一种模拟动物脂肪组织制备植物基高内相Pickering乳液凝胶的方法

本发明属于食品加工，具体涉及一种模拟动物脂肪组织制备植物基高内相pickering乳液凝胶的方法。

背景技术：

1、动物脂肪组织是由大量群集的脂肪细胞和细胞间网状纤维结构组成，也称“肥肉”，因其特殊的质构性和多汁性被广泛应用在红肠、培根等肉制品加工领域，是不可或缺的关键辅料之一。但由于“肥肉”中脂肪含量高达90％且大多为饱和脂肪酸，摄入过多饱和脂肪酸会引发肥胖、动脉粥样硬化和血胆固醇升高等多种慢性疾病。随着人们健康观念转变，对高脂饮食危害和植物基食品高度关注，使脂肪替代物产业在世界各国迅速发展，利用植物基原料制备动物脂肪替代物研发一直是油脂科学领域研究热点。然而，我国脂肪替代物产业仍处起步阶段，但产品市场需求大、前景广，产业亟需技术支撑。其中研发基于植物基原料构建的乳液凝胶被认为是解决动物脂肪替代的最有效途径之一，乳液凝胶是乳液体系中连续相含有凝胶网络结构或乳滴聚集形成的网络结构，具有类似固体物质特性的凝胶产品。近年来，由微米或纳米级颗粒构建具有超高稳定性和功能特殊性的高内相pickering乳液(hippes)的出现，为高含油、结构特殊和稳定性好的新型乳液凝胶开发提供了新思路。

2、目前常规的脂肪替代主要分为天然生物聚合物和基于植物油脂的预乳化体系。天然生物聚合物主要为谷类淀粉替代物、膳食纤维类替代物和蛋白质脂肪替代物，它们可以降低肉制品中的脂肪含量，提高持水和持油能力，改善凝胶的质地和结构性质，但由于不含油脂，很难模拟动物脂肪的口感同时影响产品由脂质形成的风味。另外，基于植物油脂的预乳化体系不仅具有动物脂肪的流变特性和质构特性，而且在风味物质形成、调控脂肪合适熔点和具备脂肪塑性方面，比单纯蛋白基或多糖基凝胶更具优势，因此油凝胶和乳液凝胶由于其含油量高且具有固体脂肪的特性，逐渐成为动物脂肪替代领域的研究热点。但油凝胶在油滴表面缺少界面层保护易氧化，且在食品加工过程中受到搅拌、剪切和挤压时结构不稳定很容易发生变形、相转变或油脂析出。而目前乳液类凝胶油脂含量与真实动物脂肪相比偏低，如何尽量提高模拟物中油脂含量接近动物脂肪，提高稳定性是目前脂质基模拟物面临的突出问题。高内相pickering乳液凝胶可以将更多液态不饱和脂肪酸的油脂固定在凝胶的体系中，具有类似固体脂肪的特性，兼具保护油脂氧化、递送风味物质和营养健康等优势，是一种作为动物脂肪替代物极具潜力的乳液凝胶体系。因此，本发明提出利用纯植物基原料构建高内相hippes凝胶体系模拟动物脂肪组织，达到替代“肥肉”的作用。

3、本发明借鉴真实动物脂肪组织结构特点，通过生物大分子绿色加工技术，选用高乳化性大豆蛋白凝胶颗粒(spp)和食品中常用作稳定剂、增稠剂的细菌纤维素(bc)和卡拉胶(κ-ca)为原料，利用bc具有纤维丝直径小、比表面积高、含大量羟基、对水分子吸附能力强的特点作为柔性增韧网络，利用κ-ca在钾离子存在下形成较强而脆的热可逆凝胶特性，结合两者交联度高低和易脆性、伸缩性不同的差异，构建相互贯穿“双网络”稳定型hippes凝胶体系模拟动物脂肪组织。

技术实现思路

1、技术问题

2、模拟脂肪组织需要基于高含油的乳化体系，其中高内相乳液是很好的模板，但高内相乳液在实际应用时体系内油脂析出不稳定，导致目前无法充分利用高内相乳液优势开发有市场竞争力的脂肪替代物，成为限制高内相乳液推广应用的关键瓶颈问题。

3、技术方案

4、本发明是通过下述技术方案进行：

5、本发明以大豆蛋白微凝胶颗粒作为pickering乳化剂，mct为油相，通过高速均质方式制备高内相pickering乳液，bc和卡拉胶作为填充相通过氢键和钾离子诱导自组装作用构建相互贯穿“双网络”稳定型hippes凝胶体系模拟动物脂肪组织，对解决肉制品加工中植物基脂肪替代物取代动物“肥肉”的迫切需求和迭代植物基高品质脂肪产品开发具有较好的应用前景。

6、本发明提供了上述用于动物脂肪组织替代物乳液凝胶的制备方法，所述制备方法包括：

7、(1)称取大豆分离蛋白粉末于烧杯中加水溶解得到蛋白溶液；

8、(2)取步骤(1)中所得的大豆蛋白溶液水浴加热，热诱导形成蛋白凝胶后冷却至室温；

9、(3)使用高速分散机将步骤(2)所得的蛋白凝胶高速分散后通过高压均质得到蛋白凝胶颗粒溶液；

10、(4)使用高速分散机将步骤(3)所得的蛋白凝胶颗粒溶液和mct低速分散30s后高速均质30s制备pickering乳液；

11、(5)取步骤(4)所得的乳液加入提前混匀不同比例的ca/bc溶液，80℃水浴共热10min后，加入钾离子溶液，在水浴加热条件下搅拌6min，使得ca/bc在乳液中混合均匀；

12、(6)取步骤(5)所得的乳液装入50ml离心管中，10000r/min离心30min使其形成固态乳液凝胶。

13、优选地，所述的大豆蛋白凝胶颗粒由以下方法制取：称取大豆蛋白于烧杯中，在室温下(25℃)搅拌溶解6h使其充分水合得到大豆蛋白溶液(10wt％)，95℃水浴加热20min形成蛋白凝胶，冷却至室温后使用高速分散机分散4min，转速设置为10000rpm，最后利用高压均质得到蛋白凝胶颗粒储备液。

14、优选地，所述大豆蛋白凝胶颗粒制备方法中高压均质的参数为：转速700r/min；压力700bar，循环均质3次；

15、优选地，步骤(4)所述的高速分散机参数设置为：低速3000rpm，30s；高速10000rpm，30s；

16、优选地，所述高内相pickering乳液中mct为74％(v/v)，ca/bc(2∶1，4∶1，8∶1)浓度为0.5wt％，大豆蛋白凝胶颗粒浓度为1.6wt％，其余为水分。

17、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

18、(1)本发明以细菌纤维素与卡拉胶构建“双网络”凝胶结构巧妙模拟“肥肉”的纤维网络，有效提高持水、持油稳定性、韧性和抗型变能力，不易析油、加工稳定性好等优势。

19、(2)本发明方法加工技术简单、绿色、实用性强、成本低，避免了添加化学有机试剂等对产品造成潜在的化学污染。

20、(3)本发明所选用中链甘油三酯(mct)特殊功能油脂为油相，具有减肥、促进能量代谢的功能特性，因此制备的动物脂肪组织替代物产品，有助提升新型脂肪替代物产品的营养特性和实用性，对迭代植物基高品质脂肪产品开发具有重要意义。

技术特征：

1.一种模拟动物脂肪组织制备植物基高内相pickering乳液凝胶的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)蛋白凝胶颗粒的制备：大豆蛋白水化后得到蛋白溶液，高温水浴诱导形成蛋白凝胶，冷却后使用高速分散机分散，通过高压均质制得蛋白凝胶颗粒溶液。(2)高内相pickering乳液的制备：中链甘油三脂(mct)和蛋白凝胶颗粒使用高速分散机进行分散、乳化，乳化均质后体相中添加一定质量比的细菌纤维素(bc)和卡拉胶(κ-ca)制得乳液体系。(3)诱导乳液凝胶形成：乳液体系进行水浴加热、离心、冷藏得到固态乳液凝胶。

2.根据权利要求书1所述的一种模拟动物脂肪组织制备植物基高内相pickering乳液凝胶的方法，其特征在于，所用大豆蛋白在室温(25℃)搅拌溶解6h使其充分水化得到10wt％大豆蛋白溶液，95℃水浴加热20min形成蛋白凝胶，冷却至室温后使用高速分散机在10000rpm分散4min，最后利用高压均质机在700bar条件下高压均质循环3次得到蛋白凝胶颗粒储备液。

3.根据权利要求书1所述的一种模拟动物脂肪组织制备植物基高内相pickering乳液凝胶的方法，其特征在于，将κ-ca与bc按一定质量比(2∶1，4∶1，8∶1)混合在80℃水浴溶解混合均匀。

4.根据权利要求书1所述的一种模拟动物脂肪组织制备植物基高内相pickering乳液凝胶的方法，其特征在于，利用高速分散机制备高内相pickering乳液，将蛋白凝胶颗粒储备液倒入mct中进行梯度分散、乳化，首先体系在3000rpm分散30s，随后在10000rpm高速剪切乳化30s得到高内相pickering乳液，最后将不同比例的ca与bc混合物作为体相加入体系，凝胶诱导因子钾离子在混合物中浓度为100mmol/l，其中中链甘油三酯(mct)油相体积分数为74％(v/v)，蛋白凝胶颗粒浓度为1.6wt％，体相为体系质量的0.5wt％，其余为水分。

5.根据权利要求书1所述的一种模拟动物脂肪组织制备植物基高内相pickering乳液凝胶的方法，其特征在于，将混合好的乳液在80℃水浴共热10min后搅拌6min，混合均匀的乳液装入离心管中在10000r/min条件下离心30min，然后在4℃储藏12h得到结构质地稳定的固态乳液凝胶即动物脂肪组织模拟物。

技术总结本发明公开了一种模拟动物脂肪组织制备植物基高内相Pickering乳液凝胶的方法，该方法包括以下步骤：(1)大豆蛋白微凝胶颗粒与乳液体相填充液的制备；(2)以大豆蛋白微凝胶颗粒作为乳化剂，中链甘油三酯(MCT)为油相，通过高速均质的方式制备高内相Pickering乳液；以细菌纤维素(BC)和卡拉胶(κ‑CA)作为填充连续相，通过钾离子诱导体相“双网络”凝胶形成；(3)利用加热冷却熟化定型工艺获得具有类似动物脂肪组织的高内相Pickering乳液凝胶。由本发明加工的新型植物基乳液凝胶具有与动物“肥肉”极其相似的感官特性，具有口感细嫩、多汁、组织结构稳定、具有较好的弹性、韧性和机械强度等特点，为稳定型高内相Pickering乳液凝胶作为理想脂肪组织替代物的方案设计提供新思路和新方法。技术研发人员：丁俭,陈佳强,沈舒晗受保护的技术使用者：南京财经大学技术研发日：技术公布日：2024/5/16