基于甘油二酯表面活性固体脂肪纳米粒构建及其皮克林稳定脂肪晶体乳状液研究

Pickering emulsions stabilized by solid particles with colloidal sizes possess environment-friendly and high stable properties, and the application of this system in edible emulsions has increased in recent 10 years. Diacylglycerols(DAG) with high melting points will be used to prepare solid lipid nanoparticles (SLN) with surface-activity which will be introduced as Pickering particles to stabilize fat crystal emulsions. The research on particle size, colloidal and thermodynamic properties, surface wettability, micromorphology and stability of DAG-based SLN with different surface activity will be conducted. The modern analysis technologies, such us laser diffraction particle size analyzer, differential scanning calorimetry, tansmission electron microscopy, atomic force microscopy, and confocal laser scanning Microscopy, are introduced to analyze and characterize the thermodynamic properties, crystal morphology, crystal network, intermolecular interaction stability and rheology of fat crystal emulsion stabilized by DAG-based SLN as Pickering particles. The rules between composition interaction and crystal transformation of this novel emulsion and stability and rheology of the system will be revealed. The results of this project will provide foundation of basic theory for construction of a novel, healthy and high quality oily food system with low saturated fatty acids.

皮克林（Pickering）乳状液是采用胶体尺寸固体颗粒稳定的，具有环境友好、稳定性强等优点，近十年来该体系在食用乳状液中的应用日益增多。本项目采用高熔点的甘油二酯构建具有一定表面活性的固体脂质纳米粒（solid lipid nanoparticles, SLN)，将其作为皮克林固体颗粒，用于稳定脂肪晶体乳状液。研究基于甘油二酯不同表面活性SLN的粒径、胶体特性、热力学性质、表面润湿性、微观形态和稳定性等。采用激光散射粒度分析仪、差示扫描量热仪、透射电镜、激光共聚焦显微镜、原子力显微镜等现代分析技术表征和测定甘油二酯SLN皮克林稳定的脂肪结晶乳化液体系的热力学、晶体形态、晶体网络结构、分子间相互作用、稳定性和流变学等特性。揭示这种新型乳状液中组分相互作用和晶型变化与体系稳定性及流变学特性之间的规律。本研究结果将为构建新型低饱和脂肪酸健康和高品质的油脂食品体系奠定理论基础。

皮克林（Pickering）乳状液是采用胶体尺寸固体颗粒稳定的，具有环境友好、稳定性强等优点，近十年来该体系在食用乳状液中的应用日益增多。本项目采用高熔点的甘油二酯构建具有一定表面活性的固体脂质纳米粒，将其作为皮克林固体颗粒，用于稳定脂肪晶体乳状液。采用激光散射粒度分析仪、差示扫描量热仪、透射电镜等现代分析技术表征和测定甘油二酯SLN皮克林稳定的脂肪结晶乳化液体系的热力学、晶体形态、晶体网络结构和分子间相互作用等特性。揭示这种新型乳状液中组分相互作用和晶型变化与体系稳定性及流变学特性之间的规律。本研究结果将为构建新型低饱和脂肪酸健康和高品质的油脂食品体系奠定理论基础。主要结果为：. 利用鼓泡式反应器，Novezyme 435酶催化油酸和玉米油酯化和酯交换制备得到含量82%以上的高不饱和单双甘油酯（MAG-DAG，Mono- and Di-acylglycerols）组合物，该组合物能延缓棕榈油起酥油储藏期间的结晶比率，起到稳定产品晶型和硬度的作用。. 研究了酶法催化酯化辛酸与单甘酯制备中长链脂肪酸甘油二酯。得到粗品中甘油二酯含量为44.8 ± 0.1%，所选酯化条件为：单甘酯与辛酸摩尔比为1：3，反应温度为65 ℃，反应时间为30 min，酶添加量为5 wt%。经过一步分子蒸馏-溶剂提取后，甘油二酯含量达到86.6 ± 0.6%，溶剂结晶条件为：温度为0 ℃，水分含量为9 wt%，甘油酯和甲醇的体积比为1：3。. 研究了DAG与PGPR复合后对HPO W/O乳液稳定性的影响。结果发现，DAG促进了HPO在油水界面的结晶，以Pickering稳定和网络稳定协同共存的方式稳定乳液。提出了DAG中脂肪酸与HPO具有分子相容性从而促进HPO界面结晶。DAG的界面结晶与PGPR的高表面活性共同作用形成了粒径均匀、冻融稳定性高的乳液。DAG与PGPR的结合显著提高了乳液的粘弹性。乳液中分散的水滴充当活性填料显著提高了乳液的刚性和硬度。