)“乳化穩(wěn)定+抗衰+舒緩”的三重效果。

·防曬乳：提升防曬劑分散性與膚感

防曬乳中的物理防曬劑（如二氧化鈦、氧化鋅）易團(tuán)聚，導(dǎo)致防曬效果不均、膚感厚重；化學(xué)防曬劑（如奧克立林）易滲透皮膚，存在安全風(fēng)險(xiǎn)。磷脂酰絲氨酸可通過界面吸附改善防曬乳的性能：

分散與穩(wěn)定：磷脂酰絲氨酸的極性頭部可通過靜電作用吸附于二氧化鈦表面（二氧化鈦表面帶正電），形成穩(wěn)定的包覆層，防止防曬劑團(tuán)聚，使防曬乳的SPF值提升15%-20%（從SPF30提升至SPF35-36），且涂抹時(shí)無顆粒感。

安全與膚感：磷脂酰絲氨酸的界面膜可阻隔化學(xué)防曬劑向皮膚深層滲透（滲透量降低40%-50%），提升產(chǎn)品安全性；同時(shí)，它的磷脂結(jié)構(gòu)使防曬乳膚感清爽，不黏膩，改善傳統(tǒng)防曬乳的使用體驗(yàn)。

·醫(yī)藥乳化體系：靶向給藥與生物利用度提升

醫(yī)藥領(lǐng)域的乳化體系（如脂肪乳注射液、口服納米乳制劑）對(duì)乳化劑的生物相容性、靶向性要求嚴(yán)苛，磷脂酰絲氨酸的天然磷脂屬性與對(duì)細(xì)胞膜的親和性使其在該領(lǐng)域具有特殊應(yīng)用潛力：

脂肪乳注射液：傳統(tǒng)脂肪乳（如大豆油脂肪乳）使用大豆卵磷脂作為乳化劑，部分患者可能出現(xiàn)過敏反應(yīng)；磷脂酰絲氨酸的致敏性更低（源于其更單一的分子結(jié)構(gòu)），且可通過調(diào)節(jié)界面電荷（ζ 電位），使脂肪乳在血液中循環(huán)時(shí)間延長(zhǎng)（半衰期從6小時(shí)延長(zhǎng)至10小時(shí)），提升藥物（如脂溶性抗生素）的生物利用度。

口服納米乳制劑：針對(duì)難溶性藥物（如紫杉醇），磷脂酰絲氨酸可作為乳化劑制備納米乳（粒徑＜100 nm），它的極性頭部可與腸道黏膜細(xì)胞的受體結(jié)合，促進(jìn)藥物吸收（吸收率提升3-5倍）；同時(shí)，PS 的界面膜可保護(hù)藥物不被胃腸道酶降解，提高制劑的穩(wěn)定性與療效。

三、在乳化體系應(yīng)用中的挑戰(zhàn)與優(yōu)化方向

盡管磷脂酰絲氨酸在乳化體系中展現(xiàn)出顯著潛力，但其應(yīng)用仍面臨“成本較高”“穩(wěn)定性受環(huán)境影響”“復(fù)配協(xié)同性待挖掘”等挑戰(zhàn)，需通過技術(shù)優(yōu)化突破瓶頸：

（一）當(dāng)前挑戰(zhàn)：限制規(guī)模化應(yīng)用的核心問題

生產(chǎn)成本高，性價(jià)比不足：磷脂酰絲氨酸的提取純化工藝復(fù)雜（從大豆或蛋黃磷脂中分離），純度＞90%其價(jià)格約為大豆卵磷脂的10-15倍，限制了其在中低端乳化產(chǎn)品中的應(yīng)用（如普通飲料、平價(jià)化妝品）。

酸性條件下穩(wěn)定性下降：在pH＜4的強(qiáng)酸性體系（如檸檬汁飲料、酸性面膜）中，磷脂酰絲氨酸的羧基解離受抑制，界面活性降低，乳化穩(wěn)定性下降（乳滴粒徑增長(zhǎng)速率加快2-3倍），難以適配高酸度產(chǎn)品。

與其他乳化劑的協(xié)同機(jī)制不明確：磷脂酰絲氨酸與合成乳化劑（如單甘酯、吐溫-80）或天然乳化劑（如阿拉伯膠、酪蛋白）的復(fù)配效果缺乏系統(tǒng)研究，部分復(fù)配組合可能出現(xiàn)“拮抗作用”（如PS與吐溫-80復(fù)配時(shí)，界面吸附競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致膜強(qiáng)度下降），影響乳化穩(wěn)定性。

（二）優(yōu)化方向：提升應(yīng)用可行性的技術(shù)路徑

降低生產(chǎn)成本：工藝創(chuàng)新與原料拓展

開發(fā)“酶法定向合成”技術(shù)：利用磷脂酶D催化大豆卵磷脂的頭部基團(tuán)轉(zhuǎn)化為絲氨酸，直接合成它，合成效率較傳統(tǒng)提取法提升30%，成本降低40%-50%；

拓展原料來源：從廢棄蛋黃（食品加工副產(chǎn)物）中提取磷脂酰絲氨酸，實(shí)現(xiàn)“廢棄物資源化”，進(jìn)一步降低原料成本，同時(shí)提升食品工業(yè)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

改善酸性穩(wěn)定性：分子修飾與復(fù)合壁材

酶法修飾磷脂酰絲氨酸：通過磷脂酶 A₂對(duì)磷脂酰絲氨酸的脂肪酸鏈進(jìn)行飽和化處理（減少不飽和雙鍵），提升其在酸性條件下的界面排列穩(wěn)定性，使pH3的體系中，它的乳化穩(wěn)定期從7天延長(zhǎng)至30天；

復(fù)合壁材保護(hù)：將磷脂酰絲氨酸與果膠（耐酸性強(qiáng)）復(fù)合形成雙層界面膜，果膠的羧基在酸性條件下仍能解離，維持界面電荷，使酸性乳飲料的儲(chǔ)存穩(wěn)定性提升50%以上。

挖掘復(fù)配協(xié)同性：精準(zhǔn)復(fù)配提升性能

明確協(xié)同復(fù)配比例：研究發(fā)現(xiàn)，磷脂酰絲氨酸與酪蛋白酸鈉按質(zhì)量比1:3復(fù)配時(shí)，界面膜的彈性模量達(dá)120mN/m（單一PS組為80mN/m），乳化穩(wěn)定性很好，可用于高油相含量的產(chǎn)品（如奶油，油相體積分?jǐn)?shù) 70%）；

功能型復(fù)配：將磷脂酰絲氨酸與抗氧化劑（如茶多酚）復(fù)配，不僅提升乳化穩(wěn)定性，還可通過茶多酚的抗氧化作用保護(hù)其不飽和脂肪酸鏈，減少氧化產(chǎn)物生成，延長(zhǎng)產(chǎn)品貨架期。

磷脂酰絲氨酸憑借“高界面吸附速率、高強(qiáng)度界面膜、可控界面電荷”的表面活性優(yōu)勢(shì)，在乳化體系中展現(xiàn)出“穩(wěn)定性能優(yōu)異+功能活性疊加”的獨(dú)特價(jià)值 —— 在食品領(lǐng)域可實(shí)現(xiàn)乳化穩(wěn)定與腦健康功能的結(jié)合，在化妝品領(lǐng)域兼顧膚感與抗衰修復(fù)，在醫(yī)藥領(lǐng)域提升靶向性與生物利用度。盡管面臨成本高、酸性穩(wěn)定性不足等挑戰(zhàn)，但通過工藝創(chuàng)新（酶法合成）、分子修飾（脂肪酸鏈飽和化）與精準(zhǔn)復(fù)配（與酪蛋白酸鈉協(xié)同），可有效突破瓶頸。

未來，隨著磷脂酰絲氨酸生產(chǎn)成本的降低與穩(wěn)定化技術(shù)的成熟，其在乳化體系中的應(yīng)用將從高端產(chǎn)品向大眾化產(chǎn)品拓展，成為連接“乳化技術(shù)”與“功能活性”的核心原料，為食品、化妝品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的產(chǎn)品創(chuàng)新提供新方向，同時(shí)推動(dòng)天然磷脂乳化劑的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

本文來源于理星（天津）生物科技有限公司官網(wǎng) http://www.acendukes.com/