《Food Science & Nutrition》:Characterization of Chickpea Seed Oil and Its Structuring Into Oleogels Using Rice Bran Wax: A Study on the Physicochemical, Thermal, Textural, and Antioxidant Properties for Potential Use in Health-Conscious and Sustainable Food Products
编辑推荐:
本文系统研究了以富含多不饱和脂肪酸的鹰嘴豆籽油为基料,利用天然结构化剂米糠蜡(RBW)制备油凝胶(oleogel)的新策略。通过调控RBW与油相比例(3:7、2:8、1:9),重点分析了油凝胶的油脂结合能力(OBC)、氧化稳定性(PV、AV)、热行为(DSC)、晶体结构(XRD)及生物活性(DPPH/ABTS、抗菌性)。研究发现3:7配方在机械强度(硬度4.8 N)和氧化稳定性(过氧化值1.8 meq O2/kg)方面表现最优,为替代饱和脂肪开发功能型食品提供了新思路。
1 引言
随着全球对饮食相关健康问题的关注度提升,替代饱和脂肪和反式脂肪的需求日益迫切。油凝胶作为一种由凝胶剂结构化液体油形成的半固体系统,能够模拟固体脂肪的流变学特性,同时保留不饱和油的健康益处。鹰嘴豆籽油富含多不饱和脂肪酸(如亚油酸约53%、油酸约20%和α-亚麻酸约12%),并含有生育酚和植物甾醇等生物活性成分,但其高氧化敏感性限制了应用。米糠蜡作为稻米加工的副产品,是一种可持续的天然凝胶剂,能在低浓度下形成热可逆的稳定油凝胶。本研究旨在填补鹰嘴豆油与RBW结构化研究的空白,评估不同蜡油比例的油凝胶的理化特性、功能性质及生物活性。
2 材料与方法
2.1 材料
鹰嘴豆种子取自当地市场,米糠蜡由食品级供应商提供。化学试剂均为分析纯。
2.2 鹰嘴豆籽油提取
采用索氏提取法,以正己烷为溶剂(料液比1:5),经旋转蒸发去除溶剂后获得纯净油样。
2.3 油凝胶制备
按RBW与油比例1:9、2:8、3:7(w/w)制备油凝胶。混合物加热至70°C均质后冷却成型,于4°C储存24小时。
2.4 鹰嘴豆油的理化性质分析
测定酸值、过氧化值、碘值、皂化值及脂肪酸组成。脂肪酸甲酯通过GC-FID分析,色谱柱为BPX70(30 m×0.25 mm)。
2.5 油凝胶功能性质
- •
油脂结合能力:离心法测定油保留率,公式为OBC = (Wi- Wo)/Wi× 100%。
- •
质构分析:采用质构仪测定硬度(N)和涂抹性。
- •
热分析:DSC在0-100°C范围以5°C/min扫描,测定熔融焓(ΔH)。
- •
晶体结构:XRD在2θ角度5-40°范围内分析晶体堆积模式。
- •
傅里叶变换红外光谱:FTIR在4000-400 cm?1检测分子相互作用。
- •
抗氧化活性:DPPH和ABTS法测定自由基清除率。
- •
抗菌实验:采用琼脂扩散法测试对枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑制效果。
3 结果与讨论
3.1 鹰嘴豆油理化特性
鹰嘴豆油酸值为2.7,过氧化值2.1 meq O2/kg,碘值114,表明其高不饱和特性。脂肪酸组成以亚油酸(52.998%)、油酸(19.917%)和α-亚麻酸(12.343%)为主,占总脂肪酸85%以上。油凝胶的酸值和过氧化值随RBW比例增加而降低,3:7配方分别为1.1和1.8 meq O2/kg,显示蜡的晶体网络对氧化具有保护作用。
3.2 油凝胶功能性质
- •
油脂结合与迁移性:3:7配方的OBC最高(96.0%),油迁移面积最小(16.4%),表明高蜡含量形成更致密的晶体网络。
- •
质构特性:硬度随蜡含量增加而升高(1:9为2.1 N,3:7为4.8 N),涂抹性则相反。
- •
热行为:纯RBW熔融峰在77°C(ΔH = -2.5 J/g),3:7油凝胶熔融温度降至73°C,但仍保持较高结晶度。
- •
晶体结构:XRD显示RBW在2θ=20-23°处有正交晶系特征峰,3:7样品结晶度最高。
- •
抗氧化活性:2:8配方的ABTS清除率最高(41.71%),而3:7的DPPH活性为39.82%,可能与蜡中γ-谷维素等抗氧化成分有关。
- •
抗菌性能:鹰嘴豆油对大肠杆菌抑制圈达15.62 mm,而3:7油凝胶降至11.30 mm,说明高蜡网络限制了活性成分释放。
4 结论
RBW可有效结构化鹰嘴豆油形成功能型油凝胶,其中3:7比例在机械强度、氧化稳定性和油脂保持方面表现最佳。该研究为开发健康导向食品(如涂抹酱、烘焙脂肪)提供了可持续的脂肪替代方案。