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油凝膠乳液的穩定性表征
油凝膠,是一種熱可逆的黏彈性液體狀或固體狀的脂類混合物。其中的凝膠因子通過自組裝或結晶的方式將親脂性液體束縛,形成阻止親脂性液體流動的三維網絡結構,使體系凝膠化。油凝膠具有飽和脂肪酸及反式脂肪酸含量低的特點,又因其可塑性及機械強度較高,在不失食品風味的前提下可成為一種理想的固體脂肪替代品。油凝膠可包載脂溶性功能因子,提高其生物利用率。但油凝膠脂溶性的特點限制了其在食品中的進一步應用,通過乳化的方式制備水包油型(O/W)油凝膠乳液,可提高脂溶性功能因子在食品體系中的溶解度和穩定性,并可控制其釋放。
本文對肉桂酸基油凝膠乳液的穩定性進行了表征,為肉桂酸基油凝膠及其乳液更廣泛應用于食品領域提供理論依據。
1,測試原理
Fig1 Test Principle
使用近紅外光源(或多光源系統)不斷照射整個樣品,在樣品離心加速分離的同時,與光源平行的檢測器隨時間連續監測并反應樣品的透光率變化,從而形成樣品在分離過程的空間和時間透光率圖譜。通過配套的分析軟件,既可定性分析樣品詳細的失穩過程,又可對樣品間的不穩定性指數,界面分層,顆粒遷移速度,粒度和分布等進行定量分析和比較。
2,樣品和測試條件
2,1,油凝膠制備:玉米油分別與不同比例的肉桂酸混合,90℃恒溫磁力攪拌器中攪拌至肉桂酸溶解,分別于4℃靜置24h,得到油凝膠樣品。
2,2,油凝膠乳液制備:由前期實驗研究,肉桂酸質量分數為8%的油凝膠理化性較好,固選用該質量分數的油凝膠制備乳液。以Twen20作為乳化劑加入去離子水中,85℃水浴加熱,作為水相;取一定濃度(10%、15%、20%)的油凝膠作為油相。將處于熔融狀態的油凝膠滴加到水相中,然后高速剪切(12000rmin,5min)使其充分混合均勻,再轉移至高壓均質機中(500MPa,循環3次),以形成均一穩定的乳液,將制備得到的油凝膠乳液迅速用冰水冷卻。其中Tween20的質量分數為0.75%。
2,3,測試條件:LUMiSizer®® 611,4000rpm,25℃,2h
3,測試結果
Fig2 LUMiSizer® Transmission of emulsions with different oleogel content
Fig 3 Effect of oil phase content on physical stability of oleogel emulsions
圖2是不同油凝膠含量的乳液的 LUMiSizer®透光率圖譜。a、b、c分別對應油相含量10%、15%、20%。在離心過程中,透光率從底部開始上升往頂部移動,這記錄了水包油乳液中油凝膠的上浮過程。對比離心后的樣品,發現底部有白色沉淀,推測其為肉桂酸沉淀。
圖3是不同油凝膠含量的乳液由LUMiSizer®得出的積分/整體透光率隨時間的變化。曲線斜率越大說明積分/整體透光率變化越快,樣品越不穩定。
隨著油相含量的增加,油凝膠乳液的穩定性變差,這是因為油相含量多時,乳化劑含量不足以將油相包裹,相鄰液滴間的空間排斥作用較弱,范德華吸引力較強,而使液滴聚集,顆粒變大。這與下圖4-不同油凝膠含量的乳液其分散相粒子的粒度結果一致。
Fig 4 Particle size distribution and mean particle size of oleogel emulsion with different oil content
4,小結
LUMiSizer®可對油凝膠乳液的穩定性進行高效的表征。肉桂酸與玉米油形成的油凝膠,可以通過改變肉桂酸的質量分數、復配凝膠因子、改變溶劑類型等調整油凝膠的理化性質,增強其在食品領域的適用性。