《Food Chemistry》：Advanced gelation modification techniques of synergistic high-pressure homogenization/magnetic field-MTGase system for additive-free yogurt
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羧蜡基水油凝胶乳液的水相比例（Φ=0-0.60）显著影响其微观结构（形成W/O乳液和蜡晶网络）、流变性能（Φ=0.30时弹性模量达峰值）及稳定性（Φ=0.30油结合率98.1%）。将Φ=0.30的乳液应用于可颂制作，产品质地与酥油对照组无显著差异。
黄照华|郭宝忠|龚德明|张国文
中国江西省南昌市南昌大学食品科学与资源国家重点实验室，邮编330047
摘要
本研究系统地探讨了水相含量（Φ = 0–0.60）对卡纳巴蜡基油包水凝胶乳液微观结构、流变性能和稳定性的影响，并评估了它们作为牛角面包中起酥油的替代品的潜力。显微分析证实了W/O乳液结构和蜡晶网络的形成。随着Φ的增加，液滴尺寸从13.32 μm增大到37.46 μm。流变测量结果显示，当Φ = 0.30时，乳液表现出最高的弹性模量和最强的抗变形能力，其蠕变恢复率为59.82%。稳定性测试进一步表明，该配方在储存21天后仍具有最佳的储存稳定性，其油结合能力为98.1%。当将其应用于牛角面包时，Φ = 0.30的乳液产品在外观和质地属性上与使用传统起酥油的产品没有显著差异。
引言
由于酥皮制品具有轻盈的层次感、细腻的酥脆口感和丰富的风味，因此在世界各地广受欢迎（Selakovi?等人，2021年）。这种独特的质地主要依赖于高比例的黄油或起酥油，其用量可占到面团重量的35%（Steinkellner、Kroll和Franke，2025年）。然而，高脂肪和高热量的食物消费与慢性健康问题（如肥胖、糖尿病和心血管疾病）密切相关（Hong等人，2022年；Pehlivano?lu等人，2018年）。从营养角度来看，富含不饱和脂肪酸的植物油是一个有前景的替代品。尽管如此，使用植物油仍面临诸多技术挑战：植物油无法形成维持酥皮层次结构所需的半固态网络，从而导致层次塌陷和酥脆度降低（Mert和Demirkesen，2016年；Wang、Bobadilla、Espert、Sanz和Salvador，2024年）。
油包水凝胶化技术应运而生，作为一种有效的方法来克服这些挑战。它可以将植物油转化为半固态系统，同时不改变其脂肪酸组成（Blake和Marangoni，2015年）。这种结构化通常是通过添加油包水凝胶剂（如天然蜡或饱和甘油酯）来实现的，这些成分在油相中形成三维网络（Kamali、Sahari、Barzegar和Ahmadi Gavlighi，2019年）。油包水凝胶已成功应用于多种烘焙产品中（Demirkesen和Mert，2020年；Nutter、Shi、Lamsal和Acevedo，2023年）。然而，在要求较高的层状酥皮制品（如牛角面包）中的应用效果仍不尽如人意。常见的问题包括硬度增加和咀嚼性增强（Espert、Salvador、Sanz和Hernández，2024年；Wang等人，2024年）。主要限制在于难以调整简单油包水凝胶的流变和熔化性能，以满足擀面、折叠和烘焙过程中的复杂功能需求。
为了更精确地控制脂肪替代品的物理性质，研究人员引入了一种结构策略：将水相引入油包水凝胶基质中，形成油包水凝胶乳液（OGEs）。添加水滴可以显著改变脂肪相的微观结构和流变行为。先前的研究已经探讨了使用天然蜡来稳定这些乳液的方法（Pandolsook和Kupongsak，2017年）。天然蜡具有界面活性，并能形成晶体网络，为合成表面活性剂提供了一种环保的替代方案（Gao等人，2021年；Huang、Guo和Zhang，2024年）。然而，目前的大部分研究仅集中在OGE的配方和基本稳定性上（Huang、Guo、Pan、Gong和Zhang，2025年；Qi、Li、Zhang和Wu，2021年）。关于水相组分如何影响其功能性质（尤其是在加工相关条件下的复杂流变响应）仍存在较大的知识空白。值得注意的是，OGE在层状酥皮系统中的应用尚未得到充分研究。
因此，本研究旨在基于油包水凝胶系统设计一种具有改进营养特性的起酥油替代品，专门适用于层状酥皮制品。为此，我们使用卡纳巴蜡作为唯一稳定剂，制备了含有20%–60%内部水相的稳定油包水凝胶和OGEs。系统地研究了它们的微观结构、流变行为和稳定性，以阐明蜡晶网络与水相之间的相互作用机制。此外，这些配制的OGEs被用作牛角面包生产中的起酥油替代品。最终生产的牛角面包在截面结构、质地特性和感官特性方面进行了分析。本研究假设，通过系统调节水相组分，可以精确调整OGE的功能性质，以满足牛角面包生产的严格要求。总体而言，这项工作为设计具有改进营养特性和定制技术功能的起酥油替代品提供了一种新策略。
材料
卡纳巴蜡（纯度99%，熔点82.5°C，成分：烷基酯38.4%，4-羟基肉桂酸二酯20.4%，ω-羟基肉桂酸酯12.1%，游离醇10.2%，4-甲氧基肉桂酸二酯5.7%）由Aladdin Industrial Co., Ltd.（中国上海）提供。玉米油（C18:2 58.2%，C18:1 27.3%，C16:0 11.7%，C18:0 1.8%，C18:3 0.5%，C20:0 0.4%）来自COFCO Co., Ltd.（中国北京）。商业起酥油（C16:0 58.2%，C18:1 28.8%，C18:2 6.1%，C18:0 5.7%）
宏观与微观结构
OGE的性能与其多尺度结构密切相关。为了阐明这种结构-功能关系，我们首先研究了不同水含量的OGEs以及油包水凝胶（OG）的宏观稳定性、液滴形态和蜡晶网络。采用宏观视觉观察、CLSM和PLM进行了这些结构表征。这些结构观察为后续的流变行为和储存稳定性分析奠定了基础。
结论
本研究确定水相组分是控制卡纳巴蜡基油包水凝胶乳液界面结晶、流变性能和功能稳定性的关键结构参数。在中等水含量（Φ = 0.30–0.40）下，优化的液滴排列和界面覆盖促进了蜡晶的有效锚定，从而提高了粘弹性强度、储存稳定性（OBC ≈ 98%）以及在完全熔融状态下的显著热韧性。
作者贡献声明
黄照华：撰写初稿、软件使用、方法设计、实验实施、数据分析、概念构思。
郭宝忠：方法设计、数据分析、数据整理。
龚德明：撰写修订稿、方法设计、数据分析。
张国文：撰写修订稿、资源协调、方法设计、资金获取、概念构思。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
我们衷心感谢中国国家自然科学基金（项目编号32460566和22478172）、江西省自然科学基金（项目编号20242BAB26103）、南昌大学食品科学与资源国家重点实验室的研究项目（SKLF-ZZB-202331）以及江西省财政科技专项“合同制”示范项目（项目编号ZBG20230418035）提供的财政支持。
