一种花生油体基多相类脂肪及其制备方法和应用 |
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| 申请号 | CN202211306845.4 | 申请日 | 2022-10-25 | 公开(公告)号 | CN115746953B | 公开(公告)日 | 2024-04-19 |
| 申请人 | 江南大学; | 发明人 | 孟宗; 时章喻; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种 花生油 体基多相类脂肪及其制备方法和应用，由花生油体‑多糖 水 凝胶相和油凝胶相混合剪切而成，所述花生油体‑多糖水凝胶相由花生油体和多糖水凝胶混合剪切而成；所述油凝胶相由天然蜡和食用 植物 油 混合剪切而成。本发明以花生油体、多糖、 植物油 、天然蜡为原材料，得到的脂肪类似物是一种可呈现半固体性质、具有凝胶特性的多相类脂肪，制备条件简单快速，植物基来源，绿色健康安全，扩大了花生油体基多相类脂肪在食品领域的实际应用。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种花生油体基多相类脂肪，其特征在于：由花生油体‑多糖水凝胶相和油凝胶相混合剪切而成，所述花生油体‑多糖水凝胶相由花生油体和多糖水凝胶混合剪切而成；所述油凝胶相由天然蜡和食用植物油混合剪切而成； |
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| 说明书全文 | 一种花生油体基多相类脂肪及其制备方法和应用技术领域背景技术[0002] 多相乳液凝胶是一种含有多相的半固体材料，通常通过二次乳化法在特定转速下依次剪切获得。多相乳液凝胶具有很多独特的性质，包括半固态特性，独特的热稳定性，冷却和保湿效果、亲水和疏水活性剂的输送等。多相乳液凝胶的这些特性使其在食品、化妆品和制药等多种领域显示出巨大的前景。 [0003] 花生油体作为一种天然的水包油型的乳液，表面蛋白‑磷脂复合膜提供了空间位阻避免油滴的絮凝。应用于多相乳液凝胶体系中可以减少乳化步骤，提高生产效率。然而花生油体直接应用于食品体系中易出现失稳现象，破乳、不宜存放限制其在食品领域的广阔应用。因此利用食品级天然大分子和天然蜡共稳定花生油体基多相类脂肪既可以带来丰富的营养价值，又可以替代脂肪，满足消费者对天然、健康、低脂、绿色食品的追求。 发明内容[0004] 本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。 [0005] 鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。 [0006] 本发明的其中一个目的是提供一种花生油体基多相类脂肪，利用花生油体、多糖、植物油、天然蜡制备花生油体基多相类脂肪，加工技术绿色快捷，扩大了花生油体类脂肪在食品领域的实际应用。 [0007] 为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种花生油体基多相类脂肪，由花生油体‑多糖水凝胶相和油凝胶相混合剪切而成，所述花生油体‑多糖水凝胶相由花生油体和多糖水凝胶混合剪切而成；所述油凝胶相由天然蜡和食用植物油混合剪切而成； [0008] 所述花生油体‑多糖水凝胶相和油凝胶相质量比为7:3～3:7； [0009] 所述水花生油体‑多糖水凝胶相中花生油体的质量浓度为40～80％； [0010] 所述花生油体是从豆科Arachis属植物(如Arachis hypogaea Linne(豆科))的种子中提取的一种天然油体，所述油体由甘油三酯核心组成，油体外部由单层磷脂膜组成，磷脂膜内嵌有固有的蛋白质形成磷脂‑蛋白质膜，构成一种天然水包油乳液；如在本发明的实施例中，所述花生油体为脂肪含量86.18±1.62wt％，水分含量为11.42±0.25wt％，蛋白含量0.86±0.07wt％的天然水包油乳液。 [0012] 作为本发明花生油体基多相类脂肪的一种优选方案，其中：所述花生油体‑多糖水凝胶相中多糖质量浓度为0.6～2％。 [0013] 作为本发明花生油体基多相类脂肪的一种优选方案，其中：所述花生油体‑多糖水凝胶相中花生油体质量浓度为40～80％. [0014] 作为本发明花生油体基多相类脂肪的一种优选方案，其中：所述食用植物油包括大豆油、菜籽油、花生油、葵花籽油、米糠油、玉米油、亚麻籽油、橄榄油、小麦胚芽油、棉籽油、杏仁油、茶籽油、芝麻油、棕榈液油中的一种或多种。 [0015] 作为本发明花生油体基多相类脂肪的一种优选方案，其中：所述天然蜡为葵花籽蜡、蜂蜡、米糠蜡、小烛树蜡、巴西棕榈蜡、玉米蜡中的一种或多种。 [0016] 作为本发明花生油体基多相类脂肪的一种优选方案，其中：所述油凝胶相中天然蜡为食用植物油质量的4～12％。 [0017] 作为本发明花生油体基多相类脂肪的一种优选方案，其中：所述油凝胶相与花生油体‑多糖水凝胶相的质量比为70:30～60:40，所述花生油体基多相类脂肪为OB/O型花生油体基多相类脂肪； [0018] 所述油凝胶相与花生油体‑多糖水凝胶相的质量比为50:50～30:70，所述花生油体基多相类脂肪为O/OB型花生油体基多相类脂肪。 [0019] 本发明的另一个目的是提供如上述任一项所述的花生油体基多相类脂肪的制备方法，包括， [0020] 提供花生油体和多糖水凝胶； [0021] 将花生油体和多糖水凝胶剪切、混合得到花生油体‑多糖水凝胶相； [0022] 将天然蜡加入植物油中，在加热条件下剪切熔化，得到油凝胶相； [0023] 将得到的花生油体‑多糖水凝胶相与油凝胶相混合高速剪切处理，并迅速冰水浴剪切，得到花生油体基多相类脂肪。 [0024] 作为本发明花生油体基多相类脂肪的制备方法一种优选方案，其中：所述提供花生油体，将花生经过筛选后，浸泡、去红衣、磨浆、过滤得到花生浆，调pH到7～9.5，得到处理过的花生浆，将得到的花生浆进行离心，取上层奶油类似物，即得花生油体。 [0025] 作为本发明花生油体基多相类脂肪的制备方法一种优选方案，其中：所述花生浸泡时长为4～6h。 [0026] 作为本发明花生油体基多相类脂肪的制备方法一种优选方案，其中：所述花生浆离心条件为8000～10000rpm，25～35min。 [0027] 作为本发明花生油体基多相类脂肪的制备方法一种优选方案，其中：所述提供多糖水凝胶，将多糖加入水中，50～60℃水浴温度下，(2000～4000)rpm下剪切5～10min。 [0028] 作为本发明花生油体基多相类脂肪的制备方法一种优选方案，其中：所述将花生油体和多糖水凝胶剪切，为4000～6000rpm下剪切2～4min。 [0029] 作为本发明花生油体基多相类脂肪的制备方法一种优选方案，其中：所述加热条件下剪切熔化，所述加热为60～90℃加热10～50min；所述剪切为500～1200rpm下剪切2～10min。 [0030] 作为本发明花生油体基多相类脂肪的制备方法一种优选方案，其中：所述高速剪切为10000～15000rpm下剪切1～5min。 [0031] 作为本发明花生油体基多相类脂肪的制备方法一种优选方案，其中：所述冰水浴冷却剪切为0～4℃、50～500rpm下剪切5～20min。 [0032] 本发明的另一个目的是提供如上述任一项所述的花生油体基多相类脂肪在裱花或3D打印中的应用。 [0033] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果： [0034] 本发明以花生、多糖、植物油、天然蜡为原材料，在特定温度下剪切后得到一种多相类脂肪，呈现出半固体性质、具有凝胶特性，可作为脂肪类似物替代食品生产中的传统塑性脂肪；本发明的花生油体多相类脂肪采用天然蜡作为油相的凝胶因子，采用食品级多糖凝胶剂作为包裹花生油体的油体‑多糖水凝胶的凝胶因子，通过不同相比制备得到不同结构的多相类脂肪。附图说明 [0035] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中： [0037] 图2为实施例1～2制备的花生油体基多相类脂肪的冷冻扫描电子显微镜图。 [0038] 图3为实施例1～2制备的花生油体基多相类脂肪的稳定机制示意图。 [0040] 图5为实施例3～5和对比例2～6制备的花生油体基多相类脂肪的显微镜图；其中，(A)是光学显微图，(B)偏光显微图，(C)激光共聚焦图。 [0041] 图6为实施例3～5和对比例2～6制备的花生油体基多相类脂肪的流变学性质；其中，(A)是应变扫描，(B)是频率扫描，(C)是时间扫描。 [0042] 图7为实施例1～5、对比例1～6制备的脂肪类似物的裱花实物图。 [0043] 图8为实施例1～2、5，对比例5～6制备的脂肪类似物在两模型下的3D打印实物图。 具体实施方式[0044] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。 [0045] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。 [0046] 其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。 [0047] 如无特别说明，实施例中所采用的原料均为商业购买。 [0048] 本发明实施例采用如下测试方法： [0049] 微观结构观察：用光学显微镜、偏光显微镜、激光共聚焦显微镜、冷冻扫描电子显微镜观察新鲜制备的脂肪类似物的微观结构。 [0050] 流变学性质测试：线性粘弹性区域(LVR)是根据振幅扫描中应变范围为0.1～1000Pa进行确定的；在频率扫描中频率范围为0.01～100Hz；在时间扫描测试中应变在 1.0Pa和100Pa之间变化且每一阶段保持时间为100s。此外，所有测试均使用铝板(直径 40mm)，间隙值设置为1000μm。 [0051] 质构分析：用质构仪对所述脂肪类似物进行测定：用自制取样器取直径25mm，高度25mm的圆柱体样品，每批制作10个平行样品。测定参数如下：测试前速度2mm/s，测试速度 2mm/s，测试后速度2mm/s，压缩比为50％，触发力为5g，探头型号为P/0.5r。 [0052] 实施例1 [0053] (1)花生经过筛选后，浸泡、去红衣、磨浆、过滤得到花生浆，调pH到9，得到处理过的花生浆； [0054] (2)将步骤(1)的花生浆进行离心(10000rpm,30min)，取上层奶油类似物，即为花生油体； [0055] (3)配置质量浓度为3％的羧甲基纤维素(CMC)水凝胶，水浴温度55℃，2000rpm剪切6min； [0056] (4)将步骤(2)中的花生油体和步骤(3)中质量浓度为3％的(CMC)水凝胶1:1混合，5000rpm下高速剪切2min得到花生油体‑多糖水凝胶相； [0057] (5)将8g葵花籽蜡加入到92g大豆油中，在80℃水浴下800rpm剪切30min，得到葵花籽蜡质量分数为8％的油凝胶相； [0058] (6)将步骤(5)得到的油凝胶相与步骤(4)得到的花生油体‑多糖水凝胶相以40:60的质量比在80℃水浴下以12000rpm高速剪切2min，并迅速移至冰水浴中以200rpm剪切3min，得到一种OB/O型花生油体基多相类脂肪，命名为4:6‑EG。 [0059] 实施例2 [0060] 将实施例1步骤(6)中油凝胶相与花生油体‑多糖水凝胶相质量比调整为50:50、60:40、70:30，其他和实施例1保持一致，得到一种O/OB型花生油体基多相类脂肪，分别命名为5:5‑EG、6:4‑EG、7:3‑EG。 [0061] 对比例1 [0062] 将实施例1步骤(6)中油凝胶相与花生油体‑多糖水凝胶相质量比调整为30:70，其他和实施例1保持一致，得到一种OB/O型花生油体基多相类脂肪，分别命名为3:7‑EG。 [0063] 将实施例1～2和对比例1得到的花生油体基多相类脂肪进行测试，测试结果如下： [0064] 图1为实施例1～2和对比例1制备的花生油体基多相类脂肪的显微镜图和实物图；其中，(A)是光学显微图，(B)偏光显微图，(C)激光共聚焦图，(D)实物图。通过均质不同比例的花生油体‑多糖水凝胶相和油凝胶相，可以形成不同类型的花生油体基多相类脂肪。所有的显微镜图的乳液滴都呈现非圆形状，可能是由于乳液滴和蜡晶体之间的挤压所致。蜡结晶可以通过偏光显微镜观察到，随着油凝胶相含量的增加，葵花籽蜡的晶体网络更加致密。 激光共聚焦显微镜使我们能够观察和描述油相、蜡晶体和蛋白质的分布。尼罗蓝被用来对蛋白质和蜡质晶体进行染色，尼罗红被用来对油进行染色。当油凝胶相和花生油体‑多糖水凝胶相的比例为4:6和3:7时，得到了O/OB型花生油体基多相类脂肪，而油凝胶相和花生油体‑多糖水凝胶相的比例为5:5、6:4和7:3‑时，为OB/O型。 [0065] 对于O/OB型花生油体基多相类脂肪，油凝胶相被分散，蜡晶体也随之散开。此外，油凝胶相被紧密压实的油体包裹，在这种情况下，具有复合膜的花生油体作为天然的水包油(O1/W1)乳液在连续相中，因此这种花生油体基多相类脂肪为O2/(O1/W1)型。OB/O型花生油体基多相类脂肪是一种(O1/W1)/O2型，花生油体‑多糖水凝胶相被分散，它被油凝胶相所包裹，而葵花籽蜡晶体的网络具有良好的油结合能力，可以保持乳液的稳定性。所有样品倒置时均不流动(图1D)，在低脂健康食品中具有很大的应用潜力。 [0066] 图2为实施例1～2制备的花生油体基多相类脂肪的冷冻扫描电子显微镜图。由图2可以看出：用冷冻扫描电子显微镜观察到4:6‑EG和7:3‑EG的截面，可以清晰地辨别体系内中的羧甲基纤维素、油体、油凝胶相的分布情况。证实了4:6‑EG和7:3‑EG的结构是O2/(O1/W1)型和(O1/W1)/O2型。此外，可以看到羧甲基纤维素的密集网络，说明羧甲基纤维素的空间位阻效应在稳定油体中发挥了重要作用。相应花生油体基多相类脂肪的稳定机制示意图由图3所示。 [0067] 图4为实施例1～2和对比例1制备的花生油体基多相类脂肪的流变学性质；其中(A)是应变扫描，(B)是频率扫描，(C)是时间扫描。在线性粘弹性范围内，所有花生油体基多相类脂肪的储能模量(G′)均高于损耗模量(G″)，说明均为粘弹性半固态。此外，随着油凝胶相含量的增加，花生油体基多相类脂肪显示出更高的G′值。所有花生油体基多相类脂肪的模量都呈频率依赖性，说明具有弹性的乳液界面能够有效抵抗变形。在时间扫描中，所有花生油体基多相类脂肪的G′和G″在较高的应力下(100Pa)发生逆转(G″>G′)，表明在3D打印和裱花过程中从打印针头和裱花嘴中挤出时可以表现出理想的流动性状态。当应力从100Pa恢复到1Pa时，所有花生油体基多相类脂肪表现出一定程度的结构恢复(G′>G″)。 [0068] 实施例3 [0069] 将实施例1步骤(4)中花生油体和质量浓度为3％的(CMC)水凝胶的混合调整为6:4，其他和实施例1保持一致，得到一种OB/O型花生油体基多相类脂肪。 [0070] 实施例4 [0071] 将实施例1步骤(4)中花生油体和质量浓度为3％的(CMC)水凝胶的混合调整为7:3，其他和实施例1保持一致，得到一种OB/O型花生油体基多相类脂肪。 [0072] 实施例5 [0073] 将实施例1步骤(4)中花生油体和质量浓度为3％的(CMC)水凝胶的混合调整为8:2，其他和实施例1保持一致，得到一种OB/O型花生油体基多相类脂肪。 [0074] 对比例2 [0075] 将实施例1步骤(4)中花生油体和质量浓度为3％的(CMC)水凝胶的混合调整为4:6，其他和实施例1保持一致，得到一种OB/O型花生油体基多相类脂肪。 [0076] 对比例3 [0077] 将实施例1步骤(5)中葵花籽蜡质量分数调整为4％，其他和实施例1保持一致，得到一种O/OB型花生油体基多相类脂肪。 [0078] 对比例4 [0079] 将实施例1步骤(5)中葵花籽蜡质量分数调整为6％，其他和实施例1保持一致，得到一种O/OB型花生油体基多相类脂肪。 [0080] 对比例5 [0081] 将实施例1步骤(5)中葵花籽蜡质量分数调整为10％，其他和实施例1保持一致，得到一种O/OB型花生油体基多相类脂肪。 [0082] 对比例6 [0083] 将实施例1步骤(5)中葵花籽蜡质量分数调整为12％，其他和实施例1保持一致，得到一种O/OB型花生油体基多相类脂肪。 [0084] 实施例6 [0085] 将实施例1～5和对比例1～6得到的花生油体基多相类脂肪填装进裱花袋，使用口径10mm的细齿型花嘴进行裱花，得到的奶油花。 [0086] 图5为实施例3～5和对比例2～6制备的花生油体基多相类脂肪的显微镜图；(A)是光学显微图，(B)偏光显微图，(C)激光共聚焦图。在内相都为油凝胶相，但花生油体和多糖水凝胶比例不同的情况下，随着多糖含量的减少，相应的花生油体含量增加，外相花生油体紧密堆积的程度越高。如激光共聚焦显微镜图所示，实施例5中作为连接元的花生油体相互挤压，这种致密的乳液结构可以增强粘弹性，有利于花生油体基多相类脂肪在裱花和3D打印中应用。然而内相为油凝胶相，仅改变内相葵花籽蜡的含量，在偏光显微镜下可以清楚地观察到体系中葵花籽蜡的晶体分布在分散相，双折射强度随葵花籽蜡含量的提高而增大。 [0087] 图6为实施例3～5和对比例2～6制备的花生油体基多相类脂肪的流变学性质；其中，(A)是应变扫描，(B)是频率扫描，(C)是时间扫描。实施例3～5和对比例2～6制备的花生油体基多相类脂肪在流变学研究中具有相同的特性，分别在LVR、频率扫描和第三阶段时间扫描G′>G″。因此，这些样品是具有一定结构恢复能力的柔软粘弹性材料。花生油体含量高的实施例5线性粘弹区中储能模量大于1000Pa，证明致密的乳液结构可以增强粘弹性。随着葵花籽蜡含量的增加，如对比例3～6，不仅G′较高，而且LVR区较短，为一种脆性凝胶，对应力变形更为敏感，不利于结构的恢复。 [0088] 图7为实施例1～5、对比例1～6制备的脂肪类似物的裱花实物图。通过制作奶油花来评价花生油体基多相类脂肪的裱花造型能力，3:7‑EG的成型性最差，因为它的粘弹性最弱，导致奶油花的边缘不清晰。用4:6‑EG装饰的奶油花的外观得到了改善，这可能与其较高的G′和较好的粘弹性有关。此外，因5:5‑EG触变性和恢复最差，奶油花边缘最不清晰、塌陷最明显。具有较高模量和较强粘弹性的7:3‑EG和6:4‑EG保持形状的能力较好，边缘清晰。然而，由于外相为油凝胶相，质地较硬，导致了边缘的粗糙。 [0089] 对比例2的模量和恢复模量最低，奶油花自支撑能力差，随着外相花生油体含量的增加，花生油体压实度的提高有利于装饰性能的提高。但提高4:6‑EG内相的葵花籽蜡含量，奶油花结构支撑均不理想。因此，对于O/OB型的花生油体基多相类脂肪，仅增加内相蜡含量会导致凝胶脆性提高，不利于挤压后恢复初始状态，不能通过增加内相刚度来提高装饰能力。 [0090] 实施例9 [0091] 将实施例1～2、5，对比例5～6制备的花生油体基多相类脂肪使用食品3D打印机进行3D打印，打印针头的直径为0.84mm，打印的温度和速率分别设置为25℃和30mm/s，选择四棱锥、和平鸽与橄榄枝两种模型进行打印。并且对3D打印前后的脂肪替代物进行质构特性测定。 [0092] 表1花生油体基多相类脂肪3D打印前后的质构数据 [0093] [0094] [0095] 由表1可得，实施例2(7:3‑EG)和实施例5的花生油体基多相类脂肪最适合3D打印，经过打印针头的剪切后具有较高的硬度，提供了优秀的自支撑能力。所有花生油体基多相类脂肪经过3D打印挤出后硬度、弹性、内聚性、咀嚼性均下降。 [0096] 图8为实施例1～2、5，对比例5～6制备的花生油体基多相类脂肪在两模型下的3D打印实物图。以填充度为50％的四棱锥评价花生油体基多相类脂肪的自支撑性能和边缘清晰度，以和平鸽翅膀和橄榄枝形状评价花生油体基多相类脂肪的挤出连续性和结构精细度。显然，由于触变性差、粘弹性低，实施例1(4:6‑EG)打印的两种立体图形出现了明显的塌陷。随着油凝胶相含量的增加，实施例2(7:3‑EG)打印的四棱锥和和平鸽与橄榄枝的效果得到改善。因此，OB/O型花生油体基多相类脂肪更适合3D打印。此外，另一种提高O/OB型花生油体基多相类脂肪3D打印效果的方法是增加外相油体的紧密挤压程度。但是，通过增加内相的蜡含量的花生油体基多相类脂肪打印效果并没有因为G′的提高而提高。 [0097] 本发明利用花生中提取出的天然、绿色的花生油体与多糖溶液形成花生油体‑多糖水凝胶相，与天然蜡构建的油凝胶相高速剪切形成花生油体基多相类脂肪，拓宽了花生油体在脂肪替代物领域的实际应用。本发明所用的花生油体来源广、产量高、营养丰富，可满足营养丰富、成分天然、健康绿色的饮食需求，在多相乳液中可减少均质乳化步骤，形成天然的O2/(O1/W1)和(O1/W1)/O2类型乳液。 [0098] 本发明制备的花生油体基多相类脂肪不含反式脂肪酸，营养丰富、健康天然、绿色无负担，满足健康饮食的目的。本发明将花生油体基多重类脂肪具有半固体的性质，具有良好的裱花性，适合应用到3D打印中。 |
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