富含多不饱和脂肪酸(PUFA)的植物油(如大麻籽油)因独特的营养优势,在功能性食品和营养保健品领域备受青睐。但PUFA的不稳定性带来了致命痛点——易氧化变质,不仅破坏营养成分,还可能产生有害物质。传统封装技术要么依赖高温(如喷雾干燥)导致热敏成分降解,要么需添加抗氧化剂或改造设备,始终难以兼顾安全性与稳定性。

 

 

近期,发表于食品科学领域国际顶级期刊《Food Hydrocolloids》(IF=12.4)的一项研究给出了创新解决方案:通过大麻籽分离蛋白(HPI)与大麻籽油体(HOB)复合制备乳液,结合电喷雾技术,在不添加任何抗氧化剂的情况下,实现了富含PUFA油的高效封装与长效稳定,为天然油脂的保鲜与应用开辟了新路径。

 

本文要点:

1、该研究聚焦于利用乳液电喷雾技术实现富含多不饱和脂肪酸(PUFA)油脂的有效包封与氧化稳定,提出以大麻籽油体(HOB)替代大麻籽油(HO)的创新方案。

2、研究采用大麻籽分离蛋白(HPI)分别与HO、HOB制备乳液,设置2:1、3:1、4:1、5:1四种蛋白-脂质比例,对乳液及电喷雾颗粒进行多维度表征。结果显示,HPI-HOB乳液在4℃、25℃、37℃下均无分层,20天储存期内稳定性优异,而HPI-HO乳液存在相分离现象,在2:1比例和37℃条件下分层指数最高达11.0%。

3、包封效率方面,5:1比例时HPI-HOB颗粒达84.2%,显著高于HPI-HO的68.8%;氧化稳定性上,相同比例下HPI-HOB颗粒的过氧化值比HPI-HO低近70%。通过扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和拉曼图谱证实,两种脂质均在颗粒中均匀分布,且HPI-HOB颗粒结构更稳定。

4、皮尔逊相关性分析表明,HPI-HOB颗粒的过氧化值与包封效率、蛋白比例呈强负相关。综上,HPI与HOB结合并优化蛋白-脂质比例,无需添加抗氧化剂或改造设备,即可高效提升富含PUFA油脂的包封效果与氧化稳定性,为食品、营养保健品等领域提供了新型天然包封策略。

 

本研究的核心创新点在于提出了“以大麻籽油体(HOB)替代纯油(HO)”的新型封装策略,在无需添加抗氧化剂或改造设备的情况下,显著提升了富含PUFA油的电喷雾封装效率与氧化稳定性,具体如下:

 

  1. 脂质载体选择的创新:首次将HOB用于电喷雾封装的氧化防护

  • 突破传统纯油(HO)封装的局限,首次验证大麻籽油体(HOB)作为天然脂质-蛋白组装体的防护价值。HOB自带磷脂/蛋白单层膜结构和内源性抗氧化剂(如生育酚),既能形成物理屏障阻止氧化促进剂侵入,又能自身抑制脂质氧化,解决了电喷雾过程中PUFA易因高比表面积暴露而氧化的关键问题。

  • 此前无文献报道油体在加工过程中的氧化防护作用,本研究首次证实HOB相比纯油,能使电喷雾颗粒的过氧化物值(PV)降低近70%(5:1比例下),且加速氧化10天后PV仍远低于Codex Alimentarius限值。

 

  1. 体系优化的创新:高蛋白比例与HOB的协同增效设计

  • 明确蛋白:脂质比例(2:1~5:1)与HOB的协同作用机制:高蛋白比例(尤其是5:1)能让HPI充分覆盖HOB表面,形成致密的电喷雾颗粒壁材,既提升封装效率(EE最高达2%),又减少脂质暴露,而纯油体系(HPI-HO)最高EE仅68.8%。

  • 无需依赖抗氧化剂、氮气或超临界二氧化碳等辅助手段,仅通过天然成分(HPI+HOB)的比例优化,即可实现氧化稳定性与封装效率的同步提升,符合天然、可持续的食品加工趋势。

 

  1. 性能关联的创新:揭示HPI-HOB体系的关键影响机制

  • 通过皮尔逊相关性分析,首次明确HPI-HOB体系中“表面张力-蛋白比例-封装效率-氧化稳定性”的强关联关系(p<0.05):表面张力与蛋白比例、EE呈正相关,与PV呈负相关,为该类封装体系的性能预测和参数优化提供了量化依据。

  • 证实HOB在电喷雾过程中可保持化学结构稳定(拉曼光谱验证),且均匀分布于HPI基质中(AFM和SEM表征),解决了传统脂质封装中分散不均、结构易破坏的问题,保障了工艺重现性。

 

 

 

图1. 大麻籽油(HO)和大麻籽油体(HOB)在 60℃、10 天加速氧化试验中的过氧化物值变化。不同大写字母表示相同储存时间下 HO 与 HOB 之间存在显著差异;不同小写字母表示每种脂质在不同储存时间下存在显著差异。

 

 

图2. 不同蛋白质:脂质比例(2:1、3:1、4:1、5:1)下,大麻籽分离蛋白-大麻籽油(HPI-HO)和大麻籽分离蛋白-油体(HPI-HOB)乳液的显微图像。

 

 

图3. 不同蛋白质:脂质比例(2:1、3:1、4:1、5:1)和储存温度(4℃、25℃、37℃)条件下,HPI-HO 和 HPI-HOB 乳液的储存稳定性(第 20 天)及 HPI-HO 乳液的分层指数动态变化。注:HPI-HO 为大麻籽分离蛋白-大麻籽油;HPI-HOB 为大麻籽分离蛋白-油体。

 

 

图4. 不同蛋白质:脂质比例(2:1、3:1、4:1、5:1)下,HPI-HO 和 HPI-HOB 电喷雾颗粒的包封效率(A)和过氧化物值(B)。不同大写字母表示同一类电喷雾颗粒在不同蛋白质:脂质比例下存在显著差异;不同小写字母表示同一蛋白质:脂质比例下 HPI-HO 与 HPI-HOB 之间存在显著差异。注:HPI-HO 为大麻籽分离蛋白-大麻籽油;HPI-HOB 为大麻籽分离蛋白-油体。

 

 

图5. 蛋白质:脂质比例为 5:1 时,大麻籽油(HO)、大麻籽油体(HOB)及其电喷雾颗粒(HPI-HO 和 HPI-HOB)的拉曼光谱,显示电喷雾后脂质振动峰得以保留。注:HPI-HO 为大麻籽分离蛋白-大麻籽油;HPI-HOB 为大麻籽分离蛋白-油体。

 

 

图6. 蛋白质:脂质比例为 5:1 时,HPI-HO 和 HPI-HOB 电喷雾颗粒的扫描电镜(SEM)图像及颗粒直径分布直方图。注:HPI-HO 为大麻籽分离蛋白-大麻籽油;HPI-HOB 为大麻籽分离蛋白-油体。

 

 

图7. 蛋白质:脂质比例为 5:1 时,HPI-HO 和 HPI-HOB 电喷雾颗粒的原子力显微镜(AFM)图像。注:HPI-HO 为大麻籽分离蛋白-大麻籽油;HPI-HOB 为大麻籽分离蛋白-油体。

 

 

图8. HPI-HO 和 HPI-HOB 乳液性质(蛋白质比例、表面张力、电导率)与其电喷雾颗粒性质(EE:包封效率;PV:过氧化物值)之间的皮尔逊相关矩阵及相关系数。注:* 表示相关系数具有统计学显著性(p<0.05);HPI-HO 为大麻籽分离蛋白-大麻籽油;HPI-HOB 为大麻籽分离蛋白-油体。

 

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2026.112436

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