利用富含抗氧化剂的可可副产物颗粒稳定食品级水包油 Pickering 乳液以增强亚麻籽油氧化稳定性

【字体: 时间:2025年05月26日 来源:Applied Food Research 4.5

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  为解决 ω-3 脂肪酸易氧化问题,研究人员以可可豆壳(CBS)颗粒为 Pickering 乳化剂,制备水包油 Pickering 乳液封装亚麻籽油。发现≥4%(w/w)CBS 颗粒可稳定乳液 42 天,且显著提升氧化稳定性,为油脂封装提供新策略。

  
在食品工业中,富含多不饱和脂肪酸(PUFA)的油脂如亚麻籽油,因含有大量双键极易发生氧化酸败,这不仅会导致其营养流失,还会产生有害物质影响品质和安全性。如何有效延缓这类油脂的氧化,一直是食品科学领域的重要难题。传统的表面活性剂稳定乳液虽能起到一定保护作用,但存在安全性担忧及环境问题。而 Pickering 乳液作为一种由固体颗粒稳定的胶体体系,具有稳定性高、低毒等优点,尤其是当固体颗粒兼具乳化和抗氧化双重功能时,有望为油脂封装提供更优解决方案。在此背景下,来自国外研究机构的研究人员开展了利用可可豆壳(CBS)颗粒制备抗氧化型水包油(O/W)Pickering 乳液以封装亚麻籽油的研究,相关成果发表在《Applied Food Research》。

研究人员主要采用了以下关键技术方法:对 CBS 颗粒进行脱脂、研磨等预处理;通过微流化技术制备不同 CBS 颗粒浓度(0.5–5% w/w)的 O/W Pickering 乳液;运用 gravimetry、liquid chromatography、spectrophotometry 等手段对 CBS 颗粒的化学成分和抗氧化活性进行表征;借助光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)观察颗粒及乳液微观结构;利用 Turbiscan 稳定性分析仪、OXITEST 反应器等测定乳液的物理和氧化稳定性,包括液滴尺寸、乳析指数(CI)、浊度扫描稳定性指数(TSI)、过氧化值(PV)、硫代巴比妥酸反应物质(TBARS)等指标。

3.1 可可豆壳颗粒的化学表征


CBS 颗粒含有丰富的蛋白质(18.21±0.28 g/100 g)和膳食纤维(57.75±0.00 g/100 g),其不溶物占比 78.55±0.06%,适合作为 Pickering 颗粒吸附于油 - 水界面。颗粒呈不规则形态,平均粒径小于 5 μm,zeta 电位为 - 26.9±1.05 mV,水接触角(WCA)小于 90°,表明其亲水性适合稳定 O/W 乳液。

3.2 抗氧化活性和个体多酚含量


CBS 颗粒总酚含量(TPC)为 3908.45 mg GAE/100 g,抗氧化活性显著,ORAC 值达 46448.67 μmol TE/100 g,DPPH 自由基清除能力 IC??为 0.88 mg/mL。其中富含表儿茶素(121.64 mg/100 g)、儿茶素(12.92 mg/100 g)、可可碱(183.96 mg/100 g)等多酚和甲基黄嘌呤类物质,这些成分协同赋予其强抗氧化能力。

3.3 Pickering 乳液的表征


  • 液滴尺寸影响:随 CBS 颗粒浓度增加,乳液液滴尺寸减小,因高浓度颗粒可充分覆盖油滴界面,减少聚结。CLSM 显示油滴被 CBS 颗粒形成的物理屏障包裹,证实 Pickering 乳液成功制备。
  • 物理稳定性:乳析指数随 CBS 浓度升高而降低,≥5%(w/w)时 42 天内无乳析,且乳液粘度随浓度增加而增大,高浓度下甚至形成凝胶,阻碍液滴运动提升稳定性。Turbiscan 分析显示高浓度 CBS 乳液 TSI 值低,ΔBS 变化小,稳定性显著优于低浓度组。
  • 氧化稳定性:OXITEST 表明 CBS 浓度与诱导期(IP)呈正相关,5% CBS 乳液 IP 为 7.10 h,是纯亚麻籽油的 3.21 倍。PV 和 TBARS 结果显示高浓度 CBS 能有效抑制初级和次级氧化产物生成,延缓脂质氧化。

研究结论表明,CBS 颗粒作为兼具乳化和抗氧化功能的 Pickering 稳定剂,可有效制备稳定的 O/W Pickering 乳液封装亚麻籽油。≥4%(w/w)CBS 颗粒可使乳液在室温下稳定储存 42 天,并显著增强氧化稳定性。其作用机制在于颗粒中的蛋白质和膳食纤维形成物理屏障,多酚和甲基黄嘌呤类物质发挥抗氧化作用,在油 - 水界面构建双重保护体系。该研究为可可副产物的高值化利用提供了新途径,也为开发抗氧化型 Pickering 乳液用于油脂及敏感生物活性物质封装提供了理论和技术支持,在功能性食品开发领域具有重要应用潜力。

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