油体-油凝胶复合乳液凝胶的结构调控及其作为人造黄油替代品的应用研究

为解决传统人造黄油高饱和脂肪含量及合成乳化剂使用问题，武汉轻工大学食品科学与工程学院的研究团队创新性地利用天然花生油体(OB)与β-谷甾醇/γ-谷维素油凝胶(OG)构建结构化乳液凝胶(EGs)。通过系统调控OG:OB质量比(0:10至10:0)和油凝胶剂(OGL)浓度(6-10 wt%)，发现当OG占比50-70%时体系发生双连续相向水包油(W/O)结构的转变，并显著提升弹性模量(G′)和屈服应力(σy)。该研究为开发清洁标签的植物基脂肪替代品提供了新策略，其3D打印适应性(7:3配比下OGL≥8%时成型稳定性最佳)更拓展了功能性食品制造的可能性。

　　

随着全球肥胖和饮食相关慢性病发病率攀升，开发低饱和脂肪的植物基脂肪替代品成为食品科学领域的重要课题。传统人造黄油依赖氢化植物油带来的健康风险，而现有乳液体系又面临乳化剂化学修饰、热稳定性差等技术瓶颈。天然油体(OB)虽具有独特的磷脂-蛋白质界面结构，但其提取工艺复杂、静电斥力弱的缺陷严重制约工业化应用。如何通过绿色物理改性实现油体的功能强化，成为突破健康脂肪开发的关键"卡脖子"难题。

武汉轻工大学食品科学与工程学院（Key Laboratory for Deep Processing of Major Grain and Oil, Ministry of Education）的研究团队独辟蹊径，将粗提花生油体与β-谷甾醇(β-sitosterol)/γ-谷维素(γ-oryzanol)油凝胶创新结合，构建出具有梯度结构调控能力的复合乳液凝胶系统。这项发表在《LWT》的研究通过激光共聚焦显微镜(CLSM)原位捕获界面重组过程，结合流变学分析和3D打印验证，首次揭示了油体在混合凝胶体系中的自发稳定机制。

研究采用简化的单步离心法提取花生油体(含67.7%脂质、30.4%水分和1.04%蛋白质)，与不同浓度(6-10 wt%)的β-谷甾醇/γ-谷维素(2:3,w/w)油凝胶按七种比例(0:10至10:0)复合。通过荧光双标记(尼罗红标记脂质、FITC标记蛋白)实现微结构可视化，采用应变扫描和频率扫描测定线性粘弹区(LVR)和屈服应力(σ_y)，并建立冻融循环(F₀-F₄)评估油水结合能力(OBC/WBC)。3D打印测试选用空心圆柱(Φ30mm)和金字塔(40×30mm)模型，量化尺寸偏差率。

3.1 挤出成型性能

纯油体体系(8EG-0:10)因G′不足导致花纹塌陷，而OG占比70%的8EG-7:3样品展现出最佳造型保持性。CLSM显示该比例下油体膜破裂释放的磷脂-蛋白质在油水界面重组，形成均匀的W/O结构。

3.3 流变特性

OG:OB比升至7:3时G′达峰值(增加约30倍)，σ_y提升至纯油体的5倍。频率扫描发现3:7样品在10Hz出现G′=G″ crossover point，揭示其剪切稀化特性。

3.4 质构分析

硬度随OG比例单调递增(0.075N→2.540N)，但7:3配比的咀嚼性(2.417mJ)反超纯OG体系，证实油体碎片可增强能量耗散。

3.5 冻融稳定性

OGL浓度≥8%时，6:4及以上比例样品经4次冻融后OBC仍保持98.7%以上，归因于甾醇晶体网络对冰晶生长的空间位阻效应。

3.10 3D打印适应性

7:3配比配合8%OGL的墨水打印金字塔模型时，2小时内尺寸偏差<1%，层间融合度最佳。低OGL浓度(6%)导致"挤出胀大效应"，使丝径膨胀率达15%。

这项研究创新性地证明：粗提油体无需纯化即可通过界面自组装参与构建凝胶网络，当OG占比50-70%且OGL≥8%时，体系会自发形成具有"固-液"双重特性的双连续结构。这种结构不仅模拟了人造黄油的感官特性(G′>G″)，其3D打印稳定性(σ_y≥100Pa)更为个性化营养食品制造开辟新途径。研究结果颠覆了传统认知——油体膜破裂释放的内源乳化成分反而能提升界面稳定性，这为开发清洁标签的植物基脂肪产品提供了理论基石。未来通过优化油体来源(如高油酸品种)和OGL组合(添加单甘酯等)，有望进一步降低OGL使用浓度，推动该技术向工业化生产转化。