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可持续脂肪替代品:基于升级循环油与特级初榨橄榄油的油凝胶特性研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月20日 来源:LWT 6.0
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为解决传统固体脂肪中饱和脂肪酸(SFAs)和反式脂肪酸(TFAs)的健康风险问题,研究人员以南瓜籽油(PSO)、米糠油(RBO)、葡萄籽油(GSO)等升级循环油为原料,结合巴西棕榈蜡(7%-11% w/w)制备新型油凝胶(oleogels)。研究通过流变学、质构分析和热力学测试发现,GSO油凝胶具有最优的凝胶网络完整性,11%蜡浓度使PSO油凝胶硬度提升至804.85g,所有样品熔点稳定在76-79°C。该研究为食品工业提供了可持续脂肪替代方案,同时实现了副产物高值化利用。
随着全球对健康饮食需求的增长,传统固体脂肪中的饱和脂肪酸(SFAs)和反式脂肪酸(TFAs)引发的健康风险日益受到关注。食品工业亟需开发既能保持口感又能降低健康风险的脂肪替代品。与此同时,食品加工副产物的升级循环利用成为可持续发展的重要课题。在这样的背景下,油凝胶(oleogels)技术因其能通过结构化剂将液态油转变为半固态脂肪的特性,成为当前食品科学领域的研究热点。
爱尔兰都柏林大学(University College Dublin)的研究团队创新性地将南瓜籽油(PSO)、葡萄籽油(GSO)和米糠油(RBO)这三种来源于食品副产物的升级循环油(upcycled oils)与特级初榨橄榄油(EVOO)进行对比,系统研究了不同巴西棕榈蜡(carnauba wax)浓度(7%、9%、11% w/w)对油凝胶性能的影响。这项发表在《LWT》的研究不仅为食品工业提供了新型可持续脂肪替代方案,更开辟了食品副产物高值化利用的新途径。
研究采用气相色谱(GC)分析脂肪酸组成,通过流变仪测定线性粘弹区(LVR)和温度扫描特性,结合质构分析仪测试穿透参数,并运用差示扫描量热法(DSC)和热重分析(TGA)评估热力学性能。氧化稳定性通过共轭二烯(CD)和硫代巴比妥酸反应物(TBARS)在45°C加速氧化21天进行评估。
在油品特性方面,研究发现EVOO的单不饱和脂肪酸(MUFA)含量最高(70.99%),而GSO的多不饱和脂肪酸(PUFA)含量达57.34%。RBO则因其19.23%的棕榈酸(C16:0)含量成为饱和脂肪酸(SFA)最高的油品。这些差异为后续油凝胶的性能差异奠定了基础。
油凝胶表征结果显示,11% EVOO油凝胶具有最浅的色泽(L*=49.59)和最明显的黄色调(b*=22.34),而7% PSO油凝胶呈现最显著的红色(a*=2.42)。流变学分析表明,所有油凝胶都表现出典型的凝胶行为,G′始终高于G′′。值得注意的是,GSO油凝胶在所有蜡浓度下都显示出最高的G′值,表明其具有最优的凝胶网络完整性。
质构测试数据印证了流变学结果,当蜡浓度从7%增至11%时,PSO油凝胶的硬度从113.99g显著提升至804.85g。热分析显示所有油凝胶的熔点相似(76-79°C),但纯蜡的熔点显著更高(85.69°C),说明油凝胶的热特性主要取决于结构化剂而非油相。
氧化稳定性研究发现,PSO油凝胶虽然初始共轭二烯(CD)值最高(24-42 μmol/L),但在21天储存后表现出最低的TBARS值(0.22-0.81 mg MDA/kg),这归因于其含有的天然抗氧化剂。相比之下,高MUFA含量的EVOO油凝胶TBARS值较高,在14天时达到1.83 mg MDA/kg。
这项研究证实,升级循环油特别是GSO,能够制备出性能媲美甚至优于EVOO的油凝胶。11%蜡浓度可显著提升油凝胶的硬度和油结合能力(OBC达99.9%),而不同油品的脂肪酸组成会影响其氧化稳定性和色泽特性。该成果不仅为食品工业提供了定制化脂肪替代方案,更通过副产物高值化利用推动了食品系统的可持续发展。未来研究可进一步探索这些油凝胶在实际食品体系中的应用效果及其感官特性。
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