《Food Hydrocolloids》：Gelator-mediated structuring of camellia oil bigels for improved oxidative stability and prediction of lipid oxidation
编辑推荐：
摘要本研究旨在开发新型双凝胶作为固体脂肪替代品，并比较三种凝胶剂对其物理特性的影响。通过以不同比例将乳清蛋白水凝胶与单硬脂酸甘油酯、γ-谷维素/β-谷甾醇以及蜂蜡基油凝胶混合，制备了这类双凝胶。随着油凝胶含量从O5:H5增加至O8:H2，所有双凝胶都呈现出典型的水凝胶在油凝胶中的
摘要
本研究旨在开发新型双凝胶作为固体脂肪替代品，并比较三种凝胶剂对其物理特性的影响。通过以不同比例将乳清蛋白水凝胶与单硬脂酸甘油酯、γ-谷维素/β-谷甾醇以及蜂蜡基油凝胶混合，制备了这类双凝胶。随着油凝胶含量从O5:H5增加至O8:H2，所有双凝胶都呈现出典型的水凝胶在油凝胶中的结构。在三种体系中，基于单硬脂酸甘油酯的双凝胶表现出更好的热稳定性、流变性能、吸油能力（超过97%）以及冻融稳定性。其优异的抗氧化稳定性得益于致密的晶体网络的形成，该网络降低了油的流动性，限制了水的迁移，并减缓了氧气的扩散。此外，SVR模型在预测POV和TBARS值方面的表现优于PLSR模型，其R2值高于0.95，预测误差低于10%。这些研究结果为了解不同凝胶剂如何调控双凝胶的特性提供了重要的结构依据，也为设计更健康的固体脂肪替代品指明了方向。
引言
固体脂肪是现代食品加工中不可或缺的成分之一，这主要得益于它们独特的功能特性（Wang等人，2023）。然而，传统固体脂肪含有大量的饱和脂肪酸和反式脂肪酸，而这些成分与肥胖和心脏病的风险增加有关（Wang等人，2016）。随着营养建议的日益严格以及消费者健康意识的提高，近年来对不含反式脂肪酸、饱和脂肪酸含量较低的更健康脂质结构配方的需求急剧上升（Patel等人，2020；Silva等人，2022）。
一种名为油凝胶化的新型油脂结构技术正在食品行业中受到越来越多的关注。油凝胶是一种半固态脂质混合物，具有热可逆性，是通过将凝胶剂加入液态油中，然后加热使其溶解，再冷却使其形成凝胶而得到的（Tabibiazar等人，2020）。由于其类似固体脂肪的特性，油凝胶被广泛用于蛋糕、冰淇淋、糖果、饼干以及肉类制品的生产中（Pehlivanoglu等人，2018；Saneei等人，2025）。在这些应用中，油凝胶有助于降低饱和脂肪含量，从而提升产品的健康程度。尽管油凝胶有望成为传统动物脂肪的替代品，但由于其与某些食品的相容性较差，其实际应用仍受到限制（Bascuas等人，2021）。
双凝胶是由油凝胶相和水相组成的双相系统（Shakeel等人，2018）。由于它们兼具油凝胶和水凝胶的优点，能够同时包封亲脂性和亲水性生物活性化合物，因此受到了食品领域的高度关注（Shakeel等人，2019）。制备双凝胶的方法是分别用相应的凝胶剂制备两相，然后根据各组分的融合特性确定温度进行快速均质化处理（Singh等人，2018）。根据其分离特性，双凝胶可以是油凝胶在水凝胶中、水凝胶在油凝胶中，或是形成双连续互穿网络，其宏观行为取决于油凝胶/水凝胶的比例以及各相中所用凝胶剂的类型和浓度等因素（Li等人，2023）。多种因素会影响双凝胶的物理化学特性，如油凝胶/水凝胶的比例以及各相中凝胶剂的类型和浓度（Saffold等人，2021；Samui等人，2021；Zheng等人，2020）。此外，最新研究还表明，不同的油凝胶化机制会影响双凝胶的特性。Martinez等人（2021）发现，用12-HSA制备的双凝胶比用仙人掌蜡制备的双凝胶具有更强的内部相互作用。Xie等人（2023）比较了单甘酯和卵磷脂在食品级双凝胶制备中的效果，结果表明单甘酯在提升双凝胶稳定性方面优于卵磷脂，这是因为单甘酯具有颗粒结晶机制，能够增强所形成凝胶网络的机械强度。Li等人（2024）发现，以硬脂酸为基础的双凝胶主要以β型多晶形式结晶，硬度最高。相比之下，含有β′型结晶相的仙人掌蜡基双凝胶虽然硬度较低，但延展性更好，因此更适合作为可涂抹的脂质替代品。这些研究结果表明，凝胶剂的性质对双凝胶的结构和功能特性有着重要影响。然而，关于不同凝胶化过程在双凝胶中形成的网络结构等内在机制尚未得到充分研究，不同凝胶剂对双凝胶物理特性的影响也仍有待进一步探究。
在本研究中，研究人员使用了以单硬脂酸甘油酯、蜂蜡以及γ-谷维素/β-谷甾醇为凝胶剂的油凝胶，再与不同质量比的乳清蛋白水凝胶结合，制备了双凝胶。研究假设凝胶剂的类型是影响这类双凝胶物理化学特性和功能特性的关键因素。具体而言，单硬脂酸甘油酯、蜂蜡和γ-谷维素/β-谷甾醇会通过不同的非共价相互作用形成不同的晶体或纤维状网络，从而导致双凝胶体系的微观结构和相行为出现显著差异。这些结构差异又会进一步导致双凝胶的流变性能、机械强度以及储存过程中的脂质氧化稳定性出现明显差别。研究人员通过加速储存试验监测了双凝胶体系的脂质氧化动力学，以POV和TBARS作为主要评价指标。最后，研究人员建立了偏最小二乘回归和支撑向量回归模型，对这些模型进行了优化和交叉验证，用以预测双凝胶中脂质氧化的进展。本研究为开发新型健康脂质结构体系提供了理论支持。
章节节选
材料
蜂蜡、β-谷甾醇（纯度95%）、γ-谷维素（纯度≥99%）、单硬脂酸甘油酯（纯度≥95%）以及乳清蛋白分离物（纯度≥95%）均购自上海阿拉丁生化科技有限公司。山茶油则购买自千道源品牌。分析级的氯化钠和氢氧化钠则由国药集团化学试剂有限公司提供。
双凝胶的制备
研究人员将单硬脂酸甘油酯、蜂蜡、γ-谷维素/β-谷甾醇与山茶油按10%（重量比）的凝胶剂浓度混合，进而制备了油凝胶样品。将这些混合物在持续磁力搅拌下加热至90℃，直至
双凝胶的形成及光学与偏光显微镜观察
为了研究所制备双凝胶中晶体网络的形成情况以及水凝胶相和油凝胶相的空间分布，研究人员采用了光学显微镜、偏光显微镜和荧光显微镜进行分析（Samui等人，2021），相关显微图像见图1。光学显微镜图像显示，双凝胶呈现出类似的球形结构，其中包括颜色较浅的水凝胶滴以及表面被脂肪晶体稳定的深色气泡。随着
结论
本研究开发了以山茶油为基础的双凝胶，作为一种潜在的无反式脂肪酸固体脂肪替代品，并证明了凝胶剂类型在决定双凝胶特性方面的关键作用。对于这类双凝胶而言，较高的油凝胶比例显著提升了其热稳定性、吸液能力和冻融稳定性。同时，这类双凝胶还表现出更强的晶体结构以及更低的分子流动性。所有的双凝胶都显示出典型的凝胶行为，其G’值高于G”值。在三种体系中，基于单硬脂酸甘油酯的
CRediT作者贡献说明
张世林：原文撰写、验证、软件应用、方法设计、实验研究、正式分析、数据整理、概念构思。王晓：方法设计。吴凤华：指导工作、概念构思。刘兴权：指导工作、正式分析。王鹏：文章审阅与编辑、指导工作、资源协调、项目管理、方法设计、资金筹集、概念构思。方冠宇：指导工作。陈科：方法设计。郑卫平：资源协调。何哲华：资源协调
未引用参考文献
Bemer等人，2016；Cheng和Sun，2017；Clímaco和Fasolin，2024；Fayaz等人，2021；Gao等人，2013；Li等人，2025；Liu等人，2020；Loza-Rodriguez等人，2023；Palla等人，2022；Pehlivano?lu等人，2018；Saffold和Acevedo，2021；Wang和Liu，2023；Yu等人，2022。
利益冲突声明
作者声明，他们不存在任何可能影响本文研究结果的已知利益冲突或个人关系。
致谢
本研究得到了以下项目的支持：
丽水市重点科学研究计划项目（编号：2026zdyf11）、杭州市重点科学研究计划项目（链接：
2025SZD1B05）以及衢州森林食品
健康产业研究院的关键技术研究项目（项目编号：hzc-xd-2025-02）。
张世林|方冠宇|陈科|郑卫平|王晓|何哲华|吴凤华|刘兴权|王鹏
中国浙江省杭州市311300，浙江农林大学食品与健康学院
