油凝胶乳液的稳定性表征

油凝胶,是一种热可逆的黏弹性液体状或固体状的脂类混合物。其中的凝胶因子通过自组装或结晶的方式将亲脂性液体束缚,形成阻止亲脂性液体流动的三维网络结构,使体系凝胶化。油凝胶具有饱和脂肪酸及反式脂肪酸含量低的特点,又因其可塑性及机械强度较高,在不失食品风味的前提下可成为一种理想的固体脂肪替代品。油凝胶可包载脂溶性功能因子,提高其生物利用率。但油凝胶脂溶性的特点限制了其在食品中的进一步应用,通过乳化的方式制备水包油型(O/W)油凝胶乳液,可提高脂溶性功能因子在食品体系中的溶解度和稳定性,并可控制其释放。

本文对肉桂酸基油凝胶乳液的稳定性进行了表征，为肉桂酸基油凝胶及其乳液更广泛应用于食品领域提供理论依据。

1，测试原理

Fig1 Test Principle    

使用近红外光源（或多光源系统）不断照射整个样品，在样品离心加速分离的同时，与光源平行的检测器随时间连续监测并反应样品的透光率变化，从而形成样品在分离过程的空间和时间透光率图谱。通过配套的分析软件，既可定性分析样品详细的失稳过程，又可对样品间的不稳定性指数，界面分层，颗粒迁移速度，粒度和分布等进行定量分析和比较。

2，样品和测试条件

2，1，油凝胶制备：玉米油分别与不同比例的肉桂酸混合,90℃恒温磁力搅拌器中搅拌至肉桂酸溶解,分别于4℃静置24h,得到油凝胶样品。

2，2，油凝胶乳液制备：由前期实验研究，肉桂酸质量分数为8%的油凝胶理化性较好，固选用该质量分数的油凝胶制备乳液。以Twen20作为乳化剂加入去离子水中,85℃水浴加热,作为水相;取一定浓度(10%、15%、20%)的油凝胶作为油相。将处于熔融状态的油凝胶滴加到水相中,然后高速剪切(12000rmin,5min)使其充分混合均匀,再转移至高压均质机中(500MPa,循环3次),以形成均一稳定的乳液,将制备得到的油凝胶乳液迅速用冰水冷却。其中Tween20的质量分数为0.75%。

2，3，测试条件：LUMiSizer®® 611，4000rpm，25℃，2h

3，测试结果

Fig2 LUMiSizer® Transmission of emulsions with different oleogel content

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

图2是不同油凝胶含量的乳液的 LUMiSizer®透光率图谱。a、b、c分别对应油相含量10%、15%、20%。在离心过程中，透光率从底部开始上升往顶部移动，这记录了水包油乳液中油凝胶的上浮过程。对比离心后的样品,发现底部有白色沉淀,推测其为肉桂酸沉淀。

图3是不同油凝胶含量的乳液由LUMiSizer®得出的积分/整体透光率随时间的变化。曲线斜率越大说明积分/整体透光率变化越快，样品越不稳定。

随着油相含量的增加,油凝胶乳液的稳定性变差,这是因为油相含量多时,乳化剂含量不足以将油相包裹,相邻液滴间的空间排斥作用较弱,范德华吸引力较强,而使液滴聚集,颗粒变大。这与下图4-不同油凝胶含量的乳液其分散相粒子的粒度结果一致。    

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

4，小结

LUMiSizer®可对油凝胶乳液的稳定性进行高效的表征。肉桂酸与玉米油形成的油凝胶,可以通过改变肉桂酸的质量分数、复配凝胶因子、改变溶剂类型等调整油凝胶的理化性质,增强其在食品领域的适用性。