《JOURNAL OF FOOD SCIENCE》：Development of Brazil Nut Oil-Based Oleogel and Emulsion Gel: A Comparative Study of Structural and Physicochemical Properties
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在这项研究中，巴西坚果油（BNO）分别使用巴西棕榈蜡（CW）结构化为油凝胶（OG），或使用明胶在水:油比为1:1的条件下结构化为乳液凝胶（EG），生成的体系旨在作为固体脂肪的模型。研究人员比较评估了结构化方法和不同胶凝剂浓度对其结构、理化和热性质的影响。视觉分
在这项研究中，巴西坚果油（BNO）分别使用巴西棕榈蜡（CW）结构化为油凝胶（OG），或使用明胶在水:油比为1:1的条件下结构化为乳液凝胶（EG），生成的体系旨在作为固体脂肪的模型。研究人员比较评估了结构化方法和不同胶凝剂浓度对其结构、理化和热性质的影响。视觉分析表明，BNO可被6%的CW有效结构化，而2%的明胶足以诱导液态油向半固态材料的转变。偏振光显微镜（PLM）揭示了有助于各自结构稳定性的不同结构组织，OG中为晶体结构，EG中为乳液填充网络。在持油能力（OBC）方面，随着CW浓度的升高，OBC显著增加，从30.63% ± 1.34%（BOG2）增至83.65% ± 1.90%（BOG10）（p < 0.05）。在EG样品之间，所有OBC结果在统计学上相似，达到约100%的持油率（p < 0.05）。DSC分析显示，与BOG（1.5–17.8 J/g）相比，BEG（491.5–726.8 J/g）不仅具有更高的熔化起始温度，而且具有更大的焓值，证明明胶基凝胶具有优异的热稳定性和网络组织。此外，流变学测试表明，BEG表现出稳定的线性粘弹区（LVR）（G′ > G″，应变高达>12%）和更高的交叉点（～100%），表明其结构强度高于BOG。这些发现为未来研究探索其作为固体脂肪模型的潜在应用奠定了基础。
**研究背景与意义**
固体脂肪在食品结构中赋予必要的质构和感官特性，但其过量摄入与心血管疾病等健康风险密切相关。世界卫生组织（WHO）建议将饱和脂肪摄入量控制在总能量摄入的10%以下，并以多不饱和脂肪酸（PUFA）和单不饱和脂肪酸（MUFA）替代。因此，开发能够模拟固体脂肪功能同时降低健康风险的脂肪替代品成为食品科学的重要课题。油凝胶（OG）和乳液凝胶（EG）是两类代表性结构化体系：前者通过胶凝剂在液态油中构建三维网络，后者通过凝胶基质包埋乳化油滴。巴西坚果油（BNO）富含MUFA、硒及抗氧化活性成分，是极具潜力的健康油脂来源，但目前在结构化油脂中的应用研究尚不充分。当前，基于同一油基质直接比较OG与EG结构化机制的研究有限，限制了对其结构-功能关系的理解。为此，研究人员在《JOURNAL OF FOOD SCIENCE》发表论文，系统开发了以BNO为连续相的OG与EG，并比较其结构、理化及热性质，旨在为定制化脂肪替代品的设计提供依据，同时促进亚马逊油的经济与生态价值开发。
**研究内容与方法概述**
研究人员以BNO为油相，分别选用巴西棕榈蜡（CW）和明胶作为胶凝剂，采用直接熔融法（CW浓度2%–10%）和高速均质法（明胶浓度2%–8%，水油比1:1）制备BOG系列与BEG系列。关键表征技术包括宏观外观倒置观察、偏振光显微镜（PLM）用于微观结构成像、色差仪测定L\*a\*b\*及白度指数、离心法测定持油能力（OBC）、差示扫描量热法（DSC）分析熔融行为、振荡应变扫描流变学评估粘弹性，并采用单因素方差分析和Tukey检验进行统计比较。所有样品均在4°C储存后表征。
**主要结果与讨论**
**3.1 宏观外观**：倒置试管观察显示，BOG仅在CW浓度≥6%时发生由液态到半固态的转变，说明CW结晶网络可有效截留BNO；而所有BEG在明胶浓度≥2%时即形成半固体，表明明胶的凝胶化能力更强，这与明胶吸附至油水界面并建立三螺旋网络有关。
**3.2 偏振光显微镜（PLM）**：PLM图像显示，BOG中CW晶体随浓度升高逐渐致密，形成堆积的三维结晶网络，在60°C以下保持稳定；BEG则呈现乳液填充凝胶特征，油滴分布于明胶形成的连续网络中，且浓度越高网络越致密。所有BEG在40°C以上因蛋白质变性而失去结构，证实其热敏性。
**3.3 颜色测量**：BOG和BEG的亮度（L\*）与白度指数（WI）均随胶凝剂浓度增加而显著上升（p < 0.05）。BOG因CW所含天然色素（叶绿素、类胡萝卜素）表现出更高的b\*值（黄度），而BEG整体更亮且更白，表明体系颜色受胶凝剂类型和浓度显著影响。
**3.4 持油能力（OBC）**：BOG的OBC随CW浓度升高从30.63%（BOG2）显著增至83.65%（BOG10），归因于更高蜡质量形成更强的晶体网络；所有BEG的OBC均接近100%，且各浓度间无显著差异（p > 0.05），这是因为明胶的两亲性和Tween 20协同稳定了油水界面，阻碍了液滴聚结，使油被高效截留在三维凝胶网络中。
**3.5 热行为（DSC）**：BOG的熔化峰在58.6°C–75.6°C，源于CW高熔点蜡酯与脂肪醇；BEG的熔化峰在89.7°C–133.7°C，对应明胶螺旋-卷曲转变及聚脯氨酸残基的热吸收。BEG的熔融焓（491.5–726.8 J/g）远高于BOG（1.5–17.8 J/g），表明明胶网络具有更强的热稳定性和更有序的分子结构。与市售油脂（15°C–45°C）相比，这些结构化体系熔点较高，其适用性取决于具体食品加工要求。
**3.6 流变学测试**：应变扫描显示，BOG在低应变下G
′ > G
″，但线性粘弹区（LVR）较短，BOG6交叉点最高（应变99%，应力11.7 Pa），而BOG8和BOG10结构较弱。BEG则表现出典型的凝胶行为，LVR延伸至应变约12%，且交叉点约为100%，表明其网络在更大形变下才发生破坏，结构强度显著优于BOG。BEG的“弱应变过冲”行为暗示其在断裂前存在部分结构重排。
**讨论与结论**
讨论部分指出，BEG优异的持油性和流变性能源于明胶的三螺旋网络与界面稳定机制，而CW主要依赖物理结晶截油。尽管BEG具有更高的热稳定性，但过高的熔点可能影响口感和香味释放，因此实际应用中需按需选择。研究人员强调，BEG2以低胶凝剂浓度实现了高持油性和良好流变特性，最具应用前景。未来研究应补充频率扫描、热力学分析及长期储存稳定性（油脂泄漏、氧化）评估，尤其在约25%水分条件下。
本研究成功证明了BNO可分别通过CW和明胶结构化形成OG与EG，且EG在持油性和结构强度上优于OG。研究不仅建立了亚马逊油基脂肪替代品的系统制备方法，也为食品工业开发健康结构化油脂提供了理论依据，同时促进了区域油籽资源的增值利用。
