一种基于蛋白-多糖共同稳定的高内相乳液作为脂肪替代物应用于乳化香肠中的方法

技术领域

本发明涉及一种基于蛋白-多糖共同稳定的高内相乳液作为脂肪替代物应用于乳化香肠中的方法，属于食品加工技术领域。

背景技术

乳化香肠是一种富含蛋白质、脂肪、矿物质(硒、锌、铁)、碳聚合物和维生素等人体必须元素而深受消费者青睐的产品。其中，动物脂肪对乳化香肠的口感、质地、风味、功能性和整体可接受性起着关键作用，但因其饱和脂肪酸和胆固醇含量较高，而多不饱和脂肪酸含量低，长期或过量的摄入可能会引起肥胖、心脑血管疾病和糖尿病等慢性疾病。随着人们对饮食健康的关注，降低饱和脂肪酸的摄入及改善脂肪酸构成是生产健康乳化香肠的关键策略。因此，如何以一种简单、健康且绿色的方式，利用植物基油脂构建与动物脂肪微观结构和组织特性相近的脂肪替代物，在改善脂肪酸构成的同时保持产品原有品质，成为开发健康肉制品相关研究领域的焦点问题。

高内相乳液是一种分散相体积分数超过74％(单个分散液滴紧密堆积的最大几何极限)的超浓缩乳液，可以将常温下处于液态的植物油结构化为半固态形式后替代动物脂肪，由于植物油具有更加健康的脂肪酸构成(不饱和脂肪酸含量较高且饱和脂肪酸含量较低)，因而更加有益于人体健康。液滴之间相互挤压的微观结构赋予高内相乳液以理想的类固体外观、凝胶状流变行为、高粘弹性和高稳定性。高内相乳液具有与动物脂肪相似的外观和微观结构，因此，高内相乳液已成为动物脂肪的潜在替代品。

蛋白-多糖由于其良好的功能特性在稳定高内相乳液方面表现出巨大潜力，从而受到了广泛的研究和关注。因此，本发明以优质的植物蛋白—豌豆蛋白作为主要研究对象，并辅以壳聚糖颗粒设计并构建出一种具有强自支撑力和高粘弹性的高内相乳液体系，并将其应用于乳化香肠中作为脂肪替代物以部分替代动物脂肪，为构建新型脂肪替代物提供了新思路。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可作为动物脂肪替代物应用于乳化香肠中的蛋白-多糖共同稳定的高内相乳液制备方法。采用本发明提供的方法可以成功将蛋白-多糖共同稳定的高内相乳液作为动物脂肪替代物应用于乳化香肠中。

为实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

(1)预处理豌豆分离蛋白：利用2mol/L可食用碱将50mg/ml豌豆分离蛋白溶液的pH调节至12，然后进行超声处理并在室温下保持1小时，随后用1mol/L可食用酸将pH调节至7后冻干备用。

(2)壳聚糖颗粒的制备：将壳聚糖粉末溶解于1.5wt％的乙酸溶液中并充分搅拌12小时以保证完全溶解，随后利用2mol/L的食用碱将溶液pH调节至7，然后对溶液进行超声处理。

(3)连续相的制备：利用去离子水将步骤(2)中壳聚糖颗粒溶液稀释，然后与步骤(1)中预处理豌豆分离蛋白以相同的体积混合后获得连续相。

(4)高内相乳液的制备：将步骤(3)中制备的连续相与植物油混合后在15000rmp转速下高速剪切2—5分钟以形成高内相乳液。

(5)高内相乳液作为脂肪替代物的乳化香肠的制备：将猪瘦肉、复配磷酸盐、食盐、亚硝酸盐和一半重量的冰高速斩拌1分钟；加入猪脂肪或高内相乳液和剩余的一半冰斩拌1分钟30秒；加入所有的香辛料斩拌1分钟；最后加入抗坏血酸钠，继续斩拌30秒，在整个过程中保持肉糜的温度在12摄氏度以下。利用灌肠器将肉糜灌制直径为18毫米的胶原蛋白肠衣中，进行干燥，在蒸煮箱中煮制乳化香肠30分钟。第一组是脂肪全部为猪脂肪的对照组，其余五组分别用25％、50％、75％和100％的高内相乳液替代猪脂肪。

根据说明，步骤(1)中所述，高强度超声处理条件为：在20kHz下以500W的功率超声10分钟。

根据说明，步骤(2)中所述，高强度超声处理条件为：在20kHz下以600W的功率超声5分钟。

根据说明，步骤(3)中所述，壳聚糖自组装颗粒溶液的质量浓度为0.5wt％，预处理豌豆分离蛋白的质量浓度为10wt％。

根据说明，步骤(4)中所述，植物油为大豆油、色拉油、玉米油或葵花籽油中的至少一种。

根据说明，步骤(5)中所述，制备1千克乳化香肠的配料具体为复配磷酸盐4g、食盐15g、亚硝酸盐0.05g、白胡椒粉3g、肉豆蔻粉2.5g、红柿椒粉2.5g、姜粉3g、味精0.5g、芫荽粉0.5g和异抗坏血酸1g。

与现有技术相比，本发明具有如下优点及有益效果：

(1)本发明利用预处理豌豆分离蛋白和壳聚糖颗粒共同构建出稳定的高内相乳液，在静电相互作用以及空间位阻作用的驱动下，可以有效的抵抗油滴相互聚集，阻止由热不稳定性所导致的相分离。

(2)本发明利用蛋白-多糖共同构建出的高内相乳液很好的满足作为动物脂肪替代物应用于乳化香肠中的要求，同时具有良好的加工适宜性，为获得更加健康的产品提供了新方法。

(3)本发明所述制备方法简单，一步化高速剪切即可完成制备。无需二次或多次合成。且成本低廉、环境友好，适用于工业化生产。

附图说明

图1不同脂肪替代比例对乳化香肠外观的影响；

图2不同脂肪替代比例对乳化香肠蒸煮损失、水分损失和脂肪损失的影响；

图3不同脂肪替代比例对乳化香肠pH和水分活度的影响；

图4不同脂肪替代比例对乳化香肠变温流变中储能模量损耗模量的影响；

图5不同脂肪替代比例对乳化香肠扫描电镜图像的影响；

具体实施方法

下面结合实例对本发明的具体实施方案进行详细描述，但不局限于此，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合，但应涵盖在本发明的保护范围中。

实施例1

一种基于蛋白-多糖共同稳定的高内相乳液作为脂肪替代物应用于乳化香肠中的方法，包括以下步骤：

(1)预处理豌豆分离蛋白：用2mol/L的食用碱将水合过夜后的5wt％豌豆分离蛋白的pH调节至12，随后利用高强度超声在20kHz，500W的条件下对其超声10分钟，随后在室温下搅拌1小时，并用1mol/L的食用酸将pH调节至7。然后将溶液冷冻干燥成粉，保存备用。

(2)壳聚糖颗粒的制备：将壳聚糖溶解于质量浓度1.5wt％的乙酸中并充分搅拌12小时以保证水化，壳聚糖的终浓度为1wt％，随后利用2mol/L的食用碱将溶液pH调节至7，并利用高强度超声装置对溶液超声处理，超声条件设置为：频率20kHz，功率600W，超声时间5分钟。

(3)连续相的制备：用去离子水将壳聚糖自组装颗粒稀释至0.5wt％，然后与10wt％的改性豌豆分离蛋白等体积混合，以制备连续相。

(4)高内相乳液的制备：将步骤(3)中所述连续相与植物油以1:3的比例进行混合，在15000rmp下高速剪切2—5分钟，即获得高内相乳液。

(5)高内相乳液作为脂肪替代物的乳化香肠的制备：选取新鲜的猪瘦肉，剔除所有可见的结缔组织，将猪瘦肉和猪背部脂肪分别经绞肉机搅碎。所有实验组中都还要另外加入复配磷酸盐4g、食盐15g、亚硝酸盐0.05g、白胡椒粉3g、肉豆蔻粉2.5g、红柿椒粉2.5g、姜粉3g、味精0.5g、芫荽粉0.5g和异抗坏血酸1g。具体步骤为，将猪瘦肉、复配磷酸盐、食盐、亚硝酸盐和一半重量的冰高速斩拌1分钟；加入猪脂肪和剩余的一半冰斩拌1分钟30秒；加入所有的香辛料斩拌1分钟；最后加入抗坏血酸钠，继续斩拌30秒，在整个过程中保持肉糜的温度在12℃以下。利用灌肠器将肉糜灌制直径为18毫米的胶原蛋白肠衣中，注意气泡的产生，以14-16厘米的间隔将肠扭转并盘绕在架子上转移到自动干燥机中进行干燥，在45℃下干燥20分钟，在60℃下烟熏30分钟。最后，在蒸煮箱中煮制乳化香肠，直到肠体的内部核心温度达到74℃左右时，这一过程大概持续30分钟。然后将乳化香肠迅速浸入冰水中使其内部核心温度达到4℃。控干水分后进行真空包装并储存在4℃冰箱中。

实施例2

一种基于蛋白-多糖共同稳定的高内相乳液作为脂肪替代物应用于乳化香肠中的方法，包括以下步骤：

(1)预处理豌豆分离蛋白：用2mol/L的食用碱将水合过夜后的5wt％豌豆分离蛋白的pH调节至12，随后利用高强度超声在20kHz，500W的条件下对其超声10分钟，随后在室温下搅拌1小时，并用1mol/L的食用酸将pH调节至7。然后将溶液冷冻干燥成粉，保存备用。

(2)壳聚糖颗粒的制备：将壳聚糖溶解于质量浓度1.5wt％的乙酸中并充分搅拌12小时以保证水化，壳聚糖的终浓度为1wt％，随后利用2mol/L的食用碱将溶液pH调节至7，并利用高强度超声装置对溶液超声处理，超声条件设置为：频率20kHz，功率600W，超声时间5分钟。

(3)连续相的制备：用去离子水将壳聚糖自组装颗粒稀释至0.5wt％，然后与10wt％的改性豌豆分离蛋白等体积混合，以制备连续相。

(4)高内相乳液的制备：将步骤(3)中所述连续相与植物油以1:3的比例进行混合，在15000rmp下高速剪切2—5分钟，即获得高内相乳液。

(5)高内相乳液作为脂肪替代物的乳化香肠的制备：选取新鲜的猪瘦肉，剔除所有可见的结缔组织，将猪瘦肉和猪背部脂肪分别经绞肉机搅碎。所有实验组中都还要另外加入复配磷酸盐4g、食盐15g、亚硝酸盐0.05g、白胡椒粉3g、肉豆蔻粉2.5g、红柿椒粉2.5g、姜粉3g、味精0.5g、芫荽粉0.5g和异抗坏血酸1g。具体步骤为，将猪瘦肉、复配磷酸盐、食盐、亚硝酸盐和一半重量的冰高速斩拌1分钟；加入猪脂肪以及25％的高内相乳液和剩余的一半冰斩拌1分钟30秒；加入所有的香辛料斩拌1分钟；最后加入抗坏血酸钠，继续斩拌30秒，在整个过程中保持肉糜的温度在12℃以下。利用灌肠器将肉糜灌制直径为18毫米的胶原蛋白肠衣中，注意气泡的产生，以14-16厘米的间隔将肠扭转并盘绕在架子上转移到自动干燥机中进行干燥，在45℃下干燥20分钟，在60℃下烟熏30分钟。最后，在蒸煮箱中煮制乳化香肠，直到肠体的内部核心温度达到74℃左右时，这一过程大概持续30分钟。然后将乳化香肠迅速浸入冰水中使其内部核心温度达到4℃。控干水分后进行真空包装并储存在4℃冰箱中。

实施例3

一种基于蛋白-多糖共同稳定的高内相乳液作为脂肪替代物应用于乳化香肠中的方法，包括以下步骤：

(1)预处理豌豆分离蛋白：用2mol/L的食用碱将水合过夜后的5wt％豌豆分离蛋白的pH调节至12，随后利用高强度超声在20kHz，500W的条件下对其超声10分钟，随后在室温下搅拌1小时，并用1mol/L的食用酸将pH调节至7。然后将溶液冷冻干燥成粉，保存备用。

(2)壳聚糖颗粒的制备：将壳聚糖溶解于质量浓度1.5wt％的乙酸中并充分搅拌12小时以保证水化，壳聚糖的终浓度为1wt％，随后利用2mol/L的食用碱将溶液pH调节至7，并利用高强度超声装置对溶液超声处理，超声条件设置为：频率20kHz，功率600W，超声时间5分钟。

(3)连续相的制备：用去离子水将壳聚糖自组装颗粒稀释至0.5wt％，然后与10wt％的改性豌豆分离蛋白等体积混合，以制备连续相。

(4)高内相乳液的制备：将步骤(3)中所述连续相与植物油以1:3的比例进行混合，在15000rmp下高速剪切2—5分钟，即获得高内相乳液。

(5)高内相乳液作为脂肪替代物的乳化香肠的制备：选取新鲜的猪瘦肉，剔除所有可见的结缔组织，将猪瘦肉和猪背部脂肪分别经绞肉机搅碎。所有实验组中都还要另外加入复配磷酸盐4g、食盐15g、亚硝酸盐0.05g、白胡椒粉3g、肉豆蔻粉2.5g、红柿椒粉2.5g、姜粉3g、味精0.5g、芫荽粉0.5g和异抗坏血酸1g。具体步骤为，将猪瘦肉、复配磷酸盐、食盐、亚硝酸盐和一半重量的冰高速斩拌1分钟；加入猪脂肪以及50％的高内相乳液和剩余的一半冰斩拌1分钟30秒；加入所有的香辛料斩拌1分钟；最后加入抗坏血酸钠，继续斩拌30秒，在整个过程中保持肉糜的温度在12℃以下。利用灌肠器将肉糜灌制直径为18毫米的胶原蛋白肠衣中，注意气泡的产生，以14-16厘米的间隔将肠扭转并盘绕在架子上转移到自动干燥机中进行干燥，在45℃下干燥20分钟，在60℃下烟熏30分钟。最后，在蒸煮箱中煮制乳化香肠，直到肠体的内部核心温度达到74℃左右时，这一过程大概持续30分钟。然后将乳化香肠迅速浸入冰水中使其内部核心温度达到4℃。控干水分后进行真空包装并储存在4℃冰箱中。

实施例4

一种基于蛋白-多糖共同稳定的高内相乳液作为脂肪替代物应用于乳化香肠中的方法，包括以下步骤：

(1)预处理豌豆分离蛋白：用2mol/L的食用碱将水合过夜后的5wt％豌豆分离蛋白的pH调节至12，随后利用高强度超声在20kHz，500W的条件下对其超声10分钟，随后在室温下搅拌1小时，并用1mol/L的食用酸将pH调节至7。然后将溶液冷冻干燥成粉，保存备用。

(2)壳聚糖颗粒的制备：将壳聚糖溶解于质量浓度1.5wt％的乙酸中并充分搅拌12小时以保证水化，壳聚糖的终浓度为1wt％，随后利用2mol/L的食用碱将溶液pH调节至7，并利用高强度超声装置对溶液超声处理，超声条件设置为：频率20kHz，功率600W，超声时间5分钟。

(3)连续相的制备：用去离子水将壳聚糖自组装颗粒稀释至0.5wt％，然后与10wt％的改性豌豆分离蛋白等体积混合，以制备连续相。

(4)高内相乳液的制备：将步骤(3)中所述连续相与植物油以1:3的比例进行混合，在15000rmp下高速剪切2—5分钟，即获得高内相乳液。

(5)高内相乳液作为脂肪替代物的乳化香肠的制备：选取新鲜的猪瘦肉，剔除所有可见的结缔组织，将猪瘦肉和猪背部脂肪分别经绞肉机搅碎。所有实验组中都还要另外加入复配磷酸盐4g、食盐15g、亚硝酸盐0.05g、白胡椒粉3g、肉豆蔻粉2.5g、红柿椒粉2.5g、姜粉3g、味精0.5g、芫荽粉0.5g和异抗坏血酸1g。具体步骤为，将猪瘦肉、复配磷酸盐、食盐、亚硝酸盐和一半重量的冰高速斩拌1分钟；加入猪脂肪以及75％的高内相乳液和剩余的一半冰斩拌1分钟30秒；加入所有的香辛料斩拌1分钟；最后加入抗坏血酸钠，继续斩拌30秒，在整个过程中保持肉糜的温度在12℃以下。利用灌肠器将肉糜灌制直径为18毫米的胶原蛋白肠衣中，注意气泡的产生，以14-16厘米的间隔将肠扭转并盘绕在架子上转移到自动干燥机中进行干燥，在45℃下干燥20分钟，在60℃下烟熏30分钟。最后，在蒸煮箱中煮制乳化香肠，直到肠体的内部核心温度达到74℃左右时，这一过程大概持续30分钟。然后将乳化香肠迅速浸入冰水中使其内部核心温度达到4℃。控干水分后进行真空包装并储存在4℃冰箱中。

实施例5

一种基于蛋白-多糖共同稳定的高内相乳液作为脂肪替代物应用于乳化香肠中的方法，包括以下步骤：

(1)预处理豌豆分离蛋白：用2mol/L的食用碱将水合过夜后的5wt％豌豆分离蛋白的pH调节至12，随后利用高强度超声在20kHz，500W的条件下对其超声10分钟，随后在室温下搅拌1小时，并用1mol/L的食用酸将pH调节至7。然后将溶液冷冻干燥成粉，保存备用。

(2)壳聚糖颗粒的制备：将壳聚糖溶解于质量浓度1.5wt％的乙酸中并充分搅拌12小时以保证水化，壳聚糖的终浓度为1wt％，随后利用2mol/L的食用碱将溶液pH调节至7，并利用高强度超声装置对溶液超声处理，超声条件设置为：频率20kHz，功率600W，超声时间5分钟。

(3)连续相的制备：用去离子水将壳聚糖自组装颗粒稀释至0.5wt％，然后与10wt％的改性豌豆分离蛋白等体积混合，以制备连续相。

(4)高内相乳液的制备：将步骤(3)中所述连续相与植物油以1:3的比例进行混合，在15000rmp下高速剪切2—5分钟，即获得高内相乳液。

(5)高内相乳液作为脂肪替代物的乳化香肠的制备：选取新鲜的猪瘦肉，剔除所有可见的结缔组织，将猪瘦肉和猪背部脂肪分别经绞肉机搅碎。所有实验组中都还要另外加入复配磷酸盐4g、食盐15g、亚硝酸盐0.05g、白胡椒粉3g、肉豆蔻粉2.5g、红柿椒粉2.5g、姜粉3g、味精0.5g、芫荽粉0.5g和异抗坏血酸1g。具体步骤为，将猪瘦肉、复配磷酸盐、食盐、亚硝酸盐和一半重量的冰高速斩拌1分钟；1分钟30秒；加入所有的香辛料斩拌1分钟；最后加入抗坏血酸钠，继续斩拌30秒，在整个过程中保持肉糜的温度在12℃以下。利用灌肠器将肉糜灌制直径为18毫米的胶原蛋白肠衣中，注意气泡的产生，以14-16厘米的间隔将肠扭转并盘绕在架子上转移到自动干燥机中进行干燥，在45℃下干燥20分钟，在60℃下烟熏30分钟。最后，在蒸煮箱中煮制乳化香肠，直到肠体的内部核心温度达到74℃左右时，这一过程大概持续30分钟。然后将乳化香肠迅速浸入冰水中使其内部核心温度达到4℃。控干水分后进行真空包装并储存在4℃冰箱中。

对上述实施例制备的混合型高内相乳液体系进行性能表征：

图1为各实施例的乳化香肠外观，随着替代比例的增加，肠体内部颜色逐渐变白，致密性在替代比例为50％时能够保持，但当替代比例达到100％时肠体内部出现少量孔洞。

图2为各实施例的乳化香肠蒸煮损失、水分损失和脂肪损失。蒸煮损失和水分损失随着高内相乳液替代比例的增加而显著降低，表明在加热过程具有较好的保水能力。高内相乳液是一种具有高离心稳定性和加热稳定性的乳液体系，能够抵抗乳化香肠加工过程中所施加的剪切力以及在整个加热熟制过程中保持稳定，不会发生强烈的相分离而导致水分泄露或油析出。同样，脂肪损失随着高内相乳液脂肪替代比例的增加而显著下降，这与高内相乳液对乳液液滴的强束缚能力有关，另外盐环境中的肌原纤维蛋白在加热过程中易形成凝胶，这将乳液液滴进一步固定在体系中，使其在外力作用下不易脱离。

图3为各实施例的乳化香肠pH和水分活度，随着高内相乳液替代比例的增加，乳化香肠的pH显著增加，当替代比例为100％时，乳化香肠体系的pH未超过7，由于我们构建的高内相乳液体系的pH环境处于中性，因此，将高内相乳液引入乳化香肠中会在一定程度上导致pH的升高，但是仍然能够满足肉制品pH环境要求。当替代比例增加至75％时，水分活度增加不显著，但当替代比例达到100％时，水分活度显著增加，这可能与乳化体系的水分分布变化有关。

图4为各实施例的乳化香肠变温流变中储能模量和损耗模量，G'代表弹性固体行为，即肉糜对弹性变形的抵抗力，并反映了其机械强度。在整个加热过程中，不同替代比例的G'变化均呈现出典型的肌原纤维蛋白热变性过程曲线，经高内相乳液替代脂肪后肉糜的G'和G”均低于对照组，但是在温度变化扫描过程中差异不明显，另外，高内相乳液具有较高的热稳定性，经过同样的温度变化处理，在冷却过程G'持续增加，这可能是添加了高内相乳液的肉糜在冷却过程中G'增加的速度较快的原因。G”曲线与G'曲线基本一致。另外，高内相乳液不同替代比例之间的G'和G”差异较小

图5为各实施例的乳化香肠扫描电镜图像，呈现典型的完整且连续的三维交联网络结构，并且微观纹理相对均匀。替代比例为25％和50％时，观察到脂肪球均匀嵌入到肌原纤维蛋白所构成的凝胶结构中，乳化系统赋予乳化香肠紧密均匀的微观形态。然而，随着脂肪替代比例进一步增加至75％和100％，乳化香肠的微观结构开始呈现蜂窝海绵状。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以帮助理解本发明的技术方案及核心思想，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换也落入本发明权利要求的保护范围内。