通过WPI冷凝胶化法制备并添加木槿（Hibiscus sabdariffa L.）叶提取物富集的大分子的特性

《Journal of Food Engineering》：PROPERTIES OF BIGELS PRODUCED THROUGH WPI COLD-SET GELATION AND ENRICHED WITH EXTRACTS FROM HIBISCUS SABDARIFFA L. LEAVES

　　本研究探讨了仙人掌叶提取物（通过超临界流体萃取和加压液体萃取制备）对含乳清蛋白 isolate（11% w/v）、甘油单硬脂酸酯（GM）和大豆卵磷脂（5% w/v）的bigel体系结构及性能的影响。通过显微观察、FTIR分析、热力学评估、流变学测试及体外消化实验，发现高水相比例（90:10）体系具有最佳的热稳定性和可控释放特性，而低比例（10:90）因油滴分散和蛋白网络侵蚀导致释放减少。FTIR证实了物理化学相互作用，流变学显示卵磷脂通过抑制凝胶核形成增强机械性能。

　　

Gabrielli Nunes Clímaco | Raquel F.S. Gon?alves | Jean-Michel Fernandes | Ana C. Pinheiro | António A. Vicente | Luiz Henrique Fasolin

巴西圣保罗坎皮纳斯大学食品工程学院食品工程与技术系，邮编13083-862

摘要

本研究探讨了将Hibiscus sabdariffa L.叶提取物添加到由乳清蛋白分离物（WPI）、单硬脂酸甘油酯（GM）和大豆卵磷脂配制的双凝胶（bigel）中的效果。水凝胶相含有11%（w/v）的WPI和200 mmol/L的NaCl，而油凝胶相则包含葵花籽油、10%（w/v）的GM和5%（w/v）的大豆卵磷脂。通过超临界流体萃取（SFE）和加压液体萃取（PLE）获得的提取物分别以0.01 g GAE/mL和0.001 g GAE/mL的浓度加入油相中。双凝胶通过热乳化（55°C）制备，水凝胶与油凝胶的比例分别为90:10、50:50和10:90。利用显微镜观察凝胶微观结构，FTIR分析化学相互作用，热分析评估凝胶稳定性，质地分析测量机械性能，释放动力学研究化合物随时间的释放情况，以及体外消化实验评估生物利用度。共聚焦图像显示，随着油含量的增加，油滴形成增多；在50:50比例的双凝胶中观察到油滴聚集现象，在10:90比例的双凝胶中呈现水包油结构。FTIR结果表明提取物与双凝胶之间存在物理和化学相互作用。流变学测试表明，大豆卵磷脂通过减缓凝胶形成过程中的成核作用提高了双凝胶的机械性能。生物利用度和释放研究显示，90:10比例的双凝胶具有更好的恢复效果，而10:90比例的双凝胶效果较差，这可能是由于油滴分散和蛋白质网络侵蚀所致。

章节摘录

引言

由于人们对具有超出基本营养价值的健康益处产品的需求不断增加，营养保健品和强化食品在研究和工业领域受到了越来越多的关注（Ahmed等人，2024年）。这类食品通常富含具有抗氧化活性的生物活性化合物（如酚类及其衍生物），旨在满足日益关注健康和疾病预防的消费者的需求（Delfanian & Sahari，2020年）。

材料

本研究使用了以下材料：乳清蛋白分离物（WPI）粉末（Lacprodan DI-9224，90%蛋白质浓缩物，Arla Foods Ingredients，丹麦Viby）、单硬脂酸甘油酯（GM）（>95.0%，Alfa Aesar，德国Kandel）、NaCl（AppliChem，德国Darmstadt）、高油酸含量的葵花籽油（LCT，C14:0含量0.1%，C16:0含量3.8%，C18:0含量3.3%，C18:1含量80.1%，C18:2含量10.7%，C18:3含量0.3%，C20:0含量0.4%，C20:1含量0.1%）、大豆卵磷脂（SL，Lipoid GmbH，德国Ludwigshafen）、96%乙醇（Valente e Ribeiro LTDA，葡萄牙Belas）以及蒸馏水。

双凝胶的特性分析

双凝胶是一种油相和水相均通过凝胶化固定的结构体系，其凝胶网络的组织形式直接受所用凝胶剂类型和比例的影响。在本研究中，乳清蛋白分离物（WPI）在水相中通过冷凝胶化形成结构网络，而单硬脂酸甘油酯（GM）则有助于脂质相的构建。此外，还加入了两亲性化合物以进一步增强双凝胶的性能。

结论

Hibiscus sabdariffa叶提取物的添加改变了冷凝胶的结构和机械性能，卵磷脂通过促进更有序的凝胶网络形成了提高了凝胶稳定性。提取物在一定程度上削弱了凝胶的稳定性，这可能是由于乙醇影响了凝胶网络的形成；FTIR分析证实了提取物与双凝胶之间的物理和化学相互作用。90:10比例的双凝胶具有更好的生物利用度和控制释放效果，而10:90比例的双凝胶则表现较差，这可能与油滴分散和蛋白质网络侵蚀有关。

CRediT作者贡献声明

Raquel F.S. Gon?alves：撰写、审稿与编辑、方法学设计、概念构思。 Gabrielli Nunes Clímaco：撰写初稿、方法学设计、实验研究、数据整理。 António A. Vicente：撰写、审稿与编辑、项目监督、项目管理。 Luiz Henrique Fasolin：撰写、审稿与编辑、项目监督、方法学设计。 Jean-Michel Fernandes：撰写、审稿与编辑、方法学设计、数据整理。 Ana Cristina Pinheiro：撰写、审稿与编辑。

未引用文献

Bollom等人，2020年；欧盟委员会，2018年；欧盟委员会，2011年；Ramanauskiene等人，2019年；Reza等人，2003年；Sarkar等人，2009年；Xie等人，2023年。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了圣保罗研究基金会（FAPESP）（巴西，项目编号2019/27354-3和2021/07639-3）的财政支持。G. Nunes Clímaco感谢巴西高等教育人员培训协调委员会（CAPES）提供的博士学位奖学金和交流项目（PRINT/CAPES）。Raquel F. S. Gon?alves和Jean-Michel Fernandes感谢科学技术基金会（FCT）提供的奖学金（项目编号SFRH/BD/140182/2018和SFRH/BD/147286/2019）。