油凝膠乳液的穩定性表征

油凝膠,是一種熱可逆的黏彈性液體狀或固體狀的脂類混合物。其中的凝膠因子通過自組裝或結晶的方式將親脂性液體束縛,形成阻止親脂性液體流動的三維網絡結構,使體系凝膠化。油凝膠具有飽和脂肪酸及反式脂肪酸含量低的特點,又因其可塑性及機械強度較高,在不失食品風味的前提下可成為一種理想的固體脂肪替代品。油凝膠可包載脂溶性功能因子,提高其生物利用率。但油凝膠脂溶性的特點限制了其在食品中的進一步應用,通過乳化的方式制備水包油型(O/W)油凝膠乳液,可提高脂溶性功能因子在食品體系中的溶解度和穩定性,并可控制其釋放。

本文對肉桂酸基油凝膠乳液的穩定性進行了表征，為肉桂酸基油凝膠及其乳液更廣泛應用于食品領域提供理論依據。

1，測試原理

Fig1 Test Principle    

使用近紅外光源（或多光源系統）不斷照射整個樣品，在樣品離心加速分離的同時，與光源平行的檢測器隨時間連續監測并反應樣品的透光率變化，從而形成樣品在分離過程的空間和時間透光率圖譜。通過配套的分析軟件，既可定性分析樣品詳細的失穩過程，又可對樣品間的不穩定性指數，界面分層，顆粒遷移速度，粒度和分布等進行定量分析和比較。

2，樣品和測試條件

2，1，油凝膠制備：玉米油分別與不同比例的肉桂酸混合,90℃恒溫磁力攪拌器中攪拌至肉桂酸溶解,分別于4℃靜置24h,得到油凝膠樣品。

2，2，油凝膠乳液制備：由前期實驗研究，肉桂酸質量分數為8%的油凝膠理化性較好，固選用該質量分數的油凝膠制備乳液。以Twen20作為乳化劑加入去離子水中,85℃水浴加熱,作為水相;取一定濃度(10%、15%、20%)的油凝膠作為油相。將處于熔融狀態的油凝膠滴加到水相中,然后高速剪切(12000rmin,5min)使其充分混合均勻,再轉移至高壓均質機中(500MPa,循環3次),以形成均一穩定的乳液,將制備得到的油凝膠乳液迅速用冰水冷卻。其中Tween20的質量分數為0.75%。

2，3，測試條件：LUMiSizer®® 611，4000rpm，25℃，2h

3，測試結果

Fig2 LUMiSizer® Transmission of emulsions with different oleogel content

Fig 3 Effect of oil phase content on physical stability of oleogel emulsions

圖2是不同油凝膠含量的乳液的 LUMiSizer®透光率圖譜。a、b、c分別對應油相含量10%、15%、20%。在離心過程中，透光率從底部開始上升往頂部移動，這記錄了水包油乳液中油凝膠的上浮過程。對比離心后的樣品,發現底部有白色沉淀,推測其為肉桂酸沉淀。

圖3是不同油凝膠含量的乳液由LUMiSizer®得出的積分/整體透光率隨時間的變化。曲線斜率越大說明積分/整體透光率變化越快，樣品越不穩定。

隨著油相含量的增加,油凝膠乳液的穩定性變差,這是因為油相含量多時,乳化劑含量不足以將油相包裹,相鄰液滴間的空間排斥作用較弱,范德華吸引力較強,而使液滴聚集,顆粒變大。這與下圖4-不同油凝膠含量的乳液其分散相粒子的粒度結果一致。    

Fig 4 Particle size distribution and mean particle size of oleogel emulsion with different oil content

4，小結

LUMiSizer®可對油凝膠乳液的穩定性進行高效的表征。肉桂酸與玉米油形成的油凝膠,可以通過改變肉桂酸的質量分數、復配凝膠因子、改變溶劑類型等調整油凝膠的理化性質,增強其在食品領域的適用性。