一种用于减少植物素肉制品中二羰基化合物的乳液膜组合物、乳液膜及其制备方法和应用 |
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| 申请号 | CN202410258436.4 | 申请日 | 2024-03-07 | 公开(公告)号 | CN117898420A | 公开(公告)日 | 2024-04-19 |
| 申请人 | 湖南农业大学; | 发明人 | 全威; 莫岚; 薛超轶; 李脉泉; 罗洁; 娄爱华; 沈清武; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及食品添加及 食品安全 控制领域，具体公开了一种用于减少 植物 素肉制品中二羰基化合物的乳液膜组合物、乳液膜及其制备方法和应用。该乳液膜组合物中含有各自独立保存或者两者以上混合保存的以下组分：大豆蛋白、果胶、酰胺类化合物、羧甲基 纤维 素钠、莲藕 淀粉 、魔芋胶、甘油、 水 。本发明提供的用于减少植物素肉制品中二羰基化合物的乳液膜能够不破坏植物素肉制品外形的完整，很好地提高酰胺类化合物的热 稳定性 ，使其在高温加工过程中能更好的发挥抗 氧 化作用，从而减少有害二羰基化合物的含量，提升热加工植物素肉制品的食用安全性。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于减少植物素肉制品中二羰基化合物的乳液膜组合物，其特征在于，该乳液膜组合物中含有各自独立保存或者两者以上混合保存的以下组分： |
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| 说明书全文 | 一种用于减少植物素肉制品中二羰基化合物的乳液膜组合物、乳液膜及其制备方法和应用 技术领域背景技术[0002] 植物素肉是指以大豆蛋白、花生蛋白、小麦面筋等植物蛋白为主要原料，通过膨化挤压等加工技术，将蛋白组织化形成一种具有类似于肉的风味和组织口感的素食。当前，基于植物素肉已经形成了较多的食物种类，譬如素肉丸子、素肉饼、素火腿肠、素鸡肉等。然而，富含蛋白质的植物素肉制品在高温加工处理时容易形成多种有害化合物，其中包括丙酮醛、乙二醛、3‑脱氧葡萄糖酮醛在内的多种二羰基化合物不仅是多种有害物形成的重要中间体，其本身在人体内积累代谢也会造成人体氧化和炎症应激并导致多种慢性疾病的发生风险大大提高。研究表明，大量摄入上述二羰基化合物对人体健康具有十分不利的影响。 [0003] 但是，针对如何减少植物素肉制品加工过程中二羰基化合物形成的相关技术较缺乏。酰胺类化合物，因其安全性和抗氧化活性受到了很大的关注。目前，用于抑制肉制品加工过程中二羰基化合物产生的技术主要为向肉糜中添加具有抗氧化能力的例如酰胺类化合物这样的外源添加物。 [0004] CN201710437189.4中公布了一种基于酰胺类活性成分降低结合态杂环胺含量的方法中，其将含有酰胺类活性成分的溶液加入牛肉糜并制成牛肉饼后，能够发挥抗氧化活性从而有效降低烤牛肉饼中结合态杂环胺的含量。但是，因为无法对植物素肉制品进行搅碎处理，该方法对于植物素肉制品这一需要保持产品特定外形的原料并不适用。 [0005] 同时考虑到植物素肉制品在热加工过程中，其表面温度远高于核心温度，从而导致二羰基化合物主要形成并积累于植物素肉制品表面，而酰胺类化合物因具有疏水性和热降解性，直接添加于原料表面会使得其抗氧化能力大打折扣，因此传统的添加抑制剂的方法在此不适用。 [0006] 因此，研究一种可减少植物素肉制品中二羰基化合物含量的乳液膜及其制备方法对于提升植物素肉制品的食用安全性具有重要作用。 发明内容[0007] 本发明的目的是为了克服现有技术存在的传统的添加抑制剂不适用于降低植物素肉中二羰基化合物含量的问题。 [0008] 为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种用于减少植物素肉制品中二羰基化合物的乳液膜组合物，该乳液膜组合物中含有各自独立保存或者两者以上混合保存的以下组分： [0010] 以所述乳液膜组合物的总重量为基准，所述大豆蛋白的含量为0.2‑0.4wt％、所述果胶的含量为0.05‑0.1wt％、所述酰胺类化合物的含量为0.05‑0.1wt％、所述羧甲基纤维素钠的含量为2‑4wt％、所述莲藕淀粉的含量为3‑5wt％、所述魔芋胶的含量为3.5‑6wt％、所述甘油的含量为3‑7wt％、所述水的含量为78.0‑87.85wt％； [0011] 所述果胶的重均分子量为50‑100kDa。 [0012] 本发明第二方面提供一种制备用于减少植物素肉制品中二羰基化合物的乳液膜的方法，该方法应用第一方面所述的组合物中的各组分进行，该方法包括： [0013] (1)在水I存在下，将大豆蛋白和果胶进行第一溶解，去除沉淀，在55‑70℃下经水浴反应后得到蛋白‑果胶共价交联溶液； [0014] (2)将酰胺类化合物、油相与所述蛋白‑果胶共价交联溶液进行第一接触，得到乳液P； [0015] (3)在水II存在下，将羧甲基纤维素钠、莲藕淀粉、魔芋胶进行第二溶解，糊化后加入甘油进行第二接触，得到成膜溶液； [0016] (4)将所述乳液P与所述成膜溶液进行第三接触，经超声处理后以0.3‑0.35mL/cm2的流延量流延成膜，再经干燥后得到用于减少植物素肉制品中二羰基化合物的乳液膜； [0017] 以所述乳液膜的总重量为基准，所述大豆蛋白的用量为0.2‑0.4wt％、所述果胶的用量为0.05‑0.1wt％、所述酰胺类化合物的用量为0.05‑0.1wt％、所述羧甲基纤维素钠的用量为2‑4wt％、所述莲藕淀粉的用量为3‑5wt％、所述魔芋胶的用量为3.5‑6wt％、所述甘油的用量为3‑5wt％、水I和水II的用量为78.0‑87.85wt％； [0018] 所述酰胺类化合物选自胡椒碱、辣椒素和花椒麻素中的至少一种； [0019] 所述果胶的重均分子量为50‑100kDa。 [0020] 本发明第三方面提供由前述第一方面所述的方法制备得到的用于减少植物素肉制品中二羰基化合物的乳液膜。 [0021] 本发明第四方面提供第三方面所述的用于减少植物素肉制品中二羰基化合物的乳液膜在食品安全控制领域中的应用。 [0022] 与现有技术相比，本发明至少具有以下优点： [0023] 本发明通过将酰胺类化合物制成Pickering乳液并负载制成可食用膜，在植物素肉加工过程中，覆盖于产品表面，可显著减少二羰基化合物的含量。对比直接加入酰胺类化合物而言，该方法可以不破坏植物素肉制品外形的完整，将酰胺类化合物包埋在Pickering乳液再做成可食用膜，能够很好地提高酰胺类化合物的热稳定性，使其在高温加工过程中能更好的发挥抗氧化作用，从而减少有害二羰基化合物的含量，提升热加工植物素肉制品的食用安全性。 具体实施方式[0024] 在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。 [0025] 需要说明的是，在本发明的各方面中，针对各方面中的相同的组分或者术语，本发明仅在其中一方面中描述一次而不重复进行描述，本领域技术人员不应理解为对本发明的限制。 [0026] 如前所述，本发明第一方面提供了一种用于减少植物素肉制品中二羰基化合物的乳液膜组合物，该乳液膜组合物中含有各自独立保存或者两者以上混合保存的以下组分： [0027] 大豆蛋白、果胶、酰胺类化合物、羧甲基纤维素钠、莲藕淀粉、魔芋胶、甘油、水； [0028] 以所述乳液膜组合物的总重量为基准，所述大豆蛋白的含量为0.2‑0.4wt％、所述果胶的含量为0.05‑0.1wt％、所述酰胺类化合物的含量为0.05‑0.1wt％、所述羧甲基纤维素钠的含量为2‑4wt％、所述莲藕淀粉的含量为3‑5wt％、所述魔芋胶的含量为3.5‑6wt％、所述甘油的含量为3‑7wt％、所述水的含量为78.0‑87.85wt％； [0029] 所述酰胺类化合物选自胡椒碱、辣椒素和花椒麻素中的至少一种； [0030] 所述果胶的重均分子量为50‑100kDa。 [0031] 优选情况下，在所述大豆蛋白中，蛋白质含量为65‑80wt％。 [0032] 优选地，所述羧甲基纤维素钠在23℃下其1wt％的水溶液的运动黏度为800‑1200mPa·s。发明人发现，该优选情况下的用于减少植物素肉制品中二羰基化合物的乳液膜的延展性更好。 [0033] 优选情况下，本发明中所述乳液膜组合物中还含有含量为0.4‑0.8wt％的油相。 [0034] 优选地，所述油相为棕榈仁油和/或椰子油。 [0035] 如前所述，本发明第二方面提供了一种制备用于减少植物素肉制品中二羰基化合物的乳液膜的方法，该方法应用第一方面所述的组合物中的各组分进行，该方法包括： [0036] (1)在水I存在下，将大豆蛋白和果胶进行第一溶解，去除沉淀，在55‑70℃下经水浴反应后得到蛋白‑果胶共价交联溶液； [0037] (2)将酰胺类化合物、油相与所述蛋白‑果胶共价交联溶液进行第一接触，得到乳液P； [0038] (3)在水II存在下，将羧甲基纤维素钠、莲藕淀粉、魔芋胶进行第二溶解，糊化后加入甘油进行第二接触，得到成膜溶液； [0039] (4)将所述乳液P与所述成膜溶液进行第三接触，经超声处理后以0.3‑0.35mL/cm2的流延量流延成膜，再经干燥后得到用于减少植物素肉制品中二羰基化合物的乳液膜； [0040] 以所述乳液膜组合物的总重量为基准，所述大豆蛋白的含量为0.2‑0.4wt％、所述果胶的含量为0.05‑0.1wt％、所述酰胺类化合物的含量为0.05‑0.1wt％、所述羧甲基纤维素钠的含量为2‑4wt％、所述莲藕淀粉的含量为3‑5wt％、所述魔芋胶的含量为3.5‑6wt％、所述甘油的含量为3‑7wt％、所述水的含量为78.0‑87.85wt％； [0041] 所述酰胺类化合物选自胡椒碱、辣椒素和花椒麻素中的至少一种； [0042] 所述果胶的重均分子量为50‑100kDa。 [0043] 优选情况下，本发明的方法还包括，在步骤(1)中，将所述第一溶解的产物进行离心再去除沉淀，将上清液经冷却后调节pH至5.0‑6.5，经水浴反应得到所述蛋白‑果胶共价交联溶液。发明人发现，该优选情况下所制备的用于减少植物素肉制品中二羰基化合物的乳液膜的热稳定性更好。 [0044] 更优选地，所述离心的条件至少满足：离心力为4800‑5200g，时间为50‑70min。 [0045] 优选地，所述水I与所述水II的用量重量比为1：10‑26。 [0046] 需要说明的是，在本发明中，所述I与所述水II均为水，且两者的用量重量之和共同组成了所述水的用量重量。 [0047] 优选地，所述第一溶解在搅拌的条件下进行，且至少满足：温度为47‑52℃，转速为1400‑1600rpm，时间为1‑2h。 [0048] 优选地，在步骤(1)中，所述水浴反应的时间为5‑20min。 [0049] 优选地，本发明的方法还包括，在进行第一接触之前，在先将所述酰胺类化合物与所述油相进行混合，再与所述蛋白‑果胶共价交联溶液进行第一接触。 [0050] 优选情况下，在步骤(2)中，所述第一接触在搅拌的条件下进行，且至少满足：转速为15000‑18000rpm，时间为30‑45s。 [0051] 优选地，本发明的方法还包括，在步骤(2)中，将所述第一接触的产物在均质机中进行第一均质后再得到所述乳液P。 [0052] 根据一种优选的实施方式，在步骤(3)中，所述第二溶解在搅拌的条件下进行，且至少满足：温度为57‑62℃，转速为800‑1100rpm，时间为2‑4h。 [0053] 优选情况下，在步骤(3)中，所述糊化的条件至少满足：在水浴锅中进行，温度为80‑95℃，时间为1.5‑3.0h。 [0054] 根据一种优选的实施方式，在步骤(3)中，所述第二接触在搅拌的条件下进行，且至少满足：转速为1000‑1500rpm，时间为45‑90min。 [0055] 优选情况下，在步骤(4)中，所述第三接触在搅拌的条件下进行，且至少满足：转速为1400‑1600rpm，时间为30‑45min。 [0056] 优选地，本发明的方法还包括，在步骤(4)中，在进行所述超声处理之前，先将所述第三接触的产物在均质机中进行第二均质，再应用于所述超声处理。 [0057] 优选情况下，所述第一均质和/或所述第二均质的操作包括：在10‑15Mpa且转速为15000rpm下进行剪切分散10次，每次所述剪切分散的时间各自独立地为30‑45s，各个相邻两次所述剪切分散的时间间隔为30s。 [0058] 根据一种优选的实施方式，在步骤(4)中，所述超声处理的功率为300‑400W，时间为30‑45s。 [0059] 进一步优选地，将所述超声处理的操作重复10次，且各个相邻两次所述超声处理的时间间隔为10s。 [0060] 优选地，本发明的方法还包括，在步骤(4)中，在进行所述流延成膜之前，先将所述超声处理后的混合物经真空脱气再应用于所述流延成膜。 [0061] 需要说明的是，本发明中对所述真空脱气的设备和参数没有具体限制，可以采用本领域常规设备和技术手段进行。 [0062] 优选地，在步骤(4)中，所述流延成膜在有机玻璃板上进行。 [0063] 优选地，在步骤(4)中，所述干燥的温度为48‑52℃，时间为5‑8h。 [0064] 根据一种优选的实施方式，本发明的方法还包括，在步骤(4)中，将所述干燥后的产物于恒温恒湿箱中平衡8‑10h，得到所述用于减少植物素肉制品中二羰基化合物的乳液膜。 [0065] 根据一种优选的实施方式，所述平衡的条件至少满足：温度为20‑25℃，湿度为35‑50wt％。 [0066] 如前所述，本发明第三方面提供了由前述第一方面所述的方法制备得到的用于减少植物素肉制品中二羰基化合物的乳液膜。 [0067] 如前所述，本发明第四方面提供了第三方面所述的用于减少植物素肉制品中二羰基化合物的乳液膜在食品安全控制领域中的应用。 [0068] 以下将通过实例对本发明进行详细描述。以下实例中，在没有特别说明的情况下，使用的原料均为普通市售品。 [0069] 在没有特殊说明的情况下，本发明中的“室温”表示25±3℃。 [0070] 原料： [0071] 大豆蛋白：蛋白质含量为65‑80wt％，7s/11s球蛋白比例为0.5‑1.44； [0072] 果胶：重均分子量为50‑100KDa，购自广东欧斯曼生物科技有限公司，牌号为0135； [0073] 酰胺类化合物：为辣椒素； [0074] 羧甲基纤维素钠： [0075] 羧甲基纤维素钠I：在23℃下其1wt％的水溶液的运动黏度为800‑1200mPa·s，购自武汉全康生物科技有限公司，牌号为QK946； [0076] 羧甲基纤维素钠II：在23℃下其1wt％的水溶液的运动黏度为600mPa·s，购自广东博峰化工科技有限公司，牌号为01； [0077] 油相：为棕榈仁油； [0078] 莲藕淀粉：直链淀粉含量为18‑26wt％； [0079] 魔芋胶：吸水膨胀系数为50‑70； [0080] 仪器： [0081] 真空脱气仪器：型号为ZKT‑25，购自天津市瑞斯德科技有限公司； [0082] 恒温恒湿箱型号：型号为DHTHM‑16，购自多禾实验设备(上海)有限公司； [0083] 均质机：型号为ULTRA‑TURRAX，购自德国IKA公司。 [0084] 制备例1 [0085] 本制备例用于说明本发明提供的用于减少植物素肉制品中二羰基化合物的乳液膜参照表1中的用量和参数，并按照包括以下步骤的操作进行制备： [0086] (1)将大豆蛋白和果胶在水I中进行第一溶解，以5000g的离心力进行离心60min去除沉淀，将上清液经冷却后调节pH至5.0后，经水浴反应得到蛋白‑果胶共价交联溶液； [0087] (2)先将所述酰胺类化合物与所述油相进行混合，再与所述蛋白‑果胶共价交联溶液进行第一接触，然后在均质机中进行第一均质，得到乳液P； [0088] (3)将羧甲基纤维素钠、莲藕淀粉、魔芋胶在水II中进行第二溶解，糊化后加入甘油进行第二接触，得到成膜溶液； [0089] (4)将所述乳液P与所述成膜溶液进行第三接触，然后在均质机中进行第二均质，再在超声仪中以350W的功率超声处理30s，并将该超声处理重复10次，各个相邻两次的时间间隔为10s； [0090] 然后进行真空脱气，接着以0.33mL/cm2的流延量在有机玻璃板上流延成膜，再经干燥后再在恒温恒湿箱中平衡8h，得到用于减少植物素肉制品中二羰基化合物的乳液膜，命名为P1； [0091] 其中，第一均质和第二均质的操作包括：于10Mpa且转速为15000rpm下进行剪切分散10次，每次剪切分散的时间为30s，各个相邻两次所述剪切分散的时间间隔为30s。 [0092] 制备例2 [0093] 本制备例采用与实施例1相似的方法进行，不同的是，改变了物质的用量和参数条件，具体参见表1；且第一均质和第二均质的压力为12Mpa； [0094] 最终，得到用于减少植物素肉制品中二羰基化合物的乳液膜，命名为P2。 [0095] 制备例3 [0096] 本制备例采用与实施例1相似的方法进行，不同的是，改变了物质的用量和参数条件，具体参见表1；且第一均质和第二均质的压力为15Mpa； [0097] 最终，得到用于减少植物素肉制品中二羰基化合物的乳液膜，命名为P3。 [0098] 制备例4 [0099] 本制备例采用与实施例1相似的方法进行，不同的是，使用的羧甲基纤维素钠为羧甲基纤维素钠II； [0100] 最终，得到用于减少植物素肉制品中二羰基化合物的乳液膜，命名为P4。 [0101] 制备例5 [0102] 本制备例采用与实施例1相似的方法进行，不同的是，在步骤(1)中，将上清液的pH经冷却后调节pH至4.0； [0103] 最终，得到用于减少植物素肉制品中二羰基化合物的乳液膜，命名为P5。 [0104] 对比例1 [0105] 本对比例采用与实施例1相似的方法进行，不同的是，在步骤(1)中，不进行水浴反应，具体地：(1)将大豆蛋白和果胶在水I中进行第一溶解，以5000g的离心力进行离心60min去除沉淀，将上清液经冷却后调节pH至5.0后得到蛋白‑果胶共价交联溶液； [0106] 最终，得到乳液膜，命名为DP1。 [0107] 对比例2 [0108] 本对比例采用与实施例1相似的方法进行，不同的是，在步骤(1)中，所述水浴反应的温度为100℃； [0109] 最终，得到乳液膜，命名为DP2。 [0110] 对比例3 [0111] 本对比例采用与实施例1相似的方法进行，不同的是，在步骤(2)中，将所述酰胺类化合物替换为等重量的姜黄素； [0112] 最终，得到乳液膜，命名为DP3。 [0113] 对比例4 [0114] 本对比例采用与实施例1相似的方法进行，不同的是，在步骤(2)中，将所述酰胺类化合物替换为等重量的大蒜硫素； [0115] 最终，得到乳液膜，命名为DP4。 [0116] 对比例5 [0117] 本对比例采用与实施例1相似的方法进行，不同的是，在步骤(4)中，不进行超声处理，具体地： [0118] (4)将所述乳液P与所述成膜溶液进行第三接触，然后在均质机中进行第二均质，2 经真空脱气后再以0.33mL/cm的流延量流延成膜，再经干燥和平衡后得到乳液膜，命名为DP5。 [0119] 对比例6 [0120] 本对比例采用与实施例1相似的方法进行，不同的是，在步骤(4)中，所述流延量为2 0.4mL/cm； [0121] 最终，得到乳液膜，命名为DP6。 [0122] 测试例1 [0123] 将上述实例部分制备的用于减少植物素肉制品中二羰基化合物的乳液膜和乳液膜覆盖于植物素肉制品表面，于225℃烤制20min后测定烤制后的植物素肉制品中多种二羰基化合物(分别为乙二醛、丙酮醛、3‑脱氧葡萄糖酮醛)的含量，记为Ct，包括： [0124] S1、称4.0g烤制后的植物素肉制成粉末，加入10mL去离子水振荡混匀并离心收集上清液I，继续向沉淀加入10mL的浓度为50wt％的甲醇水溶液，涡旋混匀后超声提取60min，离心后收集上清液II，合并上清液I和上清液II得到待测液； [0125] S2、取400μL的待测液，加入200μL的浓度为4μM的2,3‑己二酮内标、200μL的浓度为5mM的邻苯二胺，充分混合，在4℃下避光衍生16h，用0.45μm滤膜过滤，进行LC‑MS/MS测试(液相色谱‑质谱法)，测试条件包括： [0126] 液相色谱： [0127] 色谱柱：X‑Bridge C18色谱柱(3.5μm，50mm×2.1mm)；柱温：35℃；流动相：甲醇(A)和0.1％甲酸水溶液(B)；梯度洗脱：0‑0.1min，30％A；0.1‑5min，30‑90％A；5‑8min，100％A；8‑9min，100％A；9‑10min，100％‑30％ A；10‑15min，30％ A；流速：0.3mL/min；进样体积：5μL； [0128] 质谱： [0129] 电离方式：电喷雾正离子模式(ESI+)；检测方式：多反应监测(MRM)模式；细管电压：3.55kV；离子源温度：110℃脱溶剂温度：400℃；脱溶剂气(氮气)流量：600L/h；锥孔气(氮气)流量：50L/h；碰撞气(氩气)流量：0.15mL/min； [0130] 空白对照组中的二羰基化合物的含量记为C0，计算上述二羰基化合物的抑制率(％)＝((C0‑Ct)/C0)*100％，结果见表2。 [0131] 表1 [0132] [0133] [0134] 表2 [0135] [0136] 表2续表 [0137] 项目 DP1 DP2 DP3 DP4 DP5 DP6乙二醛的抑制率(％) 43.7 39.5 61.9 54.3 49.3 49.3 丙酮醛的抑制率(％) 33.4 40.2 50.4 60.1 51.0 52.7 3‑脱氧葡萄糖酮醛的抑制率(％) 37.0 43.4 59.7 57.0 58.9 58.9 [0138] 由上述结果可知，本发明提供的用于减少植物素肉制品中二羰基化合物的乳液膜能够不破坏植物素肉制品外形的完整，很好地提高酰胺类化合物的热稳定性，使其在高温加工过程中能更好的发挥抗氧化作用，从而减少有害二羰基化合物的含量，提升热加工植物素肉制品的食用安全性。 [0139] 以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。 |
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