玉米醇溶蛋白微纤维增强ι-卡拉胶水凝胶与蜂蜡油凝胶复合双凝胶的构建及其理化特性研究

为解决传统脂肪替代品在食品工业中存在的质构缺陷和稳定性问题，研究人员创新性地将玉米醇溶蛋白(zein)微纤维引入ι-卡拉胶(ι-carrageenan)水凝胶体系，与蜂蜡(beeswax)油凝胶(oleogel)复合构建双凝胶(bi-gel)系统。研究发现zein微纤维的加入使双凝胶的硬度从13.26g提升至64.14g，储能模量(G′)达291000±91.27Pa，热稳定性显著增强。该研究为开发具有定制流变特性的新型脂肪替代品提供了理论依据和技术路径。

　　

在追求健康饮食的当代社会，减少饱和脂肪摄入已成为食品工业的重要课题。然而，传统脂肪替代品往往面临质地松散、热稳定性差等技术瓶颈，难以满足食品加工和消费体验的需求。针对这一挑战，来自中国的研究团队在《Current Research in Food Science》发表了一项创新研究，通过将玉米醇溶蛋白(zein)微纤维引入ι-卡拉胶(ι-carrageenan)水凝胶，并与蜂蜡(beeswax)油凝胶复合，成功开发出具有优异性能的双凝胶(bi-gel)系统。

研究团队采用高剪切技术制备了六种不同配比的双凝胶样品，通过质构分析、流变学测试、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和光学显微镜等技术手段系统评估了材料的性能。特别关注了zein微纤维对双凝胶微观结构和宏观性能的影响机制。

3.1. 油凝胶特性
研究发现含11%蜂蜡的油凝胶(OB11%)表现出最优性能：硬度达1733.70±39.48g，油保持能力(OHC)为95.95%，30天油损失仅0.48%。显微镜观察显示蜂蜡晶体呈现致密的针状结构，这种特殊形貌为后续双凝胶构建提供了理想的结构基础。

3.3. 双凝胶性能
3.3.1. 质构特性
zein微纤维的加入使双凝胶硬度显著提升，含10%油凝胶的增强样品(BGZ10)硬度达64.14±3.53g，是对照组的4.8倍。流变测试显示其储能模量(G′)高达291000±91.27Pa，复数粘度达47300±20.73Pa·s，表现出典型的弱凝胶行为(tan δ<1)。

3.3.3. 微观结构
光学显微镜揭示了双凝胶的基质-基质(matrix-in-matrix)结构，zein微纤维形成了贯穿网络的增强骨架。FTIR分析证实各组份间通过物理相互作用结合，未发现共价交联，这为材料的可调控性提供了可能。

3.3.5. 热稳定性
最令人振奋的是，zein微纤维显著提升了双凝胶的热稳定性。在70°C热处理后，普通双凝胶(BG10)出现明显相分离，而增强样品(BGZ10)保持完整结构，这为其在热加工食品中的应用扫清了障碍。

该研究开创性地将zein微纤维作为增强相引入双凝胶系统，通过多尺度结构调控实现了材料性能的突破性提升。所开发的双凝胶不仅具备可调的流变特性和卓越的热稳定性，其全天然成分组成更符合清洁标签(clean label)的消费趋势。这项成果为食品工业提供了新型脂肪替代解决方案，同时在药物缓释、化妆品等领域也具有广阔应用前景。研究团队特别指出，10%油凝胶配比的增强样品(BGZ10)展现出最佳综合性能，这为后续产业化应用提供了明确的配方优化方向。