（食品科学专业论文）芋头淀粉脂肪模拟品的制备及应用的研究.pdf

1 j1】一， 独创性声明 本人提交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论 文中引用他人已经发表或出版过的研究成果，文中已加了特别标注。对本研究及 学位论文撰写曾做出贡献的老师、朋友、同仁在文中作了明确说明并表示衷心感 谢。 学位论文储僻，影鳓期：刎，年玎肭日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解西南大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。 本人授权西南大学研究生院( 筹) 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：口不保密， 口保密期限至年月止) 。 学位论文作者签名；隧桫 1 锄摊：( 驴 l。i ，j 签字日期：加1 j 年口f 月矽日签字日期：矽 年( 月衫日 目录 摘要i a b s t r a c r i i i 第1 章文献综述1 1 1 芋头淀粉的研究现状1 1 1 1 芋头简介1 1 1 2 芋头淀粉的研究现状。 1 2 脂肪模拟品的研究现状。3 1 2 1 脂肪基质脂肪替代物4 1 2 2 蛋白质基脂肪模拟品5 1 2 3 碳水化合物基脂肪模拟品6 1 2 4 淀粉脂肪模拟品在食品中作用机理8 1 3 淀粉脂肪模拟品在食品工业中的的应用8 第2 章引言9 2 1 研究的目的和意义9 2 2 研究的主要内容9 第3 章芋头淀粉提取工艺优化及其特性研究1 l 前言1 1 3 1 材料和方法1 1 3 1 1 实验材料1 1 3 1 2 主要试剂1 1 3 1 3 主要仪器。1 1 3 1 4 实验方法1 2 3 2 结果与分析1 5 3 2 1 芋头原料的基本成分。1 5 3 2 2 芋头淀粉提取单因素试验1 6 3 2 3 正交试验结果分析1 8 3 2 3 验证及放大实验1 9 3 2 4 芋头淀粉性质的测定2 0 3 3 讨论与结论。2 2 第4 章芋头淀粉脂肪模拟品的制备及特性研究2 5 前言2 5 4 1 材料和方法2 5 4 1 1 实验材料2 5 4 1 2 实验试剂2 5 4 1 3 实验仪器2 6 4 1 4 实验方法2 6 4 2 结果与分析3 0 4 2 1 单因素试验3 0 4 2 2 正交试验结果分析3 2 4 2 3 验证试验3 3 4 2 4 芋头淀粉脂肪模拟品性质的测定3 3 4 3 讨论与结论3 6 第5 章芋头淀粉脂肪模拟品在戚风蛋糕中的应用3 7 前言。3 7 5 1 材料和方法3 7 5 1 1 实验材料3 7 5 1 2 实验仪器3 7 5 1 3 实验方法3 7 5 2 1 戚风蛋糕的制作配方和工艺3 7 5 2 2 戚风蛋糕的物理参数的研究3 8 5 2 3 戚风蛋糕的质构的分析3 8 5 2 4 戚风蛋糕的感官评定分析。3 8 5 2 结果与分析3 9 5 2 1 戚风蛋糕的物理参数的研究3 9 5 2 2 戚风蛋糕的质构的分析4 0 5 2 3 戚风蛋糕的感官评定分析4 2 5 3 讨论与结论4 3 第6 章主要研究成果及后续设想4 5 6 1 主要研究成果4 5 6 2 后续设想。4 6 参考文献4 7 附j 录5 l j l i 【谢5 3 发表论文5 5 摘要 芋头淀粉脂肪模拟品的制备及应用的研究 食品科学专业硕士研究生陈龙 指导老师周才琼教授 摘要 随着人类生活节奏改变，不良饮食习惯和不良生活习惯、缺乏锻炼，过多食用 高脂高热食品的趋势明显。脂肪模拟品应用到食品工业中是一重要方向。淀粉的 来源、生产成本低廉、口味比较温和、淀粉脂肪模拟品易加工等特点，所以是脂 肪模拟品的常用原料。芋头淀粉的颗粒普遍较小，在1 0 a m 以下，更具有其他淀粉 不可触及的先天优势。本课题选用重庆地区的芋头品种为原料，制备芋头淀粉， 再利用自制淀粉制备淀粉基质脂肪模拟品，最后探索脂肪模拟品应用到戚风蛋糕 的制作中。 本课题的主要研究结论： 1 芋头淀粉的提取和性质的研究 选用n a o h 溶液作为浸泡液，优化制备芋头淀粉。得到最佳工艺条件为： p h = 1 0 0 、浸泡温度2 5 、料液比1 - 3 、浸泡时间8 0 m i n 。优化后，提取率可达到 8 4 8 2 。同时，利用该工艺提取的淀粉的白度高，达9 4 1 1 ，优于现有文献报道及市售 其它常用淀粉。 芋头淀粉有一定溶解度，这与料液比过高时提取率下降相一致；淀粉浆浓度 1 0 时，芋头淀粉的粘度小于马铃薯淀粉而高于其他淀粉；芋头淀粉的体积平均粒 度在1 毗m 以下，而d ( 0 5 ) 为1 4 舡m ，稍大于1 0 t m ；芋头淀粉比其他淀粉具有较 良好的热稳定性、冷稳定性，凝胶强度、凝成特性等特性。 自制芋头淀粉的粒度大小接近1 0 t m ，同时具有良好的凝胶特性，是作为制备 脂肪模拟品的良好原料。 2 脂肪模拟品的制备和性质的研究 a b s t r a c t s t u d yo np r e p a r a t i o na n da p p l i c a t i o no ft a r o s t a r c l l - d a s e l li a tm l m l c s c a n r n l t o r ： d i d a t e ：l o n gc h e n p r o f c a i - q i o n gz h o u a b s t r a c t a sh u g ec h a n g e so fh u m a n sr h y t h mo fl i f e ，u n r e a s o n a b l eh a b i t sa n dc u s t o m s ， l a c k i n gi ne x e r c i s e ，m u c hf a t t yf o o d a p p l i c a t i o no ff a tm i m i c si nf o o di n d u s t r yi sa s i g n i f i c a n tm a r k n es t a r c h ，ak i n do fg e n e r a la n dc h e a ps o u r c e ，k i n dt a s t i n g , e a s y a c c e s s i b i l i t y , i sak i n do fc o m m o nr a wm a t e r i a lt o m a n u f a c t u r ef a tm i m i c s t h e g r a n u l a r i t yo ft a r o s t a r c hi sl e s st h a n1 毗m ，s oi ti sap e r f e c tr a wm a t e r i a lt o m a n u f a c t u r ef a tm i m i c s t h i st o p i ci n c l u d e ss e v e r a le x p e r i m e n t s c h o n g q i n gt a r ow a s u s e da sr a wm a t e r i a lt oe x t r a c tt a r os t a r c h t h e nt a r os t a r c h b a s e df a tm i m i c sw e r e m a n u f a c t u r e d t h et a r os t a r c he x t r a c t e df i o mt a r ow i t ht h ep r o c e s s i n gw a su s e da sr a w m a t e r i a l f i n a l l y , s t u d yo na p p l i c a t i o no f l o w - f a tc h i f f o nc a k ew i t ht h ef a tm i m i c sw a s c a r r i e do u t t h r e es e c t i o n sw e r ei n c l u d e di nt h i st o p i c ： 1 s t u d yo nt a r os t a r c he x t r a c t i o na n dp r o p e r t i e so ft a r os t a r c h n a o hw a su s e da st h es o a k e df l u i d n eo p t i m i z e dp r o c e s s i n g ：p h = 1 0 0 ，l e n g t ho f t i m ei s8 0 m i n ，t h et e m p e r a t u r ei s2 5 ，t h er a t ei s l ：3 n ee x t r a c t i o nr a t ec a na c h i e v e 8 4 8 2 b yt h i sp r o c e s s i n g a n d ，t h i sp r o c e s s i n gc o u l di m p r o v et h ew h i t e n e s so fs t a r c h 9 4 11c a nb er e a c h e d i ti sm u c hb e t t e rt h a no t h e rc o m m o ns t a r c h e s t a r os t a r c hh a ss o l u b i l i t y s ot h i sp r o p e r t yc a l le x p l a i nw h yt h ee x t r a c t i o nr a t i oo f t a r os t a r c hd r o p p i n gw h e ni ti sam u c hh i g h e rr a t i oo fm a t e r i e lt os o l u t i o n t a r os t a r c h h a sh i 曲v i s c o s i t y , h i g h e rt h a no t h e rc o m m o ns t a r c hb u tp o t a t os t a r c h c o m p a r e dw i t h o t h e rc o m m o ms t a r c h ，t a r os t a r c hh a so b v i o u ss u p e r i o r i t yi nt h es t a b i l i t i e so ft h e r m a l a n dc h i l l ，g e ls t r e n g t h ，e t a l s o ，t a r os t a r c hi sa ni d e a lr a wm a t e r i a lo ff a tm i m i c s 2 s t u d yo np r o c e s s i n ga n dp r o p e r t i e so ft a r os t a r c h - b a s e df a tm i m i c s t a r os t a r c h - b a s e df a tm i m i c sw e r em a n u f a c t u r e d b y t h e h i g ht e m p e r a t u r e i i i 西南大学硕士学位论文 a - a m y l a s em e t h o d i n f l u e n c e so ft i m e ，t e m p e r a t u r ea n da c t i v i t yo fa - a m y l a s ew e r e s t u d i e df o rt h eo p t i m i z a t i o no ft h a tp r o c e s s ：t h ea c t i v i t yo fa - a m y l a s ei s8 2 0 u g , t h e t i m ei s3 0 m i n ，a n dt h et e m p e r a t u r ei s8 7 5 c b yt h eo p t i m i z a t i o np r o c e s s i n g , w ec a n g e tf a tm i m i c s ，i t sd e v a l u ei s6 0 3 i ta p p r o x i m a t e st o6 0 ，t h es u i t a b l ed ev a l u ed e v a l u eo ft a r os t a r c h - b a s e df a tm i m i c si nt h ep r o c e s s i n go ft a r os t a r c h b a s e dl o w - f a t f o o d n e s e n s o r yc h a r a c t e r i s t i c so fg e la r ea f f e c t e db yb o t ho fd ev a l u ea n dc o n s i s t e n c y 0 ff a tm i m i c s t e x t u r a lp r o p e r t i e sw e r em e a s u r e db yt a - x t 2 it e x t u r e n es t r e n g t hi s d i r e c tp r o p o r t i o nt oi t sd ev a l u e ，a n di n v e r s ep r o p o r t i o n a lt oi t sc o n s i s t e n c y s i z e so f3k i n d so ff a tm i m i c sa r ev e r yt i n y a v e r a g eg r a n u l a r i t i e so ft h e ma r el e s s t h a n1 毗m t h e o r e t i c a l l y , a l lo f3k i n d so ff a tm i m i c sc a nb eu s e di nl o w - f a tf o o d a c c o r d i n gt ot h e i rg r a n u l a r i t i e sa n dg e ls e n s o r yp r o p e r t i e so ft h e m ，w em a k e6 0t ob e t h es u i t a b l ed ev a l u e 3 1 1 h ea p p l i c a t i o no ft a r os t a r c h b a s e df a tm i m i c si nc h i f f o nc a k e n ew e i g h t l e s s n e s so fc h i f f o nc a k ei sd i r e c tp r o p o r t i o nt ot h er a t i oo fs a l a do i l r e p l a c e db yf a tm i m i c s a n dt h es p e c i f i cv o t u m eo f c h i f f o nc a k ei si n v e r s ep r o p o r t i o n a l t ot h er a t i o c h a n g e so ft e x t u r ep r o p e r t i e so ft h e s ec h i f f o nc a k e sw e r em e a s u r e d ，i na s h o r ts t o r a g ep e r i o d ( 0t o3 d a y s ) t e x t u r ep r o p e r t i e so fc a k e s ，w h i c hh a v e3 0 f a t m i m i c s ，a p p r o x i m a t et op r o p e r t i e so fn of a tm i m i c sc h i f f o nc a k e b yt h es e n s o r ye v a l u a t i o ne x p e r i m e n t ，w ec o n f i r m e dt h a tc a k e sw i t hb o t hr a t e s3 0 a n d4 0 f a tm i m i c sa p p r o x i m a t et oc h i f f o nc a k ew i t hn of a tm i m i c s b u tc h i f f o nc a k e s w i t h3 0 f a tm i m i c sw e r em u c hm o r ea p p r o x i m a t et oc h i f f o nc a k ew i t hn of a tm i m i c s i na p p e a r a n c ea n dt e x t u r e s o ，i ti s3 0 t h a tt h em o s ts u i t a b l er a t i oo ft a r os t a r c h b a s e df a tm i m i c s ，t h e r e p l a c e ro fs a l a do i l i nc h i f f o nc a k e s k e y w o r d s ：t a r os t a r c h ；f a tm i m i c s ；e x t r a c t i o na n dp r e p a r a t i o n ；g e l ；c h i f f o nc a k e i v 第1 章文献综述 第1 章文献综述 1 1 芋头淀粉的研究现状 1 1 1 芋头简介 芋头( c o l o c a s i ae s c u l e n t am ) s c h o t t ) 为天南星科，其栽培品种在世界范 围内有数以千种之多，中国、日本、印度、菲律宾等国均为重要的主产区。芋头 各部分利用最多的为芋头的地下茎。芋头的初级利用主要是直接食用或药用。在 芋头深加工方面，开发程度不及其他的常见的块茎植物，例如：马铃薯、甘薯、 山药和葛根等。现有文献报道芋头的应用主要有，芋头蛋白粉、芋头饮料、芋头 谷物面包、油炸芋头片、风味芋头丸速冻产品以及芋头乳酸菌发酵酸奶等【1 。3 】；外 敷姜汁芋头糊可治疗类风湿性关节炎【3 】；芋头粘质可用于制造医用粘合剂【4 1 ，以及 增强细胞免疫和体液免疫功能性【2 1 。 1 1 2 芋头淀粉的研究现状 1 1 2 1 芋头淀粉的简介 淀粉以其特殊的营养特性和物化特性，成为人类食物来源和重要的化工产品原 料。由于这种原因，在世界范围内特别是在欧美发达国家，淀粉的市场需求比较 广，但是主要集中于马铃薯、玉米、小麦、大米等常见的传统品种。芋头淀粉的 开发和利用基本处于初步的理化特性、生理功能的理论研究阶段。同时，由于用 现有的提取工艺制备的芋头淀粉色泽不及现有其他品种淀粉，不利与其在颜色要 求比较高的产品中使用。加之目前，国内外对芋头淀粉的提取、生产和产品开发 利用的研究报道比较少。进一步限制了芋头淀粉的开发和利用，所以芋头淀粉的 未能得到广泛使用。 1 1 2 2 芋头淀粉生产制备的研究 现阶段，国内外对芋头淀粉的提取制备方面的文献报道比较少，s n m o o r t h y 5 j 等在1 9 9 1 那年报道称使用1 的己二酸钙可以提高芋头淀粉的沉降速度，从而提 高芋头淀粉的提取率。但是得到的芋头淀粉颜色较深，呈褐色，即使用重复冲洗 的方法也不能去除这种不利褐色。使用稀氨水溶液能加快芋头淀粉的沉降并且提 高芋头淀粉的提取率。 b a d e i l l l u i z e n 【5 】等是国外研究芋头淀粉提取比较早的。早在1 9 6 4 年，b a d e n h u i z e n 报道了水常规沉降法提取制备芋头淀粉。主要是将清洗后的芋头原料粉碎用清水 表1 - 1 不同地域来源的芋头淀粉的粒度 t a b 1 - 1s i z e so ft a r os t a r c h e sf r o md i f f e r e n tr e g i o n s 姜瑞敏等【l o 】用莱阳芋头淀粉与马铃薯淀粉、玉米淀粉、甘薯淀粉作比较，研究 发现，芋头淀粉的糊化温度为7 8 8 2 c ，是目前已有淀粉中糊化温度最高的一种， 是这4 种淀粉糊中的冷热稳定性好的一种。王愈等【1 3 】研究发现，芋头淀粉质量分 数和p h 对其糊黏度性质影响很大。蔗糖使淀粉糊的冷黏度均有 2 所增加，且呈正相 第1 章文献综述 关。芋头淀粉的成糊温度略有增高，冷黏度稳定性基本不变，而热稳定性、凝胶 性略有增强。 淀粉的膨润力和溶解度反映淀粉与水之间相互作用的大小【9 】。膨润力指每克干 淀粉在一定温度下吸水的质量分数；溶解度指在一定温度下，淀粉样品分子的溶 解质量百分数。一般薯类淀粉的膨胀能力超过谷物淀粉，蒸煮和溶解比普通谷物 淀粉容易。在芋头淀粉的实际应用过程中，膨润力的大小也是会影响到食品的品 质的。芋头淀粉的膨润力与温度呈正相关，其中在糊化温度范围以内时增加最快， 糊化前次之，糊化后增最为缓慢。 淀粉中的直链淀粉的质量分数可以影响到淀粉的众多理化特性。直链淀粉含量 低的淀粉粘度高，糊化温度低。不同来源的淀粉直链淀粉含量不同，同一种来源 淀粉的直链淀粉含量会受到类型品种和成熟度等因素的影响。从现有的文献来看 1 1 - 1 2 1 ，不同品种来源芋头淀粉中直链淀粉的含量为1 4 0 枷4 ，跨度较大，且不 均匀。 1 1 2 4 芋头淀粉的应用 芋头淀粉相比较马铃薯淀粉、玉米、大米淀粉等在现代食品、化妆、造纸等工 业中的应用并不广泛。芋头淀粉颗粒细小促使其拥有其他大颗粒淀粉所不具备的 应用价值，例如：口感比较细腻，可应用到婴儿食品、临床辅助营养食品、老年 食品等；作为果汁等饮料的主要增稠剂和稳定剂；通过酶水解成脂肪模拟品应用 到低脂食品中；应用于化妆粉底中替代滑石粉等，提高粉底的细度和皮肤的适宜 度。 同时，将芋头淀粉进行变性进一步发掘其应用潜力。张世军等【体1 6 1 将丙烯酰胺 接枝到芋头淀粉，得到的丙烯酰胺芋头淀粉，利用到酒糟废水的处理中，絮凝沉 降作用比丙烯酰胺接枝玉米淀粉效果好， 芋头淀粉其众多优越的理化特性，可以在食品、化妆品、医药以及其他工业中 应用的潜质，一定会得到深入发掘，是具有实际推广的价值和广阔的开发空间。 1 2 脂肪模拟品的研究现状 脂类、碳水化合物、蛋白质为三大能量营养素。是人类获取能量的重要来源。 同质量的三大营养素能提供的能量比值为9 ：4 ：4 。根据中国营养学会推荐，碳水 化合物、脂肪和蛋白质三大产能营养素在总能量的比例为：5 5 6 5 、2 0 3 0 、 1 0 - 1 5 。 食品中的脂肪不仅能被人消化、吸收并产能；为人体提供必需脂肪酸；脂溶性 3 不致畸、无遗传毒性。用蔗糖聚酷代替常规脂肪可预防冠心病、肥胖症、结肠癌 等疾病，还可以降低血浆胆固醇。 p r o c t e r 和g a m b l e 出品的蔗糖聚酯o l e s t r a 是比较广泛的成熟产品1 2 0 l 。o l e s t r a 可用于熟食和冷食。o l e s t r a 的碳骨架与脂肪非常相近，但中心是蔗糖分子，连接8 个脂肪酸，而非甘油分子连接3 个脂肪酸。脂肪替代品在烹饪高温下稳定的，但 正由于蔗糖聚酯不被人体消化和吸收，又是脂类物质，所以容易导致肛漏和渗透 性腹泻等病症；影响脂溶性维生素和西塔营养素的吸收1 2 1 彩j 。f d a 要求：含蔗糖 聚酯o l e s t r a 的食品必须标有以下说明：“此品含o l e s t r a ，可能会引起肛漏和腹泻， 4 第1 章文献综述 并可能抑制维生素和其他营养成分的吸收。在添加蔗糖聚酯的食品，为补充损失 的维生素和其他营养素，应在加工中添加维生素a 、d 、e 、k 等脂溶性维生素。 构造油，脂指甘油与不同链长的脂肪酸进行酯化反应得到的一类物质，包括： 长链脂肪酸酯( l c f a ) 、中链脂肪酸酯( m c f a ) 并 i 短链脂肪酸酯( s c f a ) 。 张立栋【冽以橄榄油为原料，预乳化制备脂肪模拟品，并研究在发酵香肠中替代 猪肥膘。结果表明：随着橄榄油替代比例的增加，胆固醇的含量明显减少，不饱 和脂肪酸的含量则有所上升；脂肪的含量有所减少，而蛋白质的含量有所增加； 水分含量的变化没有明显的不同，p h 的变化略有不同，但变化幅度并不明显；在 外观，组织形态和色泽方面没有太大的变化，只是口感和气味略微有影响，发酵 香肠的硬度、弹性、内聚性、咀嚼性都逐渐降低，但在消费者的可接受范围内。 1 2 2 蛋白质基脂肪模拟品 蛋白质在加热、p h 、金属盐等条件下变性后，分子中的疏水基团和区域暴露 在分子表面，能模拟油脂的疏水性状；同时微粒化蛋白质水合后，分散液中水合 蛋白质颗粒直径小于1 0 # m t 2 5 1 。这种分散体系的口感类似于水包油的油乳化体系的 特征，因而可模拟脂肪良好的润滑、奶油状感官特征口感上基本并不能分辨开来。 但是，由于蛋白质类物质的热稳定性较差，致使蛋白质基质的脂肪模拟品的应用 受到了很大的限制，不能应用到油炸食品中。同时，蛋白质变性后，在高温下还 容易发生美拉德反应，失去脂肪模拟的效果，口感和视觉效果降低。 蛋白质基质脂肪模拟品的主要原料是乳清蛋白、牛奶蛋白、大豆蛋白、小麦蛋 白和明胶等。通过热处理原料，使蛋白变性后形成微粒，干燥粉碎得到成品。蛋 白质基质的脂肪模拟品的制备过程为：热处理法、微粒化处理。有报道发现称， 在加热的过程中使用剪切力可以破坏蛋白质聚集，能够形成直径较小的微粒，称 做微粒化技术【删。 蛋白质基质的脂肪模拟品，主要用于不需要高温处理的食品的加工过程中，如 冰淇淋等食品。李玉美【2 7 】应用a l c a l a s e2 4 l 蛋白酶对乳清蛋白改性，分别以水解 度2 5 的酶解乳清蛋白制备得到脂肪替代品。并将其应用到低脂冰淇淋中，替 代普通脂肪冰淇淋中的2 5 的传统脂肪，其得到的各项感官指标与原配方冰淇淋 相当。当乳清蛋白水解度为4 时，得到的冰淇淋要优于原配方冰淇淋。表1 2 中 是现在国内外市场上市场上已有的蛋白质基质的脂肪模拟品主要有n u t r as w e e t 等 公司的产品。 5 6 g e l p r c r e a m y i n s t a n tp u f l o i n s t a n ts t e l l a r i n s t a n tw - 11 l e a n b i n d m i r at 1 l i c k4 6 8 n l i t cc m n t e l n i j t e l p p a s e l l ib c 改性木薯 速溶改性蜡质玉米 速溶改性玉米 速溶改性蜡质玉米 改性玉米 速溶改性蜡质玉米 改性木薯 改性蜡质玉米 速溶改性蜡质玉米 改性木薯 s t a r c hp l u ss p w s t a s l i m1 4 2 s t a s l i m1 4 3 s t a s l i m1 5 0 s t a s l i m1 5 1 s t a s l i m1 7 1 s t e l l a r p u 佗g e l b 一9 9 0 s l e n d e d e a n 蜡质大米 速溶改性马铃薯 改性马铃薯 速溶改性木薯 改性木薯 改性蜡质玉米 改性玉米 改性玉米 改性木薯 第1 章文献综述 近年来，食品工业将淀粉经酸水解、酶水解得低d e 值的麦芽糊精是发展的新 趋势【3 l j ，其种类如表1 4 所示。 酶法水解制备脂肪模拟品是比较简单和快捷的路径，国内外在利用淀粉为基质 制备脂肪模拟品时主要选用酶水解法1 3 拍5 1 。酶水解主要用的是高温a 淀粉酶。通 过控制高温a 淀粉酶的水解条件，将淀粉的d e 值控制在一定范围，再进过干燥 等工序得到可以模拟出类似脂肪感官特性的脂肪模拟品。 郝新蕾m j 以马铃薯淀粉为原料，通过酶解制备低d e 值麦芽糊精脂肪替代品并 将其应用于蛋黄酱中开发制备了低脂蛋黄酱。通过感官评定后得出，最多可以替 换其中4 0 的油脂，并且添加脂肪模拟品对产品的p h 值、粒径、色泽、质构、过 氧化值及细菌总数等指标并无不利的影响。 酆渊【了7 】以大米淀粉作为原料，酶解得到低d e 值的脂肪模拟品，并研究其在焙 烤领域中的应用。研究发现d e 值为3 的脂肪模拟品质构特性较接近于市场所售脂 肪模拟品的性质；利用蔗糖酯和黄原胶按干物质的0 5 添加量对其进行复配，质 构及感官特性显著提升；将复配后的脂肪模拟品利用到低脂重油蛋糕的加工中， 通过质构和感官分析得到此复配脂肪模拟品可以部分替代原脂肪，并不会影响产 品的感官及质构特性。 表1 4 麦芽糊精类脂肪模拟品刚 t a b 】- 4m a l t o d e t r i n b a s e df a tm i m i c s 1 2 3 2 纤维素脂肪模拟品 以纤维素为基质的脂肪模拟品，其主要原料是是各种膳食纤维，由纤维素不能 被人体消化，所以几乎是无热量的。纤维素基质的脂肪模拟品是经过物理或化学 方法处理后制成纤维素粒子，在水中分散后形成球珠状胶体溶液，一定量的此胶 体溶液可以替代水包油溶液，产生类似脂肪的流变特性和口感。食品工业中，可 以纤维素作为填充剂、持水剂、气泡稳定剂等各种功能添加剂，同时可以用于加 工适合糖尿病等病人的临床营养食品等。丹麦的n u t r i op f i b r e 就是一种代表性的 7 西南大学硕士学位论文 纤维素基质的脂肪模拟品，该产品的原料为豌豆纤维。n u t d op f i b r e 持水力和强， 能达到自重的8 - 9 倍，可应用到蛋黄酱、色拉调味料、糖果和肉制品，达到油脂的 类似的质构和口感【3 刚。 1 2 3 3 胶体脂肪模拟品 这一类基质中主要的原料来源是果胶、卡拉胶、黄原胶和阿拉伯胶等。它们能 和食品其他组分互相作用，增稠剂、未定级和凝胶剂等食品添加剂。 刘贺等【3 9 】以明胶和阿拉伯胶原料，脂肪替代品。生产工艺：p h = 4 2 5 ，明胶溶 液与阿拉伯胶溶液配比1 ：1 、搅拌温度5 0 c 、静置时间为0 5 h 、溶质浓度2 、搅 拌速度1 0 0 r m i n 。产品的外观类似油脂，体积平均粒径在1 0 z m 左右，满足脂肪替 代品特性要求。 李鸿钧等【加】以果胶为基质的脂肪替代品替代冰淇淋中的脂肪，研究不同替代比 例对冰淇淋的感官影响。不同替代比例下，各项指标均无显著差异，即使替代全 部脂肪是，所得到的冰淇淋依然具有较好的感官接受度。 e g b e r t 掣4 1 j 选用i o t a 卡拉胶生产低脂牛肉，得到的凝胶不脱水，肉制品具有良 好的保湿性和冻融性，同时还让牛肉能具有一定的机械加工性能。 1 2 4 淀粉脂肪模拟品在食品中作用机理【2 9 ，4 2 4 刀 以淀粉为基质的脂肪模拟品，主要在食品中起到脂肪的润滑作用，通过自身颗 粒的微小、持水等特性赋予食品以传统脂肪的口感。淀粉本身的颗粒度很小，都 是在微米级别，这和脂肪颗粒的大小较相近。淀粉及以淀粉为基质的脂肪模拟品 能够形成凝胶。这种凝胶从外部直观的视觉、味觉、触觉等方面与脂肪有相似性。 凝胶内部微观结构中，形成空间网状结构，其结构内部可以截留大量具有流动性 的水分，使模拟品润滑口感。同时，淀粉为基质的脂肪模拟品，具有与脂肪相似 的可塑和涂抹特性。 1 3 淀粉脂肪模拟品在食品工业中的的应用 在食品加工过程中，以淀粉为基质的脂肪模拟品，有两种形式加入到加工环节 中：一为粉状直接加入初始配方环节；二为配置成溶液并形成凝胶后加入加工环 节。 低脂焙烤、挤压成型食品、低脂色拉调味料和人造黄油时，凝胶比粉状好。如 人造黄油，凝胶添加比以粉状配方的成品性质更稳定，质构更好，与高脂人造黄 油油滴颗粒大小更接近【4 引。利用马铃薯淀粉为原料，制备得到低d e 值麦芽糊精。 8 第2 章引言 第2 章引言 2 1 研究的目的和意义 脂类、碳水化合物和蛋白质是人类获取能量的重要来源。其中脂类与同质量的 其他两大营养素的能量比为9 ：4 ：4 。同时，食用脂肪含量较高的食品，可获得更多 能量、口感更润滑、风味更能激起人的食欲，所以人类在选择食物的时候常更偏 向于选择脂肪含量较高的食物。随着现代生活方式的改变，生活条件的提高，以 及健康饮食观念的淡漠，人们常常会摄入过多的脂肪，引发体重增加，同时增加 心血管疾病、糖尿病等疾病的可能性。脂肪在高温加热过程中容易水解导致品质 降低，风味变差，以及产生反式脂肪酸等有害物质，这都会影响人类健康。所以， 如何在既不改变人们的饮食习惯又能有效降低脂肪的摄入，是现代食品工业的一 个重要的研究课题。在食品加工过程中，脂肪替代物在不影响食物外观、口感和 质构特性的前提下，适当替代部分脂肪，生产低脂食品。由于传统脂肪的使用量 减少，低脂食品还可以降低加工、保藏脂肪的中反式脂肪酸等有害物质的形成， 减少对健康的危害。 脂肪模拟品是一大类以蛋白质和碳水化合物为基质的脂肪替代物。通过制备得 与脂肪大小相近的颗粒，主要是l o t m 以下的颗粒来模拟脂肪细腻、柔软和润滑的 口感。其中淀粉的的来源相对更广泛、原料和生产成本相对更低廉、口感相对更 温和，所以更受到食品行业和消费者的喜爱。 利用淀粉为基质加工脂肪模拟品的研究主要有马铃薯淀粉、玉米淀粉、大米淀 粉等。目前未见相关利用芋头淀粉制备脂肪模拟品的报道。芋头淀粉的颗粒度相 对于其他常见淀粉的颗粒更小，其部分水解物的颗粒更接近脂肪颗粒的大小，更 有利于模拟脂肪细腻的口感。同时，我国芋头资源充足进一步开发和利用芋头资 源是一个重要课题。本课题，利用芋头为原始原料提取芋头淀粉，在利用自制芋 头淀粉制备芋头淀粉脂肪模拟品并研究其凝胶的基本特性，最后再探索自制芋头 淀粉脂肪模拟品在低脂食品中的应用。 2 2 研究的主要内容 以西南地区主栽芋头品种为基础原料，以新工艺条件提取芋头淀粉。再利用所 得到的芋头淀粉高温酶解制备芋头淀粉脂肪模拟品，通过对其基本理化性质、凝 胶强度及感官性质、颗粒度等性质的分析，并将其应用到戚风蛋糕中替代原料中 的色拉油成分，研究芋头淀粉脂肪模拟品的不同替代比例情况下产品的质构和感 9 两南大学硕+ 学位论文 官性质，得到芋头淀粉脂肪模拟品的使用时的替代比例。主要研究内容包括： 2 2 1 芋头淀粉提取工艺优化及芋头淀粉特性研究 1 ) 芋头淀粉提取工艺的优化：以淀粉提取率为指标，研究浸泡液的种类、温 度、p h 值、浸泡时间、料液质量比等条件对淀粉提取率的影响，通过正交试验确 定芋头淀粉的最佳提取工艺条件。 2 ) 芋头淀粉特性研究：对自制芋头淀粉的基本组成、白度、溶解度、膨润力、 淀粉糊粘度、粒度等性质的测定。研究芋头淀粉与其他几种常见淀粉的粘度、凝 胶强度、热稳定性、冷稳定性等性质的比较，确定芋头淀粉可以作为脂肪模拟品 原料的可能性。 2 2 2 芋头淀粉制备脂肪模拟品及特性的研究 1 ) 以实验室自制芋头淀粉为原料，利用高温a 淀粉酶制备芋头淀粉脂肪模拟 品。研究3 种不同d e 值的芋头淀粉脂肪模拟品的基本物化特性、粒度、凝胶强度、 凝胶的感官评定，确定芋头淀粉基质脂肪模拟品的适合d e 值。 2 ) 根据前述研究结果，研究控制高温a 淀粉酶的添加量、酶水解时间和酶水 解温度等条件对脂肪模拟品d e 值的影响，通过正交试验确定最适合d e 值脂肪模 拟品的最佳工艺条件。 2 2 3 芋头淀粉脂肪模拟品的应用研究 将自制芋头淀粉脂肪模拟品应用到低脂戚风蛋糕中。通过研究替代不同比例脂 肪时的戚风蛋糕的水分含量、蛋糕质量损失、蛋糕密度、蛋糕比容等基本指标； 戚风蛋糕在短期保藏过程中质构特性的变化；以色泽、外观、组织形态、气味、 口感为指标对戚风蛋糕进行感官评定，确定芋头淀粉脂肪模拟物在戚风蛋糕总替 代色拉油的合适比例，研究芋头淀粉脂肪模拟品在戚风蛋糕中不同的替代比例对 产品的保藏和感官特性的影响。 第3 章芋头淀粉提取工艺优化及其特性研究 第3 章芋头淀粉提取工艺优化及其特性研究 上- j - 刖舌 淀粉的性质很优良，粒度小，糊化后具有良好的凝胶作用，是良好的填充剂、 分散剂等，广泛应用于食品、饲料、造纸、制药等行业。 淀粉的主要来源为薯类、葛根、莲藕、芋类、大米、玉米、小麦等植物的地下 茎或者种子等。淀粉的提取制备工艺过程大同小异，即在原料粉碎以后通过特定 的浸泡液来浸出淀粉颗粒，然后将浸出淀粉颗粒收集、干燥得到成品。但是，在 实际制备过程中，不同种类淀粉来源的来源，适合的浸泡液、时间等条件有很大 的差别。芋头淀粉的提取过程中，由于芋头淀粉颗粒很小、含有大量粘质、容易 褐变等不利因素，影响了芋头淀粉的提取率和成品色泽等品质。 本章节主要在前人研究基础上，保证提取率和品质的前提下利用n a o h 来浸提 芋头淀粉，探讨芋头淀粉的最佳工艺条件，以及对色泽的影响。并研究了自制芋 头淀粉的组成、白