亚麻籽纤维构建食品纳米乳凝胶的设计与特性研究：凝胶-纳米乳液比例对结构和稳定性的影响

本综述系统探讨了以亚麻籽纤维为基质的纳米乳凝胶（nanoemulgels）在食品体系中的应用潜力。研究通过调控凝胶与纳米乳液的比例（如2:1、3:1等），分析了其对流变特性（如储能模量G′、损耗模量G″）、粒径分布（D3,2、D4,3）及物理稳定性（Turbiscan稳定性指数TSI）的影响。结果表明，高凝胶比例可显著增强体系弹性（G′ > G″）和零剪切粘度（η0），而2:1比例表现出最优稳定性。该研究为开发清洁标签（clean-label）、低脂且长货架期的半固态食品提供了新策略。

　　

引言

近年来，消费者对健康饮食的需求日益增长，促使食品工业转向天然成分替代人工添加剂。亚麻籽纤维因其良好的水合能力和凝胶形成特性，成为构建功能化食品体系的理想原料。本研究首次将亚麻籽纤维凝胶与纳米乳液结合，开发新型纳米乳凝胶体系，旨在模拟沙拉酱配方并优化其理化性能。

材料与方法

纳米乳液制备使用奇亚籽油、葵花籽油和辛烯基琥珀酸淀粉酯（OSA starch）作为乳化剂，通过微射流技术（10,000 psi）处理获得粒径低于1 μm的纳米乳液。亚麻籽纤维凝胶由60 g/kg纤维浓度制成，并通过高速分散均质。纳米乳凝胶按凝胶与乳液比例（3:1、2:1、1:2、1:3）混合，标记为R3/1、R2/1等。

粒径分布分析

所有纳米乳凝胶均呈现双峰分布，其中一峰对应纳米乳液（约0.1 μm），另一峰对应纤维凝胶颗粒（约100 μm）。随着凝胶比例增加，乳液峰强度降低，表明稀释效应主导。Sauter直径（D_3,2）和体积平均直径（D_4,3）统计显示，高凝胶比例组（R3/1、R2/1）的D_4,3显著高于高乳液组（R1/2、R1/3），但D_3,2无显著差异。光学显微镜图像证实纳米液滴与纤维颗粒的共存结构。

流变学特性

应力扫描显示，所有纳米乳凝胶的储能模量（G′）均高于损耗模量（G″），表明体系以弹性行为为主。临界应力（τ_c）随凝胶比例增加而升高（R3/1: 16 Pa；R1/3: 0.1 Pa），说明凝胶网络增强机械强度。频率扫描中，G′和G″依赖频率的程度随凝胶含量增加而降低，符合弱凝胶特征。幂律模型拟合参数（K′和n′）表明，高凝胶比例样本具有更强的网络结构和相互作用单元连通性。

流动行为

流变曲线符合Carreau模型，所有样本呈现剪切稀化行为。零剪切粘度（η₀）在R3/1样本最高（15,072.6 Pa·s），而R1/3样本最低（713.6 Pa·s）。临界剪切速率（γ?_c）和流动指数（n）随乳液比例增加而上升，表明体系趋向牛顿流体特性。老化7天后流变参数无显著变化，证明体系时间稳定性。

多重光散射稳定性

Turbiscan分析显示，所有样本在60天内背散射信号变化极小，TSI值均低于2。其中R2/1比例样本的TSI最低，表明其物理稳定性最优。视觉观察证实所有样本在3个月后仍无相分离。

结论

亚麻籽纤维纳米乳凝胶的成功构建证实了其作为清洁标签食品增稠剂和稳定剂的潜力。凝胶比例调控可灵活调节体系流变特性与稳定性，其中2:1比例在保持纳米结构的同时提供最佳综合性能。未来研究需进一步探索纤维浓度与界面相互作用的机制，以拓展其在功能食品和制药领域的应用。