制備條件對甾醇/谷維素凝膠油基人造奶油模擬體系微觀結構和穩定性的影響

◎ 蘇凌志，韓立娟，常夢迪，齊玉堂，張詩琪，劉孟潔，賀軍波

（1.大宗糧油精深加工教育部重點實驗室，湖北 武漢 430023；2.湖北省油脂精細化工工程技術研究中心，湖北 武漢 430023；3.武漢輕工大學食品科學與工程學院，湖北 武漢 430023）

有研究發現甾醇（Sitosterols，Sit）和谷維素（Oryzanol，Ory）是具有較大潛力的食品級凝膠劑，具有抗氧化、清除自由基、降低血脂與膽固醇等生理功能，可預防心血管疾病和癌癥的發生[1]。BOT 等[2]以甾醇/谷維素混合物作為凝膠劑制得了葵花籽油凝膠油，兼有固體脂和液體油兩方面的性質。它具有固體的形狀和固體脂肪的延展性、塑性、咀嚼性和易儲藏性；又有植物油脂的芳香，具有不飽和脂肪酸含量高等特性。

本研究擬采用甾醇和谷維素混合物作為混合凝膠劑制備凝膠油，再向其中引入水相制備雙凝膠基人造奶油模擬體系，通過微觀形態和穩定性（恒溫儲藏穩定性、凍融穩定性）研究凝膠劑濃度和甾醇與谷維素質量比對人造奶油模擬體系的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

米糠油[益海嘉里（武漢）糧油工業有限公司]；谷維素和植物甾醇（純度≥95%，西安明朗生物技術有限公司）；亞麻籽膠（純度≥99%，安徽大唐生物工程有限公司）；Olympus激光共聚焦顯微鏡（FV1200）。

1.2 實驗方法

1.2.1 人造奶油模擬體系的制備

稱取一定量的甾醇/谷維素混合物加入稻米油中，110 ℃下加熱攪拌30 min。配制0.1%（質量百分數）的亞麻籽膠溶液，放入80 ℃水浴鍋攪拌2 h。將加熱后的凝膠油冷卻至混合溫度，邊攪拌邊滴加亞麻籽膠水溶液，混合3 min 后均質1 min。

分別在Sit ∶Ory 質量比為2 ∶3 時探究凝膠劑濃度（油重的5%、7%、9%、11%和13%）以及當凝膠劑濃度為9%時，Sit∶Ory質量比（0∶5、1∶4、2∶3、3 ∶2、4 ∶1 和5 ∶0）對體系結構和性能的影響。

1.2.2 激光共聚焦觀察

以1 g 油相/水相中分別加入10 μL 尼羅紅和10 μL異硫氰胺熒光素，將已染色的樣品立刻制片。激發波長分別為488 nm 和543 nm，放大倍數為100×。

1.2.3 穩定性分析

（1）恒溫儲藏穩定性。將制備好的樣品在25 ℃進行恒溫貯藏，于第1 天、第7 天和第15 天拍照記錄體系的狀態。

（2）凍融穩定性[3]。稱取約25.0 g 樣品以10 000 r·min-1離心15 min，取出樣品用濾紙吸取上層析出的油與下層析出的水，稱量并記錄。持油率（Oil Binding Capacity，OBC） 和持水率（Water Binding Capacity，WBC）的計算公式[4]分別為

式中：Wio為離心前樣品的質量，g；Wfo為離心后除去上層油后的質量，g；Wfw為離心后除去下層水后的質量，g。

2 結果與分析

2.1 復合凝膠劑濃度對奶油模擬體系微觀形態的影響

凝膠劑濃度為5%時，人造奶油模擬體系為雙連續相型，當凝膠劑濃度≥7%后轉變為W/O 型（圖1）。隨著體系中凝膠劑濃度的增加，液滴粒徑先減小后增大。當凝膠劑濃度為11%時，液滴粒徑最小。說明隨著體系中凝膠劑濃度的增高，液滴粒徑減小，體系穩定性增加；凝膠劑濃度過大（13%）時容易發生凝膠油先凝結而使液滴變大的情況。綜合來說，在5%～11%，體系中凝膠劑濃度越大，體系越穩定。

圖1 不同凝膠劑濃度人造奶油模擬體系的激光共聚焦圖

2.2 復合凝膠劑濃度對奶油模擬體系穩定性的影響

圖2（a）表明隨著時間推移，凝膠劑濃度為5%和7%時，奶油模擬體系逐漸失穩而發生析油，而凝膠劑濃度在9%～13%，奶油模擬體系都有良好的儲藏穩定性。圖2（b）顯示在5%～9%，隨著凝膠劑濃度的增加，凍融后的OBC 及WBC 都有明顯增加，而濃度超過9%以后，OBC 及WBC 再無明顯增加，說明此時奶油模擬體系可保持優良的凍融穩定性。綜合穩定性分析結果，選擇復合凝膠劑濃度為9%進行后續試驗。

圖2 不同凝膠劑濃度奶油模擬體系的恒溫儲藏穩定性與凍融穩定性圖

2.3 甾醇/谷維素質量比對奶油模擬體系微觀形態的影響

當Sit ∶Ory 質量比為0 ∶5 時，奶油模擬體系為雙連續相型，而其他比例時為油包水型（圖3）。隨著體系質量比的增大，液滴粒徑先減小后增大，并且體系結構也從緊密有序轉化為松散無序，其中甾醇/谷維素比例在2∶3時液滴粒徑最小，結構也最為緊密，說明這一比例時體系穩定性增加[5]。

圖3 不同甾醇/谷維素質量比奶油模擬體系的激光共聚焦圖

2.4 甾醇/谷維素質量比對奶油模擬體系穩定性的影響

圖4（a）結果顯示15 d 的儲藏周期內，除了Sit ∶Ory 質量比為1 ∶4 和2 ∶3 能保持較好的恒溫貯藏穩定性之外，其余比例的樣品均出現了明顯的析油現象。

圖4 不同甾醇/谷維素質量比下模擬體系的恒溫儲藏穩定性與凍融穩定性圖

圖4（b）的凍融穩定性分析結果表明，隨著Sit ∶Ory 質量比的增大，凍融后OBC 及WBC 先增大后減小，在Sit ∶Ory 質量比為2 ∶3 時，OBC 及WBC 值最佳，可保持在99%。

3 結論

利用甾醇/谷維素混合物和亞麻籽膠水溶液成功制備了雙凝膠基人造奶油模擬體系，通過微觀形態分析和穩定性分析，考察了復合凝膠劑濃度和甾醇/谷維素質量比對制備人造奶油模擬體系的影響。在凝膠劑濃度為9%，質量比為2 ∶3 時得到了穩定性較好的人造奶油模擬體系。