黑种草油油凝胶的制备与表征及其在减动物脂牛肉汉堡配方中的应用

《Food Science & Nutrition》:Preparation and Characterization of Black Seed Oil Oleogel and Its Application in Reduced Animal Fat Beef Hamburger Formulations

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月20日 来源:Food Science & Nutrition 5.0

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  本研究旨在制备一种性质与动物脂肪相当的油凝胶,用作牛肉汉堡中的脂肪替代物。研究人员以黑种草油(black seed oil)为油相,在总浓度5% w/w条件下考察了蜂蜡(B)与己二酸(A)两种凝胶剂不同配比形成的油凝胶。蜂蜡与己二酸复合使用未对油凝胶的质构与流

  
本研究旨在制备一种性质与动物脂肪相当的油凝胶,用作牛肉汉堡中的脂肪替代物。研究人员以黑种草油(black seed oil)为油相,在总浓度5% w/w条件下考察了蜂蜡(B)与己二酸(A)两种凝胶剂不同配比形成的油凝胶。蜂蜡与己二酸复合使用未对油凝胶的质构与流变特性产生协同效应。样品B5(仅含5%蜂蜡)被选为最适油凝胶,其呈针状晶体形貌,并具有最高的熔点与储能模量(G′)。研究人员进一步评估了替代比例(6%–12%)与贮藏时间(1、15、30天)对汉堡理化性质的影响。提高油凝胶替代比例降低了吸油率(0.45%±0.06%)、皱缩率(5.14%±0.03%)与蒸煮损失(9.43%±0.03%),同时提升了水分保持率;但这些参数随贮藏时间延长均呈上升趋势。含油凝胶汉堡在贮藏期间具有更低的硫代巴比妥酸反应物值(TBARS)。总体而言,该研究证实以黑种草油油凝胶替代动物脂肪能够降低牛肉汉堡中饱和脂肪酸(SFA)与反式脂肪酸(TFA)含量。
研究背景方面,牛肉汉堡因富含蛋白、维生素与矿物质而广受消费,但其动物脂肪中饱和脂肪酸(SFA)占比可达30%,引发健康担忧。液态植物油直接替代固体动物脂肪会破坏肉制品的质构与感官功能,因此研究人员提出将液态油转化为具有固体脂肪功能的油凝胶(oleogel,即通过三维凝胶网络包封有机液体的热可逆粘弹性材料)作为替代策略。黑种草油(Nigella sativa L.种子油)富含亚油酸与油酸且具抗氧化活性,蜂蜡能形成针状结晶,己二酸(E355)可作成核剂,但二者复配是否存在协同效应尚不清楚,且在碎肉制品中应用研究有限,故研究人员开展本工作。
主要关键技术方法上,油凝胶以5% w/w总凝胶剂在150°C溶于黑种草油后冰浴冷却制备,样本队列为伊朗乌尔米耶本地市场采购原料。油凝胶表征涵盖储油能力(OBC)、色度(Lab*)、质构穿透硬度、偏光显微镜晶体形貌、动态流变频率扫描(G′、G″)、差示扫描量热(DSC)熔点、气相色谱脂肪酸组成及过氧化值(PV);汉堡制作后以对照(18%动物脂肪)与6%、9%、12%蜂蜡油凝胶替代三组进行冷冻贮藏(1、15、30天),测定蒸煮损失、水分保持、吸油率(索氏提取)、收缩直径、TBARS、质构剖面分析(TPA)与20人半培训感官五点 hedonic 评分,统计用SPSS单因素ANOVA与Duncan检验(p<0.05)。
研究结果部分,3.1油凝胶特性评价中,3.1.1质构显示B5硬度最高、A5最低,蜂蜡占比增加显著提升硬度,复配无协同;3.1.2晶体形貌见B5为连贯针状晶,己二酸为主时晶体大而不规则;3.1.3 OBC中B5达100%,A5仅25.48%,蜂蜡主导样品锁油性强;3.1.4颜色上己二酸增高L、a、b,B5偏暗;3.1.5 DSC中B5次峰约50°C,复配样品多仅单峰,无双凝胶剂峰共存;3.1.6流变显示B5、B4A1、B3A2的G′显著高于G″,高频下己二酸体系G″超G′显弱结构,复配无协同;3.1.7脂肪酸组成表明制凝胶过程不改变黑种草油脂肪酸轮廓,B5不饱和酸仍占约77%;3.1.8 PV显示B5初期高于原油,15天回落,30天增幅低于原油,蜂蜡抗氧化与限油迁移延缓氧化。3.2汉堡特性中,3.2.1水分保持随替代比增加而升、随贮藏降,12%组最高;3.2.2颜色上油凝胶组L、a、b普遍低于对照,黑种草油致色偏暗;3.2.3蒸煮损失对照最高(30天18.41%),12%组最低(9.43%起);3.2.4直径收缩对照最大(15.75%),12%组最小(5.14%起);3.2.5吸油率对照最高(4.68%),12%组最低(0.45%);3.2.6 TBARS对照持续上升,油凝胶组15天下降后30天略升但仍低于对照;3.2.7 TPA硬度显示生熟样中油凝胶组较对照软,12%组最软;3.2.8感官上颜色、滋味、总接受度随替代比增而降,但质地与香气优于对照。
讨论与结论部分,研究人员指出蜂蜡-己二酸在复配黑种草油油凝胶中无协同,B5因针状晶、高G′、高OBC、高熔点最拟动物脂肪。汉堡应用中油凝胶替代降低吸油、蒸煮损失与收缩并提升保水,贮藏期氧化更稳定,TBARS更低,脂肪酸谱中SFA与TFA减少。结论原文意为:本研究探明蜂蜡与己二酸复配无协同,选定B5为最适油凝胶;以其替代牛肉汉堡动物脂肪可降低熟制汉堡吸油率、蒸煮损失与皱缩率并提升水分保持,但各参数随贮藏延长均升;感官上色泽、滋味与总接受度下降而香气与质地改善。结果表明黑种草油油凝胶可用于制备品质与营养特性良好的汉堡。该文发表于《Food Science》。
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