欒慧琳，吳雨卿，鄭紅霞，柯翔宇，毛立科

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083）

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(jié)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(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，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(diǎn)，又因其可塑性及機(jī)械強(qiáng)度較高，在不失食品風(fēng)味的前提下，可成為一種理想的固體脂肪替代品[1]。油凝膠可包載脂溶性功能因子，提高其生物利用率。Yu Hailong等[2]用油凝膠包埋姜黃素，提高了姜黃素的溶解度，使其載量遠(yuǎn)高于其他體系。油凝膠脂溶性的特點(diǎn)限制了其在食品中的進(jìn)一步應(yīng)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(wěn)定性，并可控制其釋放。Yu Hailong等[2]以包埋姜黃素的油凝膠為油相制備乳液，使姜黃素的生物利用率顯著提高。

目前應(yīng)用于油凝膠制備的凝膠因子主要有：脂肪酸類、脂肪醇類[3]、卵磷脂和糖醇酯（三硬脂酸山梨糖醇酯）的混合物[4]、卵磷脂與類胡蘿卜素的混合物[5]、植物化學(xué)成分（甾醇和谷維素）[6]、生物蠟和蠟酯[7]、單甘酯[8]、乙基纖維素[9]以及肉桂酸[10]。這些凝膠因子在食品、化妝品、醫(yī)藥等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，例如：植物甾醇（酯）可作為食品功能性成分添加到人造黃油中[1]；單甘酯可用作護(hù)膚品、護(hù)發(fā)乳等乳化劑；乙基纖維素可作薄膜包衣材料包裹藥物。肉桂酸是植物中由苯丙氨酸脫氨降解產(chǎn)生的苯丙烯酸，可應(yīng)用于食品、香精香料、有機(jī)合成等方面。作為一種適用范圍廣、功能性好的食品添加劑，GB 28347—2012《食品添加劑肉桂酸》的發(fā)布為肉桂酸的應(yīng)用提供相應(yīng)法律依據(jù)[11]。同時(shí)，肉桂酸具有很強(qiáng)的抗氧化、防腐、殺菌作用，以其為凝膠劑制成的油凝膠具有較好的貨架期穩(wěn)定性。據(jù)了解，目前國內(nèi)外以肉桂酸為凝膠劑制備油凝膠的研究鮮有報(bào)道[10-11]。為了尋找合適且更具潛力的可食性凝膠劑，實(shí)驗(yàn)選用肉桂酸為凝膠劑制備油凝膠及其乳液，探究其理化性質(zhì)，以期為肉桂酸基油凝膠及其乳液更廣泛應(yīng)用于食品領(lǐng)域提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

一級玉米油 中國玉米油股份有限公司；肉桂酸（純度99%） 上海麥克林生化科技有限公司；聚氧乙烯山梨醇酐單月桂酸酯（Tween 20） 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

AR1140型號電子分析天平 上海奧豪斯國際貿(mào)易有限公司；S22-2型恒溫磁力攪拌器 上海司樂儀器有限公司；DHR-2型流變儀 美國TA公司；TMS Pro型質(zhì)構(gòu)分析儀 美國FTC公司；DSC-60型差示掃描量熱儀 日本Shimadzu公司；3k15型超速離心機(jī)美國Sigma Aldrich公司；NS1001L2K型均質(zhì)機(jī) 意大利Niro-Soavi公司；Lumisizer全功能穩(wěn)定性分析儀 英國LUM公司；Leica-DM2000型光學(xué)顯微鏡 瑞士Leica-Microsystems公司；T25型高速分散機(jī) 德國IKA公司；Zetasizer Nano-ZS90型激光粒度儀 英國Malvern公司。

1.3 方法

1.3.1 油凝膠的制備與表征

1.3.1.1 油凝膠樣品的制備

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完全溶解，分別于4 ℃和25 ℃靜置24 h，得到油凝膠樣品。

1.3.1.2 肉桂酸臨界成膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定

按照1.3.1.1節(jié)的方法制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%、3%、4%、5%的肉桂酸基油凝膠樣品，采用翻轉(zhuǎn)法[12]探究油凝膠的臨界成膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

1.3.1.3 油凝膠持油性的測定

參照文獻(xiàn)[11]方法，稱量空離心管的質(zhì)量，加入10 mL肉桂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%、6%、8%、10%、12%的肉桂酸與玉米油熱混合物，分別于4 ℃和25 ℃放置24 h凝膠后，再次稱量。設(shè)置離心機(jī)的轉(zhuǎn)速10 000 r/min，溫度分別為4、25 ℃，離心15 min。離心結(jié)束后，將離心管取出倒置15 min，使游離的液態(tài)油脂完全析出，稱取離心管及剩余樣品總質(zhì)量。各個(gè)樣品均測定3 次，取平均值。析油量和持油性計(jì)算如式（1）、（2）所示：

式中：a為離心管質(zhì)量/g；b為樣品和離心管總質(zhì)量/g；c為離心后離心管及剩余樣品總質(zhì)量/g。

1.3.1.4 油凝膠流變特性的測定

參照文獻(xiàn)[13]方法，使用旋轉(zhuǎn)流變儀研究油凝膠的流變學(xué)性質(zhì)。采用平行板（直徑40 mm），設(shè)置間隙為1 000 μm。固定頻率為1 Hz，應(yīng)變掃描范圍0.01%～100%，以確定油凝膠的線性黏彈區(qū)；固定應(yīng)變0.01%，頻率掃描范圍為0.01～100 Hz得到凝膠油儲能模量（G′）與耗能模量（G”）隨頻率增加的流變曲線。各組樣品均在25 ℃測定3 次。

1.3.1.5 油凝膠質(zhì)構(gòu)特性的測定

參照文獻(xiàn)[11]方法，采用質(zhì)構(gòu)分析儀評價(jià)油凝膠的機(jī)械性能。參照油凝膠樣品制備方法，使約20 g樣品于50 mL燒杯中成膠，放置24 h后進(jìn)行測定。測試條件：感應(yīng)單元為250 N壓縮頭，采用圓柱形（直徑12 mm）柱塞作為探頭，下降速率和回升速率均保持60 mm/min，下降高度為10 mm（穿刺距離為10 mm），回升高度為40 mm，起始力為0.375 N。各組樣品均在25 ℃測定3 次，取平均值。

1.3.1.6 油凝膠光學(xué)顯微鏡的觀察

參照文獻(xiàn)[10]方法，使用與數(shù)碼相機(jī)連接的光學(xué)顯微鏡觀察油凝膠的晶體形態(tài)結(jié)構(gòu)。將完全混合均勻的熱油凝膠樣品滴20 μL于載玻片中間，輕輕蓋上蓋玻片，避免氣泡產(chǎn)生。在4 ℃放置24 h。在放大100 倍進(jìn)行觀察。使用應(yīng)用軟件LeicaSuiteLASEZ（LeicaMicrosystems）獲取和處理圖像。

1.3.1.7 油凝膠差示掃描量熱分析

參照文獻(xiàn)[14]方法，分別稱取5～10 mg含有不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)肉桂酸（6%、8%、10%）的油凝膠樣品置于鋁盤中并用鋁蓋密封，進(jìn)行差示掃描量熱法測定。在恒定氮?dú)饬鳎?0 mL/min）條件下，在5 ℃平衡2 min，然后以5 ℃/min的恒定速率加熱至100 ℃，之后在100 ℃平衡1 min，以5 ℃/min冷卻至5 ℃。

1.3.2 油凝膠乳液的制備與表征

1.3.2.1 油凝膠乳液樣品的制備

選用理化性質(zhì)較好的肉桂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的油凝膠制備乳液。參照文獻(xiàn)[15]方法，以Tween 20作為乳化劑加入去離子水中，85 ℃水浴加熱，作為水相；取一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)（10%、15%、20%）的油凝膠作為油相。將處于熔融狀態(tài)的油凝膠滴加到水相中，然后12 000 r/min高速剪切5 min使其充分混合均勻，再轉(zhuǎn)移至高壓均質(zhì)機(jī)中（500 MPa、循環(huán)3 次），以形成均一穩(wěn)定的乳液，將制備得到的油凝膠乳液迅速用冰水冷卻。其中Tween 20的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.75%。

1.3.2.2 乳液粒徑的測定

參照文獻(xiàn)[16]方法，采用Zetasizer Nano-ZS90激光粒度儀測定油凝膠乳液的粒徑。取20 μL樣品于試管中，加入4 mL去離子水稀釋200 倍。測定過程中設(shè)折光系數(shù)為1.450，在25 ℃保溫平衡2 min。每個(gè)樣品均重復(fù)測定3 次，取平均值。

1.3.2.3 乳液黏度的測定

參照文獻(xiàn)[17]方法，采用流變法檢測乳狀液黏度。測定條件：ramp模式，剪切速率以對數(shù)增長形式從0.01 s-1增加到200 s-1，每隔5 s取一個(gè)點(diǎn)，記錄黏度的變化。

1.3.2.4 乳液穩(wěn)定性的測定

參照文獻(xiàn)[18]方法，利用Lumisizer穩(wěn)定性分析儀測定油凝膠乳液穩(wěn)定性。測定條件：溫度為25 ℃；樣品的透射率特征線每隔10 s記錄一次，共記錄720 次；離心轉(zhuǎn)速為4 000 r/min。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)所涉及到的單因素試驗(yàn)測定3 次，所得數(shù)據(jù)用SPSS 21軟件進(jìn)行分析，比較數(shù)據(jù)的顯著性，P＜0.05，差異顯著，并用Origin 2018進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理并制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 肉桂酸臨界成膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)的確定

采用翻轉(zhuǎn)法確定油凝膠的臨界成膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)[12]，由圖1可知，肉桂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%時(shí)，呈現(xiàn)完全流動狀態(tài)；3%時(shí)，流動狀態(tài)黏稠；不小于4%時(shí)，無流動現(xiàn)象，可以認(rèn)為肉桂酸與玉米油形成的油凝膠的臨界成膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%，這與李丹等[11]的研究結(jié)果一致。有研究表明，臨界成膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)越低的凝膠劑形成凝膠的能力越強(qiáng)，大多數(shù)凝膠劑的臨界成膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%左右[1]。因此，肉桂酸是一種凝膠能力較弱的凝膠劑。

圖1 肉桂酸含量對油凝膠外觀的影響Fig. 1 Effect of cinnamic acid concentration on the morphology of oleogels

2.2 肉桂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)及存放溫度對油凝膠持油性的影響

圖2 不同存放溫度下含不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)肉桂酸的油凝膠持油性Fig. 2 Oil-holding capacity of oleogels containing different concentrations of cinnamic acid at different storage temperatures

持油性代表油凝膠截留液態(tài)油的能力，能反映凝膠結(jié)構(gòu)的密集程度。從圖2可以看出，肉桂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)過高或過低均會導(dǎo)致油凝膠持油性的降低，油凝膠的存放溫度對持油性也有影響。常溫條件下，肉桂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%和10%的油凝膠持油性差異不顯著（P＞0.05）；4 ℃條件下，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%、8%、10%的樣品持油性差異也不顯著（P＞0.05）。肉桂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)低的油凝膠持油性差，可能是由于肉桂酸分子之間不夠緊密，因此無法相互吸引形成更為緊密的結(jié)構(gòu)，從而使液態(tài)油析出。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%時(shí)，持油性稍有降低，可能是由于肉桂酸在玉米油中達(dá)到了飽和，溶解時(shí)需更高溫度和更長時(shí)間而使其結(jié)構(gòu)受到影響[14]。有研究表明，凝膠劑形成凝膠的能力是凝膠劑在溶劑中溶解度的平衡，凝膠劑在給定的溶劑中太易溶或太難溶，都會影響凝膠的形成[1]。因此肉桂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%最合適。

4 ℃存放的油凝膠持油性高于常溫存放的油凝膠（P＜0.05），說明低溫可以使油凝膠結(jié)構(gòu)更緊密，從而表現(xiàn)較高的持油性，并且在低溫下，可能由于肉桂酸分子運(yùn)動變慢而使其聚集形成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不易改變，結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定；常溫會造成肉桂酸基油凝膠結(jié)晶結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，導(dǎo)致液態(tài)油不能有效地被包裹住，引起持油性降低[10,19]。

肉桂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)6%、8%、10%的油凝膠表現(xiàn)出良好的持油性，選定這3 組油凝膠進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

2.3 油凝膠流變特性分析

圖3 含不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)肉桂酸的油凝膠在0.001%～100%應(yīng)變范圍內(nèi)G′、G”的變化Fig. 3 G′ and G” of oleogels containing different concentrations of cinnamic acid in the strain range of 0.001%-100%

由圖3可看出，應(yīng)變增大的過程中，G′與G”表現(xiàn)出先平緩降低再迅速降低的過程，初始應(yīng)變增大階段，G′大于G”，凝膠體系還處于凝膠結(jié)構(gòu)狀態(tài)，表現(xiàn)為固體特性，并主要發(fā)生彈性形變[20]；應(yīng)變繼續(xù)增大，G′與G”相交，交點(diǎn)后，G”大于G′，凝膠主要表現(xiàn)液體特質(zhì)，表示隨著振蕩應(yīng)變增大，油脂顆粒無規(guī)則運(yùn)動加劇，肉桂酸晶體間解聚，凝膠劑分子和液態(tài)油脂間的非共價(jià)相互作用消失，使體系凝膠結(jié)構(gòu)破壞[10]。另外，隨著肉桂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，G′與G”交點(diǎn)向左移動，可能是隨著肉桂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，油凝膠抗擠壓能力變差，受到剪切應(yīng)力結(jié)構(gòu)更易改變。當(dāng)應(yīng)變小于0.1%，油凝膠的G′與G”值基本保持恒定不變，油凝膠處于線性黏彈區(qū)，之后的流變測定均在線性黏彈區(qū)內(nèi)完成。

圖4 含不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)肉桂酸的油凝膠在0.1～100 Hz范圍內(nèi)G′、G”的變化Fig. 4 G′ and G” of oleogels containing different concentrations of cinnamic acid in the frequency range of 0.1-100 Hz

從圖4可以看出，在頻率掃描范圍內(nèi)，油凝膠體系的G′明顯大于G”，說明樣品形成較為緊密的凝膠結(jié)構(gòu)；隨著肉桂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，G′明顯增大，說明肉桂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，油凝膠形成的凝膠結(jié)構(gòu)越緊密。此外，G′隨頻率的增加變化不明顯，輕微依賴于頻率，可以推測油凝膠的結(jié)構(gòu)是通過肉桂酸分子間或者肉桂酸與玉米油非共價(jià)交聯(lián)產(chǎn)生的[20-21]。

2.4 質(zhì)構(gòu)分析

圖5 在不同溫度條件下含不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)肉桂酸油凝膠的硬度Fig. 5 Hardness of oleogels with different concentrations of cinnamic acid at different storage temperatures

從圖5可以看出，在同一肉桂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)下，4 ℃存放的油凝膠硬度更大；隨著肉桂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，樣品硬度顯著增大（P＜0.05），不同存放溫度的油凝膠硬度差距逐漸縮小。肉桂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%、8%時(shí)，常溫存放與4 ℃存放的樣品硬度差異顯著（P＜0.05），而肉桂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的油凝膠硬度差異不顯著（P＞0.05），可認(rèn)為其在常溫下能夠維持凝膠結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。油凝膠的硬度越大，在一定程度上能夠說明其凝膠結(jié)構(gòu)越緊密[11,22]。這與流變分析的結(jié)果一致，再次證實(shí)了肉桂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大的油凝膠結(jié)構(gòu)越緊密。

2.5 油凝膠的微觀結(jié)構(gòu)

圖6 肉桂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%的油凝膠光學(xué)顯微鏡照片F(xiàn)ig. 6 Microscopic images of oleogels with 6% cinnamic acid after storage for one and three days

選擇肉桂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%的油凝膠樣品，在光學(xué)顯微鏡下觀察其微觀結(jié)構(gòu)，從圖6a可以看出，油凝膠呈現(xiàn)出隨機(jī)分布的長纖維狀聚集體，部分呈現(xiàn)小的結(jié)晶顆粒。凝膠因子大多是通過氫鍵、π-π堆積、范德華力等非共價(jià)鍵的弱相互作用自組裝或一定程度聚集產(chǎn)生晶體的方式形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[1]。肉桂酸是一種芳香化合物，并且有氫受體和氫供體，在體系溫度降低過程中，肉桂酸分子可能是通過氫鍵、π-π堆積等弱相互作用聚集形成一維的纖維狀聚集體，繼而這些長纖維聚集體相互纏繞形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，固定玉米油，形成油凝膠[23]。將樣品存放3 d后觀察，如圖6b所示，結(jié)晶顆粒變大變多，可能是析出的肉桂酸晶體。肉桂酸聚集而析出從而導(dǎo)致油凝膠結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，這與持油性部分推測的肉桂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)越低的油凝膠在常溫下越易析油的原因相吻合。

2.6 油凝膠的差示掃描量熱分析

表1 含不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)肉桂酸的油凝膠熱力學(xué)參數(shù)Table 1 Thermodynamic parameters of oleogels with different concentrations of cinnamic acid

如表1所示，肉桂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)從6%增加到10%，油凝膠樣品的熔點(diǎn)、結(jié)晶溫度和焓值均有所增加，這與Li Xue等[14]的研究結(jié)果一致，表明油凝膠的熱力學(xué)穩(wěn)定性增加[24]。在升溫過程中，凝膠分子的動能增加，從而導(dǎo)致分子間氫鍵減少，進(jìn)而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)破壞，凝膠發(fā)生相轉(zhuǎn)變[25]。融化溫度的變化可能是由于肉桂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加使肉桂酸分子之間形成的氫鍵、π-π堆積等非共價(jià)鍵相互作用增強(qiáng)，凝膠網(wǎng)絡(luò)更緊密，要破壞非共價(jià)鍵需要的溫度更高；結(jié)晶溫度的變化也表明肉桂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高的油凝膠結(jié)構(gòu)越緊密，肉桂酸分子之間距離更近，更易于氫鍵、π-π鍵的形成，也就更易形成油凝膠。這也表明凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成是一個(gè)連續(xù)的過程，先由肉桂酸分子通過非共價(jià)交聯(lián)形成一維的纖維狀聚集體，進(jìn)而纏繞形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這與微觀結(jié)構(gòu)觀察的結(jié)果一致[24]。熔化溫度是指導(dǎo)脂肪或脂肪類似物應(yīng)用的參數(shù)，研究表明，開始熔化溫度為34 ℃左右的脂肪在商業(yè)上得到較為廣泛的應(yīng)用[19]。

2.7 油凝膠乳液的粒徑與黏度

本研究表明，肉桂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的油凝膠理化性質(zhì)較好，為得到穩(wěn)定性更好的油凝膠乳液，選擇以其為油相，并分析不同油相含量乳液的穩(wěn)定性。

乳狀液粒徑變化是判斷其穩(wěn)定性的依據(jù)之一，根據(jù)Stokes定律，顆粒越細(xì)小，乳狀液越穩(wěn)定。由圖7A可以看出，不同油相含量的乳液粒徑分布范圍相對較窄，均呈現(xiàn)為單峰分布，但峰值有差異。隨油相含量增加，峰值向粒徑變大的方向移動，并且粒徑分布范圍變寬，表明其穩(wěn)定性變差[26]。由圖7B可以看出，隨著油相含量的增加，油凝膠乳液的粒徑顯著增大（P＜0.05），說明其穩(wěn)定性變差，這是因?yàn)橛拖嗪慷鄷r(shí)，乳化劑含量不足以將油相完全包裹，相鄰液滴間的空間排斥作用較弱，范德華吸引力較強(qiáng)，而使液滴聚集，顆粒變大，黏度變大[27-28]。

圖7 含不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)油相的油凝膠乳液的粒徑分布（A）與平均粒徑（B）Fig. 7 Particle size distribution (A) and mean particle size (B) of oleogel emulsions with different oil contents

圖8 含不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)油相的油凝膠乳液的黏度Fig. 8 Viscosities of oleogels emulsions with different oil contents

乳狀液的流變特性在一定程度上能夠反映乳狀液的穩(wěn)定性，乳液黏度與粒徑密切相關(guān)，粒徑越大，黏度也越大。由圖8可以看出，油凝膠乳液呈現(xiàn)剪切變稀效應(yīng)，隨著剪切速率的增加，油凝膠乳液的結(jié)構(gòu)被破壞，分子按照剪切速率的方向線性排列，使乳液體系的黏度顯著降低，表現(xiàn)出非牛頓流體的性質(zhì)[29]；乳液黏度隨油相含量增加而增大，與粒徑的變化一致。

2.8 油凝膠乳液的物理穩(wěn)定性

利用Lumisizer穩(wěn)定性分析儀，快速分析油凝膠乳液的物理穩(wěn)定性[25,30]。透射強(qiáng)度的變化可以反映油凝膠乳液的穩(wěn)定性[18]。圖9表明，隨著油相質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，樣品整體的透射率明顯變大。由圖10可以看出，離心越久透射光強(qiáng)度越強(qiáng)，并且油相含量越高透射光強(qiáng)度變化越快。表明乳液在離心過程中不穩(wěn)定，油相與水相分離，油相含量越高，乳液穩(wěn)定性越差，主要是油相含量過多，乳化劑不能很好地將其包裹住，液滴聚集，粒徑變大，黏度變大，在離心過程中，油相更易與水相分離，而油相與油相聚集向頂部移動，從而導(dǎo)致乳液穩(wěn)定性降低[17,27,31]。

圖9 含不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)油相的乳液Lumisizer分析圖Fig. 9 Lumisizer analysis diagrams of emulsions with different oleogel contents

圖10 油相質(zhì)量分?jǐn)?shù)對油凝膠物理穩(wěn)定性的影響Fig. 10 Effect of oil phase content on physical stability of oleogel emulsions

從圖9還可看出，油相為10%和15%的乳液均表現(xiàn)出油相和水相的不完全分離，表明乳液具有很高的穩(wěn)定性[32]。在離心1.5 h后，樣品頂部透光率變大，說明頂部樣品開始分層，并且油相含量越低分層部位距離樣品頂部越近。對比離心后的樣品，發(fā)現(xiàn)底部有白色沉淀，推測其為肉桂酸，接近頂部的位置有透光帶，透光帶的位置與透光率變化一致，由此推測樣品分層部位在油相和水相兩界面之間。此現(xiàn)象可能與肉桂酸基油凝膠在常溫下不穩(wěn)定有關(guān)，乳液中油相與水相分離后，油相分層，肉桂酸沉淀，玉米油受到最上層油凝膠的阻礙而存在于油水兩界面之間，油相含量越多，頂部油凝膠可能堆積越緊密，越不易析油，從而不易出現(xiàn)透光帶。樣品的頂部與底部均出現(xiàn)透光率變大的現(xiàn)象，表明油凝膠乳液為多分散相體系，多分散相體系中油滴是獨(dú)立運(yùn)動的，越大的液滴向頂部移動的速度越快[32]。因此，油相含量越低的乳液，其粒徑越小，乳液體系越穩(wěn)定，但分離出的油凝膠體系不穩(wěn)定。

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)研究了肉桂酸基油凝膠的理化性質(zhì)及晶體結(jié)構(gòu)，并以油凝膠為油相制備乳液，分析不同油相含量乳液的物理穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)表明：肉桂酸是一種凝膠能力較弱的凝膠劑，當(dāng)其質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到4%時(shí)表現(xiàn)出形成凝膠的能力；肉桂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)對油凝膠的持油性、質(zhì)構(gòu)、流變特性、熱力學(xué)性質(zhì)都會有影響，肉桂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)過高或過低均會導(dǎo)致持油性的降低，肉桂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)高的油凝膠的熱穩(wěn)定性好、硬度大且受存放溫度影響小、結(jié)構(gòu)緊密但易受剪切應(yīng)力的影響；存放溫度也會影響油凝膠的理化性質(zhì)，存放于4 ℃的油凝膠持油性好、硬度大；肉桂酸基油凝膠中晶體結(jié)構(gòu)為隨機(jī)分布的長纖維狀聚集體，部分為小的結(jié)晶顆粒；油相含量越低的油凝膠乳液的粒徑越小、黏度越低、物理穩(wěn)定性也越好。

肉桂酸與玉米油形成的油凝膠在常溫下穩(wěn)定性較差，可以通過改變?nèi)夤鹚岬馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)、復(fù)配凝膠因子、改變?nèi)軇╊愋偷日{(diào)整油凝膠的理化性質(zhì)，使其具有良好的涂抹性，熔點(diǎn)接近口腔溫度，能夠成為一種人造奶油替代產(chǎn)品，增強(qiáng)其在食品領(lǐng)域的適用性。