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为解决南极磷虾油(AKO)氧化稳定性差、腥味重、虾青素(AST)生物利用度低等问题,研究人员制备 WPI 和 CMCS 稳定的乳液模板油凝胶用于递送 AKO。结果显示,CMCS 比例增加可提升油凝胶多项性能。该研究为 AKO 递送提供新方案。
在健康饮食的潮流中,南极磷虾油(Antarctic krill oil,AKO)凭借其丰富的营养成分,如 omega-3 多不饱和脂肪酸(PUFAs)、磷脂(PL)、虾青素(AST)等,逐渐走进大众视野。然而,AKO 就像一位 “带刺的玫瑰”,虽营养丰富却也问题不少。它富含的磷脂型 n-3 PUFAs 极易氧化,虾青素的生物利用度也很低,而且那股浓重的鱼腥味更是让消费者望而却步,严重限制了其在食品领域的广泛应用。
为了攻克这些难题,来自青岛的研究人员展开了一场探索之旅。他们致力于开发一种新型的递送系统,希望能让 AKO 变得更加 “友好”,既能保留其营养,又能解决这些令人头疼的问题。最终,他们将目光聚焦在乳液模板油凝胶上,利用乳清蛋白分离物(Whey protein isolate,WPI)和羧甲基壳聚糖(Carboxymethyl chitosan,CMCS)来稳定油凝胶,以此作为 AKO 的递送载体。这项研究成果发表在《Food Research International》上,为 AKO 的应用开辟了新的道路。
研究人员在此次研究中主要采用了以下关键技术方法:首先是乳液制备技术,通过制备不同油相体积分数(0.2 - 0.6)的乳液,研究油相对乳液及后续油凝胶的影响;其次是冻干技术,将乳液冻干以制备结构化油,进而获得油凝胶;此外,还运用了多种分析技术,如通过粒径分布、物理稳定性、流变学特性和 3D 打印性能分析来评估乳液的性质,利用质构分析、持油能力(Oil holding capacity,OHC)测定、氧化稳定性分析、体外消化分析和风味评估等方法来研究油凝胶的各项性能 。
油相体积分数对油凝胶制备的影响
研究人员首先探究了油相体积分数对油凝胶制备的影响。他们制备了不同油相体积分数(φ = 0.2 - 0.6)的乳液并冻干。结果发现,当油相体积分数超过 0.4 时,乳液在冻干过程中无法维持结构。这表明,合适的油相体积分数是制备稳定油凝胶的重要前提。
WPI/CMCS 质量比对乳液和油凝胶性能的影响
- 乳液性能:研究发现,由 WPI 和 CMCS 共同稳定的乳液,相比仅由 WPI 稳定的乳液,具有更高的物理稳定性和机械强度。随着 CMCS 比例的增加,乳液的稳定性、粘弹性、粘度和 3D 打印性能都有所提升。这意味着 CMCS 能够有效改善乳液的性能,为后续制备性能优良的油凝胶奠定基础。
- 油凝胶性能:在油凝胶方面,随着 CMCS 比例的增加,其持油能力和硬度也随之增加。当油相体积分数为 40%,WPI 与 CMCS 质量比为 1:0.5 时,油凝胶的持油能力达到最高(77.82 ± 0.08%),硬度为(6.81 ± 0.36 N) 。这说明通过调整 WPI/CMCS 质量比,可以优化油凝胶的质地和持油性能。
- 氧化稳定性:研究还对油凝胶的氧化稳定性进行了测试,结果显示油凝胶的氧化稳定性明显高于 AKO。这表明乳液模板油凝胶能够有效保护 AKO,减少其氧化,延长其保质期。
- 体外消化与生物可及性:通过体外消化研究发现,与 AKO 相比,油凝胶中虾青素的生物可及性显著提高。这意味着油凝胶能够更好地促进人体对虾青素的吸收,提高了 AKO 的营养价值。
- 风味评估:在风味方面,油凝胶有效地掩盖了 AKO 的鱼腥味。这一结果对于提高消费者对 AKO 产品的接受度具有重要意义。
研究结论与讨论
综上所述,研究人员成功制备了乳液模板油凝胶,将其作为一种非热、食品级的递送系统,有效地稳定了南极磷虾油。研究表明,增加 CMCS 的比例能够显著改善乳液和油凝胶的多项性能,包括稳定性、粘弹性、持油能力、硬度、氧化稳定性以及虾青素的生物可及性,同时还能有效掩盖 AKO 的鱼腥味。
这项研究为基于蛋白质 / 多糖复合物的油凝胶构建提供了理论支持和新的见解,也为开发创新的 AKO 封装系统提供了指导,有助于推动 AKO 在食品科学领域的广泛应用。未来,有望在此基础上进一步优化油凝胶的配方和制备工艺,开发出更多高品质、高附加值的 AKO 食品,让这种营养丰富的油脂更好地服务于人们的健康生活。