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基于单硬脂酸甘油酯和葵花籽油制备叶黄素酯负载油凝胶的研究

期刊:j food biochemDOI:10.1111/jfbc.12992

该文档属于类型a,即报告了一项原创研究。以下是针对该研究的学术报告:


作者及研究机构
本研究由Zhaojing Jiang、Sheng Geng、Changzhong Liu、Jinqing Jiang和Benguo Liu共同完成,研究机构为河南科技学院。该研究发表于《Journal of Food Biochemistry》期刊,发表日期为2019年。

学术背景
叶黄素酯(lutein ester)是一种广泛存在于植物中的类胡萝卜素,具有强大的抗氧化和自由基清除活性,能够预防癌症、心血管疾病和年龄相关性黄斑变性等疾病。由于其卓越的生物活性,叶黄素在食品工业中的应用和市场迅速增长。然而,叶黄素的光稳定性较差,在储存过程中容易降解,且生物利用度较低。因此,开发适合的叶黄素递送系统成为研究热点。
本研究的背景是探索一种基于单硬脂酸甘油酯(monostearin)和葵花籽油(sunflower oil)的叶黄素酯负载油凝胶(oleogel)的制备方法,并对其特性进行表征。研究旨在通过改变单硬脂酸甘油酯的用量和冷却温度,调整油凝胶的质地和流变特性,以满足食品工业的不同需求,同时提高叶黄素酯的光稳定性。

研究流程
研究包括以下几个主要步骤:
1. 叶黄素酯的提取
- 研究首先评估了不同植物油(葵花籽油、玉米油、大豆油和菜籽油)和提取温度(40°C、50°C、60°C和70°C)对叶黄素酯提取效率的影响。
- 实验方法:将干燥的万寿菊(Tagetes erecta L.)花浸泡在不同植物油中,在不同温度下提取0.5至3.5小时,过滤后通过紫外分光光度法测定叶黄素酯的浓度。
- 样本量:每种植物油和温度条件下进行三次独立实验。

  1. 油凝胶的制备

    • 将提取的叶黄素酯负载葵花籽油与不同比例的单硬脂酸甘油酯(4%、6%、8%、10%和12%)混合,在80°C水浴中搅拌30分钟,直至单硬脂酸甘油酯完全溶解。
    • 将混合物在4°C或20°C下冷却12小时,形成油凝胶。
    • 样本量:每种单硬脂酸甘油酯浓度和冷却温度下制备油凝胶。
  2. 油凝胶的表征

    • X射线衍射(XRD)分析:用于分析油凝胶的微晶状态。
    • 质地分析:使用质地分析仪测量油凝胶的硬度、凝聚性和粘附性等质地特性。
    • 流变学分析:通过流变仪测量油凝胶的储能模量(G′)、损耗模量(G″)和粘度,评估其流变特性。
    • 光稳定性测试:将叶黄素酯负载油凝胶暴露于紫外线(UV)下,评估其对叶黄素酯的保护效果。
  3. 数据分析

    • 所有实验数据均以三次独立实验的平均值±标准差表示,采用SPSS 22.0软件进行单因素方差分析(ANOVA)和Duncan多重范围检验。

主要结果
1. 叶黄素酯提取效率
- 葵花籽油在60°C下表现出最高的叶黄素酯提取效率,提取浓度为72.7 μg/mL。
- 提取效率与植物油的不饱和脂肪酸含量和提取温度密切相关,高温(70°C)会导致叶黄素酯的热分解。

  1. 油凝胶的形成与表征

    • 单硬脂酸甘油酯的浓度和冷却温度显著影响油凝胶的形成。在4°C下,单硬脂酸甘油酯浓度≥4%时即可形成油凝胶;而在20°C下,浓度需≥6%。
    • XRD分析表明,油凝胶的稳定性由单硬脂酸甘油酯晶体形成的网络结构决定。
    • 质地分析显示,油凝胶的硬度、凝聚性和粘附性与单硬脂酸甘油酯浓度呈正相关,与冷却温度呈负相关。
    • 流变学分析表明,油凝胶属于假塑性凝胶(pseudoplastic gel),其凝胶化温度(Tg)仅与单硬脂酸甘油酯浓度相关。
  2. 光稳定性

    • 油凝胶显著提高了叶黄素酯的光稳定性。在紫外线照射下,葵花籽油中的叶黄素酯在9天内降解至5.00 μg/g,而12%单硬脂酸甘油酯制备的油凝胶中的叶黄素酯浓度仍为59.13 μg/g。

结论
本研究成功开发了一种基于单硬脂酸甘油酯和葵花籽油的叶黄素酯负载油凝胶,其质地和流变特性可通过调整单硬脂酸甘油酯浓度和冷却温度进行调控。油凝胶不仅提高了叶黄素酯的光稳定性,还为食品工业提供了一种安全、绿色的叶黄素酯递送系统。该研究为其他脂溶性营养素的开发提供了重要参考。

研究亮点
1. 创新性:首次报道了基于单硬脂酸甘油酯的叶黄素酯负载油凝胶的制备方法。
2. 应用价值:油凝胶的质地和流变特性可调,适用于多种食品工业需求。
3. 光稳定性提升:油凝胶显著提高了叶黄素酯的光稳定性,延长了其储存寿命。

其他有价值的内容
研究还指出,油凝胶可作为动物脂肪和氢化植物油的替代品,减少不健康的三酰甘油和反式脂肪酸的摄入,具有潜在的健康效益。


以上是该研究的详细学术报告。

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