单硬脂酸甘油酯/单月桂酸甘油酯大豆油凝胶性质、微观结构及贮藏稳定性的研究

来源 :南京农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sansancaicai
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由于传统固体脂产品大多含有较高的反式脂肪酸和饱和脂肪酸,长期食用对人体健康存在许多有害影响。因此在替代饱和脂肪方面新型油凝胶有广阔的应用前景。单硬脂酸甘油酯作为常用的食品乳化剂,在油凝胶的研究中也常作为凝胶因子。单月桂酸甘油酯作为一种广谱高效抗菌剂,同时也可作为一种优良的食品乳化剂。单一凝胶剂通常存在一定的局限性,通过复配可充分发挥凝胶剂的作用,取得协同效应。因此本研究将单硬脂酸甘油酯与单月桂酸甘油酯以不同的比例进行复配,作为凝胶剂制备油凝胶并研究不同的凝胶剂复配比例对油凝胶性能及结构的影响。油凝胶中水分的存在为产品提供了细腻的口感,但同时会影响油凝胶的品质以及氧化稳定性,因此本研究还探索了水分含量对油凝胶性能及结构的相关影响。本研究首先将单硬脂酸甘油酯与单月桂酸甘油酯以不同比例复配,水分含量固定为40%,制备大豆油油凝胶,研究了凝胶剂复配对油凝胶性质以及结构的影响;在确定的凝胶剂复配比例下采用不同的水分含量制备大豆油油凝胶,研究了水分含量对油凝胶性质以及结构的影响;在25℃和5℃下分别对不同水分含量的油凝胶进行贮藏,研究了油凝胶的氧化稳定性以及性质和微观结构的变化,为油凝胶在食品领域的应用提供理论依据,主要的研究结果分述如下:1.单硬脂酸甘油酯/单月桂酸甘油酯复配比例对油凝胶微观结构和功能特性的影响。选用单月桂酸甘油酯比单硬脂酸甘油酯的比例为1:9、2:8、3:7、4:6、1:1五个凝胶剂复配比例制备油凝胶,对硬度、持油持水能力、显微结构、DSC热学性质、流变性质、偏振光显微结构分析、乳液类型鉴定、X-衍射晶型分析以及化学键的相互作用进行研究。结果表明,当凝胶剂比例为1:9时,油凝胶的硬度较小且易出现水油分离的现象,持油持水能力较差,当凝胶剂比例依次从2:8到1:1时,油凝胶的硬度逐渐降低,持油持水能力增强。通过流变学分析可得,油凝胶为触变性流体,当凝胶剂比例为1:9时,触变性大,结构最不稳定。油凝胶的表观粘度随剪切速率的增大而降低,呈剪切稀化特性,频率扫描过程中油凝胶弹性模量均大于粘性模量,呈稳定的固态凝胶特性。当凝胶剂比例为3:7时,凝胶强度最大,粒子排列最紧密。油凝胶为热可逆流体,凝胶熔化温度在50℃左右,且随着凝胶剂比例从1:9到1:1,熔化温度逐渐降低。偏振光显微镜观察可得,随着凝胶剂比例从1:9到1:1,油凝胶网络结构也呈现从疏松到致密,双折射现象增强,晶体形态从细小散乱的针状朝着细长整齐的针状和纤维状发展;对油凝胶中的水和油分别染色,通过荧光显微镜观察可得油凝胶体系为水包油(O/W)结构;X-衍射分析显示,油凝胶结晶中存在同质多晶现象,主要为β和β’晶型:傅里叶红外分析可得,油凝胶是一种以碳氢键为主形成网络结构的化学凝胶。2.水分含量对油凝胶微观结构和功能特性的影响。采用30%、40%、50%、60%、70%五个不同的水分含量制备油凝胶,探索水分含量对油凝胶硬度、持油持水能力、显微结构、热性质、流变性质、乳液类型、化学键相互作用,晶体类型的影响。结果表明,30%-70%水分含量均可以形成稳定的凝胶体系。随着水分含量的增加,油凝胶硬度逐渐降低,持油能力较好,持水能力随水分含量增加而降低。通过流变学分析可得,油凝胶为触变性流体,其表观粘度随剪切速率的增大而降低,呈剪切稀化特性;频率扫描过程中油凝胶弹性模量均大于粘性模量,呈稳定的固态凝胶特性。频率扫描数据拟合可得,在低水分含量(30%-50%)下,凝胶强度大,配位数大,粒子排列紧密。油凝胶为热可逆流体,凝胶熔化温度在50℃左右,随着水分含量的增加,油凝胶的结晶焓/熔化焓均降低,表明凝胶因子的添加有利于油凝胶的结晶。通过偏振光显微镜观察可得,40%、50%、60%水分含量的油凝胶双折射现象强,网络结构完整,晶体尺寸较30%、70%水分含量油凝胶大,较大的晶体尺寸可以增强凝胶的强度;在4.6 (?)和4.2 (?)处有较强的结晶峰,表明油凝胶中主要存在β和β’晶型,且随着水分含量的增加,β’晶型的数量逐渐增加;荧光显微镜分析可得油凝胶体系均为水包油(O/W)结构:傅里叶红外分析可知,在3350 cm-1处出现浅而宽的吸收峰,表明油凝胶中存在分子间氢键,从而形成凝胶网络,随着水分含量的增加,凝胶剂含量降低,导致2850 cm-1处-CH的伸缩振动峰强度逐渐降低,凝胶剂中的亚甲基与羟基之间的氢键作用被弱化。3.贮藏期间油凝胶氧化稳定性和结构性质的研究。在25℃和5℃下分别对不同水分含量(40%、50%、60%、70%)油凝胶进行贮藏,通过检测油凝胶的过氧化值和Tbars值研究油凝胶的氧化稳定性,同时通过硬度、持油持水能力、偏振光显微结构、热性质、流变性质、晶体类型以及化学键分析研究油凝胶性质的变化。结果表明,随着贮藏时间的延长,油凝胶的过氧化值以及Tbars值均增加,当贮藏温度为25℃时,50%、70%水分含量油凝胶在25 d时过氧化值超出国家限值,60%水分含量油凝胶在23 d时超出国家限值。5℃下贮藏的油凝胶在贮藏60 d内过氧化值均没有超出国家限值。表明低温贮藏有利于缓解油脂产品的氧化酸败。同时,随着水分含量的增加,Tbars值也随之增加。通过硬度、持油持水能力、流变性质、热性质以及色差分析可得,低温贮藏可以更好的延长油凝胶的货架期,表现出更为优秀的稳定性。适当提高贮藏温度,对提高油凝胶的热稳定性有一定的积极作用。在贮藏期间,40%、50%水分含量油凝胶表现出较好的稳定性,持油持水能力强,硬度较为适中,未出现水油分离现象。60%、70%水分含量的油凝胶由于稳定性较差,氢键作用力减弱,在贮藏后期容易出现晶体聚集现象,且相分离现象较为严重。
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