香菜籽油油凝胶的优化及其在黑巧克力配方中工艺性能的评价

《Foods》：Optimization of Coriander Seed Oil Oleogel and Evaluation of Its Technological Performance in Dark Chocolate Formulation

　　

由于可可脂（CB）饱和脂肪含量高、成本上升且供应不稳定，开发具有改善营养特征和适宜工艺功能的结构化脂质体系日益受到关注。本研究旨在采用D-最优混料设计优化以香菜籽油为基础的油凝胶（COG），并评估其作为黑巧克力配方中结构化脂质相的潜力。研究人员考察了香菜籽油、单甘酯（MG）、小烛树蜡（CW）、黄原胶（XG）和多聚甘油聚蓖麻醇酸酯（PGPR）对油凝胶理化、流变及力学性质的影响。优化后的COG配方表现出30.159 °C的最大结晶温度、增强的粘弹性特征及稳定的三维脂质网络。该优化油凝胶保留了α-生育酚、酚类化合物、黄酮类及芳樟醇等大量生物活性物，具备抗氧化活性，且储存期间初级氧化产物积累低于非结构化油。以优化油凝胶制备的黑巧克力（COG-Ch）与可可脂基巧克力（CB-Ch）在热行为、流变性质、质构及储存白度变化方面进行比较：COG-Ch虽具相近的起始与最大熔融温度，且在35 °C储存下白度指数增幅更低，但在熔融焓、硬度及若干流变参数上仍与CB-Ch存在显著差异，反映出油凝胶体系不同的脂质组织与结晶行为。因此，所开发的香菜籽油油凝胶应被视为巧克力应用中一种有前景的结构化脂质相，而非可可脂的完整功能等价物。仍需通过感官评价、晶型多态分析、微观结构表征及全面氧化稳定性评估来确定其在巧克力制造中的更广泛应用。

研究背景方面，巧克力连续脂相决定其质构、熔融、光泽与储存稳定性，而可可脂（Cocoa Butter, CB）因独特三酰甘油（Triacylglycerol, TAG）组成（以POP、POS、SOS为主）形成β晶型而具备优异性能；但CB饱和脂肪酸占比高、受产地气候影响供应价格波动，促使其替代脂质研究兴起。香菜籽油（Coriander Seed Oil, CSO）富含岩芹酸（petroselinic acid）及α-生育酚、芳樟醇等生物活性物，但液体油无法直接用于糖果，需经油凝胶化（oleogelation）以物理结构化替代氢化。研究人员采用D-最优混料设计优化CSO基油凝胶（COG），将其作为结构化脂质相引入黑巧克力，对比CB体系评估技术性能，论文发表于《Foods》。

关键技术方法上，研究人员以冷压CSO为主料，固定2.00% PGPR，变量为CSO、单甘酯（MG）、小烛树蜡（CW）、黄原胶（XG），由Design-Expert 13生成14组D-最优混料实验；油凝胶经65 °C熔融均质后4 °C静置成网。黑巧克力配方为50%糖粉、35%脂相、14.5%可可粉、0.5%大豆卵磷脂，统一60→27 °C缓冷再回温29 °C注模。表征手段涵盖DSC测最大结晶温度（T_mc）与熔融焓（ΔH_m）、pNMR测固脂含量（Solid Fat Content, SFC）、滑熔点（Slip Melting Point, SMP）毛细管法；流变采用Anton Paar MCR 301平板扫描获线性粘弹区储能模量（G′_LVR）、损耗正切（tan δ_LVR）及Casson屈服应力，质构仪测硬度；GC-MS/HPLC-DAD定量芳樟醇与α-生育酚，Folin-Ciocalteu法测总酚（Total Phenolic Content, TPC）、AlCl₃比色测总黄酮（Total Flavonoid Content, TFC）、DPPH法测IC₅₀；GC-FID与BPX70柱分析脂肪酸与TAG谱；过氧化值（Peroxide Value, PV）评短期氧化；测色仪追踪Lab*与白度指数（Whiteness Index, WI）。统计用Scheffé多项式拟合、方差分析与满意度函数多响应优化。

研究结果部分，3.1节油凝胶优化中，模型拟合显示CW与MG提升SMP、T_mc、G′_LVR并降低tan δ_LVR，PGPR促脂质-聚合物有序；多响应优化得最优配方为CSO 83.842%、MG 9.996%、CW 3.996%、XG 0.159%、PGPR 2.000%，满意度1.00，验证实验T_mc实测30.382 °C近预测30.159 °C，仅γ_LVR偏差稍大。3.2节优化COG表征中，SMP 37.78 °C与CB无差异，但ΔH_m低约42%，0 °C SFC仅22.5%（CB近80%）；G′>G″呈凝胶态，Casson屈服应力与硬度分别高于CB，保留TPC约87.5%、TFC约91.0%及α-生育酚、芳樟醇，DPPH活性低于CSO仍优于CB；脂肪酸以岩芹酸、油酸为主，TAG无POP/POS/SOS；60天25 °C储存PV由0.91升至1.61 mEq O₂/kg，低于CSO的2.81。3.3节黑巧克力应用中，COG-Ch的SMP 38.8 °C与CB-Ch 38.0 °C相当，ΔH_m 13.9 J/g显著低于18.7 J/g，硬度高约12%，流变参数存异；WI在35 °C储存增幅小于CB-Ch，但未做偏光/SEM/XRD故不能直证防霜。

讨论与结论翻译：本研究证实D-最优混料设计可优化CSO基油凝胶，MG、CW、XG加固定PGPR将液油转为具增强机械与粘弹性的结构化脂质，保留α-生育酚、酚类、黄酮、芳樟醇且PV积累更低。优化COG作巧克力脂相时熔融温度与CB-Ch相当、部分储存条件白度变化更小，但SFC、ΔH_m、硬度、流变、触变性及TAG组成仍有差，说明其未完全复制CB依赖独特TAG与晶型的功能。该设计在实验域内有效，模型预测与实验吻合；数据支持生物活性物在油凝胶中保留，但不证明终产品保留或具生物活性。综上，香菜籽油油凝胶是兼顾工艺功能与改善脂肪酸组成的 prospect 结构化脂质平台，应视作CB替代结构化脂相而非完全等价物，后续需独立验证、放大、感官、XRD晶型、微观结构与长期氧化评估以定实用性与接受度。