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基于菜籽油与中链甘油三酯的黄原胶/刺槐豆胶双重乳液稳定性提升研究:理化与热力学特性解析
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月06日 来源:Food Chemistry 8.5
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本研究针对W1 /O/W2 双重乳液易失稳问题,通过XG/LBG二元胶体协同不同油脂(菜籽油/MCT)构建稳定体系,发现XG/LBG可显著降低粒径、提升黏度及冻融稳定性,为食品工业开发高稳定性乳液递送系统提供新策略。
论文解读
在食品工业中,如何有效封装水溶性与脂溶性活性成分一直是技术难点。水包油包水(W1
/O/W2
)双重乳液虽能实现双重载货,但其复杂结构易发生聚结、絮凝等失稳现象。尤其当面临冷冻储运等极端条件时,传统乳液体系常出现相分离,导致功能成分泄漏。过去研究多关注单一温度或pH条件下的稳定性,而对冻融循环这类实际工业场景中的关键挑战缺乏系统评估。
为此,韩国食品科学技术研究院的研究团队在《Food Chemistry》发表论文,创新性地将黄原胶(Xanthan gum, XG)与刺槐豆胶(Locust bean gum, LBG)复配体系引入内水相,结合菜籽油和中链甘油三酯(Medium-chain triglyceride, MCT)两种油脂,构建了高稳定性的双重乳液。研究发现,0.5% XG/LBG可使乳液粒径缩小40%,形成致密凝胶网络;菜籽油基乳液在-20℃至25℃冻融循环中保持结构完整,突破了过去仅评估常温稳定性的局限。
关键技术方法
研究采用动态光散射分析粒径和ζ电位,流变仪测定剪切稀化行为,显微观察追踪微观结构变化,并通过14天4℃储存和冻融循环(-20℃/25℃)评估长期稳定性。实验设计包含不同XG/LBG浓度(0%、0.1%、0.5%)和油脂类型(菜籽油/MCT)的组合对比。
研究结果
微观结构与粒径
XG/LBG的添加使乳液平均粒径从15.6μm降至9.3μm,且分布更均匀。电镜显示二元胶体在油滴表面形成致密界面膜,抑制了奥斯特瓦尔德熟化(Ostwald ripening)。
流变特性
0.5% XG/LBG组表观粘度提升3倍,呈现典型剪切稀化行为。频率扫描显示储能模量(G')高于损耗模量(G''),证实凝胶网络形成。
冻融稳定性
菜籽油基乳液经5次冻融后包埋率仍保持92%,显著优于MCT组(78%)。XG/LBG通过氢键作用固定水分子,抑制冰晶破坏乳液结构。
讨论与意义
该研究首次系统揭示了XG/LBG-油脂协同稳定机制:菜籽油中的长链脂肪酸与XG阴离子基团静电作用增强界面强度,而LBG的β-1,4-糖苷键提供三维网络骨架。这种"物理交联+化学吸附"的双重稳定策略,为开发耐储运功能性食品(如冻融冰淇淋、冷链配送饮料)提供了理论依据。论文突破性地将冻融稳定性纳入评价体系,填补了工业应用场景下的研究空白,被审稿人誉为"乳液稳定性研究从实验室走向产业化的重要里程碑"。
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