《Food Chemistry》：Foam-templated dual-network oleogels based on soybean protein isolate-κ-carrageenan and glycerol monostearate for partial cocoa butter replacement in a model chocolate
编辑推荐：
•利用SPI-KC泡沫和GMS-大豆油制备了双网络油凝胶。•2.0% SPI和0.6% KC实现最优发泡性能，可形成稳定的冷冻凝胶。•较高的KC含量增强了网络结构，提高了持油性但降低了吸油能力。•9.0% GMS通过分子间相互作用增强油凝胶结构，抑制氧化。•替代50%可可脂可
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利用SPI-KC泡沫和GMS-大豆油制备了双网络油凝胶。
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2.0% SPI和0.6% KC实现最优发泡性能，可形成稳定的冷冻凝胶。
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较高的KC含量增强了网络结构，提高了持油性但降低了吸油能力。
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9.0% GMS通过分子间相互作用增强油凝胶结构，抑制氧化。
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替代50%可可脂可使饱和脂肪酸（SFA）减少>20%，不饱和脂肪酸（USFA）增加>25%。
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模型巧克力保持了固态形态和抗起霜性，但入口融化迅速。
引言
巧克力是以脂肪为连续相的糖果体系（Shandrivska & Atamanchuk, 2024），其口感、流变学特性、融化行为及抗起霜性受分散相、脂肪组成、结晶行为和加工历史的影响（Vásquez et al., 2019）。可可脂富含对称型甘油三酯，主要由棕榈酸（C16:0）、硬脂酸（C18:0）和油酸（C18:1）组成，约含60%的饱和脂肪酸（Norazlina et al., 2021），并结晶为稳定的多晶型晶体，尤其是形式V型晶体，赋予巧克力光泽外观和顺滑的口中融化口感（Fernandes Almeida et al., 2024）。然而，对可可脂高饱和脂肪酸含量的担忧以及对更健康脂肪结构的追求，促使人们关注用于降低饱和度的巧克力替代脂肪配方（Ewens et al., 2021）。
油凝胶是结构化的液态油，通过低分子量凝胶剂（如蜡、单甘油酯、甾醇和卵磷脂）或高分子量生物聚合物（如蛋白质和多糖）构成的网络来固定不饱和油，从而减少饱和脂肪含量（Mao et al., 2019）。油凝胶将液态油转化为半固态脂肪相，已被越来越多地应用于减脂食品体系中，在保持口感、涂抹性、氧化稳定性和加工功能性的同时改善脂肪结构（Dhal et al., 2024）。近期研究表明，巧克力配方中的油凝胶可调节脂质组成、质地、流变性、结晶和抗起霜性，其性能强烈依赖于凝胶剂类型、油迁移率、加工兼容性和储存条件（Alvarez et al., 2021）。
在油凝胶化策略中，泡沫模板油凝胶通过冷冻干燥由亲水高分子量凝胶剂稳定的水泡沫，随后吸油而成，可实现结构控制（Kavya et al., 2024），且可替代高达70%的可可脂而不明显降低品质（Alvarez et al., 2021）。已报道的泡沫模板体系包括大豆蛋白-黄原胶（Saneei et al., 2025）、豌豆蛋白-黄原胶（Mohanan et al., 2020）和豌豆蛋白纤维-卡拉胶（Sun et al., 2025），这些体系利用具有适当气-水界面特性的生物聚合物网络，产生具有高吸油能力的冷冻凝胶，从而改善油凝胶的质地、强度和流变特性（Saneei et al., 2024）。尽管取得了这些进展，但由于机械结构较弱导致的有限持油能力，在离心力作用下仍常出现漏油现象（Tavernier et al., 2018）。油凝胶结构主要受凝胶剂类型和凝胶剂-油相互作用支配：低分子量凝胶剂容易形成结晶网络，而高分子量凝胶剂提供连续三维骨架。结合两种结构的双网络油凝胶（Tirgarian & Farmani, 2023）可增强持油性、凝胶强度、流变稳定性和质地（Mohanan et al., 2020）。
大豆蛋白分离物（SPI）是一种具有良好乳化、发泡和凝胶特性的植物蛋白，可单独或与多糖或低分子量凝胶剂一起用作凝胶剂（Kavya et al., 2024）。κ-卡拉胶（KC）是一种来自红藻的多糖，通过改善热稳定性、持油性和蛋白质-多糖相互作用来增强油凝胶性能（Bana? & Harasym, 2021）。KC还被证明可改善SPI的发泡和界面特性（Yekta et al., 2023），且SPI-KC复合物已在乳化模板油凝胶中得到验证（Tavernier et al., 2017）。然而，其在泡沫模板油凝胶中的潜力，尤其是应用于巧克力领域，仍未被探索。此外，SPI与单硬脂酸甘油酯（GMS）已被报道可形成具有增强弹性、黏度和热稳定性的双网络油凝胶（Zou et al., 2022），且可通过GMS浓度调节其质地（Jiang et al., 2022）。
本研究构建了一种泡沫模板SPI-KC-GMS双网络油凝胶，作为模型巧克力中可可脂的部分替代品。通过在泡沫、冷冻凝胶和油凝胶阶段评估发泡性能、孔隙结构、吸油/持油性、质地、流变性和氧化稳定性，对配方进行优化。制备并表征了替代50%可可脂的模型巧克力，包括脂肪酸谱、质地、流变性、多晶型行为、热特性和抗起霜性。尽管与工业巧克力生产相比有所简化，本研究为泡沫模板SPI-KC-GMS双网络油凝胶在改善脂质组成同时保留模型巧克力关键结构和功能特性提供了概念验证。
章节摘要
材料与化学试剂
κ-卡拉胶（KC，纯度≥98%）和单硬脂酸甘油酯（GMS）购自上海源叶生物科技有限公司。大豆（Glycine max (L.) Merr.）和精炼大豆油购自中国哈尔滨一家超市。糖粉、可可脂、可可粉和大豆卵磷脂由山东展艺食品（山东，中国）供应。其他所有试剂均为分析纯。
大豆蛋白分离物（SPI）提取
SPI采用改良碱提取-酸沉淀法提取（Zhang, Wu, et al., 2025）。
pH对SPI-KC复合物形成的影响
溶液pH值控制着可溶性与不可溶性复合物形成之间的平衡，以及SPI-KC的电荷状态。SPI的浊度峰值出现在pH 4.0至6.0之间，与其等电点（约4.5）一致，而SPI-KC表现出更高浊度，在pH 5.5达到峰值后下降并趋于稳定（图1A和B）。这与之前的报道一致（Liu et al., 2024），即SPI和KC之间的静电相互作用驱动不可溶性共凝聚物的形成，增加了浊度。浊度
结论
本研究开发了SPI-KC泡沫模板和SPI-KC-GMS双网络油凝胶，作为模型巧克力中可可脂的部分替代品。在pH 7.0条件下，通过氢键、疏水相互作用和静电力形成可溶性SPI-KC复合物。2.0% SPI和0.6% KC的配方增强了发泡和稳定性，产生的冷冻凝胶具有低密度多孔结构，表现出中等吸油性和高持油性。增加KC浓度可增强
CRediT作者贡献声明
张明浩：论文撰写——审阅与编辑，可视化。牛玉洁：论文撰写——初稿撰写，方法论，调查研究，概念构思。张爽：论文撰写——审阅与编辑，指导，经费获取。李雪：数据管理。Blessing Titilayo Ajala：调查研究。
利益冲突声明
作者声明，他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系可能会影响本文所述工作的报道。
致谢
本研究由中国黑龙江省重点研发计划（编号：GZ2024002）资助。感谢李雪在离开前对实验的帮助。
张明浩|牛玉洁|张爽|李雪|Blessing Titilayo Ajala
