CN107593934A - 一种基于再生纤维素的可食用油凝胶及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于再生纤维素的可食用油凝胶，其制作过程是由再生纤维素和/或再生纤维素复配物的悬浮液与食用油制备Pickering乳液，并经冷冻，干燥，得到食用油凝胶；用于食品制备。本发明的方法简单，由再生纤维素和/或再生纤维复配物的悬浮液制备的Pickering乳液稳定性高，可直接食用，也可用于生物医药、化妆品、食品等领域；制备得到的固体或半固体脂肪产品(油凝胶)不需要化学改性，保留不饱和脂肪酸的特性，含油量高(>95％)，同时含有益于健康的膳食纤维，安全，健康，在食品、化妆品、医药等领域有潜在应用价值。
Description
技术领域
本发明属于食用油领域，特别涉及一种基于再生纤维素的可食用油凝胶及其制备方法和应用。
背景技术
近年来，将液体食用油固化制备油凝胶逐渐引起食品工作者的兴趣(Patel A R,Dewettinck K.Food&function,2016,7(1):20-29.)。传统的塑性脂肪氢化加工过程会引入饱和脂肪和反式脂肪，对于人的健康极为不利。最近，美国食品药品管理局禁止了部分人造的反式脂肪酸在食品上的使用，下令在三年的时间内改进这些使用反式脂肪的食品的配方以完全去除反式脂肪(Hughes N E,Marangoni A G,Wright A J,et al.Trends in FoodScience&Technology 2009,20(10):470-480.AIACHE J M,Gauthier P,AiacheS.International journal of cosmetic science,1992,14(5):228-234.Manzocco L,Valoppi F,Calligaris S,et al.Food Hydrocolloids,2017,71:68-75.)。因此，很多食品制造者正在寻找以未经化学改性的固体油取代饱和脂肪和反式脂肪的方法。
食用油凝胶的制备，要求在液体食用油固化的过程中不破坏其营养价值，同时方法简单可行并具有通用性。使用乳液为模板制备油凝胶是最具有工业前景的一种方法(Patel A R,Cludts N,Sintang M D B,et al.Food&function,2014,5(11):2833-2841.)。Pickering乳液是使用固体颗粒取代传统的表面活性剂作为稳定剂稳定的乳液(ChevalierY,Bolzinger M A.Colloids and Surfaces A:Physicochemical and EngineeringAspects,2013,439:23-34.)。与传统的乳液相比，Pickering乳液具有稳定性高、使用乳化剂量少，对环境无污染等优点。目前，使用固体颗粒稳定食品乳液已经得到广泛的研究。雀巢专利EP 06111524A描述了一种使用乳蛋白在油滴界面交联，经过干燥得到连续油相具有蛋白层“泡沫”的透明凝胶。专利WO2014/004018涉及了一种可食用的油凝胶，其中包含油和乙基纤维素，通过加热乙基纤维素加入到食用油中，经过冷却制备油凝胶。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于再生纤维素的可食用油凝胶及其制备方法和应用，该方法简单，制备得到的油凝胶含油量高(>95％)，在食品、化妆品、医药等领域有潜在应用价值。
本发明的一种基于再生纤维素的可食用油凝胶，制作过程是由再生纤维素和/或再生纤维素复配物的悬浮液与食用油制备Pickering乳液，并经冷冻，干燥，得到食用油凝胶。
所述再生纤维素复配物为质量比为10:1-1:10的再生纤维素与羧甲基纤维素的复配物；食用油包括：蓖麻油、橄榄油、菜籽油、花生油、豆油、玉米油、棉籽油、罂粟籽油、棕榈油、牛油树油、葵花籽油或食用调和油。
所述再生纤维与羧甲基纤维素的质量比为2:1-1:2；食用油包括：葵花籽油、橄榄油或食用调和油。
所述Pickering乳液包括：第一液体的外部连续相和第二液体的内部分散相，稳定剂为再生纤维素，第一液体与第二液体至少部分不混溶，第一液体为水，第二液体为食用油。
本发明的一种基于再生纤维素的可食用油凝胶的制备方法，具体步骤如下：
(1)将纤维素与溶剂一以比例为1.5g:6mL-2.5g:6mL混合，再加入酸，搅拌，得到纤维素溶液，加入到溶剂二中，离心，得到再生纤维素悬浮液，加入羧甲基纤维素，得到再生纤维素复配物的悬浮液，其中纤维素与酸的质量比为1:5-1:100，纤维素溶液与溶剂二的体积比为1:2-1:10，再生纤维素与羧甲基纤维素的质量比为10:1-1:10；
(2)将食用油加入到步骤(1)中再生纤维素悬浮液和/或再生纤维素复配物的悬浮液中，均质，得到食用油的Pickering乳液，其中食用油与再生纤维素的质量比为20:1-5:1，食用油与再生纤维素复配物的质量比为5:3-10:3；
(3)将步骤(2)中食用油的Pickering乳液冷冻，干燥，得到食用油凝胶。
所述步骤(1)中溶剂一、溶剂二均为去离子水；纤维素包括：微晶纤维素、木材、棉、麻、麦秸、海藻、棉纸浆、亚麻、苎麻、桑皮、竹或木浆板；酸为无机酸，酸的浓度为50％-100％。
所述步骤(1)中纤维素包括：微晶纤维素、木浆板或棉；酸为磷酸；搅拌的温度为-10℃-50℃，搅拌的时间为1h-24h；离心至pH＝6-8。
所述步骤(2)中均质是用均质机，均质时间为1-30min。
所述步骤(2)中均质时间为1-10min。
所述步骤(3)中冷冻温度为-197℃--5℃，冷冻时间为10-20h；干燥压力为10Pa-200Pa，干燥时间为5h-48h，干燥后含水率<1％。
本发明的一种基于再生纤维素的可食用油凝胶可以用于食品制备，不仅可以保持液体油的营养成分，还可以在食品中引入膳食纤维，有利于人体的营养均衡。
有益效果
(1)本发明的方法简单，由再生纤维素和/或再生纤维复配物的悬浮液制备的Pickering乳液稳定性高，可直接食用，也可用于生物医药、化妆品、食品等领域。
(2)本发明制备得到的固体或半固体脂肪产品(油凝胶)不需要化学改性，保留不饱和脂肪酸的特性，含油量高(>95％)，同时含有益于健康的膳食纤维，安全，健康，在食品、化妆品、医药等领域有潜在应用价值。
附图说明
图1为实施例1制备得到的Pickering乳液的实物图(图中C指再生纤维素，CMC指羧甲基纤维素)；
图2为实施例1制备得到的食用油凝胶的实物图(图中(a)、(b)、(c)分别是羧甲基纤维素的质量分数为0.72wt.％时，再生纤维素的质量分数为0.54wt.％，0.36wt.％，0.18wt.％的食用油凝胶；(d)、(e)、(f)分别是再生纤维素的质量分数为0.72wt.％时，羧甲基纤维素的质量分数为0.54wt.％，0.36wt.％，0.18wt.％的食用油凝胶)；
图3为实施例1制备得到的不同再生纤维素含量和羧甲基纤维素含量的食用油凝胶的流变表征图(图中C指再生纤维素，CMC指羧甲基纤维素)；
图4为本发明的基于再生纤维素的可食用油凝胶的制备工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
(1)将2g微晶纤维素加入到三口烧瓶中，加入6mL去离子水，加入100mL 85％的磷酸，在0℃搅拌24h，得到纤维素溶液，加入到500mL去离子水中生成絮状纤维素，离心到一定质量分数的再生纤维素，加入羧甲基纤维素，得到再生纤维素和羧甲基纤维素复配物的悬浮液，羧甲基纤维素的质量分数为0.72wt.％时，再生纤维素的质量分数分别为0.54wt.％，0.36wt.％，0.18wt.％；再生纤维素的质量分数为0.72wt.％时，羧甲基纤维素的质量分数分别为0.54wt.％，0.36wt.％，0.18wt.％。
(2)取步骤(1)中3g再生纤维素和羧甲基纤维素复配物的悬浮液，加入7g葵花籽油，在均质机中以10000rpm的转速均质分散1min，即得到稳定的葵花籽油Pickering乳液。
(3)将步骤(2)中的葵花籽油Pickering乳液放在-20℃冰箱中冷冻12h，使用冷冻干燥机干燥48h，干燥压力为20Pa，干燥后含水率<1％，得到食用油凝胶。
(4)为了研究食用油凝胶的实用性能，对不同再生纤维素含量和羧甲基纤维素含量的油凝胶进行了流变表征，具体步骤为：
取1mm厚的步骤(3)中食用油凝胶放在50mm的平板上，控制形变为1％，剪切速度为0.1s-1，10s-1，0.1s-1。经过测试，油凝胶具有良好的触变性能，同时形态回复性达到70％以上，具有良好的应用前景。
实施例2
(1)将2g木浆板加入到三口烧瓶中，加入6mL去离子水，加入100mL 85％的磷酸，在0℃搅拌24h，得到纤维素溶液，加入到500mL去离子水中生成絮状纤维素，离心到一定质量分数的再生纤维素，加入羧甲基纤维素，得到再生纤维素和羧甲基纤维素复配物的悬浮液，羧甲基纤维素的质量分数为0.72wt.％时，再生纤维素的质量分数分别为0.54wt.％，0.36wt.％，0.18wt.％；再生纤维素的质量分数为0.72wt.％时，羧甲基纤维素的质量分数分别为0.54wt.％，0.36wt.％，0.18wt.％。
(2)取步骤(1)中3g再生纤维素和羧甲基纤维素复配物的悬浮液，加入7g橄榄油，在均质机中以10000rpm的转速均质分散1min，即得到稳定的橄榄油Pickering乳液。
(3)将步骤(2)中的橄榄油Pickering乳液放在-20℃冰箱中冷冻12h，使用冷冻干燥机干燥48h，干燥压力为20Pa，干燥后含水率<1％，得到食用油凝胶。
(4)为了研究食用油凝胶的实用性能，对不同再生纤维素含量和羧甲基纤维素含量的油凝胶进行了流变表征，具体步骤为：
取1mm厚的步骤(3)中食用油凝胶放在50mm的平板上，控制形变为1％，剪切速度为0.1s-1，10s-1，0.1s-1。经过测试，油凝胶具有良好的触变性能，同时形态回复性达到70％以上，具有良好的应用前景。
实施例3
(1)将2g棉加入到三口烧瓶中，加入6mL去离子水，加入100mL 85％的磷酸，在0℃搅拌24h，得到纤维素溶液，加入到500mL去离子水中生成絮状纤维素，离心到一定质量分数的再生纤维素，加入羧甲基纤维素，得到再生纤维素和羧甲基纤维素复配物的悬浮液，羧甲基纤维素的质量分数为0.72wt.％时，再生纤维素的质量分数分别为0.54wt.％，0.36wt.％，0.18wt.％；再生纤维素的质量分数为0.72wt.％时，羧甲基纤维素的质量分数分别为0.54wt.％，0.36wt.％，0.18wt.％。
(2)取步骤(1)中3g再生纤维素和羧甲基纤维素复配物的悬浮液，加入7g调和油，在均质机中以10000rpm的转速均质分散1min，即得到稳定的调和油Pickering乳液。
(3)将步骤(2)中的调和油Pickering乳液放在-20℃冰箱中冷冻12h，使用冷冻干燥机干燥48h，干燥压力为20Pa，干燥后含水率<1％，得到食用油凝胶。
(4)为了研究食用油凝胶的实用性能，对不同再生纤维素含量和羧甲基纤维素含量的油凝胶进行了流变表征，具体步骤为：
取1mm厚的步骤(3)中食用油凝胶放在50mm的平板上，控制形变为1％，剪切速度为0.1s-1，10s-1，0.1s-1。经过测试，油凝胶具有良好的触变性能，同时形态回复性达到70％以上，具有良好的应用前景。
Claims (10)
1.一种基于再生纤维素的可食用油凝胶，其特征在于，制作过程是由再生纤维素和/或再生纤维素复配物的悬浮液与食用油制备Pickering乳液，并经冷冻，干燥，得到食用油凝胶。
2.按照权利要求1所述的一种基于再生纤维素的可食用油凝胶，其特征在于，所述再生纤维素复配物为质量比为10:1-1:10的再生纤维素与羧甲基纤维素的复配物；食用油包括：蓖麻油、橄榄油、菜籽油、花生油、豆油、玉米油、棉籽油、罂粟籽油、棕榈油、牛油树油、葵花籽油或食用调和油。
3.按照权利要求2所述的一种基于再生纤维素的可食用油凝胶，其特征在于，所述再生纤维素与羧甲基纤维素的质量比为2:1-1:2；食用油包括：葵花籽油、橄榄油或食用调和油。
4.按照权利要求1所述的一种基于再生纤维素的可食用油凝胶，其特征在于，所述Pickering乳液包括：第一液体的外部连续相和第二液体的内部分散相，稳定剂为再生纤维素，第一液体与第二液体至少部分不混溶，第一液体为水，第二液体为食用油。
5.一种如权利要求1所述的基于再生纤维素的可食用油凝胶的制备方法，具体步骤如下：
(1)将纤维素与溶剂一以比例为1.5g:6mL-2.5g:6mL混合，再加入酸，搅拌，得到纤维素溶液，加入到溶剂二中，离心，得到再生纤维素悬浮液，加入羧甲基纤维素，得到再生纤维素复配物的悬浮液，其中纤维素与酸的质量比为1:5-1:100，纤维素溶液与溶剂二的体积比为1:2-1:10，再生纤维素与羧甲基纤维素的质量比为10:1-1:10；
(2)将食用油加入到步骤(1)中再生纤维素悬浮液和/或再生纤维素复配物的悬浮液中，均质，得到食用油的Pickering乳液，其中食用油与再生纤维素的质量比为20:1-5:1，食用油与再生纤维素复配物的质量比为5:3-10:3；
(3)将步骤(2)中食用油的Pickering乳液冷冻，干燥，得到食用油凝胶。
6.按照权利要求5所述的一种基于再生纤维素的可食用油凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中溶剂一、溶剂二均为去离子水；纤维素包括：微晶纤维素、木材、棉、麻、麦秸、海藻、棉纸浆、亚麻、苎麻、桑皮、竹或木浆板；酸为无机酸，酸的浓度为50％-100％。
7.按照权利要求5所述的一种基于再生纤维素的可食用油凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中纤维素包括：微晶纤维素、木浆板或棉；酸为磷酸；搅拌的温度为-10℃-50℃，搅拌的时间为1h-24h；离心至pH＝6-8。
8.按照权利要求5所述的一种基于再生纤维素的可食用油凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中均质是用均质机，均质时间为1-30min。
9.按照权利要求5所述的一种基于再生纤维素的可食用油凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中冷冻温度为-197℃--5℃，冷冻时间为10-20h；干燥压力为10Pa-200Pa，干燥时间为5h-48h。
10.一种如权利要求1所述的基于再生纤维素的可食用油凝胶的应用，其特征在于，用于食品制备。
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