崔夢(mèng)琦，單冠程，孫若涵，田 波，隋曉楠

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030）

油凝膠是一種半固態(tài)油，它是通過將液態(tài)油固定在由凝膠劑和穩(wěn)定劑形成的三維網(wǎng)絡(luò)中形成，能夠降低脂肪遷移率、消除飽和及反式脂肪酸的危害。因此，油凝膠被視為傳統(tǒng)固體脂肪的理想替代物，受到各領(lǐng)域研究人員的青睞。最常用的油凝膠化方法是將膠凝劑在高于熔點(diǎn)的溫度下分散在油中，然后冷卻使膠凝劑結(jié)晶或自組裝形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)固定油，常用的膠凝劑有結(jié)晶顆粒網(wǎng)絡(luò)（脂肪醇[1]、植物蠟[2]等）、自組裝體系（12-羥基硬脂酸[3]、卵磷脂[4]等）和聚合物網(wǎng)絡(luò)（乙基纖維素[5]）。然而，制備過程中的高溫處理不僅對(duì)油中的熱敏性成分降解，而且還會(huì)導(dǎo)致油的進(jìn)一步氧化。此外，較高含量膠凝劑的添加也不利于其在食品中的應(yīng)用[6]。

氣凝膠模板法是制備油凝膠的一種間接方法，它是將聚合物預(yù)先水合以形成水凝膠，然后將其干燥獲得聚合物網(wǎng)絡(luò)骨架并將其作為吸油的多孔材料。以氣凝膠為模板制備油凝膠只需要經(jīng)過簡(jiǎn)單的物理吸附，這意味著它避免了劇烈的理化處理，可以更安全地負(fù)載油脂及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。同時(shí)，氣凝膠骨架具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和高孔隙率等優(yōu)異的結(jié)構(gòu)性能，能夠獲得高吸油率和高強(qiáng)度的油凝膠。近年來(lái)，基于生物相容性的天然大分子如多糖、蛋白質(zhì)等已被廣泛研究用于構(gòu)建氣凝膠模板，而后通過物理吸附以得到固化油凝膠。Manzocco等[7]以κ-角叉菜膠氣凝膠為模板，得到最大吸油量為80%的高強(qiáng)度油凝膠。Chen Kailun等[8]通過美拉德反應(yīng)制備了海藻酸鹽/大豆蛋白復(fù)合物氣凝膠，然后將其浸入玉米油以獲得具有優(yōu)秀乳化能力和乳液穩(wěn)定性的油凝膠。

羧甲基纖維素（carboxyl methyl cellulose，CMC）是一種陰離子長(zhǎng)鏈多糖，其具有良好的凝膠性、生物相容性和穩(wěn)定的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。Tang Shuaishuai等[9]通過干熱處理得到羧甲基纖維素鈉（carboxy methyl cellulose-Na，CMC-Na）/卵清蛋白（egg white protein，EWP）共聚物，并研究了不同接枝率對(duì)EWP/CMC-Na氣凝膠機(jī)械性能和載油性能的影響。Jaberi等[10]使用卵清蛋白和黃原膠復(fù)合物制備了高機(jī)械強(qiáng)度和高持油率的油凝膠。Le等[11]研究了黃原膠和β-乳球蛋白在靜電吸引作用下誘導(dǎo)形成網(wǎng)絡(luò)的凝膠化機(jī)制，發(fā)現(xiàn)黃原膠能提供凝膠組織框架，而β-乳球蛋白則作為交聯(lián)劑參與網(wǎng)絡(luò)的形成。綜上，蛋白質(zhì)和多糖可以通過相互作用聚合形成穩(wěn)定的復(fù)合物，從而提高凝膠的力學(xué)性能。

本研究通過添加大豆蛋白球狀顆粒包裹纖維素形成穩(wěn)定的復(fù)合物以制備高彈性、高強(qiáng)度的脂肪模擬物，并探究不同蛋白添加量對(duì)CMC-Na油凝膠性能的影響。使用平均粒徑、宏觀和微觀形態(tài)、紅外光譜、吸油能力、持油能力和質(zhì)構(gòu)特性評(píng)價(jià)油凝膠，此外還對(duì)油凝膠的抑菌能力和氧化穩(wěn)定性進(jìn)行分析測(cè)定。本研究提出基于球狀蛋白-長(zhǎng)鏈纖維靜電吸附結(jié)合制備油凝膠的方法，用以改善油凝膠性質(zhì)，提高其強(qiáng)度和彈性，旨在為多糖-蛋白聚合物強(qiáng)化油凝膠及其進(jìn)一步的應(yīng)用提供有效的參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大豆分離蛋白（soybean protein isolate，SPI）由實(shí)驗(yàn)室自制；CMC-Na（黏度1500～3100 mPa·s）上海麥克林公司；無(wú)水檸檬酸 上海阿拉丁生化科技股份有限公司；葵花籽油購(gòu)自當(dāng)?shù)爻小?/p>

1.2 儀器與設(shè)備

SCIENTZ-18N/A冷凍干燥機(jī) 寧波新芝生物科技股份有限公司；TA.XT Plus C質(zhì)構(gòu)儀 英國(guó)Stable Micro Systems公司；Nicolet is50傅里葉變換紅外光譜（Fourier transform infrared，F(xiàn)TIR）儀 賽默飛世爾科技（中國(guó)）有限公司；TM 4000臺(tái)式掃描電子顯微鏡日本日立公司。

1.3 方法

1.3.1 CMC-Na/SPI復(fù)合溶液的制備

將CMC-Na溶解在去離子水中，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%，1000 r/min磁力攪拌1 h，得到均勻的溶液，向溶液中加入SPI粉末制備不同質(zhì)量比的CMC-Na/SPI溶液（1∶1、1∶2、1∶3、1∶4），然后向混合溶液中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.15%的檸檬酸，繼續(xù)攪拌至完全溶解，得到復(fù)合溶液。

1.3.2 氣凝膠制備

將樣品溶液倒入內(nèi)徑13 mm、高15 mm的中空?qǐng)A柱體中，在－20 ℃預(yù)凍5 h。在真空條件下（＜5 Pa）于－58 ℃在凍干機(jī)中冷凍干燥24 h，制備氣凝膠，將獲得的氣凝膠于150 ℃加熱5 min以使CMC-Na氣凝膠在檸檬酸的作用下交聯(lián)，放置在干燥器中備用。

1.3.3 氣凝膠密度測(cè)定

準(zhǔn)確稱量氣凝膠樣品的質(zhì)量，并測(cè)定體積。根據(jù)式（1）計(jì)算其密度：

式中：m為氣凝膠的質(zhì)量/g；V為氣凝膠的體積/cm3。

1.3.4 復(fù)合物平均粒徑的測(cè)定

參考董亞博等[12]的方法，并稍作修改。測(cè)定前用溶液等pH值的去離子水將CMC-Na溶液和不同比例的CMC-Na/SPI溶液（1∶1、1∶2、1∶3、1∶4）稀釋100 倍，以避免聚集。

1.3.5 氣凝膠的微觀形態(tài)

為了分析氣凝膠的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，將樣品切成薄片，并將其由雙面膠黏附在觀察臺(tái)上，將樣品表面噴金后，使用掃描電子顯微鏡觀察樣品的微觀形態(tài)。

1.3.6 FTIR測(cè)定

參考Huang Guo等[13]的方法，將SPI、CMC-Na和CMC-Na/SPI復(fù)合物的溶液冷凍干燥后充分研磨成粉末。在4000～500 cm－1的頻率范圍內(nèi)進(jìn)行掃描，掃描32 次，分辨率為4 cm－1。

1.3.7 吸油動(dòng)力學(xué)分析

參考Khosravi等[14]方法，氣凝膠底面接觸葵花籽油開始計(jì)時(shí)，每隔2.5 s取出一次氣凝膠，待表面葵花籽油滴完全滴落后，稱質(zhì)量，直至質(zhì)量恒定。通過記錄吸油過程中每個(gè)時(shí)刻油的質(zhì)量，確定吸油量與時(shí)間的相關(guān)性。

1.3.8 吸油能力分析

準(zhǔn)確稱量氣凝膠，然后浸入葵花籽油中。通常，在浸入30 s內(nèi)，吸收過程達(dá)到平衡以形成油凝膠。吸收過程完成后，取出油凝膠，自然滴落30 s，去除表面多余的油，立即對(duì)油凝膠稱質(zhì)量。吸油量通過式（2）計(jì)算：

式中：m0為氣凝膠的質(zhì)量/g；m1為油凝膠的質(zhì)量/g。

1.3.9 持油能力分析

參考Manzocco等[7]的方法，測(cè)定油凝膠的持油能力。將1.5 g油凝膠樣品置于兩塊濾紙之間，然后放入50 mL離心管中，8000 r/min離心20 min。根據(jù)式（3）計(jì)算持油率：

式中：m1為離心前油凝膠的質(zhì)量/g；m2為離心后油凝膠的質(zhì)量/g。

1.3.10 質(zhì)構(gòu)測(cè)試

參考Wang Yihui等[15]的方法，并稍作修改。使用直徑為36 mm的圓柱探頭（P 36R）進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析。使用全質(zhì)構(gòu)分析模式對(duì)樣品進(jìn)行壓縮測(cè)試，測(cè)試前速率為2.0 mm/s，測(cè)試中速率為1.0 mm/s，測(cè)試后速率為2.0 mm/s，觸發(fā)力為5.0 g，壓縮程度設(shè)定為80%。

1.3.11 抑菌物質(zhì)釋放能力評(píng)估

參考Liu Yuyu等[16]的方法，使用圓盤擴(kuò)散法統(tǒng)計(jì)含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%肉桂醛的葵花籽油凝膠對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌金黃色葡萄球菌ATCC 25922和革蘭氏陰性菌大腸桿菌CMCC 26003的抑制區(qū)，以評(píng)估抑菌物質(zhì)的釋放能力。將直徑10 mm的油凝膠置于接種了105CFU/mL微生物的瓊脂平板鉆孔中，并在37 ℃孵育過夜。使用納米測(cè)量器1.2軟件對(duì)樣品周圍形成的抑菌圈直徑進(jìn)行測(cè)量。

1.3.12 貯藏穩(wěn)定性

將液態(tài)油和新鮮制備的油凝膠在黑暗中于50 ℃貯藏14 d。每隔1 d測(cè)量一次樣品，以評(píng)估油凝膠和液態(tài)油的氧化穩(wěn)定性變化。

1.3.1 2.1 過氧化物值（peroxide value，PV）的測(cè)定

參考Pan Haibo等[17]的方法，將200 mg油凝膠溶解在1.5 mL異辛烷和異丙醇（異辛烷和異丙醇的混合比例為3∶1，V/V）的混合物中，充分振蕩以提取油，5000 r/min離心2 min，取上層清液0.2 mL，加入到2.8 mL甲醇-丁醇混合液（2∶1，V/V）中，隨后分別加入20 μL 3.94 mol/L的硫氰酸銨溶液和20 μL Fe2＋溶液（等體積的0.132 mol/L BaCl2溶液和0.144 mol/L FeSO4溶液混合制備），混合后避光20 min，于510 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度，根據(jù)Fe3＋標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算樣品中過氧化物的濃度。

1.3.1 2.2 硫代巴比妥酸反應(yīng)物（thiobarbituric acid reactive substances，TBARS）值的測(cè)定

參考Du Chenxing等[18]的方法，并稍作修改。在離心管中加入200 mg油凝膠，然后加入4 mL TBARS測(cè)試液（包含0.375%的硫代巴比妥酸、15%三氯乙酸和0.25 mol/L鹽酸溶液），將混合液在沸水中加熱60 min后取出，冷卻至室溫，8000 r/min離心15 min，在532 nm波長(zhǎng)處測(cè)定上清液吸光度。通過1,1,3,3-四乙氧基丙烷標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算樣品中TBARS的濃度。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

2 結(jié)果與分析

2.1 CMC-Na/SPI復(fù)合溶液的平均粒徑分析

粒徑是反映聚合物在水溶液中相互作用的重要指標(biāo)之一[19]。由表1可知，CMC-Na溶液平均粒徑為（317.47±11.86）nm，隨著蛋白添加量的增加，CMC-Na∶SPI＝1∶4溶液的平均粒徑增長(zhǎng)到（1561.33±10.70）nm，表明蛋白與多糖成功復(fù)合。此時(shí)溶液pH值為5.5左右，高于大豆分離蛋白的等電點(diǎn)（isoelectric point，pI）4.5。Souza等[20]認(rèn)為當(dāng)系統(tǒng)的pH值略高于蛋白質(zhì)等電點(diǎn)pI時(shí)，蛋白質(zhì)與多糖會(huì)形成以靜電相互作用為特征的可溶性復(fù)合物。這表明大豆分離蛋白上帶有正電荷的區(qū)域或分子片段可與CMC-Na的陰離子基團(tuán)發(fā)生靜電相互作用[21]。蛋白質(zhì)顆粒吸附于CMC-Na長(zhǎng)鏈表面形成復(fù)合物，提高長(zhǎng)鏈強(qiáng)度的同時(shí)形成均一、穩(wěn)定的復(fù)合物溶液。

表1 不同多糖蛋白比例溶液的平均粒徑與氣凝膠密度Table 1 Average particle size and aerogel density of CMC-Na/SPI mixed solutions at different ratios

2.2 氣凝膠微觀結(jié)構(gòu)分析

氣孔的形態(tài)與分布會(huì)顯著影響油凝膠吸油、持油、機(jī)械強(qiáng)度等性能。由圖1可知，添加蛋白后，蛋白質(zhì)作為結(jié)構(gòu)強(qiáng)化劑，吸附在纖維絲表面，逐漸將其包裹。隨著蛋白比例的增加，蛋白沿纖維絲表面不斷沉積形成片層結(jié)構(gòu)。在低蛋白含量下，可以觀察到纖維絲被一些蛋白顆粒黏附，在CMC-Na∶SPI＝1∶2時(shí)，纖維素開始被大豆蛋白完全包覆，蛋白含量的進(jìn)一步增加導(dǎo)致了吸附蛋白厚度的逐漸增加[22]。由掃描電鏡圖可以看出，隨著大豆蛋白的不斷加入，氣凝膠結(jié)構(gòu)變得更加致密，孔徑大小和孔隙度隨著蛋白含量的增加而降低，CMC-Na∶SPI＝1∶4時(shí)氣凝膠呈現(xiàn)出最致密的結(jié)構(gòu)。這佐證了粒徑分析中SPI與CMC-Na之間發(fā)生靜電吸附形成蛋白質(zhì)-多糖復(fù)合物，這些結(jié)果表明，CMC-Na為氣凝膠提供了彈性網(wǎng)絡(luò)骨架，而SPI作為一種結(jié)構(gòu)強(qiáng)化劑沿著CMC-Na鏈聚集。

圖1 不同蛋白含量氣凝膠的微觀結(jié)構(gòu)Fig.1 Microstructure of aerogels with different protein contents

2.3 FTIR分析

為進(jìn)一步分析聚合物形成過程中CMC-Na和SPI之間的相互作用，測(cè)定了CMC-Na溶液在不同SPI添加量下的FTIR光譜。由圖2可知，聚合物氣凝膠的光譜表現(xiàn)出SPI和CMC-Na的特征峰。SPI的主要譜帶有酰胺A帶（3285 cm－1，O—H或N—H伸縮振動(dòng)）、酰胺I帶（1655 cm－1，C＝O伸縮振動(dòng)）、酰胺II帶（1537 cm－1，N—H彎曲變形和C—N伸縮振動(dòng)）。酰胺I帶和酰胺II帶被認(rèn)為是蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的敏感區(qū)域[23]。1061 cm－1附近是多糖分子中C—O—C伸縮振動(dòng)的典型特征峰，SPI在此處無(wú)吸收峰。聚合物在1655 cm－1和1537 cm－1處的吸收峰隨著蛋白含量的增加而增大，說明CMC-Na和SPI成功結(jié)合。在1061 cm－1左右的吸收峰隨著大豆蛋白含量的增加而減小，表明CMC-Na的羧基與SPI的氨基之間可能存在靜電相互作用，同時(shí)靜電相互作用的形成也促進(jìn)了酰胺I帶的弱位移[20]。1712 cm－1處的尖峰為酯基的C＝O拉伸，表明纖維素的羥基與檸檬酸的羧基發(fā)生了交聯(lián)。一般認(rèn)為此時(shí)多元羧酸先脫水形成環(huán)酐，然后與纖維素分子鏈上的羥基發(fā)生酯化交聯(lián)反應(yīng)[24]。波數(shù)3600～3000 cm－1處的吸收峰是多糖分子內(nèi)或分子間—OH的伸縮振動(dòng)所引起。相較于SPI，所有聚合物在3600～3000 cm－1處吸收峰的最高點(diǎn)向高波數(shù)方向發(fā)生位移，這說明SPI和CMC-Na間可能存在氫鍵相互作用[25]。

圖2 CMC-Na/SPI氣凝膠和SPI的FTIRFig.2 FTIR spectra of CMC-Na/SPI aerogels and SPI

2.4 表觀形貌分析

在本研究中，使用直徑13 mm、高15 mm的中空?qǐng)A柱體制備凍干氣凝膠，氣凝膠樣品均為白色不透明圓柱體。將氣凝膠吸滿油后得到油凝膠，從圖3可以看出，吸油后凝膠體積沒有明顯變化，形狀完好。CMC-Na油凝膠由于其規(guī)則的孔隙結(jié)構(gòu)具有良好的透光性而呈現(xiàn)半透明的狀態(tài)，隨著大豆蛋白添加量的增加，固形物含量升高，密度增加，孔隙度下降，透光性變差。所有油凝膠都具有均勻、半透明的外觀，這表明液態(tài)油在氣凝膠中均勻分布，證明兩者具有良好的相容性。

圖3 不同蛋白含量的氣凝膠和油凝膠外觀圖Fig.3 Appearance of aerogel and oleogel samples with different protein contents

2.5 吸油能力和持油能力

圖4A表示油凝膠吸油量隨時(shí)間變化的關(guān)系，曲線初始斜率表示吸油速率。隨著蛋白含量的增加，曲線斜率變小，表示吸油速率減慢。吸收速率的降低可能在很大程度上歸因于CMC-Na/SPI氣凝膠密度的升高和孔隙率的降低[26]。對(duì)于所有樣品，液態(tài)油在前5 s時(shí)吸附速率較快，在10 s時(shí)吸附達(dá)到平衡狀態(tài)，體現(xiàn)出氣凝膠模板良好的吸油能力。由圖4B可以看出，不同蛋白含量氣凝膠模板吸油量在13.58～56.48 g/g之間。較高蛋白質(zhì)含量的溶液含有更少的水，因此凍干后獲得的氣凝膠有較少的空間負(fù)載油[27]。并且隨著蛋白質(zhì)含量的增加，氣凝膠自身質(zhì)量顯著增加，吸附的油與氣凝膠的相對(duì)質(zhì)量比降低，因此，吸油率下降。通過高速離心模擬油釋放評(píng)估油凝膠持油能力，所有樣品的持油率均高于60%，最高可達(dá)80%，油凝膠的油損失隨著大豆蛋白含量的增加而降低。結(jié)合掃描電鏡結(jié)果可知，氣凝膠中更高的大豆蛋白含量形成了更致密和均勻的網(wǎng)絡(luò)，雖然一定程度上降低了相對(duì)的吸油率，但提供了更高的離心穩(wěn)定性，減少了油的泄漏。

圖4 油凝膠吸油量隨時(shí)間變化的關(guān)系（A）和不同蛋白含量油凝膠的吸油及持油能力（B）分析Fig.4 Oil absorption as a function of time (A),OAC and OHC (B) of CMC-Na/SPI oleogels with different protein contents

2.6 質(zhì)構(gòu)分析

良好的抗壓能力對(duì)于防止油凝膠產(chǎn)品被外力損壞非常重要。圖5A呈現(xiàn)了不同比例SPI與CMC-Na的樣品在80%應(yīng)變范圍內(nèi)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。所有應(yīng)力-應(yīng)變曲線都顯示出凝膠結(jié)構(gòu)特征的3 個(gè)階段，包括在屈服點(diǎn)之前在低應(yīng)變值（小于10%）下的線性彈性區(qū)域，在中等應(yīng)變值（10%～70%）下具有相對(duì)平坦曲線的塑性區(qū)域，以及在高應(yīng)變值（超過70%）下應(yīng)力急劇增加的最后致密化階段[28]。所有油凝膠在被壓縮至80%的整個(gè)過程中表現(xiàn)出優(yōu)異的柔韌性和彈性。隨著大豆蛋白含量的增加，油凝膠密度同時(shí)逐漸增加，可以觀察到更明確的屈服點(diǎn)和曲線平臺(tái)期更高的壓縮強(qiáng)度，表明在更高的密度下油凝膠由高彈性向高硬度發(fā)生轉(zhuǎn)變。如圖5B～D所示，CMC-Na∶SPI＝1∶4 顯示出最高的壓縮強(qiáng)度（0.39 MPa）、楊氏模量（0.36 MPa）和屈服強(qiáng)度（0.09 MPa），而CMC-Na油凝膠顯示出最低的壓縮強(qiáng)度（0.10 MPa）、楊氏模量（0.09 MPa）和屈服強(qiáng)度（0.01 MPa），表明SPI的加入顯著增強(qiáng)了油凝膠強(qiáng)度，使油凝膠獲得更優(yōu)異的力學(xué)性能[29]。與掃描電鏡的結(jié)果對(duì)比，SPI與CMC-Na吸附結(jié)合對(duì)油凝膠的機(jī)械強(qiáng)度有顯著的積極影響。由此可知，在CMC-Na彈性支架的基礎(chǔ)上通過靜電吸附SPI可以獲得高彈性、高強(qiáng)度的油凝膠。

圖5 油凝膠（CMC-Na/SPI）的機(jī)械性能Fig.5 Mechanical properties of CMC-Na/SPI oleogels

2.7 抑菌物質(zhì)釋放能力評(píng)估

采用圓盤擴(kuò)散法對(duì)油凝膠對(duì)抑菌物質(zhì)的釋放能力進(jìn)行初步評(píng)估。圖6顯示了負(fù)載有5%肉桂醛的油凝膠對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑制效果，對(duì)抑菌圈直徑的統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2所示。結(jié)果表明，不同蛋白比例的油凝膠對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌均有明顯的抑制作用，而且抑菌圈的直徑與SPI含量明顯相關(guān)[30]。樣品中SPI含量越多，抑菌圈直徑越小，這表明相同培養(yǎng)時(shí)間下釋放到外界的抑菌物質(zhì)更少，抑菌物質(zhì)在油凝膠內(nèi)留存含量更高，進(jìn)而提高了樣品的抑菌能力。這說明蛋白含量高的油凝膠通過減少外源抑菌物質(zhì)的釋放，以維持油凝膠內(nèi)較高的抑菌物質(zhì)濃度，避免細(xì)菌繁殖，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的高效貯藏。此外，油凝膠對(duì)大腸桿菌的抑菌活性比金黃色葡萄球菌弱，這是因?yàn)楦锾m氏陰性菌的外部有一層親水膜，肉桂醛作為疏水物質(zhì)會(huì)降低其滲透能力[31]，因此，同一油凝膠對(duì)大腸桿菌的抑菌圈直徑比金黃色葡萄球菌更小。

圖6 負(fù)載5%肉桂醛油凝膠對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑制區(qū)Fig.6 Inhibition zones of oleogels loaded with 5% cinnamaldehyde against E.coli and S.aureus

表2 負(fù)載5%肉桂醛油凝膠的抑菌圈直徑Table 2 Diameters of inhibition zones of oleogels loaded with 5% cinnamaldehyde mm

2.8 貯藏穩(wěn)定性分析

油凝膠在55 ℃貯藏14 d的氧化穩(wěn)定性變化如圖7所示。在加速氧化期間，使用液態(tài)油作為對(duì)照，同時(shí)監(jiān)測(cè)油的初級(jí)和次級(jí)反應(yīng)產(chǎn)物的生成量以確定油凝膠的氧化穩(wěn)定性。在所有的樣品中，初級(jí)和次級(jí)脂質(zhì)氧化產(chǎn)物含量在整個(gè)貯藏過程中逐漸增加，表明脂質(zhì)被氧化。新鮮制備的油凝膠PV與液態(tài)油的PV沒有顯著差異，這是因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)油凝膠的制備只需經(jīng)過簡(jiǎn)單快速的物理吸油過程，油凝膠未受到劇烈的理化處理或長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中。在貯藏前期，油凝膠的PV增長(zhǎng)趨勢(shì)慢于液態(tài)油。這表明油凝膠內(nèi)部結(jié)構(gòu)通過限制油的流動(dòng)和遷移減緩油的氧化[32]；在貯藏后期，油凝膠的PV曲線依然低于液態(tài)油，可以推斷，在加速氧化過程中，油凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)依然保持完好，可以阻擋氧氣與油脂的接觸。就次級(jí)反應(yīng)產(chǎn)物而言，油凝膠和液態(tài)油的TBARS值在貯藏期內(nèi)趨于增加。與液態(tài)油相比，油凝膠的增長(zhǎng)慢得多。Abdollahi等[33]的研究表明，由明膠和黃原膠組成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在延緩油的氧化方面發(fā)揮重要作用，本實(shí)驗(yàn)結(jié)果與其相似。綜上所述，油凝膠形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以顯著提高油脂氧化穩(wěn)定性。

圖7 液態(tài)油和油凝膠的貯藏穩(wěn)定性分析Fig.7 Storage stability of oil and oleogels

3 結(jié)論

采用氣凝膠模板法制備CMC-Na油凝膠，大豆蛋白與CMC-Na通過靜電吸附作用形成穩(wěn)定的復(fù)合物結(jié)構(gòu)，從而增強(qiáng)油凝膠彈性和強(qiáng)度。隨著大豆蛋白含量的增加，油凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加致密，持油率更高，最終形成高彈性、高強(qiáng)度的凝膠。蛋白質(zhì)的加入明顯減少了抑菌物質(zhì)向外界的釋放，進(jìn)而降低了抑菌物質(zhì)的損失，并延緩了油脂氧化速度，這提高了油凝膠的抑菌能力和抗氧化性能。綜上所述，CMC-Na/大豆蛋白結(jié)合可形成穩(wěn)定的油凝膠，有望替代食品加工中飽和反式脂肪酸的使用，本研究可為多糖蛋白聚合物在食品加工中的應(yīng)用提供參考。