玉米醇溶蛋白油脂模拟品制取工艺及其应用的研究(可编辑)

1、玉米醇溶蛋白油脂模拟品制取工艺及其应用的研究 吉林农业大学硕士学位论文玉米醇溶蛋白油脂模拟品制取工艺及其应用的研究姓名:石岱丽申请学位级别:硕士专业:农产品加工及贮藏工程指导教师:王大为20070601玉米醇溶蛋白油脂模拟品制取工艺及其应用的研究摘要过量摄入脂肪会引发肥胖、冠心病、高血压和某些癌症,而脂肪对食品的感官、风味、质构和口感都有重要影响。油脂对食品外观和质构的影响是显著的,食品中的油脂不仅表现自身的风味,还影响其它香料的浓度、持久性和平衡。合理膳食告诉人们,要防止过度肥胖,除了均衡饮食和多作运动外,选择进食低脂食品也是一个行之有效的方法。单纯减少食品配料中的脂肪含量会给产品风味及感特

2、性带来不良影响,使食品口感粗糙,滋味下降。解决这一问题的最好方法是研制出一种低能量、风味口感俱佳的油脂替代品来替代膳食中多余的脂肪。利用脂肪替代品来制造低热食品的首要条件是能够维持食品原有的风味、质构、感和脂肪给予人的饱腹感等特点。因此脂肪替代品已风靡全球。玉米蛋白油腊模拟品具有油脂的口感与质构,能量却很低,可替代部分食品中的油脂,它的研制成功大大地提高了玉米的附加值,具有非常广阔的前景。油脂模拟品是以碳水化合物或蛋白质为基础成分的产品,能提供脂肪在食品中所具有的风味和质构的非脂肪性物质。它们不能等量替代脂肪,其提供的热量为/,可吸收充足的水分,以水包油/乳化体系来模拟被替代油脂的油状液体系,

3、在食品安全方面较含脂肪酸的脂肪替代品为佳,但不适用于煎炸焙烤等高温处理工序和溶解油脂性风味物质。本试验是以提取的玉米醇溶蛋白为原料,经调值、控温、微粒化及乳化等一系列处理后制得粒径为.,白色或淡黄色粘稠状液体或半固体,具油脂香味、质构及特性的玉米蛋自油脂模拟品,并应用于生产冰淇淋和蛋黄酱中。若将该产品与平衡膳食相结合,人们便可更好地达到健康饮食的目的,并有效预防因高能量膳食所引起的肥胖症、高血压、糖尿病等。本文作为吉林省科技厅的重点攻关项目,以玉米淀粉生产的副产物一玉米蛋白粉为原料,主要是玉米醇溶蛋白油脂模拟品制取工艺的实验以及其应用的研究,并获得以下研究结果:超晦界萃取玉米蛋白粉的最佳工艺象

4、件:萃取温度为、葶取压力为、萃取时间为、流量为/。通过正交试验设计及测定项目分析结果,确定提取玉米醇溶蛋白的最佳工艺条件为:乙醇浓度为%,固液比为:/,温度为,值为.,所得蛋白纯度较为理想。以玉米醇溶蛋白为基质制取油脂模拟品的最佳工艺条件是:值为.,物料温度为,剪切时间为,剪切速度为,复合乳化剂配比单甘酯:黄原胶:为.%:.%:.%,这时产品品质最好,呈半固态、具有柔滑、细腻的类似天然脂肪口感。玉米醇溶蛋白油脂模拟品可替代部分奶油用于冰淇淋制作中,正交试验结果表明,油脂模拟品冰淇淋的最佳配方为奶油用量为%,玉米醇溶蛋白油脂模拟品用量为%,乳化剂用量为.%,稳定剂用量为.%。玉米醇溶蛋白油脂模拟

5、品替代色拉油用于蛋黄酱制作中,正交试验结果表明,油脂模拟品蛋黄酱的最佳配方为玉米蛋白油脂模拟品用量为%,色拉油用量为%,食醋用量为%,蛋黄用量为%。关键词:玉米醇溶蛋白,油脂模拟品,微粒化,制取工艺,应用.咧脚.缸.勰. . 组 ./ 伽。 . 日/,.他. . ,睁 , ,. ,.?“;: :、 , /.,、/ ,: % :, .,、 , , . . : , :“: .%:.%:.%.,、 四锄 %. %. ,%,.%,、%. %.%, %,:, ,独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他

6、人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得吉林农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签字日期:砷年月胛学位论文储签名:乃岱而关于论文使用授权的说明本人完全了解吉林农业大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留送交论文的复印件和磁盘。允许论文被查阅和借阅,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意吉林农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。签字日期:年月压日学位论文作者签名:历/盛丽导师签名:签字日期:励年/月么咱吉林农业大学硕士学位论文 玉米醇溶蛋

7、白油脂模拟品制取工艺及其应用的研兜第一章前言脂类是油、脂肪、类脂的总称。食物中的油脂主要是油和脂肪,一般把常温下是液体的称作油,而把常温下是固体的称作脂肪。脂肪是由甘油和脂肪酸组成的三酰甘油酯,其中甘油的分子比较简单,而脂肪酸的种类和长短却不相同。因此脂肪的性质和特点主要取决于脂肪酸。不同食物中的脂肪所含有的脂肪酸种类和含量不一样。自然界有多种脂肪酸,因此可形成多种脂肪酸甘油三酯。脂肪酸一般由个到个碳原子组成。脂肪俗称油脂。按来源可分动物和植物油脂两大类。按化学结构又可分为脂肪亦称中性脂肪和类脂两种。类脂包括磷脂、糖脂、固醇和固醇脂几大类。脂肪在人体营养中占重要地位,人体所需的总能量的%是由脂

8、肪所提供的。脂肪的主要功能是供给热量,其供热量较相同重量的蛋白质和碳水化合物糖类多。倍。此外,还提供人体所需的“必需脂肪酸”。脂肪酸的种类很多,可分饱和、单不饱和与多不饱和脂肪酸三大类。多不饱和脂肪酸中的亚油酸、亚庶酸和花生四烯酸在动物和人体内不能合成,必须取自食物,故称“必需脂肪酸”,缺少它们就会产生一系列缺乏症状,如生长迟缓、皮炎等。营养学家们提出,必需脂肪酸热量应占膳食总热量的%。这些脂肪酸在豆油、玉米油、棉籽油、芝麻油、葵花籽油、花生油中含量最高。脂肪主要分类在人体皮下组织、大网膜、肠系膜和肾脏周围等处。.油脂在食品中的作用及对人体生理的影响食品中的油脂被称为食品脂质,食品脂质作为食品

9、的一种重要原料,能为人体提供./的能量,使人有饱腹感:对食品的感官、风味、质构和口感等特性都有重要影响,可提供人体必需脂肪酸;还是脂溶性维生素的载体。食品脂质作为食品的重要组成成分,首先引起消费者兴趣的是:食品的感官特性;其次是食品风味。如果低脂肪食品缺少高脂食品的光泽,消费者会认为这种食品缺少营养,最终影响产品的销售。食品脂质对食品外观和质构的影响是显著的,食品中的油脂不仅表现自身的风味,还影响其它香料的浓度、持久性和平衡,这是由于油脂能缓释风味的释放。脂溶性食用香料的风味是在咀嚼中逐渐释放出来的,食品中除去或减少油脂会破坏这种缓释功能。随着油脂含量的下降,食品中的咸味、酸味、甜味和苦味会变

10、得更明显。由于脂溶性香料通常在亲水性环境中不稳定,因此在高脂食品中才有有效的风味”】,不可能在低脂产品中表现出来。美国膳食指南指出,在人们的膳食中,脂肪提供的热量不宜超过总热量的%,吉林农业大学预士学位论文玉米醇溶蛋白油脂模拟品制取工艺及其应用的研究由饱和脂肪酸油脂提供的热量不得超过%,非饱和脂肪酸油脂提供的热量至少要占/,每日摄入的胆固醇应少于毫克,因饱和脂肪酸和胆固醇的摄入量与心血管疾病有关,而总热量只要足够维持适当体重即可患病或身体情况特殊的人例外。过多的摄取油脂是身体发胖的因素之一,中年以后,如果活动量小,又不注意锻炼,吃油脂类过多的食物,皮下和内脏,如心、肝、。肾等器官外堆积大量的脂

11、肪,就会加速脏器早衰和病变,使血管硬化,引起高血压、冠心病等疾病。据美国年的营养与健康医学杂志报道:饮食中饱和脂肪酸过高,会引发一些肥胖症和癌症如:乳腺癌、结肠癌、直肠癌、子宫癌、前列腺癌等以及胆囊炎。肥胖症又会并发一些慢性病:高血压、嚣心病、动脉硬化、糖尿病、高胆固醇和中风等。据美国国家健康研究所估计;若减少脂肪摄入量,美国每年可救活万人;美国食品市场研究所早在年的一份调查中表明:公众对膳食营养最关注的影响因素就是食品中的置放含量,减少脂肪摄入量被推荐为提高自身健康的重要途径之一。据美国食品市场协会年的调查,/多的消费者已停止购买高油脂含量的食品;美国热量控制委员会的调查也显示%的成年人已开

12、始消费低脂或无脂食品;另一项调查显示:%的美国成年人想减少脂肪的摄入川。合理膳食告诉人们,要防止过度肥胖,除了均衡饮食和多作运动外,选择进食低脂食品也是一个行之有效的方法。当代消费者对脂肪含量非常敏感,但是单纯减少食品配料中的脂肪含量会给产品风味及口感特性带来不良影响,使食品:感租糙,滋味下降。而大多数消费者又不愿为健康而牺牲美味,解决这一问题的最好方法是研制出一种低能量、风味口感俱佳的油脂替代品来替代膳食中多余的脂肪【瓢】。利用脂肪替代品制造低热食品的首要条件是能够维持食品原有的风味、质构、口感和脂肪给予人的饱腹感等特点。.油脂替代品的发展当今,食品行业发生日新月异的变化,越来越多的消费者要

13、求低脂高质量的食品。八十年代后期国外食品市场开始推出脂肪替代品,进入九十年代,国外脂肪替代品开始迅猛发展,各种开发制品不断涌现。脂肪替代品在欧美发达国家异军突起,随着社会环境日趋恶化,受浮躁心理的冲击,消费者饮食习惯和嗜好发生演变,甚至导致饮食结构和膳食营养失衡。因此,开发一种既能减少摄入热量又能在风味、口感、质地等方面代替脂肪的替代品迫在眉睫【。玉米辞洛蛋白油脂模拟品制取工艺及其应用的研究吉林农业大学硕士学位论文.油脂替代品研究认为,油脂的基本口感性质是润滑性,润滑性在不同食品中有不同的表现。原则上能产生润滑感的食品配料都可以代替油脂而赋予食品油脂样口感。目前油脂替代品的原料来源而言,主要来

14、自碳水化合物、蛋白质、脂质合成物,前二者原料限于自身功能且本身不是油脂,制成的脂肪替代品为油脂模拟物。脂肪合成物本身系油脂,可以作为传统油脂的替代物【】。.油脂替代品的种类油脂替代品又可分为油脂代替品和油脂模拟品两类【“】。.油脂代替品目前,国内外所生产的油脂代替品是以脂肪酸为基础成分的酯化产品,其物理性质、化学性质与油脂类似的酯化物质。该物质的酯键能抵抗脂肪酶的催化水解,使之难于被人消化吸收,达到不提供或提供很少能量的目的。主要有蔗糖聚酯和蔗糖脂肪酸酯 ,可以在高温、中温、低温等所有场合应用,属于真正意义上的“油脂”,它有脂肪的口感,但不能被消化系统所消化,不提供能量、胆固醇。因蔗糖聚酯分子

15、有个脂肪酸侧链和一个蔗糖中心。由于其分子中的脂肪酸连接点被那么多的脂肪酸侧链覆盖着,胃里的消化酶不能进入其中使之分解”。它们具备脂肪的感官特性:使食品保留了许多脂肪提供的风味和质构;可用于煎炸焙烤食品脂肪模拟品则不能;能使食品维持亲油性,不会影响风味物质的分布和释放。从加工特性考虑,这类物质可以完全替代脂肪,但当过量摄入时,可能导致肛漏与渗透性腹泻,同时影响脂溶性维生素的吸收,安全毒理性也有待于进一步研究。尽管如此,作为脂肪替代品的代表已经美国批准用于油炸土豆、薄脆饼干等州。是蔗糖与脂肪酸发生一、二、三级酯化所形成的甲、乙、丙酯。的分子中连有个脂肪酸和个羟基,使得其兼具有亲水性和亲油性,因此具

16、有良好的乳化性和表面活性功能,可作为乳化剂和表面活性剂使用。的立体阻位小于”,可以被肠道内的脂肪酶催化水解,其热量值近似于脂肪,所以作为脂肪替代品时没有显著优势,且用量较多时会使食品产生明显的不良风味,因此其用量受到严格的限制。在食品工业中一般只是作为乳化剂、稳定剂、润滑剂、抗菌剂、稀释剂、抗凝剂等添加剂而不是配方中的主要成分加以使用。油脂代替品还有其它脂肪酸酯及多元醇脂肪酸酯和构造脂质。玉米醇溶蛋白油脂摸拟品制取工艺及其应用的研究吉林农业大学硕士学位论文,.油脂模拟晶以碳水化合物或蛋白质为基础成分的产品,能提供脂肪在食品中所具有的风味和质构的非脂肪性物质。它们不能等量替代脂肪,其提供的热量为

17、./,可吸收充足的水分。它们是以水包油/乳化体系来模拟被替代油脂的油状液体系,这点与油脂替代品完全不同,它们在食品安全方面较含脂肪酸的脂肪替代品为佳,但不适用于煎炸焙烤等高温处理工序和溶解油脂性风味物质,因为它们在高温下容易变性或焦化。在国外有以下研究【:碳水化合物型脂肪模拟品:此类模拟品由于原料来源于大自然,资源丰富、价廉,植物的根、茎、果实,如土豆、甘薯、玉米、小麦、菱角、豆类均含大量的碳水化合物,故极普通易于获得。碳水化合物经过物理、化学处理,所得到的能与水形成柔软细腻凝胶的,以水乳液体系来模拟出油脂润滑柔软、细腻口感的油状液体系。碳水化合物型脂肪模拟品不能以:比例替换食品配方中的脂肪,

18、必须与水分和其它成分如脂肪酸型乳化剂配合使用?。目前,此类模拟品主要有以下几类产品。胶类为高分子量的碳水化合物,能够与食品中其它组分发生相互作用增加食品的稠度和产生胶状效应,在食品中常用做增稠剂、稳定剂和胶凝剂以增加其粘度并促进其稳定性。常用于脂肪模拟品的胶质有卡拉胶、果胶、瓜尔豆胶、阿拉伯胶、黄原胶及明胶等,胶类物质应用于食品中一般只作为添加剂使用,其应用于脂肪模拟品已成为脂肪代用品研究的一个重要方向。淀粉类淀粉类脂肪模拟品是以玉米粉、小麦粉、马铃薯粉、木薯粉、米粉等为原料经过酸法或酶法水解、糊精化、氧化、分子交联等方法将淀粉分子由大的分子分裂为低分子糊精,颗粒结构变得疏松易于压缩,在食品中

19、形成凝胶的过程,颗粒之间相互挤压变形并迅速分解,使得产品粘度下降,从而产生类似脂肪的粘度,透光度和质构特.,它可以替代%以上的配方中的脂肪,是性。目前,此类产品的代表有酶法改性的马铃薯淀粉,本品在食品中加入后随温度的上升而形成类似脂肪的结构并提供相似口感。纤维素类 纤维素类产品包括微晶纤维素、甲基纤维素、羧基多元醇纤维素、羧甲基纤维素钠等。它们是通过化学研磨、分子解聚、化学衍生等技术手段处理得到的直径在.姗左右的颗粒。当其在水中分散成球珠后与食品中的其它成分如植物胶质配合使用模拟食品中脂肪的流动性和口感。纤维素类脂肪模拟品由于其天然来源和不含热量而被认可为产品,可以在食品生产中用做填充剂、持水

20、剂、表面活性剂、汽泡稳定剂使用,已应用于蛋黄酱、色拉调味料,糖果、冷冻甜点心、果酱和乳制品中。总之,碳水化合物模拟品来源广泛,产品种类很多,具有很好的外观和感官特性,吉林农业大学硕士学位论文 玉米醇溶蛋白油脂模拟品制取工艺及其应用的研究但超过一定限用量会对产品质构产生负面作用,还可能给食品带来异味。蛋白型脂肪模拟品:虽然以蛋白质为基础的脂肪模拟品的研制开发在国内实属空白,但在我国具有相当广阔的发展前景。天然高分子蛋白质鸡蛋白、牛乳、乳精、大豆蛋白、动物胶质、小麦谷蛋白等为原料,经加热、微粒化、高剪切处理,改变其原有的水结合特性和乳化特性,使其具有类似脂肪的口感和组织特性。脂肪代替品能够提供滑腻

21、的类似油脂口感性的要求是其颗粒直径在微米级且颗粒易于变软,相互之间能够滚动和压缩。蛋白质型脂肪模拟品的颗粒直径不大于,同时蛋白质的适度变性使其提供的口感类似于水包油型乳化体系食品中脂肪,故可应用于此类食品中。但是由于蛋白质的热不稳定性导致这类模拟品不能应用于需高温处理如油炸的食品中哪,否则会使蛋白质热凝固硬化,丧失滑腻口感,同时发生美拉德反应影响外观,这就限制了其应用的范围。是美国公司生产一种以牛奶蛋白为基料产品,是以牛乳和/或鸡蛋白为原料经一种专利微粒化过程制得。这个微粒化过程首先是以热处理使蛋白质发生一定程度的变性,之后通过很强的剪切力作用使蛋白质颗粒大小降至.岬之间。公司声称,产品圆形小

22、颗粒之间易于发生滚动作用从而产生了类似油脂的口感特性四。此外,还包含其它一些成分,诸如乳糖、柠檬酸、乳化剂和复合抗絮凝剂卵磷脂、黄原胶、麦芽糊精或果胶,这些组份的共同作用使得产品具有良好物理与口感特性。能量值为.卡,克,起始蛋白原料可预先去除所含胆固醇和脂肪。通过电子显微镜观察变性蛋白质大分子胶体颗粒,发现颗粒内层为酪蛋白微胞,外层被变性鸡蛋白所包围】。美国通用食品公司生产代脂品所用的工艺类似于模拟肉生产工艺,年公司就以黄原胶、大豆、鸡蛋、牛乳蛋白和酪蛋白为原料制作纤维状产品的生产方法申请专利所有权。纤维化结构的形成起始于物料值接近黄原胶.蛋白质复合物的等电点】,一旦形成复合纤维结构则该产品对

23、较宽范围的盐与值均比较稳定,且经热处理后稳定性进一步提高。纤维状蛋白质可用来调配无油脂色拉调味料,改性蛋白纤维则可用于冰冻甜点心上,作为一种肉替代物还可使用鸡肉、猪肉、螃蟹和龙虾肉来增味【。美国食品组份有限公司开发的油脂模拟品是以从玉米中分离出的高疏水性蛋白质如玉米醇溶蛋白为原料经微粒化过程制得,这种蛋白质存在于各种谷物如玉米、小麦、大麦和大米中。醇溶蛋白不溶于水中,但可溶于有机溶剂如乙醇中。玉米醇溶蛋白占玉米总蛋自%左右,平均分子质量约为,组成氨基酸大多是疏水性不带电荷的极性分子【。结构分析表明玉米醇溶蛋白是由个毗连的呈拓扑结构逆平行螺旋环组成的重复大分子物质,螺旋环沿着轴取向包含交替出现的

24、亲水与疏水表面,螺旋表面的极端处可产生分子内和分子间氢键结合力。与和吉林农业大学硕士学位论文 玉米辞溶蛋白油脂模拟品制取工艺及其应用的研究不同的是产品的组成蛋白质没有变化,而前两种产品中微粒子的疏水性与水不溶性是通过蛋白质变性形成的,在中,由于醇溶蛋白独特的性质使得原蛋白表面呈疏水性“。蛋白质型模拟脂肪的共同特征:均是从天然原料中分离制得,呈水包油/型,未聚集状的蛋白微粒分子,由于蛋白质的某些特性如热不稳定性,导致这类化合物的使用范围受到限制,不能应用在那些需经高温处理的场合,否则会引起蛋白变性并出现美拉德反应。因为它们呈微粒状,粒子大小、形状、质构对产品口感特性影响很大。可溶性食用蛋白呈流动

25、、粘稠的凝胶体,而热变性蛋白则呈粗糙、砂样质构的凝胶体。尽管以蛋白质为原料的油脂模拟品的风味、口感与综合效果较以碳水化合物为基料的油脂模拟品好【”。但它也有一定的缺陷:热敏感变性而丧失油脂的口感贮藏期短蛋白质类油脂模拟品会与风味物质如酮或醛类选择性地发生键合,从而影响风味的释放。因此,如何要得到无色清淡,并且保质期长的以蛋白质为基料的脂肪模拟品仍是目前的难耐。.油脂模拟品的保健功能具有低能量:这类模拟品的能值仅为脂肪的/,所供能量远远少于油脂,可降低困油脂摄入过量而引起的心血管疾病和肥胖的危险。降低胆固醇:油脂模拟品可从两个方面降低胆固醇,一是直接减少食品中饱和脂肪酸和胆固醇的摄入,从而减少对

26、身体的刺激:二是可降低体内低密度脂蛋白水平,同时对体内高密度脂蛋白则没有影响。理想油脂替代品所具备的特性类似油脂油腻的口感”“;无色无味;贮存期至少为一年;在中高温条件下性质稳定;低能量或无能量;与其他营养素、维生素和风味物质不发生相互作用:无生理副作用。吉林农业大学硕士学位论文 玉米醇瘩蛋白油脂摸拟品制取工艺及其应用的研究。油脂模拟品的应用油脂模拟品是一种蛋白质,对热敏感易变性而丧失口感,只限于应用在仅需低温或中温处理的食品中,如冰淇淋、冰冻甜点心、乳制品、蛋黄酱和色拉调味料等食品中。.以玉米醇溶蛋白为原料制取油脂模拟品的依据玉米醇溶蛋白不溶于水,但可溶于有机溶剂。玉米醇溶蛋白占玉米蛋白的%

27、左右,平均相对分子量约为,组成玉米醇溶蛋白质的氨基酸大多是亲油氨基酸,特别是脂类氨基酸,如亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸和丙氮酸,是疏水性不带电荷的氨基酸。玉米醇溶蛋白而且还缺乏带电的酸性、碱性及极性氨基酸,这就是玉米醇溶蛋白独特的溶解性及在低浓度盐液中有沉淀析出的原因所在】。玉米醇溶蛋白是由个毗连的呈拓朴结构逆平行螺旋环组成的重复大分子物质,螺旋环沿轴取向,包含交替出现的亲水疏水表面,螺旋表面的极端处可产生分子间的氢键结合力。玉米醇溶蛋白具有良好的溶解性、成膜型、生物降解性、抗氧化性、粘结性、降解产物的多效性,以及具有依存水的玻璃态、软化熔融温度【。由于醇溶蛋白独特的性质使得原蛋白表面呈疏水性,因

28、此不需要做变性处理即可制得油脂模拟品。美国食品组分有限公司已以玉米醇溶蛋白为原料研制出的油脂模拟品,这些玉米醇溶蛋白经微粒化加工处理得到蛋白质微粒结晶,把蛋白质微粒结晶分散于水中,使之凝胶化制成的油脂模拟品呈似油感,且性质较稳定。可用来替代蛋黄酱、冰淇淋和涂抹食品中%的油脂含量“。.玉米蛋白营养价值与利用蛋白质的营养质量主要取决于它的氨基酸组成与比例,尤其是必需氨基酸的组成与比例,如果必需氨基酸齐全,配比得当,接近或符合/氨基酸模式要求,则这种蛋白质适宜人体生理作用需要,营养价值大。玉米胚乳蛋白中的必需氨基酸集中体现了玉米蛋白的劣势,因此有人研究成果表明,当同等条件下动物体增重量级,饲喂大豆蛋

29、白的增重为.克,饲喂大豆蛋白与玉米蛋白互补试验的增重.克,饲喂赖氨酸与色氨酸强化的增重.克,饲喂玉米胚乳蛋白的仅增重.克,给玉米蛋白质的氨基酸评分为:色氨酸.、赖氨酸.、亮氨酸.、异亮氨酸.、蛋氨酸.、缬氨酸.、苏氨酸.【?。玉米蛋白与动植物蛋白中必需氨基酸组成比较见表.,及玉米胚乳蛋白中必需氨基酸组成见表.。吉林农业大学硕士学位论文 玉米醇溶蛋白油胎模拟品制取工艺及其应用的研究. . . . . . ., . . .大豆 . . . . . . , .脱脂大豆粉 , . . . . . .浓缩大豆蛋白. . . .全鸡蛋 . . . . . . . . . 牛肉. . . . .分离大豆蛋白

30、 . . .洼:玉米胚乳量白中的氨基醇组成中谷氰酸.玉米蛋白的氨基酸组成说明玉米质量低劣的原因是:是氨基酸结构比例严重失衡,以/模式标准进行化学评分得:醇溶蛋白的赖氨酸为.分,蛋氨酸为.分,亮氨酸为.分。这样的结构比例用蛋白质的氨基酸木桶原理,对照衡量一下,其食用价值极低,浪费性极强;二是玉米蛋白质的各种类特性尤其是水溶性差的特点降低了蛋白质功能利用价值,玉米醇溶蛋白有一定的开发前景【。.油脂模拟品的研究现状与存在问题目前国外已研制出以蛋白质为基料的油脂替代品有:.公司推出的;美国通用食品公司生产的脚;美国公司研制成功的,我国到且前为止只有华南理工大学郑建仙他们以牛乳蛋白与鸡蛋白为起始原料研制

31、而成的.,类似国外的产品。以碳水化合物为基料的油脂模拟品相对较多,如:胶类、淀粉类中的 .、纤维素类。只是还没有一种非常理想的油脂替代品可完全替代传统油脂在食品上的应用。窟吉林农业大学硕士学位论文 玉米醇溶蛋白油脂模拟品制取工艺及其应用的研究碳水化合物和蛋白质油脂模拟品只限于替代水包油型乳化系统内存在的食品配料中的油脂,并只能在不需高温加工的食品中应用。如减少脂肪的含量,食品的风味会受到影响,蛋白质类脂肪替代品还会与风味物质如酮或醛类选择性地发生键合,从而影响到风味物质的释放。如何克服脂肪替代品的使用而出现的风味问题,也是目前研究的重大课题。且去掉油脂会导致食品风味下降,但油脂相的存在有助于提

32、高产品对微生物的稳定性。增大水分含量会导致水分活度的提高,这样污染微生物就易于生长,产品的货架期受到影响;油脂替代品的安全毒理学实验也有待于进一步讨论“。.油脂替代品的前景展望过多摄入脂肪对健康的危害已引起人们的普遍关注和警觉,大多数消费者都了解健康与脂肪摄入量之间的关系,追切需要那些有益于健康的低脂食品。单靠减少脂肪用量的低脂和无脂食品的食品风味、口感和质构都较原油脂食品差,多数消费者不愿接受脂肪替代品。分析上述原因,首先食品非药品,让消费者长期食用代脂品,除油脂会影响食品外观、质构外,油脂是脂溶性风味物质的载体,油脂对可感知风味阈值有重要影响。油脂是食品的基本成分,进行食品组方时,不仅考虑

33、脂肪的各种功能与要素,同时也必须考虑脂肪与其它组分问的相互影响,否则一味降低脂肪含量,只能影响食品风味习。其次,从营养角度看,脂肪是脂溶性维生素的载体,也是必须脂肪酸亚油酸的供应源,应加以重视。同时脂肪替代品潜在安全性仍令人疑虑。虽然脂肪替代品起步较晚,但发展很快。到目前为止,已形成了多种替代品,可惜还没有单一的脂肪替代品能完全代替脂肪。为了能很好地模拟脂肪的口感、质构等特性,常在食品中加入两种或两种以上的复合脂肪替代品来尽量满足需要。脂肪替代品还存在很多问题,仍需要不断改进。此外在发展脂肪替代品的同时,也应该看到脂肪对人体有不可忽略的重要作用,人们仍需适当摄取一定比例的脂肪,满足人体内代谢的

34、需要。因此我们应对脂肪代用品采取正确的态度,进行合理的使用,既避免脂肪过量摄取又保持食品原有风味,从发展趋势看,在世纪脂肪代用品的发展前途将是广阔的。.本试验的创新情况进入世纪中国食品的生产将向“天然、营养和保健”的世界保健食品发展潮流靠拢,在生产原料上,将趋向于纯天然绿色食品的生产规范;在生产加工上,将趋向于采用低能耗、无污染及无有害物质残留技术【抓如,最大限度的保留原料中的各种天然营养成分。本课题提出的生产技术和加工工艺均符合这一时代潮流。本课题研究的产品具有较高的科技含量及鲜明的新颖性,产品纯度高、稳定性强、功效显著,适合于广大消吉林农业大学硕士学位论文 玉米醇溶蛋白油脂模拟品制取工艺及

35、其应用的研究费人群。本课题有以下创新点:以价格较低、氨基酸组成独特的玉米醇溶蛋白为原料制取油脂模拟品,既可降低产品成本、充分利用玉米资源,又可得到高附加值的产品;采用湿热处理对原料进行预处理,打开玉米醇溶蛋白的紧密结构,增大其疏水性,使微粒化及乳化容易进行,提高生产效率;将玉米醇溶蛋白油脂模拟品应用在冷饮食品中;玉米醇溶蛋白油脂模拟品应用于蛋黄酱中的研究。.本试验研究目的和意义为了能达到既能减少脂肪的摄入量,又能体现食品中脂肪的功能性质,国内外都在投入大量入力、物力开发理想的脂肪替代品。据文献报到,在美国,含脂肪替代品的食品成为市场新宠儿,许多脂肪替代品已被批准使用。在国内,随着人们生活水平的

36、不断提高,因摄食过量脂肪而导致疾病的人数也在不断增加,这违背了人们的健康意识】。然而,目前国内有关油脂模拟品的报道多为综述类文章,尤其是以蛋白质为原料的油脂模拟品的加工工艺报道更少,目前国内仅有华南理工大学郑建仙等人以鸡蛋蛋白与牛乳蛋白为原料的油脂模拟品.产品,尤其是以生产玉米淀粉的副产物为原料生产玉米蛋白油脂模拟品,从而提高玉米蛋白的附加值,改善人们不平衡的膳食结构,为人类的健康做贡献的产品,更是无人问津。国外虽有以玉米醇溶蛋白为原料生产而成的油脂模拟品的报道,但一直没有产品进入中国市场,关于它的工艺研究也未有报道。因此本试验的开发价值还有很大空间。本试验如能达到预期目的,不仅提高玉米蛋白质

37、的附加值,而且也为以蛋白质为原料的脂肪替代品的进一步开发研究提供有用的参考价值。玉米醇溶蛋白油脂模拟品制取工艺及其应用的研究吉林农业大学硕士学位论文第二章正文.试验材料与设备.试验材料玉米蛋白粉来源于长春大成实业集团乙醇、氯化钠、氢氧化钠、硼酸等均为分析纯化学试剂绵白糖,市售并符合.标准规定的一级品脱脂奶粉,市售伊利牌特级品;人造奶油,市售金轮牌优级品果葡糖浆,市售优级品值;麦芽糊精,市售优级品单甘酯、羧甲基纤维素钠、黄原胶、色拉油、食用香精、柠檬酸、鸡蛋、食醋、食盐、变性淀粉、味精均为市售食品添加剂优级品、饮用水符合要求。.主要试验仪器与设备高剪切分散乳化机.型 上海福鲁克液体机械仪器公司南

38、通市华安超临界萃取有限公司超临界萃取装置.水分快速测定仪 上海恒平科学有限公司索氏抽提仪 北京来亨科贸有限责任公司消化装置 上海组检仪器公司一北京玻璃仪器厂凯氏定氮装置精密电子天平高速离心机 常州国华电器有限责任公司海尔集团低温速冻冰柜电热手提式压力蒸汽消毒器 上海申华医疗器械销售有限公司型真空干燥箱 上海精宏实验设备有限公司均质机. 上海申鹿均质机有限公司武汉商业机械厂冰淇淋凝冻机.恒温培养箱 湖北省黄石市医疗器械厂数字式粘度计 江苏安惠生物科技有限公司常州国华电器有限责任公司.组织捣碎匀浆机.型电子恒温水浴锅 天津市泰斯特仪器有限公司调温电炉 天津市泰斯特仪器有限公司吉林农业大学硕士学位论

39、文 玉米醇洛蛋白油脂模拟品制取工艺及其应用的研究飞利浦匀浆机 德国产超净工作台 苏净集团安泰公司.试验方法.原料玉米蛋白粉成分理化分析与处理水分测定:采用水分快速测定仪测定。脂肪测定:称取样品.克用滤纸包好,先放入烘箱中烘干小时后,放入干燥器中冷却后准确称量,称好的样品放入索氏提取器浸泡一夜,次日打开索氏提取器开关,回流浸提小时,取出烘干小时冷却称量,计算公式为:腑含量型型塑甓篆鳖堕堕。%蛋白测定:采用凯氏定氮方法来测定蛋白质即精确称量已干燥的样品.克加入消化管中,再加入.克催化剂,准确加入浓硫酸和过氧化氢过夜,次日在消化管中消化至溶液澄清,然后蒸馏、滴定、计算蛋白含量。灰分的测定:将用灰化炉

40、烘干好的坩埚中称取.克样品,用电炉将样品充分炭化至无烟,再在灰化炉中灼烧小时至无颗粒,然后冷却至室温,称重计算。.超临界萃取工艺条件的筛选.超临界。萃取的原理因为所制产品为低能量保健食品,且产品又为白色或淡黄色具油脂风味的油状物,故需将原料中的脂肪、玉米黄色素及一些脂溶性呈味物质全部清除干净,达此目的的首选方法是超临界萃取,超临界萃取技术是指处于临界温度与临界压力临界点以上的具有介于气体和液体之间的气液两重性,因而具有液体较高的溶解性和气体较高的流动性,比普通液体溶剂传质速率高,并且扩散系数介于液体和气体之间,具有较好的渗透性】。超临界萃取流体对溶质的溶解性取决于其密度,在临界点附近,压力和温

41、度发生微小变化时,密度即发生变化。因此,将温度或压力适当变化,可使溶解度在.倍的范围内变化,因而具有较高的溶解性。通常,超临界萃取流体密度越大,其溶解能力就越大。在恒温随压力升高,溶质的溶解度增大;在恒压下随温度升高溶解度减小。利用这一特性可从物质中萃取某些易溶解的成份,而超临界萃取流体的高扩散性和高流动性则有助于所溶解的各成分彼此分离,从而实现玉米醇溶蛋白油脂模拟品制取工艺及其应用的研究吉林农业大学硕士学位论文玉米蛋白粉脱脂、脱色、脱臭的目的。该措施不会破坏生物活性物质,且能有效防止热敏性物质的氧化逸散,萃取产品纯度高,且无污梨。.超临界萃取工艺简介工艺简介超临界萃取工艺流程如下所示:启动总

42、电源一启动制冷装置一设定萃取釜、分离釜温度并启动加热装置一将原料装入萃取釜一密封一制冷结束,各项温度达到设定值一打开进气阀门对萃取釜进行排空一重新打开进气阀门到萃取釜压力与贮罐压力至平衡一启动高压泵进行加压一调节进气阀门来调节萃取釜及分离釜中压力至平衡一开始计时一萃取分离实验结束,先关闭泵制冷及加热装置,然后关闭总电源一开大阀门使各部分与钢瓶压力致,令回到钢瓶一关闭所有阀门一打开萃取釜放空阀门放空一分别在分离釜碍到不同馏分一待萃取釜压力将为大气压,打开萃取釜,去除萃余物一萃取分离过程结束。流程见图?。、贮罐、净化器、冷循环装置、高压泵、萃取缸 、分离器 、分离器.。.阀门图超临界萃取工艺流程图

43、.超临界。流体萃取条件的确定采用超临界流体萃取技术脱除玉米蛋白粉中的脂肪、色素和异杂味物质。经查询多方资料和试验操作,影响脱除效果的主要因素有:萃取压力、流量、萃取温度、萃取时间。本研究采用正交试验法并以萃取率为考查指标确定出脱脂、脱色素、脱吉林农业大学硕士学位论文玉米醇溶蛋白油脂模拟品制取工艺及其应用的研究异杂味物质的最佳萃取条件,因素水平见表.。表超临界 “萃取正交试验设计表.玉米醇溶蛋白提取条件的筛选.玉米醇溶蛋白提取条件试验设计提取玉米醇溶蛋白,主要利用玉米醇溶蛋白其溶解性、等电点、盐析、酸沉等性质来确定提取工艺,本研究采用正交试验设计研究改性条件对提取醇溶蛋白的影响,并筛选出最佳提取

44、条件。影响提取效果的主要因素为乙醇浓度、固液比、温度和值,以醇溶蛋白的提取率作为考核指标,试验设计见表。.玉米醇溶蛋白的提取工艺流程根据原料特点、本试验研究内容以及与试验结果,制定出玉米醇溶蛋白提取工艺流程如下:原料一永洗一脱水沥干一无水乙醇溶液浸泡萃取一调值一水浴一离心沉淀一上清液一%乙醇浸泡萃取一调等电点一盐析一静置一离心一湿产品一冷冻干燥一产品玉米醇落蛋白油脂模拟品制取工艺及其应用的研究吉林农业大学硕士学位论文表醇溶蛋白提取工艺因素水平表:丝竺竺:竺竺匹兰因素胁。倦水平: :醇溶蛋白提取率的计算:提取物的绝干质量%提取率湿蛋白粉的绝干质量.玉米醇溶蛋白提取操作要点各取克玉米蛋白粉三份,置

45、于烧杯中,加入温开水冲洗,并不断搅拌,静置澄清后,倾出上清液,再加入温开水,如此反复次目的是清除原料中含有的亚硫酸味和杂质。脱水沥干水分:将烧杯中物质用目滤布过滤除去大部分水分,然后在脱水机中脱水分钟,得沥干物,接着在电子成上称量。乙醇溶液浸泡萃取:是按着正交试验设计中不同的乙醇浓度和不同固液比要求加入乙醇溶液,分别将滤饼在组织捣碎匀浆机中匀浆分钟,然后用%氢氧化钠溶液调至所需要求的值。放入恒温水浴锅中水浴小时,温度按不同要求设定。离心沉淀:在离心沉淀机中离心分钟,速度为的上清液备用。%乙醇浸泡萃取:是将上清液乙醇浓度稀释至%,溶液颜色由棕红色变为淡黄色并且有浑浊现象。调值:用溶液调至醇溶蛋白

46、等电点.。盐析:加入总体积%的饱和氯化钠溶液。离心沉淀:再在离心沉淀机中离心分钟,速度为得沉淀物。吉林农业大学硕士学位论文 玉米醇溶蛋白油脂模拟品制取工艺及其应用的研究冷冻干燥:利用冷冻法干燥。.玉米醇溶蛋白油脂模拟品的制取.玉米醇溶蛋白油脂模拟品制取工艺流程玉米醇溶蛋白一微粒化、乳化一杀菌一冷却一急冷捏合一成型一检验一包装一成品.玉米醇溶蛋白油脂模拟品微粒化乳化正交试验设计将提取到的醇溶蛋白,将其进行湿热处理、微粒化及乳化、杀菌、冷却、急冷捏合等工艺过程【”,制取玉米醇溶蛋白油脂模拟品。在工艺过程中微粒化乳化是最为主要的过程,因此采用正交试验设计出最佳微粒化的影响条件,影响微粒化效果的主要因

47、素为值、料液温度、时间、剪切速度、乳化稳定剂单硬脂酸甘油脂:黄原胶:。以粒径大小为考核指标,试验设计见表。表正交试验设计.玉米醇溶蛋白油膳模拟品制取操作要点按照试验设计,以克醇溶蛋白作为基质,准确称取玉米醇溶蛋白和乳化稳定剂,将乳化稳定剂和水按:的比例在已杀菌处理的烧杯中混合,调成糊状后,/.到已杀菌处理的的烧杯中,再将玉米醇溶蛋白加入其中,同时向烧杯加入纯净水,加水量为玉米醇溶蛋白量的/。玉米醇洛蛋白油脂模拟品制取工艺及其应用的研究吉林农业大学硕士学位论文将物料用增力搅拌器进行搅拌,待物料液呈现出颜色光亮,并成为糊状时,停止搅拌。调整料液的值:向料液中加入%柠檬酸溶液,边加边搅拌,待数显酸度

48、计显示达到要求的数值后,停止添加柠檬酸。水浴:将装有料液的烧杯放在水浴锅中,按照试验设计要求,调整温度,加热时间为分钟,达到要求温度后可进行下步操作。剪切、乳化:利用特殊的微粒化装置在要求温度下进行剪切微粒化及乳化处理。冷却:剪切后的料液温度较高,产品组织状态不稳定,应迅速冷却至常温。装瓶及低温固化处理:装瓶及低温固化处理即为急冷捏合,冷却后的制品装入瓶中,放在冷柜中迅速降温固化处理,待制品凝固后既为成品。保存:成品应放在冷藏柜中贮存。玉米醇溶蛋白油脂模拟品产品综合品质评定方法蛋白质油脂模拟品进行微粒化和乳化处理是为了获得一定粒度的组成分布,使产品具有良好的适性和加工性能,本研究采用综合评分法

49、对所制得油脂模拟品进行品质评价,请名有品评经验的专业人士按表评分标准给出正确的评价,满分以分计,取其平均值作为最终结果。表.油脂模拟综合品质品评分标准 分值项目 分值 项目稳定性水分析出情况成膜性 凝固性适口性表面弹性细腻柔滑均匀程度内相均匀度.玉米醇溶蛋白油脂模拟品在食品中应用的研究.玉米醇溶蛋白油脂模拟品在冰淇淋中应用的研究.,试验设计本试验采用正交试验设计的方法对配方中油脂模拟品、奶油、乳化玉米醇溶蛋白油脂模拟品制取工艺及其应用的研究吉林农业大学硕士学位论文剂单硬脂酸甘油脂、稳定剂黄原胶:.为:的用量给产口的质量和风味带来的影响进行分析,并且配方中绵白糖、果葡糖浆、糊精、奶粉的用量确定为

50、%、%、%、%保持不变,来确定最佳生产配方。以考察冰淇淋的品质为指标,试验设计见表.。表正交试验设计.产品工艺流程脱脂奶粉、乳化剂、稳定剂、果葡糖浆、水、绵白糖、奶油“一混合一杀菌一过滤一均质一冷却一老化一搅冻一灌装一硬化一检验一成品冷冻贮藏玉米醇溶蛋白油脂模拟品 香精.操作要点原辅料混合调配及杀菌:按试验设计的配方要求准确称取各种物料,除玉米蛋白油脂模拟品外其他所有原料混合搅拌均匀,加水溶解,边搅拌边加热,在。条件下保持进行杀菌处理。过滤:将杀菌后的物料送入过滤布中,以孔径为目的滤布过滤除去原料中杂质。均质:将过滤后的物料冷却至,加入玉米蛋白油脂模拟品,在的压力下进行均质处理。冷却及老化:将

51、均质后的物料冷却至,并在此温度下密闭放置,促进成熟作用的发生和完成,使各种原辅料充分复水、接触并形成立体交织结构,使混合料的粘度增加,有利于提高产品的膨胀率,并使产品细腻柔滑。吉林农业大学硕士学位论文 玉米醇落蛋白油脂模拟品制取工艺及其应用的研究凝冻及灌装:将老化好的物料放入凝冻机料槽中,开动机器充分搅拌并冷冻,控制出料温度为一?,制成软质冰淇淋。出料后灌装到已消毒处理的容器中。硬化处理:将软质冰淇淋放.的速冻冰柜中硬化处理,即得到硬质冰淇淋。检验及成品贮存:按/ .标准规定的方法及内容对产品进行检验,合格产品置于.?.的冷库中贮存。.粘度的测定取老化后凝冻前的混合料液,小心注入粘度计的测试杯中,让粘度计转子完全浸入料液当中,启动粘度计,当粘度计显示的数值稳定后,读取得数,测试次取其平均值。.冰淇淋膨胀率的测定按/.标准规定的方法测定。即?,%式中为膨胀率,为冰淇淋的质量蚝,为同体积混合料的质量。.冰淇淋抗融性的测定本研究通过测定产品的融化率来确定产品的抗融性。融化率高则抗融性差,融化率低则抗融性好。称取定量的合格冰淇淋, 置于孔径为.的