CN110419714A

CN110419714A - 一种新型低脂芝麻酱替代品

Info

Publication number: CN110419714A
Application number: CN201910711124.3A
Authority: CN
Inventors: 李大鹏; 江杨; 于凯铭
Original assignee: Shandong Agricultural University
Current assignee: Shandong Agricultural University
Priority date: 2019-08-02
Filing date: 2019-08-02
Publication date: 2019-11-08
Anticipated expiration: 2039-08-02
Also published as: CN110419714B

Abstract

本发明公开了一种新型低脂芝麻酱替代品。本发明首次将玉米醇溶蛋白/果胶复合纳米颗粒稳定的Pickering乳液应用于食品模型的设计与建立，为低脂芝麻酱替代品的制备提供了一种可行的新方式。与传统芝麻酱产品相比，本发明的低脂芝麻酱其脂肪含量可降低15‑35％；而且，本发明的低脂芝麻酱具有优异的稀释性能和流变性能，将本发明的低脂芝麻酱用水稀释，通过简单搅拌就能迅速散开，分散系统可以维持稳定3h以上；通过稀释，不仅进一步降低了低脂芝麻酱中的脂肪含量，而且稀释后的低脂芝麻酱与传统芝麻酱的口感更相似。

Description

一种新型低脂芝麻酱替代品

技术领域

本发明涉及食品加工技术领域，具体涉及一种基于Pickering乳液技术制备的低脂芝麻酱替代品。

背景技术

芝麻酱营养丰富、风味独特，作为传统佐餐调味品一直深受消费者喜爱。传统的芝麻酱是以芝麻为原料，经水洗、干燥、高温焙炒、扬烟、磨酱等工艺制成，其含油量一般在85％以上。芝麻酱超高的含油量及其在制作过程中因芝麻细胞组织被破坏所导致油脂在芝麻酱中高度分散的存在性状，使其很容易氧化酸败、品质劣变、保质期缩短，且容易油酱分层，影响其食用性状。同时，一些消费者因担心芝麻酱含油量太高、热摄入量过高、影响健康而不敢多食。近年来随着消费者健康饮食意识的提高，多种低脂、低热量食品不断推向市场，受到消费者欢迎。因此，研究开发低脂芝麻酱以推动传统美食健康化，满足消费者日益多样化的需求已成为行业发展的趋势。

对于低脂芝麻酱的制备，目前主要采用的是芝麻脱脂工艺，通过脱除芝麻籽粒中的油脂，并保持芝麻籽粒在压榨过程中不发生破损。但由于芝麻油的香气成分具有不可替代性，使用其他油类或者合成芝麻油都不能满足消费者的需求，因此，通过芝麻脱脂工艺对于油脂含量降低的幅度有限。

皮克林乳液(Pickering乳液)这一概念在十九世纪七十年代被正式提出，主要是指非表面活性材料合成的固体纳米颗粒包裹油滴所形成的水包油乳液。在皮克林乳液中固体颗粒吸附在油水界面上，形成稳定的机械屏障以保证乳液中油滴不受破坏。与传统的低分子量表面活性剂不同，固体颗粒在油水界面的吸附通常被认为是不可逆的，这使得皮克林乳液在“对抗”由热动力学引起的相分离方面比传统乳液更具有优势。

Pickering乳液具有诸多的优点，如稳定性强、抗奥氏熟化和安全性好等，在活性物质载运释放和质地改良等方面有良好的应用潜力。但基于Pickering乳液技术开发成具有传统芝麻酱风味的半固态食品还未见有报道。

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种基于Pickering乳液技术制备的低脂芝麻酱替代品。本发明首次将玉米醇溶蛋白/果胶复合纳米颗粒稳定的Pickering乳液应用于食品模型的设计与建立，为低脂芝麻酱替代品的制备提供了一种可行的新方式。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面，提供由玉米醇溶蛋白/果胶复合纳米颗粒稳定的芝麻油Pickering乳液在制备低脂芝麻酱中的用途。

优选的，所述芝麻油Pickering乳液中油相的比例为0.5-0.7。

优选的，所述芝麻油Pickering乳液的表面积平均径为12-20μm，体积四次矩平均径为26-64μm。

优选的，所述芝麻油Pickering乳液的横向弛豫时间为150-400ms。

优选的，所述玉米醇溶蛋白/果胶复合纳米颗粒由如下方法制备而成：

将玉米醇溶蛋白溶于体积分数为75-85％的乙醇水溶液中，超声处理下滴入去离子水，然后将溶液浓缩至玉米醇溶蛋白的浓度为0.04g/ml，得到玉米醇溶蛋白纳米颗粒分散体；

将玉米醇溶蛋白纳米颗粒分散体滴加到浓度为0.04g/ml的果胶溶液中，制备得到玉米醇溶蛋白/果胶复合纳米颗粒溶液；所述玉米醇溶蛋白纳米颗粒分散体与果胶溶液加入的体积比为1:1。

优选的，所述果胶为苹果果胶。

优选的，所述玉米醇溶蛋白/果胶复合纳米颗粒的zeta(ζ)电位为-35.30±0.96，多分散性指数为0.282±0.063，三相接触角为101°-102°。

本发明的第二方面，提供一种基于Pickering乳液技术制备的低脂芝麻酱，所述低脂芝麻酱由如下方法制备而成：

(1)将玉米醇溶蛋白溶于体积分数为75-85％的乙醇水溶液中，超声处理下滴入去离子水，然后将溶液浓缩至玉米醇溶蛋白的浓度为0.04g/ml，得到玉米醇溶蛋白纳米颗粒分散体；

将玉米醇溶蛋白纳米颗粒分散体滴加到浓度为0.04g/ml的果胶溶液中，制备得到玉米醇溶蛋白/果胶复合纳米颗粒溶液；

(2)将玉米醇溶蛋白/果胶复合纳米颗粒溶液和芝麻油按油相比例为0.5-0.7，以8000～20000rpm的转速混合2～6min，即制备得到低脂芝麻酱。

优选的，步骤(1)中，所述玉米醇溶蛋白纳米颗粒分散体与果胶溶液加入的体积比为1:1。

本发明的有益效果：

(1)本发明首次基于Pickering乳液技术制备得到低脂芝麻酱，其在感官特性上与传统芝麻酱产品极为接近，在顺滑度、延展性方面比传统芝麻酱产品更具优势。

(2)与传统芝麻酱产品相比，本发明的低脂芝麻酱其脂肪含量降低了15-35％；而且，本发明的低脂芝麻酱具有优异的水还原性和流变性能，将本发明的低脂芝麻酱用水稀释，通过简单搅拌就能迅速散开，分散系统可以维持稳定3h以上；通过稀释，不仅进一步降低了低脂芝麻酱中的脂肪含量(降低至35％)，而且稀释后的低脂芝麻酱与传统芝麻酱的风味、口感更相似。

附图说明

图1：三相接触角测定结果；图中，1-玉米醇溶蛋白纳米颗粒；2-ZAP颗粒；3-果胶。

图2：不同放大倍数下的扫描电镜图；其中，A：玉米醇溶蛋白纳米颗粒；B:ZAP。

图3：不同放大倍数下的ZAP透射电镜图；其中，B2为B1的局部放大图。

图4：A为不同油相比例的ZASPE的视觉外观(分别储存1小时和1个月)；B为ZASPE倒置照片；C为不同油相比的ZASPE和芝麻酱(Sesame paste)的照片。

图5：A为不同油相比例的ZASPE的表面积体积平均径和体积四次矩平均径；B为不同油相比例的ZASPE的光学显微图像，其中的标尺为50μm。

图6：不同油相比例的ZASPE的流变性质；其中，A：在25℃下进行稳态剪切，剪切速率为0.01至100/秒；B：频率扫描，1Pa，从0.01到10Hz振荡。

图7：市面常见芝麻酱脂肪含量及配方标签。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

正如背景技术部分介绍的，“高脂肪含量”问题是现如今市面上芝麻酱产品所存在的普遍性问题，也成为了影响芝麻酱健康品质的重要制约因素。

现有的芝麻酱可以定义为一种胶体悬浮体，主要由悬浮在芝麻油中的亲水固体组成。而Pickering乳液是一种乳剂，现有的芝麻酱与Pickering乳液在成分、微观结构、流动性等方面存在较大差异，因此，基于Pickering乳液技术制备具有与传统芝麻酱产品具有相似风味和口感的低脂芝麻酱的难度较大。

本发明通过系统的研究，最终基于Pickering乳液技术制备得到了一种低脂芝麻酱。由于芝麻油的香气成分具有不可替代性，使用其他油类替代或合成芝麻油都不能满足消费者的需求，因此，本发明选择芝麻油作为Pickering乳液体系的油相，其既能保持芝麻酱原有的味道，又能获得舒适的口感。

另一方面，乳液稳定体系的构建和材料的选择将直接影响到产品的物理性能，这也是本发明研究的核心。本发明采用玉米醇溶蛋白/果胶复合纳米颗粒来稳定油相，本发明所制备的玉米醇溶蛋白/果胶复合纳米颗粒，其zeta(ζ)电位为-35.30±0.96，多分散性指数为0.282±0.063，三相接触角为101°-102°；纳米颗粒的润湿性对乳液的制备和稳定性起着至关重要的作用，采用本发明方法制备的玉米醇溶蛋白/果胶复合纳米颗粒能够显著提高乳液体系的稳定性。

采用本发明方法制备的由玉米醇溶蛋白/果胶复合纳米颗粒稳定的芝麻油Pickering乳液，其油相比例为0.5-0.7；表面积平均径为12-20μm，体积四次矩平均径为26-64μm；可以作为传统芝麻酱的代用品，其在感官特性上与传统芝麻酱即为接近，在顺滑度、延展性方面比传统芝麻酱产品更具优势。本发明首次将玉米醇溶蛋白/果胶复合纳米颗粒稳定的芝麻油Pickering乳液应用于食品模型的设计与建立，为低脂芝麻酱产品的制备提供了一种可行的新方式。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。

本发明实施例中所用的试验材料均为本领域常规的试验材料，均可通过商业渠道购买得到。

实施例1：玉米醇溶蛋白/果胶复合纳米颗粒(ZAP)的制备

1g玉米醇溶蛋白溶于40ml 80％(v/v)乙醇水溶液中，超声处理下滴入120ml去离子水。然后用旋转蒸发器(45℃)将溶液浓缩至25ml，制备得到玉米醇溶蛋白纳米颗粒分散体。在连续搅拌(600rpm)的条件下，将玉米醇溶蛋白纳米颗粒分散体滴加到浓度为0.04g/ml的苹果果胶(AP)溶液中，所述玉米醇溶蛋白纳米颗粒分散体与苹果果胶溶液加入的体积比为1:1。

实施例2：ZAP稳定的芝麻油Pickering乳液(ZASPE)的制备

采用实施例1制备的ZAP和芝麻油制备ZASPE。乳液总体积固定在20ml，油分数分别为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9(v/v)。采用高速匀浆器将芝麻油以14000转/分的速度与ZAP混合四分钟，得到芝麻油Pickering乳液。

试验例1：

1.试验方法：

对实施例1制备的ZAP的颗粒大小、多分散性指数(PDI)、zeta(ζ)电位、三相接触角进行测定，并进行扫描电镜和透射电镜观察。其中：

ZAP的颗粒大小、多分散性指数(PDI)和zeta(ζ)电位在一个适当的稀释浓度(0.2％，w/v)下用电位分析仪测得。所有测量均在25℃下进行。

三相接触角的测定方法为：将冻干ZAP粉末压制成13mm×2mm的圆柱形片，浸于芝麻油浴中。使用光学接触角测量仪根据之前的方法测量三相接触角。

扫描电镜的检测方法为：将冻干的ZAP直接粘附在双面胶上，表面喷涂一层金。在3.0kV加速电压下，使用扫描电镜记录样品的SEM图像。

透射电镜的检测方法为：将5μL稀释的ZAP悬浮物沉积在碳涂层铜网格上，待样品在室温下完全干燥，使用透射电镜在200kv加速电压下拍摄TEM图像。

2.试验结果：

2.1 ZAP的颗粒大小、多分散性指数(PDI)、zeta(ζ)电位测定结果：

结果见表1。

表1：ZAP的颗粒大小、多分散性指数(PDI)、zeta(ζ)电位测定结果

2.2三相接触角测定结果：

纳米颗粒的润湿性对乳液的制备和稳定性起着至关重要的作用，中性润湿有利于颗粒吸附在油水界面并形成相应的位阻。目前，测量三相接触角是评估胶体颗粒的润湿性最常见的直观方法。如图1所示，玉米醇溶蛋白纳米颗粒的三相接触角为121.5°(图1中1)，属于典型的疏水材料；苹果果胶的三相接触角为100.8°(图1中3)，使其接近两亲性；所制备的ZAP颗粒的三相接触角为101.4°，这与苹果果胶的润湿性接近，推测ZAP的润湿性主要来源于果胶。

2.3扫描电镜观察结果：

通过扫描电镜(SEM)可以直接比较单独的玉米醇溶蛋白纳米颗粒和ZAP的形貌(图2)。在与果胶复合前，反溶剂法制备的单独的玉米醇溶蛋白纳米颗粒(图2A)呈现出一个表面光滑的完美几何球体。果胶的加入改变了复合颗粒的大小和形状，ZAP则呈现出不规则的形状和粗糙的表面(图2B)。我们发现玉米醇溶蛋白颗粒表面的果胶相互交联，形成了复杂的三维网状结构。

2.4透射电镜观察结果：

透射电镜(TEM)的结果(图3)更直接地揭示了玉米醇溶蛋白-果胶之间的关系：在玉米胶粒子表面包裹了一层厚厚的AP层。AP除了具有亲水性外，还能使相邻的复合纳米颗粒产生更多的交联，这有利于在水-油界面形成强大的抑制屏障。

在本发明中，胶体粒子首先通过反溶剂组装，然后通过氢键和静电疏水相互作用与AP合成。所得到的复合纳米颗粒具有合适的纳米尺寸和近中性润湿性，这会影响随后的界面自组装和结构形成，从而促进Pickering乳液技术的开发并提升其性能。

试验例2：

对实施例2制备的ZAP稳定的芝麻油Pickering乳液(ZASPE)的性能进行考察。

1.试验方法：

1.1视觉外观：观察不同油相比例下制备的ZASPE的视觉外观。

1.2液滴大小及光学显微镜观察：使用激光粒度分析仪测定ZASPE的液滴大小。对表面积平均径(D3,2)和体积四次矩平均径(D4,3)分别进行测量。

1.3流变学：使用带有20mm平行板结构的AR-2000ex流变仪对ZASPE、稀释ZAPE和芝麻酱进行流变学性能测试。进行稳态剪切测试，剪切速率为0.01～100s^-1。进行动态振荡测试，频率为0.01～10Hz，范围为1pa。以上测试均在25℃下进行。

1.4感官评价：

采用九分嗜好评分法对ZASPE稀释ZAPE和芝麻酱的外观、风味和口味、顺滑度、延展性和可接受性进行感官评价。来自山东农业大学食品科学与工程学院接受过感官评价训练的15名学生参与了感官评价。所有的样品编码和食用顺序是完全随机，并在室温下放在托盘上交给小组成员。小组成员在培养皿中得到30g样本，并要求小组成员品尝不同样本前用水漱口。九分嗜好评分法表设定为“1-极度不喜欢，5-一般喜欢，9-极度喜欢”。最终得分取平均值。

2.试验结果：

2.1视觉外观：

图4A所示为ZASPE在不同油相下的视觉外观，展示出了为稳定乳液胶体颗粒由过多到不足的变化过程。ZAP稳定的芝麻油Pickering乳液(ZASPE)乳化相的体积随着油相分数从0.1增长到0.4而增加。在0.5～0.7油相分数的乳液中没有发生相分离现象，甚至在贮藏1个月后仍保持稳定。当油相分数增加到0.8时，乳液结构开始坍塌，并伴有大量的油相析出。0.5～0.7油分数的ZASPE在储存6小时后由乳液转变为乳液凝胶(图4B)，这进一步表明了Pickering乳液的长期储存稳定性。图4C中ZASPE的照片显示，从0.5到0.7油相，乳液的塑性逐渐增加。

2.2液滴大小和形态：

图5A中显示/展示了具有不同油相分数(从0.1到0.7)的ZASPE的平均液滴尺寸(D3，2和D4，3)。Pickering乳液的平均液滴尺寸(D3，2和D4，3)为微米级，与ZAP的尺寸差异为一个或两个数量级。随着油相的增加(从0.1到0.7)，Pickering乳液的所有平均液滴尺寸(D3，2和D4，3)逐渐增加。通过光学显微镜可以更直接地显示/展示乳液的尺寸和形态。如图5B所示，光学显微镜图像与液滴尺寸的结果一致，ZASPE的液滴随着油相分数的增加(从0.1到0.7)而增加。这是因为在颗粒浓度恒定的条件下，颗粒数随着油相的增加而减少，加之可用于固定在油滴表面上的颗粒不足，迫使油滴趋于增加比表面积，以保持稳定的状态。

2.3流变性质：

图6A展示了不同油相分数的ZASPE的稳定剪切结果。样品的粘度随剪切速率的增加而降低，所有乳液均表现出假塑性流体的特性。此外，随着油相分数的增加，低剪切区的表观粘度逐渐增加。图6B显示了ZASPE的储存模量(G')和损失模量(G")，这是在不同油分数下的频率函数。我们发现，所有样品的储存模量G'大于其损失模量G"。ZASPE开始呈现低油相分数(0.4～0.7)的弹性优势。G'和G”随油相分数的增加而增加，说明乳液的粘弹性随着油分数的增加而显著增强。虽然水相作为一个连续相，随着油相分数的增加而减少，但果胶的分子密度保持不变，相互接近的液滴逐渐增加，降低了果胶骨架的工作距离，最终形成了强大的空间力量和稳定的网络结构。

2.4感官评价：

感官评价结果见表2。

表2：感官评价结果

表2展示了ZASPE和芝麻酱的感官评价。芝麻酱的外观和风味和口味评分更高，无疑是由于它们的成分不同(芝麻油含量)。ZASPE在顺滑度方面表现更好。芝麻酱中的固体使其口感不佳，而乳液液滴之间的相对低的摩擦使口感更顺滑，这与它们的微观结构和摩擦特性有关。在延展性方面，乳液比芝麻酱具有天然的优势，因为芝麻酱是固液混合物。根据感官评价的结果，我们认为ZASPE可以被认为是一种具有新颖物理特性的可行的芝麻酱替代品。

试验例3：ZASPE作为低脂芝麻酱的稀释性能

传统的芝麻酱产品在食用时一般需要加水或其他调味品(例如酱油)进行稀释，调制成汁。但在调制过程中芝麻酱不易溶解，极易成团。

本发明制备的ZASPE本身可以作为芝麻酱的替代产品，而且其还具有优异的水还原性和流变性能。将ZASPE放入水中，以弹性为主的乳液通过简单搅拌迅速散开，分散系统可以维持稳定3h以上，能够满足消费者的食用需求。而且，经感官试验验证，稀释后的ZASPE在口感方面与芝麻酱更为相似。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.由玉米醇溶蛋白/果胶复合纳米颗粒稳定的芝麻油Pickering乳液在制备低脂芝麻酱替代品中的用途。

2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述芝麻油Pickering乳液中油相的比例为0.5-0.7。

3.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述芝麻油Pickering乳液的表面积平均径为12-20μm，体积四次矩平均径为26-64μm。

4.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述芝麻油Pickering乳液的横向弛豫时间为150-400ms。

5.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述玉米醇溶蛋白/果胶复合纳米颗粒由如下方法制备而成：

6.根据权利要求5所述的用途，其特征在于，所述果胶为高甲氧基苹果果胶。

7.根据权利要求5所述的用途，其特征在于，所述玉米醇溶蛋白/果胶复合纳米颗粒的zeta电位为-35.30±0.96，多分散性指数为0.282±0.063，三相接触角为101°-102°。

8.一种基于Pickering乳液技术制备的低脂芝麻酱替代品，其特征在于，所述低脂芝麻酱由如下方法制备而成：

9.根据权利要求8所述的低脂芝麻酱替代品，其特征在于，步骤(1)中，所述玉米醇溶蛋白纳米颗粒分散体与果胶溶液加入的体积比为1:1。