双水解法制备饼干脂肪模拟品的研究

双水解法制备饼干脂肪模拟品的研究

随着经济的发展和社会水平的提高，人们对食品的要求越来越高。你的脂肪体非常舒适，深受人们喜爱。国民脂肪摄入增加,肥胖相关的疾病发病率急速上升。脂肪模拟品替代食品加工中脂肪配料可降低脂肪摄入和降低产品能量。脂肪模拟品是以蛋白质或碳水化合物为基础成分的产品,它们是以水体状体系的物理特性来模拟出油脂的润滑细腻的口感特性。碳水化合物基模拟脂肪能形成凝胶,持水性高,增加水相粘度,从而改善水相的结构特性,产生类似于脂肪的流动性、口感、质构、润滑性、浑浊性和粘度等众多脂肪的特性。淀粉脂肪模拟品主要指利用部分酸水解或者酶水解淀粉颗粒,当淀粉水解物颗粒度与脂肪颗粒度相当时,形成的凝胶具有与脂肪类似的口感和物理特性,以部分替代油脂。国内淀粉脂肪模拟品的研究主要集中于马铃薯淀粉、大米淀粉和玉米淀粉等。王秀军等人用小麦麸皮深加工过程中抛弃的原料制备具有麦芽糊精、蛋白质和功能性多糖复合型脂肪替代品,充分利用资源的同时也带来了经济效益。淀粉具备来源广、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。刑名等人研究认为在一般情况下酶解淀粉DE值6.0左右能形成柔软的、可伸展的、热可逆的凝胶,入口有类似脂肪的口感。芋头干基淀粉含量较高,淀粉粒度细小,接近脂肪颗粒大小,所以,本实验以芋头淀粉为基质研究脂肪模拟品的制备及特性。1材料和方法1.1温度和粒度分析法芋头重庆市北碚区天生市场,为芋colocasiaesculenta;芋头淀粉实验室自制,过100目筛,40℃鼓风干燥48h以上,经测定芋头淀粉颗粒体积平均粒度8.97μm,白度94.11;亚硫酸钠、乙酸铅、硫酸钠、乙醚、硫酸铜、亚甲蓝、亚铁氢化钾、酒石酸钾钠、醋酸钾、醋酸钠、硫酸锌、氯化钙、重铬酸钾等均为分析纯;高温α-淀粉酶(液体)酶活力20500U/mL,湖南礼来生物技术公司。AvantJ-3DI型离心机美国BeckmanCoulter,Inc.;Mastersizer2000型粒度分析仪英国MalvernInstrumentsLtd.;TA-XT2i质构仪英国StableMicrosystemsLtd;MicroVisco-Amylo-Graph粘度仪德国BrabenderLtd.。1.2实验方法1.2.1模拟制备的芋头淀粉脂1.2.1.u3000deh-pcr反应15%芋头淀粉浆液→调pH至6.0～6.5→加入高温α-淀粉酶,水浴→6mol/L的HCl调pH<2.0,灭酶,迅速冷却10min左右→10mol/L的NaOH调pH至7左右→4000r/min,15min→测DE值→喷雾干燥(控制进风温度在180℃左右)→产品。1.2.1.不同酶解温度和时间对酶解淀粉de值的影响称取一定量芋头淀粉调制成质量分数为15%的淀粉浆,盐酸调浆液pH至6.0～6.5之间,分析不同加酶量(2.05、4.1、6.15、8.2、10.25、12.30、14.35、16.4U/g)、不同酶解温度(80、82.5、85、87.5、90、92.5℃)和不同酶解时间(10、15、20、25、30、35、40min)下酶解淀粉DE值变化。以DE值6为指标确定各因素水平。1.2.1.3.脂肪模拟产品的制备工艺优化在单因素实验基础上,以DE值为指标,以酶添加量、酶解时间和酶解温度为因素设计L9(34)正交实验。1.2.2-2010灰分:GB/T5009.4-2010,灼烧法;水分:GB/T5009.3-2010,直接干燥法;粗蛋白:GB/T5009.5-2003,凯氏定氮法;粗脂肪:GB/T5009.6-2003,索氏抽提法;高温α-淀粉酶活力。1.2.3模拟十二烷基脂肪体的性能分析1.2.3.1粒度用MALVER公司的Mastersizer2000型粒度分析仪对制备芋头淀粉脂肪模拟品和原淀粉进行粒度分析。1.2.3.饱和水溶液法称取一定质量样品,在105℃烘干至恒重,按照一定顺序分别与超纯水、KAc、NaAc、ZnSO4、CaCl2、Na2Cr2O7·2H2O饱和溶液,放入不同的干燥皿中,在一定环境下(干燥、避光、室温)密封放置10d后,取样并称出水分含量。1.2.3.凝胶强度测定配制所需浓度(w/w)的脂肪模拟品溶液,搅拌均匀使其充分溶解,吸取20mL均匀液于25mL烧杯,4℃下放置12h,测定凝胶强度。TA-XT2i型质构仪参数:TPA模式,p/0.5探头,实验前速度5.0mm/s、下压速度1.0mm/s、下压距离50%。1.2.3.4.凝胶性能配制一定浓度的脂肪模拟品溶液,搅拌均匀后吸取20mL于25mL烧杯,4℃环境下放置12h后,记录凝胶质地、润滑度、透明度等性质。2结果与分析2.1采用甘薯脂肪法进行制备和影响因素2.1.1单因素试验的结果2.1.1.酶解时间对de值的影响如图1,在淀粉含量15%、酶添加量8.20U/g、酶解时间30min、温度范围80～92.5℃时,DE值在0.93～6.20之间,呈先升后降趋势,温度大于90℃后DE值急剧降低。2.1.1.酶解1040min如图2,在淀粉含量15%、温度90℃、酶添加量8.20U/g、酶解10～40min时,DE值在1.98～6.26之间,呈上升趋势。当酶解时间在10～30min时,DE值上升较快,30min后,DE值上升缓慢。2.1.1.酶解时间对淀粉水解度的影响如图3所示。在温度90℃、酶添加量范围2.05～16.4U/g之间,酶解时间30min时,DE值范围为2.71～12.15。随酶添加量增加,淀粉水解度增加。在本实验浓度范围内,DE值均匀增加,说明淀粉酶作用效率明显,符合要求,表明酶添加量在此范围内能够有效促进脂肪模拟品的水解。2.1.2其他酶添加量对馒头淀粉de值的影响在单因素实验的基础上,以酶添加量、酶解时间及酶解温度3因素3水平进行L9(34)正交实验,实验结果如表1。DE值在4.23～7.11间波动,极差分析芋头淀粉DE值极差R值范围0.31～1.72,各因素影响DE主次为:酶添加量(A)>酶水解时间(B)>酶水解温度(C)。方差分析可知:F(酶添加量)=27.68>F0.05(2,2)=19,酶添加量对DE值有显著影响(p<0.05)。以DE值6为指标,制备脂肪模拟品最佳工艺条件为A2B2C2,即酶添加量8.20U/g,酶水解时间30min,酶水解温度87.5℃。该工艺处理不在本正交实验处理中,对最佳工艺条件进行验证实验,测定产品DE值为6.03。2.2通过比较制备的头腔脂肪模拟产品和原淀粉的性质2.2.1馒头淀粉基本成分选择DE值6.03芋头淀粉脂肪模拟品和原淀粉进行比较研究,基本成分如图4,制备芋头淀粉脂肪模拟品灰分低于原淀粉,粗蛋白和粗脂肪含量远低于原淀粉。2.2.2用于替代脂肪的颗粒结果如表3所示,芋头淀粉和制备芋头淀粉脂肪模拟品体积平均粒度在10μm以下,粒度小于10μm的颗粒均可模拟脂肪颗粒的润滑性和口感等,所以理论上芋头淀粉也可用于替代脂肪作为脂肪替代品。但经过酶解处理后,制备芋头淀粉脂肪模拟品比表面积高于原淀粉,体积平均粒度低于原淀粉,其中,d(0.1)和d(0.5)远低于原淀粉,更适合作为脂肪替代品。2.2.3环境相对湿度对馒头淀粉水分含量的影响结果如图5,制备芋头淀粉脂肪模拟品吸湿性强度与所处环境相对湿度呈正比,制备芋头淀粉水分含量在环境相对湿度为20%时为7.31%,当环境相对湿度大于52%时产品吸湿性快速增加。当环境适度达到100%时,其水分含量为29.41%。2.2.4馒头淀粉脂肪模拟品凝胶性状与原淀粉浓度的关系选取制备芋头淀粉脂肪模拟品和原淀粉浓度分别为25%、30%、35%溶液形成的凝胶,测定其凝胶强度,结果如图6所示。在不同浓度下制备芋头淀粉脂肪模拟品凝胶强度均低于原淀粉。将制备芋头淀粉脂肪模拟品与原淀粉配制不同浓度的溶液,观察其凝胶性状,结果如表4,二者均可以在25%以上的浓度形成凝胶,并随处理淀粉浓度的增加,向质硬、粗糙、不透明、不润滑等相应感官性状靠近;浓度大于25%时形成的凝胶感官性状较差。处理浓度25%时,制备芋头淀粉凝胶软滑细腻,呈透明状,优于芋头原淀粉形成的凝胶,因此确定制备芋头淀粉脂肪模拟品使用浓度为25%。3最佳工艺条件的验证本实验采用芋头淀粉作为初始原材料。探讨了酶添加量,酶解时间和酶解温度对芋头淀粉脂肪模拟品DE值的影响,并且研究了制备芋头淀粉脂肪模拟品和原淀粉的基本组成、粒度、吸湿性和凝胶特性,得出以下结论:高温α-淀粉酶的添加量,酶解时间和酶解温度均对产品的DE值有影响。最佳工艺条件为:酶添加量8.20U/g,酶水解时间30min,酶水解温度87.5℃。在最