一种淀粉基凝胶脂肪替代物的制备方法及其在低盐低脂腊肠中的应用 |
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| 申请号 | CN202210468219.9 | 申请日 | 2022-04-29 | 公开(公告)号 | CN116898010A | 公开(公告)日 | 2023-10-20 |
| 申请人 | 中国农业大学; | 发明人 | 毛立科; 张彦慧; 张若宁; 杨静怡; 高彦祥; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及 食品加工 领域，具体来说是涉及一种 淀粉 基凝胶脂肪替代物制备方法及其在低盐低脂腊肠中的应用。所述淀粉基凝胶脂肪替代物是将改性淀粉分散液与 植物 油 混合均质形成乳液，随后与天然淀粉混合加热冷却成型获得。通过调节 植物油 等成分含量实现结构的定向调控，调节盐离子释放和食用 感知 效果。将该凝胶替代动物脂肪生产低盐低脂腊肠，不仅在降低腊肠中脂肪含量的同时保持了腊肠的质地和感官品质，而且淀粉基凝胶的结构可调节性可以实现腊肠中钠离子的快速释放和提高咸味感知敏感度，在保持咸味的同时降低食品中的食盐添加量。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种淀粉基凝胶脂肪替代物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种淀粉基凝胶脂肪替代物的制备方法及其在低盐低脂腊肠中的应用 技术领域[0002] 腊肠作为我国传统美食深受人们喜爱，在其制作过程中为保持风味口感往往需要添加大量的食盐(主要成分为氯化钠)和动物脂肪，然而高盐高脂摄入是诱发慢性病的主要危险膳食因素。过量脂肪摄入将导致肥胖，这与心血管疾病密切相关；而过量钠离子摄入则与高血压、中风等慢性疾病密切相关。但直接降低脂肪和食盐添加量或使用替代食盐类产品都会造成食品最终质地、风味和感官特性上的缺失，消费者接受程度的大幅下降，随着人们健康膳食观念的提升以及相关计划的发布，如何制备具有良好风味和品质的低盐低脂传统食品成为亟待解决的问题。 [0003] 乳液凝胶是许多加工食品(如腊肠)的主要结构单元，以多糖或蛋白质为结构主体，同时含有乳化分散的植物油油滴，能够较好的模拟出塑性脂肪的性质，因此作为脂肪替代物能够改善食品营养和功能特性，并且对于食品感官风味影响较小，消费者接受程度高。此外乳液凝胶具有优良的结构可调节性，作为一种低热量脂肪替代物能够满足不同领域产品对脂肪替代物的应用要求。中国专利(CN 112970934 A)发明了一种用魔芋复配凝胶作为替代脂肪制备植物蛋白肉的方法。中国专利(CN 112931680 A)发明了一种用菊粉复合凝胶作为替代脂肪制备植物蛋白肉的方法。 [0004] 食盐的主要成分是氯化钠，其中钠离子是咸味感知的主要来源。但在吞咽之前，食物中仅有5％左右的钠离子在口腔中释放，这将对咸味的产生起作用，剩余钠离子均被人体摄入因而带来健康隐患。在如何使食品在口腔咀嚼过程中最大程度地释放食物中的钠离子成为研究的关键。在食品的口腔加工过程中，除了食物结构质地等物理变化外，唾液中酶与淀粉之间的酶促相互作用是结构破坏和促进体系失稳的主要机制。然而目前没有借助于淀粉凝胶在口腔中的特殊分解优势来达到减盐目的的相关技术。 [0005] 本发明以淀粉为原料制备乳液凝胶，并将一定量的食盐添加至其中，当在口腔中咀嚼时，淀粉原料的特异性分解使得钠离子传质和对流速度加快，加速离子释放。此外，凝胶状质地使得咀嚼周期延长，提高钠离子释放累积量，从而提升咸味有效感知浓度。乳液凝胶中油相的存在加速体系失稳，提高水相中钠离子浓度，同时通过调节乳液凝胶中油滴的界面特性利于构建梯度分布的钠离子结构，同样利于咸味感知。此外淀粉乳液凝胶作为低热量脂肪替代物应用于腊肠中能够赋予食品极佳的脂肪质地和口感。 [0006] 本发明将淀粉基凝胶脂肪替代物用于低盐低脂腊肠的制备，实现了在不影响腊肠品质与风味(如产品外观特性、质构特性和钠离子感知特性)的前提下同时降低食盐添加量与动物脂肪添加量，具有很大的应用潜力，对于改善居民膳食结构与低盐低脂食品产业的发展都具有重要意义。 发明内容[0007] 针对上述背景技术存在的不足之处，本发明提供了一种淀粉基凝胶脂肪替代物的制备方法，并将其应用在腊肠中同时实现减盐减脂腊肠。本发明的腊肠产品具有脂肪与食盐含量低，感官品质优良的特点，可实现减脂且减盐不减咸味。 [0008] 本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的： [0009] 本发明的第一个目的是提供一种淀粉基凝胶脂肪替代物的制备方法。 [0010] 本发明所提供的淀粉基凝胶脂肪替代物组分有淀粉、植物油、食盐和水。 [0011] 所述淀粉基凝胶脂肪替代物包括以下制备步骤： [0012] (1)于室温下将改性淀粉分散于去离子水中，随后添加植物油通过剪切、均质形成均一稳定乳液； [0014] 进一步的，步骤(1)所述乳液中添加的改性淀粉，包括辛烯基琥珀酸酯化淀粉、辛烯基琥珀酸淀粉钠等中的一种或几种。 [0015] 进一步的，步骤(1)所述乳液中添加的改性淀粉的质量浓度为≥4％。 [0017] 进一步的，步骤(1)所述乳液中植物油的质量浓度为10～60％。 [0018] 进一步的，步骤(1)所述的剪切时间≥30s，均质压力≥30MPa。 [0020] 进一步的，步骤(2)中所述天然淀粉的质量浓度为≥10％。 [0021] 进一步的，步骤(2)所述食盐的质量浓度为0.5‑1.5％。 [0022] 本发明的第二个目的是提供一种含有所述的淀粉乳液凝胶的低盐低脂腊肠中的制备方法，包括如下制备步骤： [0023] (1)原料准备：将猪后腿肉切成小块，称取猪肉、食盐、十三香、绵白糖、辣椒面，料酒等混合均匀进行腌制，获得腌制瘦肉。 [0025] 进一步地，步骤(1)所述原料的重量份分别为：猪后腿肉65～75份、食盐0.9～1.1份、十三香0.2～0.3份、糖0.5～0.6份、辣椒面1～1.2份，料酒5～7份。 [0026] 进一步地，步骤(2)中原料的重量分别为：淀粉乳液10‑20份、食盐0.25～0.35份、天然淀粉5～10份、腌制肉75～80份。 [0027] 进一步地，步骤(2)所述的加工方法需要将含盐混合物包裹于腌制肉表面。 [0028] 进一步地，步骤(2)所述的干制条件为温度50～78℃，时间10～20h。 [0029] 进一步地，步骤(2)所述的烘烤温度是>78℃，以保证淀粉基凝胶的形成。 [0030] 与现有技术相比，本发明的有益效果如下： [0031] (1)本发明的方法制备得到的淀粉基脂肪替代物具有较好的黏弹性、咀嚼性。此外，淀粉乳液凝胶溶胀率高，食用时能够充分溶胀。由于咀嚼周期延长，钠离子的传质阻力降低，钠离子释放明显加快，因此凝胶具有高释放速率和对流传质速率的优势。相比于动物脂肪添加组，乳液凝胶替代物能够显著提升咸味感知，达到减盐但不减少咸度感知的效果。 [0032] (2)本发明所制备的淀粉基凝胶具有乳白色外观和粘弹性质地，整体结构紧实，切面平滑，与动物脂肪类似。将其用于替代动物脂肪制备腊肠，可以获得低脂肪含量(仅占3％左右)腊肠产品，且含淀粉基凝胶的腊肠具有与含动物脂肪的腊肠有相似的组织形态和滋味，可模拟动物脂肪的乳脂感和顺滑口感，具有良好的风味和消费者接受性。 [0034] 图1为实施例1、实施例2、实施例3、实施例4和对照例1制备得到的淀粉基凝胶外观结构； [0035] 图2为实施例1、实施例2、实施例3、实施例4和对照例1制备得到的淀粉基凝胶的溶胀率分析图； [0036] 图3实施例1、实施例2、实施例3、实施例4和对照例1制备得到的淀粉基凝胶的钠离子释放量分析图； [0037] 图4为应用实施例1、应用实施例2、应用实施例3和应用对照例1和应用对照例2制备得到的含有淀粉基凝胶的低盐低脂腊肠的感官评价分析图； [0038] 图5为应用实施例1‑4和应用实施例1和2的电子舌测试味觉特征的主成分分析图；(A:淀粉基凝胶替代腊肠产品组与乳液凝胶组味觉特征比较B:市售腊肠与不同油脂含量淀粉基凝胶替代腊肠产品味觉特征比较C:淀粉基凝胶替代腊肠产品组与猪肉背膘脂肪对照组味觉特征比较)。 具体实施方式[0039] 下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步阐述，但本发明的实施方式不限于此。 [0040] 在没有特别说明的情况下，室温表示25±2℃。 [0041] 实施例1(油含量为5％) [0042] (1)于室温下，将8g辛烯基琥珀酸淀粉酯通过搅拌溶解于82g去离子水中，随后添加10g玉米油并在10000rpm的转速条件下剪切1min，之后在50MPa条件下循环均质5min，均质结束将混合溶液放置于冰水浴中迅速冷却得到淀粉乳液，放置于4℃冰箱储存备用； [0043] (2)将32g马铃薯淀粉分散于68g去离子水中，得到马铃薯淀粉分散液； [0044] (3)将步骤(1)的100g乳液、2g食盐添加到步骤(2)中的淀粉分散液中，混合均匀，随后借助加热磁力搅拌器将其加热至80℃，待淀粉充分糊化后置于室温环境中冷却，稳定24h，即得到淀粉基乳液凝胶脂肪替代物。 [0045] 实施例2 [0046] 调整实施例1步骤中(1)中“82g去离子水，10g玉米油”为“72g去离子水，20g玉米油”，其他和实施例1保持一致，得到淀粉基乳液凝胶脂肪替代物(油含量为10％)。 [0047] 实施例3： [0048] 调整实施例1步骤中(1)中“82g去离子水，10g玉米油”为“62g去离子水，30g玉米油”，其他和实施例1保持一致，得到淀粉基乳液凝胶脂肪替代物(油含量为15％)。 [0049] 实施例4： [0050] 调整实施例1步骤中(1)中“82g去离子水，10g玉米油”为“32g去离子水，60g玉米油”，其他和实施例1保持一致，得到淀粉基乳液凝胶脂肪替代物(油含量为30％)。 [0051] 对照例1 [0052] 省略实施例1中的植物油，其他和实施例1保持一致，得到淀粉基凝胶脂肪替代物。 [0053] 将实施例1～4和对照例1实施过程中的乳液以及最终得到的淀粉基凝胶进行测试，测试方法和结果如下所示： [0054] 粒径测定 [0055] 取100μL样品于试管中，加入10mL去离子水稀释100倍，利用激光粒度仪Zetasizer Nano‑ZS90测量乳液的液滴粒径，测定过程中设折光系数为1.450，25℃下保温平衡2min。为了减少多重散射所造成的测误差，每个样品重复测定三次，取平均值作为最终确定的粒径大小。 [0056] 表1不同条件下制备的乳液粒径差异 [0057] [0058] 由上表1可知，乳液粒径随着植物油添加量的增加从189.63±2.74nm上升至320.23±0.57nm，样品粒径均分布均匀且不同实施例之间具有显著性差异(P<0.05)。 [0059] 机械性质测定 [0060] 在室温下使用CT3质构分析仪对制备得到的淀粉基凝胶脂肪替代物进行质地剖面分析(TPA)测试，设定参数为探头TA5，测试速率1mm/s，探头感应力为5g，压缩高度为10mm，循环压缩次数为2，利用TexturePro CT拟合数据获得硬度、弹性、粘性、咀嚼性、内聚性等分析指标数据。每个处理的样品平行测定4次，结果取4次测定平均值。 [0061] 表2不同条件下制备的淀粉基凝胶脂肪替代物的TPA质构性质 [0062] [0063] 由表2可知，相比于纯淀粉凝胶(对照例1)，植物油的添加有利于凝胶机械性能的提升(如凝胶强度、硬度、粘性、弹性、内聚性和咀嚼性)。随着植物油添加量的增加，凝胶的凝胶强度、硬度和弹性等整体呈现出先升高后降低的趋势，在添加量为10％时达到最大机械特性，良好的机械性能将有助于延长凝胶在口腔加工过程中的咀嚼周期，增加凝胶的破碎程度的同时增大食用时舌头表面味蕾与凝胶接触程度。淀粉乳液凝胶的实施例均显著降低了脂肪含量，达到了低脂的效果，符合消费者的健康需求。 [0064] 溶胀测定 [0065] 将待测凝胶用直径为12mm的圆柱形模具压制，称取约5g圆柱状凝胶样品于25mL烧杯中，加入20mL去离子水进行溶胀实验，以12h为间隔取样时间，待凝胶在去离子水中达到溶胀平衡状态后实验结束。用天平准确称量不同溶胀时间间隔下的凝胶质量，称量前需用滤纸吸干表面液体。每个样品重复4次，按照以下公式(1)计算样品地溶胀率(％)。 [0066] 凝胶的溶胀率(％)＝(溶胀后质量‑初始质量)/初始质量×100％ (1)[0067] 由图2所示，在相同溶胀时间下，含有植物油的淀粉基凝胶的溶胀程度明显高于不含植物油的空白淀粉基凝胶，第12h的溶胀率提高一倍有余，72h后，含植物油的淀粉基凝胶溶胀吸水量最高可达自身重量的35％；在固定配方比例下，随着溶胀时间的延长，溶胀程度增大，但30％油含量的实施例在48h后即达到饱和，并且淀粉基凝胶样品随着油含量增加，溶胀程度略有下降。溶胀率的降低也表明，随着填充油滴体积的增加，凝胶网络的均匀致密性得到改善，这将降低了内部物质(离子)的传质阻力，有助于实现物质(离子)的释放溶出。 [0068] 钠离子释放测定 [0069] 在室温下使用CT3质构分析仪对浸泡在唾液样品中的凝胶样品进行多次压缩测试，随后测定唾液中的钠离子含量，评估口腔咀嚼过程中钠例子释放情况。压缩测试条件：测试速率1mm/s，探头感应力为5g，压缩高度为10mm，循环压缩次数为10次。称取约5g圆柱状凝胶样品于25mL烧杯中，在第0次压缩时加入20mL以α‑淀粉酶(2g/L，pH＝6.8)为主要成分的模拟唾液，随即进行压缩测试，分别在第1、5、10次压缩时定量取10μL混合液，使用试剂盒测定其中钠离子含量。其中，钠离子含量测试原理为钠离子与6‑氢氧化锑在分散剂的存在下形成均一的浊度，通过在620nm下比色计算从而获得样品中钠离子含量。 [0070] 由图3可知，不同油含量的淀粉基凝胶结构在模拟口腔咀嚼压缩过程中钠离子释放量差异明显。在单轴压缩开始后，吸水溶胀的凝胶受垂直挤压沿径向破碎并排出浆液，将大量的溶解钠从凝胶内部转移到周围环境中；在多次压缩过程中，钠离子释放程度出现明显差异，其中植物油含量为10％的乳液凝胶具有最大程度的钠释放，而纯淀粉基凝胶的钠离子释放量最低。在模拟唾液介质中，淀粉凝胶基质发生压缩形变和酶促分解，与纯淀粉凝胶相比，含油凝胶的均匀网络结构在溶胀过程中形成均匀孔隙减少了钠离子的传质阻力，压缩过程浆液释放实现了钠的对流与传质，最终从凝胶中释放到周围环境中。但需要注意的是随着油脂含量的增加，钠离子扩散趋势是先增大后减小。这是由于油脂的添加有助于提高水相有效盐浓度，进而实现溶胀过程的高效传质，但大量的油脂添加可能导致溶胀挤压过程中油脂释放而阻碍钠离子有效传递。因而，本发明进一步证明了植物油的部分添加利于结构的破碎以及钠离子的快速释放。 [0071] 具体应用实施例 [0072] 应用实施例1 [0073] (1)以猪后腿肉为原料肉，剔除多余的脂肪和结缔组织，并将其切成尺寸为3～3 5cm的小块； [0074] (2)按重量份准备原料：猪后腿肉70份、食盐0.7份、十三香0.2份、糖0.6份、辣椒面1.2份，料酒5份，随后在室温下进行腌制60min，得到混合物1； [0075] (3)参考实施例1的步骤(1)获得淀粉乳液。即：在室温下，将8g辛烯基琥珀酸淀粉酯通过搅拌溶解于82g去离子水中，随后添加10g玉米油并在10000rpm的转速条件下剪切1min，之后在50MPa条件下循环均质5min，均质结束将混合溶液放置于冰水浴中迅速冷却并放置于4℃冰箱备用，得到均一稳定乳液； [0076] (4)参考实施例1的步骤(2)制备获得淀粉分散液。即：将32g马铃薯淀粉通过搅拌均匀分散于68g去离子水中，得到马铃薯淀粉分散液； [0077] (5)将步骤(3)的45份乳液、0.9份食盐添加到45份步骤(4)中的淀粉分散液中，混合均匀，随后加入233.1份步骤(2)的混合物1，得到混合物2； [0078] (6)将步骤(5)中得到的混合物2用的直径为38‑40mm肠衣在真空灌装机上进行灌装； [0079] (7)将步骤(6)中灌装好的腊肠在烘箱中进行腌制，腌制条件为在温度为50℃,20h； [0080] (8)将步骤(7)中腌制好的腊肠在真空度‑0.07～‑0.1kPa下，使用PE真空包装袋包装，即得含有淀粉乳液凝胶脂肪替代物的低盐低脂腊肠。 [0081] 应用实施例2 [0082] 调整应用实施例1步骤中(3)中“82g去离子水，10g玉米油”为“72g去离子水，20g玉米油”，其他和应用实施例1保持一致，得到含有淀粉乳液凝胶脂肪替代物的低盐低脂腊肠。 [0083] 应用实施例3 [0084] 调整应用实施例1步骤中(3)中“82g去离子水，10g玉米油”为“62g去离子水，30g玉米油”，其他和应用实施例1保持一致，得到含有淀粉乳液凝胶脂肪替代物的低盐低脂腊肠。 [0085] 应用实施例4 [0086] 调整应用实施例1步骤中(3)中“82g去离子水，10g玉米油”为“32g去离子水，60g玉米油”，其他和应用实施例1保持一致，得到含有淀粉乳液凝胶脂肪替代物的低盐低脂腊肠。 [0087] 应用对照例1(纯淀粉凝胶组) [0088] 省略植物油，其他和应用实施例1保持一致，得到含有淀粉基凝胶脂肪替代物的低盐低脂腊肠。 [0089] 应用对照例2(猪背膘脂肪组) [0090] 参考应用实施例1步骤，将步骤(5)调整为：将90份猪肉背膘脂肪与0.9份食盐混合均匀，随后加入233.1份步骤(2)的混合物1，得到混合物2；其他和应用实施例1保持一致，得到含有猪背膘脂肪的腊肠。 [0091] 将应用对照例1和2，及应用实施例1～4得到的含有淀粉基凝胶脂肪替代物的低盐低脂腊肠进行测试，测试方法和结果如下所示： [0092] 感官评价 [0093] 对应用实施例1～4和应用对照例1和2制备的产品进行感官评价，感官评分标准和评分结果分别见表3和图4所示 [0094] 表3低盐低脂腊肠感官评分标准 [0095] [0096] 由图4可知，含淀粉基乳液凝胶脂肪替代物的低盐低脂腊肠在色泽、气味和组织形态上均高于实际含有猪背膘脂肪组腊肠，并且消费者可接受性均在6.5分以上，满足消费者对口感和特征风味的品质要求。 [0097] 电子舌味觉特征分析 [0098] 取5g样品加入45g含α‑淀粉酶(2g/L)的超纯水中，用玻璃棒压缩三次模拟咀嚼使样品破碎，放置于37℃水浴加热1min后，用滤纸过滤并收集滤液，然后在10000r/min条件下离心10min，取上清液待用。采用电子舌测定和分析滤液的咸、鲜、酸、苦、涩味和丰富度。电子舌检测条件为：清洗5.5min，测试时间30s，回味测试时间30s。参比溶液为0.3mmol/L酒石酸和30mmol/L KCl溶液。 [0099] 由图5可知，咸度感知强度由高到低为：淀粉凝胶替代腊肠组>乳液凝胶组，乳液凝胶替代腊肠组>动物背膘；产品风干后咸味强度趋势为：淀粉凝胶替代>乳液凝胶G10>乳液凝胶G5>乳液凝胶G15、市售腊肠。在咀嚼过程中，乳液凝胶基脂肪替代物相较于肉制品中蛋白质等结构成分具有更高的整体结构溶胀程度，有利于盐的释放和传质；而应用实施例产品通过将瘦肉成分表面裹盐的形式实现盐的不均匀分布，通过提高咸味对比度、瞬时刺激和间歇刺激来实现增强产品咸味感知效果。产品的咸味属性与和唾液混合形成食团的流变性特性相关，具有一定粘度和弹性的样品，具有更高的触觉感知，有利于促进咸味感知效果，比如G10。另外，油相成分的添加能够提高有效盐浓度、提高咀嚼过程中味蕾对于咸味的感知敏感度，调节食物质地特征控制口腔咀嚼过程中盐的扩散和释放，最终实现有效的咸味调控效果；但过量的油脂释放通过涂覆于味蕾表面，阻碍钠离子传递并抑制咸味感知，因而油脂的适量添加有助于增强咸味感知效果。综合考虑以上因素，在相同的食盐添加量的条件下，以植物油添加量为10％的乳液凝胶(G10，对应腊肠中油添加量为3％)脂肪替代物制备的腊肠咸味效果更高，并且脂肪含量较低。 [0100] 以上详细描述了本发明的优选实施方式，但本发明并不局限于以上方案。凡在本发明的技术构思基础之上，进行的简单变型和组合都应包含在本发明的保护范围之内。 |
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