凝胶结构化机制对元宝枫油油脂凝胶稳定性和消化特性的影响研究

来源 :乔泽茹 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jiangyang0266
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元宝枫油(ATSO)作为一种中国的新资源食品,由于富含4%~6%的神经酸(顺-15-二十四碳烯酸,NA),在防治阿尔兹海默病等神经退化类疾病方面具有巨大潜力,因此,近年来受到广大消费者追捧。然而,元宝枫油含有90%以上的不饱和脂肪酸对其储藏环境提出了更高的要求,另外,长链不饱和脂肪酸的生物可及性也限制了元宝枫油更好地发挥其营养功效。油脂凝胶可以通过凝胶因子及其结构化机制的选择从而调控液态油的质地和消化特性,并可以递送多种营养物质。因此,本研究选择三种不同结构化机制的元宝枫油油脂凝胶,在研究其结构与性质的基础上,探究不同凝胶结构化机制对元宝枫油的稳定性和消化特性的影响;此外,在油脂凝胶体系中加入亲脂性生物活性物质白藜芦醇(RES),探索其对三种油脂凝胶的结构与性质的影响,并探讨白藜芦醇-油脂凝胶体系的物理稳定性及其中NA和RES的生物可及性,以评估三种不同结构化机制构建的油脂凝胶体系是否适合作为发挥脂肪酸和生物活性物质协同释放性的体系,为实现基于油脂凝胶制备促进营养物释放和功能增效的“双效食品”设计提供理论基础和技术支持。主要研究内容和结果如下:(1)构建了不同凝胶结构化机制元宝枫油油脂凝胶并研究其性质基于三组凝胶因子:明胶+黄原胶、月桂酸单甘油酯、β-谷甾醇+卵磷脂,制备具有不同结构化机制的元宝枫油油脂凝胶,通过临界成胶浓度、持油力测试选定油脂凝胶因子的浓度;并通过傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、偏光显微镜(PLM)、质构仪和控温流变仪分析三种油脂凝胶结构化机制对元宝枫油形成的油脂凝胶微观结构和宏观性能的影响。结果表明:明胶+黄原胶元宝枫油油脂凝胶(GX8)、月桂酸单甘油酯油脂凝胶(GML8)和β-谷甾醇+卵磷脂元宝枫油油脂凝胶(SL8)具有不同的结构化机制,GX8为致密的聚合物网络结构,呈现半结晶态;GML8是由结晶颗粒构筑的油脂凝胶,具有β晶型和β’晶型的晶体,呈现“辫状”堆叠排列;SL8为自组装纤维组装的油脂凝胶,具有β晶型的晶体,呈现纤维管状排列;三种油脂凝胶组装的主要分子间驱动力为氢键;硬度值和机械强度呈现一样的变化趋势,由大到小的顺序为:GX8>GML8>SL8;另外,流变扫描结果显示,三种元宝枫油油脂凝胶在37℃时结构均未被破坏,但是构建的油脂凝胶GX8具有更好的热稳定性和更佳的触变恢复性。(2)研究了凝胶结构化机制对元宝枫油氧化稳定性及消化特性的影响通过测量过氧化值(POV)和硫代巴比妥酸反应物(TBARS)生成水平,探究不同结构化机制的油脂凝胶体系对元宝枫油的保护效果。建立体外消化模型,通过p H endpoint模式监测油脂凝胶的总脂肪酸释放曲线和释放程度,并结合激光粒度分布仪和激光共聚焦显微镜(CLSM)观察消化过程的粒径;最后再通过GC-MS定量定性测定游离脂肪酸,在建立油脂凝胶性质和结构化机制与其消化特性之间联系的同时,评估这三种油脂凝胶是否适合作为促进NA释放的体系。结果如下:三种结构化机制的元宝枫油油脂凝胶具有高于对照组的氧化稳定性,不过,与聚合物结构化机制的油脂凝胶GX8的稳定性相比,基于结晶颗粒结构化机制元宝枫油油脂凝胶GML8和自组装纤维结构化机制元宝枫油油脂凝胶SL8的稳定性更好。三种油脂凝胶在经历胃部消化的振荡作用后,凝胶结构依然存在;经历小肠消化后,总脂肪酸(FFA)释放程度从高到低依次为:GML8、GX8、SL8和ATSO,凝胶结构化机制的差异对油脂凝胶的脂解程度有显著影响;另外,三种结构化机制形成的油脂凝胶体系都提高了元宝枫油中NA的释放量,其中GX8的促进效果最明显,这为促进油脂中目标脂肪酸的释放提供新思路。(3)探明了凝胶结构化机制对白藜芦醇-元宝枫油油脂凝胶功能特性的影响首先制备白藜芦醇-元宝枫油油脂凝胶,研究加入白藜芦醇后油脂凝胶的微观结构和宏观性质的变化;然后分析该体系的氧化稳定性和白藜芦醇的热稳定性;并通过体外消化实验,测定NA的释放量以及RES的生物可及性,为合理设计具有营养物质释放增效功能的油脂凝胶提供参考。基于不同结构化机制成功构建了三种白藜芦醇-元宝枫油油脂凝胶(GX8-RES、GML8-RES和SL8-RES)。研究结果显示,RES的加入并未显著改变元宝枫油油脂凝胶的微观结构和宏观性能。在储藏期结束时,具有凝胶结构的元宝枫油的氧化稳定性优于对照组:与GX8、GML8、SL8相比,GX8-RES、GML8-RES和SL8-RES的POV分别下降了19.39%、57.34%和65.35%,TBARS值也显著降低;凝胶结构还为RES提供了物理屏障,减少了其在储藏期间的分解。三种白藜芦醇-元宝枫油油脂凝胶均可以进一步促进NA的释放,其中具有结晶颗粒结构的GML8-RES提升效果最好,最适合作为递送体系提升NA和RES的释放协同效果。这进一步阐释了结构化机制与油脂凝胶功能之间的联系,说明通过研究结构化机制可以对油脂凝胶进行精准设计,从而创制出满足营养物释放和功能增效“双需求”的油脂凝胶,为基于油脂凝胶制备具有营养和功能“双效食品”的设计提供理论指导和技术支持。
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