一种淀粉-脂质-蛋白复合物及其制备和应用
文献发布时间:2023-06-19 18:29:06
技术领域
本发明属于食品加工技术领域。更具体地,涉及一种淀粉-脂质-蛋白复合物及其制备和应用。
背景技术
月饼是我国传统美食,通常以液态油为基料油,与面粉混合后,再加入转化糖浆和砚水形成结构稳定的面团,包裹馅料后,与馅料共同在高温条件下烘烤而成。在这个过程中,油脂不仅能起到润滑作用,还能抑制面粉中面筋蛋白网络结构的生成,降低饼皮的孔隙度,形成致密的网络结构,但油脂在高温烘烤过程中,通常会因烘烤温度过高而发生热氧化反应,导致其酸价和过氧化值过高,油的品质下降,且油脂的不饱和度越高,氧化反应就会越剧烈。此外,在烘烤过程中,饼皮会因受热产生的压强差而出现内部油脂迁移等现象,使月饼品质显著下降,生产效率降低。
淀粉-脂质复合物是在天然淀粉或加热-冷却过程中自然形成的包合物,其形成和稳定涉及一系列氢键、疏水吸引和范德华力等非共价相互作用,更适合用于保存对氧化和热敏感的凝胶因子,其中,淀粉内α[1→4]葡聚糖螺旋的亲水羟基排列在外表面,亚甲基和糖苷键的氧排列在内核上,形成可容纳合适配体的疏水空腔,凝胶因子(如脂肪酸、单甘酯)则穿插进空腔中形成稳定的复合物。且在组装淀粉-脂质复合物的过程中,还可加入蛋白质分子参与组装,形成淀粉-脂质-蛋白复合物,使淀粉特性发生改变,如糊化、回生等(ChaoC,Cai J,Yu J,Copeland L,Wang S,Wang S.Toward a Better Understanding ofStarch-Monoglyceride-Protein Interactions.J Agric Food Chem.2018Dec 19;66(50):13253-13259.doi:10.1021/acs.jafc.8b04742.Epub 2018Dec 10.PMID:30485089.),进而提高体系的热稳定性,但现有的淀粉-脂质-蛋白复合物用于月饼饼皮的制备时,仍不能很好地包裹油脂,其包油率仍较低,内部油脂迁移仍较为严重。
因此,亟需寻找一种既能提高饼皮热稳定性,又能抑制饼皮内部油脂迁移的方法,对于月饼加工领域具有相当的必要性。
发明内容
本发明针对现有技术的不足,提供一种淀粉-脂质-蛋白复合物,用以提高月饼饼皮的热稳定性和抑制月饼饼皮内部的油脂迁移。
本发明的第一目的是提供一种淀粉-脂质-蛋白复合物的制备方法。
本发明的第二目的是提供上述方法制备得到的淀粉-脂质-蛋白复合物。
本发明的第三目的是提供上述淀粉-脂质-蛋白复合物在制备月饼饼皮中的应用。
本发明上述目的通过以下技术方案实现:
本发明提供了一种淀粉-脂质-蛋白复合物的制备方法,具体是:将淀粉、凝胶油、蛋白质和水混匀,得到的混合液在45~55℃下加热0.8~1.2min,再以10~15℃/min的速率升温到90~100℃,4.8~5.2min后再以10~15℃/min的速率降温至45~55℃,1.8~2.2min后进行剪切、冻干,即得到所述淀粉-脂质-蛋白复合物;
其中,所述凝胶油包含蜂蜡和植物油。
凝胶油是一种在分散相液态油中加入凝胶因子,进而形成的稳定的网络结构,可有效包裹液态油,有效抑制常温下的油脂迁移,但将这种方法用于高温烘烤制备月饼饼皮时,由于凝胶因子遇高温(110~180℃)易融化,在烘烤过程中会以液态形式存在,不能很好地包裹油脂,对油脂在高温烘烤时的迁移无显著影响。此外,凝胶因子在加热冷却后会迅速结晶,在油相中分布不均,从而影响产品的稳定性和口感。因此,要将该方法用于解决月饼饼皮内部油脂迁移的问题,提高凝胶网络结构的热稳定性就显得尤为重要,而正是本发明将特定的凝胶油与其它原料复配,结合特定的工艺,才使制得的淀粉-脂质-蛋白复合物不仅能提高饼皮的热稳定性,还能抑制饼皮内部油脂的迁移。
蜂蜡是一种细小的针状晶体,以长直链蜡酯为主,蜡酯与单甘酯相比,其碳链更长,在加热时(80℃)可分散在液态油中,且蜂蜡价格低、来源广、可食用。本发明在制备工艺中加入蜂蜡,可使其与复合凝胶基质缔合,从而诱导复合结构性质的改变,更好促进淀粉-脂质-蛋白复合物稳定结构的形成。
最优选为:将淀粉、凝胶油、蛋白质和水混匀,得到的混合液在50℃下加热1min,再以12℃/min的速率升温到95℃,5min后再以12℃/min的速率降温至50℃,2min后进行剪切、冻干,即得到所述淀粉-脂质-蛋白复合物。
优选地,所述淀粉包括但不限于玉米淀粉、马铃薯淀粉、豌豆淀粉等。
优选地,所述淀粉的质量为混合液质量的5~10%。
优选地,所述蛋白质包括但不限于酪蛋白酸钠、酪蛋白酸钠、酪蛋白酸钙等。
优选地,所述蛋白质的质量为混合液质量的0.5~1%。
优选地,所述凝胶油的制备为:在加热条件下,将蜂蜡溶解于植物油后,于3~5℃下冷却5.5~6.5h即得。最优选为在4℃下冷却6h。
进一步优选地,所述加热为在85~95℃下加热25~35min,最优选为90℃下加热30min。
优选地,所述凝胶油的质量为混合液质量的10~30%。
优选地,所述植物油为亚麻籽油、紫苏籽油、葵花籽油、玉米油、山茶油或菜籽油中的一种或几种。
优选地,所述蜂蜡的质量为混合液质量的0.4~5%。
优选地,所述加热、升温、降温过程中均进行搅拌,搅拌转速为100~200rpm。
优选地,所述剪切为在9500~10500rpm下剪切2.5~3.5min,最优选为在10000rpm下剪切3min。
优选地,所述冻干后还进行粉碎、过滤。
进一步优选地,所述过滤为用60~80目的筛子过滤。
本发明的淀粉-脂质-蛋白复合物具有较佳的包油能力和热稳定性,包油率高达90%,能有效防止月饼出现油析现象,因此,上述方法制备得到的淀粉-脂质-蛋白复合物,及其在制备月饼饼皮中的应用均应在本发明的保护范围之内。
本发明具有以下有益效果:
1.本发明在植物油中加入蜂蜡,可与植物油中不同种类的高不饱和油脂混合形成稳定的结晶网络,再将淀粉、凝胶油和蛋白质进行混合,淀粉在多段式加热过程中发生糊化,并在蛋白质的催化作用下充分水解,以蜡酯为主的长链分子则会进入直链淀粉的疏水空腔内,形成稳定的膜结构,包裹液态油,得到的淀粉-脂质-蛋白复合物具有较佳的包油能力和热稳定性,包油率高达90%,能有效抑制月饼内部油脂迁移。
2.本发明淀粉-脂质-蛋白复合物中的油脂以高不饱和脂肪酸为主,不含反式脂肪酸,饱和脂肪酸含量较低,能够满足当前消费者对低饱和脂肪酸的需求,使烘焙油脂更加健康;且本发明利用淀粉-脂质-蛋白复合物的形式包裹高不饱和油脂,使高不饱和油脂基月饼专用油以粉末的形式储存,可显著延长产品货架期。
3.本发明的淀粉-脂质-蛋白复合物制备简单,可很好维持月饼的质构。
附图说明
图1A为实施例1淀粉-脂质-蛋白复合体系的照片,图1B为实施例2淀粉-脂质-蛋白复合体系的照片,图1C为实施例3淀粉-脂质-蛋白复合体系的照片,图1D为对比例1淀粉-脂质-蛋白复合体系的照片,图1E为对比例2淀粉-脂质-蛋白复合体系的照片,图1F为对比例3淀粉-脂质-蛋白复合体系的照片。
图2为淀粉-脂质-蛋白复合体系的应力扫描分析结果,图中,A、B、C、D、E和F分别代表对比例2、对比例1、实施例3、实施例2、实施例1和对比例3的弹性模量G’,A’、B’、C’、D’、E’和F’分别代表对比例2、对比例1、实施例3、实施例2、实施例1和对比例3的粘性模量G”。
图3为淀粉-脂质-蛋白复合体系的频率扫描分析结果,图中,A、B、C、D、E和F分别代表对比例2、对比例1、实施例3、实施例2、实施例1和对比例3的弹性模量G’,A’、B’、C’、D’、E’和F’分别代表对比例2、对比例1、实施例3、实施例2、实施例1和对比例3的粘性模量G”。
图4为淀粉-脂质-蛋白复合体系的触变性分析结果,图中,A、B、C、D、E和F分别代表实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2、对比例3的触变性分析结果。
图5为实施例1~3、对比例1~3淀粉-脂质-蛋白复合体系的DSC分析结果,图中,1-P、2-P、3-P、4-P、5-P、6-P分别代表实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2、对比例3的DSC分析结果。
图6为实施例1~3、对比例1~2淀粉-脂质-蛋白复合体系的微观结构,图中,A、B、C、D、E分别代表对比例2、对比例1、实施例3、实施例2、实施例1淀粉-脂质-蛋白复合体系的微观结构。
图7A为实施例1的产物照片,图7B为对比例4的产物照片,图7C为对比例5的产物照片,图7D为对比例6的产物照片,图7E为对比例7的产物照片,图7F为对比例8的产物照片,图7G为对比例9的产物照片。
图8A为实施例1制备月饼的照片,图8B为对照组1的照片,图8C为对照组2的照片。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例来进一步说明本发明,但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明,本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
除非特别说明,以下实施例所用试剂和材料均为市购。
实施例1~3、对比例1~3淀粉-脂质-蛋白复合体系的制备
根据表1中各原料的种类和用量,按以下步骤制备实施例1~3、对比例1~3的淀粉-脂质-蛋白复合体系:
S1.在90℃下用磁力搅拌器搅拌30min,使蜂蜡完全溶解于亚麻籽油后,放入4℃恒温箱中冷却6h,得到凝胶油;蜂蜡质量与亚麻籽油质量的比值为1:24;
S2.将玉米淀粉、凝胶油、酪蛋白酸钠和水混匀,得到的混合液在50℃下加热1min,再以12℃/min的速率升温到95℃,5min后再以12℃/min的速率降温至50℃,2min后在10000rpm下剪切3min,即得到所述淀粉-脂质-蛋白体系,置于4℃恒温箱中保存;所述加热、升温、降温过程中均以160rpm的转速进行连续搅拌。
表1淀粉-脂质-蛋白复合体系各原料质量百分比
对比例4
同实施例1,区别在于,不加入玉米淀粉。
对比例5
同实施例1,区别在于,不加入酪蛋白酸钠。
对比例6
同实施例1,区别在于,不加入亚麻籽油,即,淀粉-脂质-蛋白复合体系的制备方法为:将蜂蜡、玉米淀粉、酪蛋白酸钠和水混匀,得到的混合液在50℃下加热1min,再以12℃/min的速率升温到95℃,5min后再以12℃/min的速率降温至50℃,2min后在10000rpm下剪切3min,即得到所述淀粉-脂质-蛋白复合体系;所述加热、升温、降温过程中均以160rpm的转速进行连续搅拌;蜂蜡、玉米淀粉、酪蛋白酸钠的质量分别占混合液质量的0.4%、8.0%、0.8%。
对比例7
同实施例1,区别在于,用硬脂酸替换蜂蜡。
对比例8
同实施例1,区别在于,用单硬脂酸甘油酯替换蜂蜡。
对比例9
同实施例1,区别在于,S2为:将玉米淀粉、凝胶油、酪蛋白酸钠和水混匀,在10000rpm下剪切3min,即得到所述淀粉-脂质-蛋白复合体系。
实验例1淀粉-脂质-蛋白复合体系的特性
(1)淀粉-脂质-蛋白复合体系的照片:
实施例1~3、对比例1~3淀粉-脂质-蛋白复合体系的照片如图1所示,其中,图1A为实施例1淀粉-脂质-蛋白复合体系的照片,图1B为实施例2淀粉-脂质-蛋白复合体系的照片,图1C为实施例3淀粉-脂质-蛋白复合体系的照片,图1D为对比例1淀粉-脂质-蛋白复合体系的照片,图1E为对比例2淀粉-脂质-蛋白复合体系的照片,图1F为对比例3淀粉-脂质-蛋白复合体系的照片。
由图1可知,实施例1~3、对比例1~3的淀粉-脂质-蛋白复合体系均可形成凝胶结构。
(2)淀粉-脂质-蛋白复合体系的持油能力:
采用流变仪测定实施例1~3、对比例1~3淀粉-脂质-蛋白复合体系的持油能力,得到的结果如图2~4所示。其中,图2为淀粉-脂质-蛋白复合体系的应力扫描分析结果,图3为淀粉-脂质-蛋白复合体系的频率扫描分析结果,图4为淀粉-脂质-蛋白复合体系的触变性分析结果。
由图2可知,实施例1~3、对比例1~3的淀粉-脂质-蛋白复合体系均表现出固体主导的行为G’>G”,其中实施例1、实施例2和实施例3的结构性更佳,机械强度更高,而随着凝胶油添加量的增加,淀粉-脂质-蛋白复合体系的机械强度逐渐降低。
由图3可知,在0.1~10Hz的频率扫描下,实施例1~3、对比例1~3的淀粉-脂质-蛋白复合体系的G’>G”,表明淀粉-脂质-蛋白复合体系对频率的依赖性小,稳定性较高,且随着凝胶油添加量的增加,淀粉-脂质-蛋白复合体系的机械强度逐渐降低。
由图4可知,实施例1~3、对比例1~2的淀粉-脂质-蛋白复合体系表现出较强的时间依赖特性。在200s
(3)淀粉-脂质-蛋白复合体系的热稳定性:
采用差示热量分析仪DSC测定实施例1~3、对比例1~3淀粉-脂质-蛋白复合体系的热稳定性,得到的DSC分析结果如图5所示。
由图5可知,对比例1和对比例2淀粉-脂质-蛋白复合体系的融化峰在110~130℃之间,实施例1~3淀粉-脂质-蛋白复合体系的融化峰在140~160℃之间,表明实施例1~3淀粉-脂质-蛋白复合体系的热稳定性显著优于对比例1~2。
(4)淀粉-脂质-蛋白复合体系的微观结构:
采用激光共聚焦显微镜观察实施例1~3、对比例1~3淀粉-脂质-蛋白复合体系的微观结构,得到的结果如图6所示。
由图6可知,随着凝胶油含量的增加,淀粉-脂质-蛋白复合体系逐渐由O/W体系转变为W/O体系,且当凝胶油含量大于30%时,淀粉-脂质-蛋白复合体系的油相析出,不利于后期的冷冻干燥,不利于稳定的粉末形成。
综上,实施例1~3淀粉-脂质-蛋白复合体系的机械稳定性和回复性均较佳,可有效防止油相析出,有利于稳定的粉末体系形成。
(5)淀粉-脂质-蛋白复合体系的包油能力:
实施例1与对比例4~9的产物照片如图7所示,其中,图7A为实施例1的产物照片,图7B为对比例4的产物照片,图7C为对比例5的产物照片,图7D为对比例6的产物照片,图7E为对比例7的产物照片,图7F为对比例8的产物照片,图7G为对比例9的产物照片。
由图7可知,对比例4、5、7和8无法形成稳定的结构,油相析出;对比例6、9未包裹油脂,表现出较高的弹性;表明正是本发明采用了特定的原料和制备工艺,才赋予了淀粉-脂质-蛋白复合体系如此优异的结构稳定性和包油能力,将其用于月饼饼皮的制备可有效克服内部油脂迁移的问题。
(6)淀粉-脂质-蛋白复合体系冻干后的包油能力:
将实施例1~3、对比例1~2的产物进行冷冻干燥3天,用粉碎机粉碎1min,用60~80目的筛子过滤,即得到所述淀粉-脂质-蛋白复合物,置于4℃恒温箱中保存,采用石油醚提取法分别测定其包油率(
表2包油率测定结果(单位:%)
由表2可知,实施例1~3的样品可稳定包裹油脂,且实施例3的样品包油率高于90%;而对比例1~9样品的包油率较低,甚至为0,均出现油析现象,漏油严重,不能包裹油脂。表明正是本发明采用了特定的原料和制备工艺,才赋予了淀粉-脂质-蛋白复合物如此优异的包油能力,将其用于月饼饼皮的制备可有效克服内部油脂迁移的问题。
实验例2淀粉-脂质-蛋白复合物在月饼饼皮中的应用
一、月饼的制备
(1)实验组:将转化糖浆与砚水混合并搅打均匀,加入实施例3所得淀粉-脂质-蛋白复合物(冻干后)和低筋面粉(控制转化糖浆、砚水、淀粉-脂质-蛋白复合物、低筋面粉的质量比为40:0.8:18.1:41.1),拌匀,揉合成面团,覆盖保鲜膜,松弛2h;再将面团包裹住市售红豆馅(面团与红豆馅的质量比为24.3:75.7),烘烤10min(烘烤温度为200℃,底火温度为170℃),腰部上色后取出刷3次蛋液,在相同的温度下继续烘烤5min,至表面金黄即可。
(2)对照组1:同实验组,区别在于用等量的实施例3的凝胶油替换淀粉-脂质-蛋白复合物。
(3)对照组2:同实验组,区别在于用等量亚麻籽油替换淀粉-脂质-蛋白复合物。
二、月饼的表观特性
采用色度仪对前述实验组、对照组1、对照组2所得月饼的表观特性进行测定,结果如表3和图8所示。
表3月饼的表观特性
由表3可知,实验组饼皮的L值和a值比对照组1和2低,说明实验组饼皮的色泽相对较浅;实验组饼皮的硬度、凝聚性、耐咀嚼性和回复性均比对照组1和2高,可更好维持饼皮的结构特性,且由图8可知,实验组在6min时已烘烤结束,对照组1和对照组2在9min和12min时才烘烤结束。表明采用本发明淀粉-脂质-蛋白复合物制成的饼皮,具有优异的结构特性。
三、月饼的回油特性
采用水分活度仪和索氏抽提对前述实验组、对照组1、对照组2所得月饼烘烤后回油6天内的水分含量和油脂含量进行测定,结果如表4所示。
表4月饼的回油特性
由表4可知,实验组在前2天回油能力较强,第2天到第6天油脂含量无明显变化,表明实验组的月饼具有较好的持油能力,可有效抑制油析现象;而对照组1和对照组2第0天到第6天油脂含量持续上升,表明对照组1和对照组2对油析现象的抑制不明显。说明采用本发明淀粉-脂质-蛋白复合物制成的饼皮,具有优异的持油能力。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
- 一种淀粉-脂质-蛋白质复合物的制备方法及其应用
- 一种晶型可控的淀粉-脂质复合物的高效制备方法及应用