杏鑫注册线路_FSHW:明胶稳定的传统乳液:乳液形式,液滴和贮存稳定性

杏鑫注册 www.etaoshi.com 2个月前 (11-27) 45次浏览

责任编辑:食品科学

原标题:FSHW:明胶稳定的传统乳液:乳液形式,液滴和贮存稳定性

Introduction

ω-3不饱和脂肪酸是重要营养素。众所周知,鱼油富含这些脂肪酸,如二十二碳六烯酸(DHA)和二十碳五烯酸(EPA)。因此,鱼油近年来被认为是食品和制药业中很有应用前途的材料之一。然而,鱼油在暴露于光、氧或热之后很容易因不稳定的双键被破坏而失去其营养特性。此外,如果在食品中直接添加,鱼油的味道会影响食品的风味。由于鱼油的水溶性差,不能直接添加到水性食品中。因此,需要开发食品乳剂等新型剂型来应对鱼油的缺点。

胶原蛋白是哺乳动物结缔组织中最主要的不溶性纤维蛋白,具有关键的生理作用。明胶是原生胶原蛋白经部分水解后的产物。胶原蛋白和明胶已被广泛研究并应用于食品和制药工业、生物成像和组织工程。明胶稳定的乳液已被证明能抑制鱼油的氧化。最近,明胶已被用于乳液制备,作为交联明胶颗粒、明胶/壳聚糖复合物或明胶/葡聚糖/单宁酸纳米复合物,用于封装葵花籽油、玉米油或中链三酰甘油油。交联明胶纳米颗粒和混合明胶/表面活性剂已被研究用于稳定鱼油负载乳液。还开发了功能性明胶,以改善明胶稳定乳剂的稳定性。明胶还可以应用于制备由明胶-果胶双层和β-乳球蛋白-ι-卡拉胶-明胶三层稳定的水包油多层乳液。明胶/胶质稳定的多层乳液可以应用于制备电纺纳米纤维。然而,这些工作没有系统地研究纯明胶稳定的乳液。因此,由于产品成本较低,生产工艺适合,采用纯明胶制备传统乳液是食品工业的较好选择。

乳液形态可分为液体、可再分散乳化凝胶和不可再分散乳化凝胶。乳化凝胶是一种软固体材料。可再分散乳化凝胶是用来描述在一定条件下可以再分散成液态乳液的乳化凝胶。乳液凝胶制备成功后,可以方便、稳定地运输和贮存。但是,必须对乳液的形态进行研究,以了解其贮存要求和潜在应用。在实际应用之前,应考虑乳液凝胶的再分散性。最近的研究表明,乳液形态和液滴大小分布取决于所使用的乳化剂和贮存时间。因此,上海海洋大学、国家淡水水产品加工技术研发中心(上海)的Mengzhen Ding、Jian Zhong等在本工作中主要研究明胶稳定鱼油负载的传统乳液的制备方法和贮存条件对乳液形态、液滴和储存稳定性的影响。

Results and Discussion

明胶溶液pH值对鱼油负载明胶稳定的传统乳液的影响

将不同pH值(3、5、7、9、11)的传统乳液在11 500 r/min下均质60 s。制备后,pH值无明显变化,说明均质化对乳液pH值无明显影响。这些乳液(图1)呈乳白色或淡粉色(pH 11),这是明胶在强碱性溶液中分布的结果。新鲜制备的乳液由液滴(图1C)组成,其大小呈三段式分布,并随着溶液pH值的增加而线性减小(图1C)。在CLSM实验中,尼罗红和尼罗蓝分别用于鱼油和明胶的染色。CLSM结果表明,鱼油(红色)被明胶(蓝色)包裹在水相中形成液滴(图2A)。因此,鱼油负载明胶稳定的传统乳液可以在pH 3~11的条件下成功制备。pH值对液滴大小的影响可能是由于溶液的pH值和明胶的等电点之间的差异造成的。先前的工作表明,溶液对叶黄素富集乳液的物理稳定性有很大影响,在pH 4和pH 5时引起液滴聚集。然而,本研究中并没有显示出液滴的聚集。随着溶液pH值的增加,明胶的负电荷增加,明胶分子的亲水区(壳层)-疏水区(油核)比值增加,液滴曲率增加;因此液滴尺寸减小,这与前人的研究结果一致。但这与许多水包油乳液的pH值影响相反。在4 ℃下贮存3 d后,传统乳液出现了乳化现象(图1B)。乳化指数值依次为:pH 11(CI:(34.6±1.5)%)>pH 3(CI:(19.4±1.0)%)>pH 5(CI:(15.3±1.0)%)>pH 7(CI:(6.7±0.4)%)>pH 9(CI:(4.5±0.5)%)。传统乳剂在pH 7和pH 9时变为凝胶形式,可在45 ℃下孵育5 min后重新分散。因此,较高的明胶溶液pH值诱导乳剂从液体形式转换为可再分散的凝胶形式。这将有利于乳液的贮存和运输,例如,乳液可以以凝胶形式从原料厂运输到食品加工厂,然后再重新分散成液体形式用于食品生产。贮存3 d后(图1C),传统乳液在pH 9时的液滴尺寸没有明显变化,而在pH 3、5、7、11时液滴尺寸增大。明胶pH值在7~11范围内的传统乳液液滴相对稳定(图2),而明胶pH值在3和5的传统乳液液滴中出现了一些孔洞(图2B),说明已经形成了多种乳液。B型明胶是一种碱性加工的明胶,等电点为4.8~5.1。当乳剂pH值接近其等电点时,蛋白质可能会聚集。这可能是明胶在pH 3和pH 5时制备的乳液相对不稳定的主要原因,当pH远离等电点时,B型明胶往往不会聚集。这可能解释了为什么传统乳液在液体和凝胶形态之间过渡。根据光学显微镜图像,乳液凝胶可能是蛋白质稳定的乳液凝胶—一种聚集的颗粒凝胶。考虑到乳化(图1)和液滴结构(图2),在pH 9时,明胶稳定的传统乳液被用于后续工作。

A.~B.传统乳液分别在0 h和4 ℃下贮存3 d后。在玻璃瓶中的图像;C.倒置光学显微镜观察传统乳液液滴在0 h和在4 ℃下贮存3 d后的图像。

图1 在不同的明胶溶液pH值(3、5、7、9和11)下观察鱼油负载明胶稳定(1.0%)的传统乳液

A. 0 h时的传统乳剂液滴;B. 4 ℃下贮存3 d后传统乳剂液滴。

图2 鱼油负载明胶稳定(1.0%)的传统乳液在不同明胶溶液pH(3、5、7、9和11)下的CLSM图像

鱼油负载明胶乳液凝胶的再分散过程

4 ℃下贮存3 d后,在pH 7~9的传统乳液可以形成乳液凝胶(图1、图2中用黑色箭头和黑色星号表示),可以在45 ℃下重新分散形成液体乳液5 min。该再分散过程被进一步分析。在4 ℃下贮存1 d后,液体乳液(图3A,3B)变为由液滴组成(图3F)的凝胶乳液(图3C)。凝胶形成过程没有明显改变液滴的形状和大小。在45 ℃下孵育5 min后,凝胶变为液体形态(图3D)。重新分散的乳液(图3G)液滴与新鲜制备的乳液(图3E)和乳液凝胶(图3F)的液滴相似。这些结果表明,无论是凝胶形成过程还是再分散过程都不会影响液滴的结构(形状和大小)。需要注意的是,本研究的再分散乳液凝胶是固体的,这与其他工作中使用喷雾干燥技术的再分散乳液粉末不同。再分散乳液凝胶的制备只需要让其静置一段时间,不需要使用复杂的仪器。此外,乳液凝胶的形状可以通过设计液体乳化容器来控制。因此,再分散乳化凝胶在乳化工业中可能具有良好的潜力。

A. 0 h时的传统乳剂;B. 0 h时倒置的传统乳剂;C. 4 ℃下贮存1 d后的倒置传统乳剂凝胶;D.倒置的传统乳剂在45 ℃下重新分散5 min;E. 0 h乳剂液滴的倒立光学显微镜图像;F.传统乳剂凝胶中乳剂液滴的直立光学显微镜图像;G.乳剂液滴重新分散乳液的倒立的光学显微镜图像。

图3 鱼油负载明胶(1.0%)乳液凝胶的再分散过程

Conclusion


本研究测定了制备方法和贮存条件对明胶稳定鱼油负载传统乳液的乳液形态、液滴和贮存稳定性的影响,同时对再分散过程进行了分析。结果表明,传统乳液可以成功制备和改性。明胶溶液pH值、贮藏温度和贮藏时间的增加促使这些乳液从液态转变为可再分散的凝胶态。这些液滴主要呈三态分布。它们的大小随着明胶溶液pH值和均质时间的增加而线性下降,随着均质速度的增加而指数下降。这些乳液的多种形式(液态乳液、可再分散的乳液凝胶和不可再分散的乳液凝胶)允许在食品饮料、软糖和其他食品中的多种潜在应用。对这些形式的了解将有利于确定最佳的乳液贮存和运输条件。乳剂的多种形式可能与明胶的特性有关,例如其成膜行为和易凝胶能力。

Gelatin-stabilized traditional emulsions: Emulsion forms, droplets, and storage stability

Mengzhen Dinga, Ting Zhanga, Huan Zhangb, Ningping Taoa, Xichang Wanga, Jian Zhonga,*

a National R&D Branch Center for Freshwater Aquatic Products Processing Technology (Shanghai), Integrated Scientific Research Base on Comprehensive Utilization Technology for By-Products of Aquatic Product Processing, Ministry of Agriculture and Rural Affairs of the People’s Republic of China, Shanghai Engineering Research Center of Aquatic-Product Processing and Preservation, College of Food Science & Technology, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China

b Iowa State University, Ames Laboratory, Ames, IA 50011, USA

*Corresponding.

E-mail address: jzhong@shou.edu.cn

Abstract

Fish oils are important substances in the field of food and drug delivery. Due to their unstable double bonds, fishy taste, and poor water solubility, it is pivotal to investigate novel dosage forms for fish oils, such as encapsulated droplets. In this work, we primarily prepared gelatin-stabilized fish oil-loaded traditional emulsions and investigated their emulsion forms, droplets, and storage stability under different preparation and storage conditions. Our results showed that higher gelatin solution pH, higher storage temperature in the range of 4–37 °C, and increased storage time induced the emulsion form switch from a liquid form to a redispersible gel form of the fish oil emulsion. The droplets had core-shell microstructures and a trimodal size distribution, which decreases linearly with increasing gelatin solution pH and homogenizing time, but decreases exponentially with increasing homogenizing speed. In addition, storage temperature showed a notably different effect on traditional emulsion storage. This work provides a fundamental knowledge for the formation, microstructure, and properties of gelatin-based traditional emulsions. It also provides a promising new application for fish oil-loaded emulsions in food beverages, soft candy, and other food products.

(本文由“食品科学网”转载,文章来源于食品科学与人类健康微信公众号。图片来源于文章原文。版权归原作者所有,如有侵权,请联系我们删除。)


喜欢 (0)