CN111938160A - 一种无腥植物基高载油微囊粉及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种无腥植物基高载油微囊粉及其制备方法，所述的制备方法包括原料准备、制备水相、油相、乳液制备及喷雾干燥等步骤，所述的原料物按照重量份含有：油脂60–80份，植物蛋白5–15份，抗性糊精5–20份，酸度调节剂1–3份，抗氧化剂0–1份，稳定剂0.1–1份，抗结剂0.1–1.5份。本发明采用酸化及多步碱化乳化法对油脂进行包埋，通过喷雾干燥，得到无腥味、高载油、高包埋率、优异稳定性的植物蛋白体系油脂微囊粉。
Description
技术领域
本发明属于微囊技术领域，尤其涉及一种无腥植物基高载油微囊粉及其制备方法。
背景技术
近几年植物蛋白补充剂市场日趋火热，杜邦公司联合健康国际，在美国进行了一项植物蛋白消费者市场调查报告，涉及超过1000名消费者。调查结果显示，52％的美国消费者正在增加植物来源食品和饮料的摄入量，将近60％的受访者甚至表示，转向植物来源的食品和饮料是永久性的，或者计划永久吃素。
蛋白质饮料在运动营养领域已经取得了初步成功，尤其在运动营养粉末市场。调查数据显示，植物来源的成分在运动营养粉剂中的出现频率已经明显超过食品领域了。格雷戈保罗分析认为，尽管植物蛋白粉类产品在蛋白粉市场所占的份额还不到10％，但是相比那些购买乳清蛋白的消费者，购买植物蛋白产品的消费者总是有不同的理由，可以说“购买乳清蛋白的消费者千篇一律，购买植物蛋白粉的消费者各有各的不同”。
由于塑造肌肉并非植物蛋白所长，因此有增肌诉求的消费者大多会转向乳清蛋白。而购买植物蛋白的消费者往往出于更多理由，如：为了更好的自己，为了更好的明天，为了更好的地球。因为众所周知，植物蛋白碳排放更低，更加环保。不过市场数据指出，即便是专注健身事业的消费者，也会交互使用植物蛋白和乳制品蛋白。此外，调查数据还指出，消费者愿意花钱购买更优质的植物蛋白奶昔，他们愿意为此多支付10％的金钱。
尽管乳制品蛋白仍然备受健身塑形人士和运动员的尊崇，但主流运动爱好者已经将植物蛋白当成了健康生活方式的一部分。国际市场调研公司发现，购买植物蛋白的消费者具有相似的动机和诉求。据运动营养市场分析师分析，植物蛋白相关产品使用频率最高的声称是整体健康、免疫健康和消化健康。在这种情形之下，植物蛋白在普通消费者中的口碑越来越好。不过植物蛋白产品的市场占有率仍然不高，因此该细分市场仍然有很大的投资空间。
虽然植物蛋白市场日趋火热，但植物蛋白本身仍有一些问题，除了自身冲调性差、乳化包埋能力差等问题外，其特有的植物蛋白腥味一直困扰着消费者。如何实现高载油、高包埋率且无腥味的植物蛋白油脂微囊粉，是各大公司争相解决的问题。
现有技术中记载了一系列相关植物蛋白体系油脂微囊制剂的研究结果：
CN201811336936.6公开了这样的技术方案：将植物蛋白配成固形物含量为2.5％–5.0％的植物蛋白溶液，向其中加入壁材及乳化剂，得到固形物含量7.0％–25.0％的溶液，再加入油脂，乳化均质，喷雾干燥。CN201710953550.9公开了这样的技术方案：按一定的质量配比，将壁材边搅拌边加入水中，壁材与水的质量比为0.07～0.2，所述油茶籽油与壁材的质量比为0.8–2；所述壁材包括大豆分离蛋白和麦芽糊精，所述大豆分离蛋白和麦芽糊精的质量比为0.4–2。将油加入到水相中，剪切，均质，喷雾干燥得到粉末状产品。
CN201710118838.4公开了这样的技术方案：将大豆分离蛋白和麦芽糊精溶解到水中，按芯/壁材质量之比为1:2.5～1:3加入亚麻籽油，搅拌均匀，固形物浓度控制在12％–18％之间，初步得到乳状液；将上述所得的乳状液进行剪切乳化，再将剪切乳化过的乳状液加入到均质机中均质，之后进行喷雾干燥，收集可得所述植脂末产品。这些专利都公开了植物蛋白体系油脂粉的制备方法，但其固形物含量均较低，在实际生产过程中会出现耗时较长，生产成本高，甚至是无法产业化等一系列问题。同时这些专利的公开并没有解决行业中植物蛋白粉的腥味问题。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明公开一种无腥味高载油的油脂微囊粉及其制备方法，采用蛋白酸解和梯度乳化的方法对植物油进行乳化，然后乳液进行喷雾干燥，最终得到无腥味、高载油、高包埋率、优异稳定性的植物蛋白体系油脂微囊粉。
首先，本发明涉及一种无腥植物基高载油微囊粉，包括下述原料组分按照重量份组成：
本发明提供所述油脂微囊粉的制备方法，包括下述步骤：
(1)在60–80℃下将5–15重量份植物蛋白分散于水中，将溶液pH调整为2.5–4，进行保温水解，控制植物蛋白分子量在10000–25000Da；
(2)将5–20重量份抗性糊精和0.1–1重量份稳定剂加入到(1)中，搅拌至完全溶解；
(3)再将(2)溶液的pH调至8–9，加入水相抗氧化剂0–3重量份，再加入42–72重量份的油脂，在60–80℃下进行乳化，然后20–40MPa均质至少1次；
(4)再将(3)溶液的pH调至7–7.5，再加入6–24重量份的油脂和0–3重量份的油相抗氧化剂，在60–80℃下进行乳化，然后50–70MPa高压均质至少2次；
(5)将步骤(4)所制备的乳液进行喷雾干燥：进风温度90–220℃，出风温度70–110℃；
(6)向干燥后的粉末中加入0.1–1.5重量份的抗结剂，然后筛分、包装。
通过上述方法制得的植物蛋白体系油脂微囊粉也是本发明的目的之一。
本发明采用酸化及多步碱化乳化法对油脂进行包埋，通过喷雾干燥，得到无腥味、高载油、高包埋率、优异稳定性的植物蛋白体系油脂微囊粉。
本发明上述方法制备的无腥植物基高载油微囊粉突破了植物蛋白油脂粉不易产业化等技术瓶颈，且彻底解决植物蛋白油脂粉的腥味问题，产品可广泛用于烘焙、固体饮料、胶囊等。
具体实施方式
本发明旨在提供一种无腥植物基高载油微囊粉及其制备方法。
首先，本发明涉及一种无腥植物基高载油微囊粉，包括下述原料组分按照重量份组成：
本发明提供所述油脂微囊粉的制备方法，包括下述步骤：
(1)在60–80℃下将5–15重量份植物蛋白分散于水中，将溶液pH调整为2.5–4，进行保温水解，控制植物蛋白分子量在10000–25000Da；
(2)将5–20重量份抗性糊精和0.1–1重量份稳定剂加入到(1)中，搅拌至完全溶解；
(3)再将(2)溶液的pH调至8–9，加入水相抗氧化剂0–3重量份，再加入42–72重量份的油脂，在60–80℃下进行乳化，然后20–40MPa均质至少1次；
(4)再将(3)溶液的pH调至7–7.5，再加入6–24重量份的油脂和0–3重量份的油相抗氧化剂，在60–80℃下进行乳化，然后50–70MPa高压均质至少2次；
(5)将步骤(4)所制备的乳液进行喷雾干燥：进风温度90–220℃，出风温度70–110℃；
(6)向干燥后的粉末中加入0.1–1.5重量份的抗结剂，然后筛分、包装。
在上述任一所述的关于制备方法的技术方案中，原料的选择与组合是本发明实现其技术效果的技术手段之一。
原料物中所述的油脂包括各类植物油(如大豆油、葵花油、亚麻籽油、共轭亚油酸甘油酯、中链甘油三酯、南瓜籽油、番茄籽油等)和动物油脂(如黄油等)中的一种或几种的混合物。
原料物中所述的植物蛋白包括豌豆蛋白、大豆分离蛋白、小麦水解蛋白、南瓜蛋白、火麻蛋白、鹰嘴豆蛋白、大麦蛋白中的一种或几种的混合物，尤其优选豌豆蛋白和/或大豆分离蛋白。
本发明中所述的pH通过酸度调节剂调节，包括酸性调节剂和碱性调节剂，其中，所述的酸性调节剂选自柠檬酸、盐酸、磷酸、苹果酸等中的至少一种，以柠檬酸和磷酸为优选；所述的碱性调节剂选自氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾等中的至少一种，以氢氧化钠为优选。所述步骤(1)(3)中的酸度调节剂共为1–3重量份。
本发明中所述的水相抗氧化剂选自抗坏血酸钠、抗坏血酸、柠檬酸钠或抗坏血酸棕榈酸酯中的至少一种，尤其优选抗坏血酸钠和/或抗坏血酸；所述油相抗氧化剂选自d–α生育酚、dl–α生育酚、混合生育酚、迷迭香提取物、磷脂、丁基羟基茴香醚、抗氧剂264、特丁基对苯二酚中的一种或几种的混合物，尤其优选混合生育酚、迷迭香提取物、磷脂或丁基羟基茴香醚中的一种或几种的混合物。
本发明所述的稳定剂选自磷酸盐和/或柠檬酸盐等。
本发明所述的抗结剂选自二氧化硅、硅酸钙、磷酸三钙中的至少一种。
下述非限制性实施例用于进一步说明本发明的技术方案及效果，不应当被理解为对发明内容任意形式的限定。如无特殊说明，本说明书中的百分比均表示质量百分比。
实施例1
称取400g水于1000mL烧杯中，水温65℃，向其中加入48g大豆蛋白，搅拌分散均匀，用3.2g磷酸将乳液pH调整至2.7，进行保温酸解1.5h，得到蛋白分子量为12000Da。将78.8g的抗性糊精和3.2g的柠檬酸钾加入到水相中，搅拌溶解。再用2g的氢氧化钠将体系pH调整至8.3，加入0.8g抗坏血酸钠，搅拌溶解。加入182g葵花籽油，在65℃下进行乳化，然后30MPa均质一次。再用0.1g磷酸将乳液pH调整到7.3，再加入剩余的78g葵花籽油和0.1g混合生育酚，在70℃下进行乳化，65MPa高压均质2次。将所制备的乳液进行喷雾干燥：进风温度180℃，出风温度90℃，最后向粉中加入4g二氧化硅并进行筛分，得到葵花籽油微囊粉，记作样品1。
实施例2
称取800g水于2000mL烧杯中，水温70℃，向其中加入120g豌豆蛋白，搅拌分散均匀，用5.6g盐酸将乳液pH调整至2.6，进行保温酸解1h，得到蛋白分子量为20000Da。将56g的抗性糊精和8g的磷酸氢二钾加入到水相中，搅拌溶解。再用4g的氢氧化钙将体系pH调整至8.8，加入1.6g抗坏血酸，搅拌溶解。加入480g大豆油，在70℃下进行乳化，然后25MPa均质一次。再用0.1g盐酸将乳液pH调整到7.5，再加入剩余的120g大豆油和0.8g d–a–生育酚，在75℃下进行乳化，70MPa高压均质2次。将所制备的乳液进行喷雾干燥：进风温度170℃，出风温度85℃，最后向粉中加入8g二氧化硅并进行筛分，得到大豆油微囊粉，记作样品2。
实施例3
称取1500g水于3000mL烧杯中，水温60℃，向其中加入210g鹰嘴豆蛋白，搅拌分散均匀，用11.25g柠檬酸将乳液pH调整至2.7，进行保温酸解2h，得到蛋白分子量为23000Da。将39g的抗性糊精和7.5g的多聚磷酸钠加入到水相中，搅拌溶解。再用6.75g的碳酸钠将体系pH调整至8.5，加入7.5g抗坏血酸钠，搅拌溶解。加入766.5g中链甘油三酯，在65℃下进行乳化，然后30MPa均质一次。再用0.15g盐酸将乳液pH 7.1，再加入剩余的283.5g中链甘油三酯和3g dl–a–生育酚，在70℃下进行乳化，62MPa高压均质2次。将所制备的乳液进行喷雾干燥：进风温度175℃，出风温度88℃，最后向粉中加入15g二氧化硅并进行筛分，得到中链甘油三酯微囊粉，记作样品3。
实施例4
对样品1、样品2和样品3进行产品性能评价，结果如表1：
表1
从结果可以看出，用本发明公开的工艺得到的植物蛋白体系油脂粉，产品包埋率高、冲调性好、堆密度与粒度适宜，且腥味等级均为一级。这些性状指标均表明该产品具有优异的特性，可广泛用于固体饮料、压片、烘焙等终端产品中。
其中腥味等级的评价方法为：分别称取各样品3～6g置于洁净的一次性透明杯中，对其进行三位数随机编码。选择3～10名优选评价员对各样品异味等级及状态进行评价。以“对照品”为标准品，定义为0分。评价员嗅闻样品气味，与标准品比较，打分范围–9～9分，若其异味等级高于标准品则为正，若其异味等级低于标准品则为负。进行3次重复实验。以所有评价员3次重复实验评价结果的平均值作为样品的腥味等级。我们认为腥味等级＜3为合格。
实施例5
将样品1、样品2和样品3放入40℃75％湿度的加速烘箱中进行三个月的产品稳定性评价，结果如表2：
表2
从加速稳定性实验可以看出，加速3个月后三个样品的外观、腥味等级、包埋率、冲调性均没有发生变化，过氧化值略有增长，但一般认为加速三个月过氧化值≤10meq/kg产品为合格。可见本发明公开的工艺制备出的植物蛋白体系油脂粉产品稳定性优异。
实施例6
以实施例1的工艺为基础，重点考察酸解后不同蛋白分子量对产品性能的影响：
表3
| 蛋白分子量Da | 包埋率 | 冲调性 | 腥味等级 |
| 5000 | 82.11％ | 明显分层 | / |
| 8000 | 91.07％ | 较明显漂油 | –1 |
| 10000 | 98.33％ | 乳液均一 | –1 |
| 15000 | 98.97％ | 乳液均一 | –1 |
| 20000 | 99.10％ | 乳液均一 | 1 |
| 25000 | 99.17％ | 乳液均一 | 2 |
| 30000 | 98.74％ | 乳液均一，溶解较慢 | 4 |
| 40000 | 97.43％ | 乳液均一，溶解较慢 | 5 |
从结果可以看出，植物蛋白的水解程度对产品包埋率、腥味和冲调性等有较大影响。分子量越低，腥味等级越低，但包埋性能变差。反之分子量越高，包埋性能变好，但腥味明显。因此必须要将蛋白分子量控制在10000–25000Da范围内。
实施例7
以实施例1的工艺为基础，重点考察不同蛋白分子量及不同填充物对产品性能的影响：
表4
从结果可以看出，单靠蛋白分子量的控制无法得到无腥味的产品。必须将植物蛋白分子量控制在10000–25000Da，并且与抗性糊精组合搭配，才可得到无腥味产品。
实施例8
以实施例1的工艺为基础，重点考察碱化条件对产品性能的影响：
表5
从结果来看，只有进行二次碱化才会使产品具有较高的包埋率、冲调性优异，同时产品基本无腥味。
实施例9
以实施例1的工艺为基础，重点考察分次加油比例对产品性能的影响：
表6
| 一次加油量 | 二次加油量 | 包埋率 | 冲调性 | 腥味等级 |
| 30％ | 70％ | 78.8％ | 明显颗粒 | 3 |
| 40％ | 60％ | 82.1％ | 明显颗粒 | 3 |
| 50％ | 50％ | 90.7％ | 明显颗粒 | 2 |
| 60％ | 40％ | 93.5％ | 较明显颗粒 | 1 |
| 70％ | 30％ | 98.8％ | 乳液均一 | 1 |
| 80％ | 20％ | 99.0％ | 乳液均一 | –1 |
| 90％ | 10％ | 99.3％ | 乳液均一 | –1 |
| 100％ | / | 97.2％ | 较明显颗粒 | –1 |
从结果来看，一次加油量和二次加油量的比例对产品的包埋率、冲调性和腥味等级有着较大影响，只有控制一次加油量在70–90％范围内，才能得到性能优异的产品。
实施例10
将实施例1中的物料及用量用专利CN 110742278 A公开的技术工艺进行油脂粉制备，得到的产品记作样品4。
同时，将专利CN 110742278 A中实施例2制备的样品，记作样品5。
将样品4和样品5与本发明中的样品1进行三者比对：
| 名称 | 包埋率 | 冲调性 | 腥味等级 |
| 样品1 | 98.9％ | 乳液均一，产品搅拌18s速溶。 | –1 |
| 样品4 | 97.1％ | 乳液均一，产品搅拌57s溶解。 | 5 |
| 样品5 | 98.8％ | 乳液均一，产品搅拌1min44s溶解。 | 6 |
从对比结果可以看出，专利CN 110742278 A公开的配方及工艺，具有较好的包埋效果，但产品的腥味明显。将配方换成本发明公开的配方，产品腥味仍然较为明显。而本发明公开的配方和工艺得到的产品，不仅有较高的包埋效果，同时产品腥味极低。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种无腥植物基高载油微囊粉，其特征在于：包括下述原料组分按照重量份组成：
2.如权利要求1所述的无腥植物基高载油微囊粉的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：
(1)在60–80℃下将5–15重量份植物蛋白分散于水中，将溶液pH调整为2.5–4，进行保温水解，控制植物蛋白分子量在10000–25000Da；
(2)将5–20重量份抗性糊精和0.1–1重量份稳定剂加入到步骤(1)中，搅拌至完全溶解；
(3)再将步骤(2)溶液的pH调至8–9，加入水相抗氧化剂0–3重量份，再加入42–72重量份的油脂，在60–80℃下进行乳化，然后20–40MPa均质至少1次；
(4)再将步骤(3)溶液的pH调至7–7.5，再加入6–24重量份的油脂和0–3重量份的油相抗氧化剂，在60–80℃下进行乳化，然后50–70MPa高压均质至少2次；
(5)将步骤步骤(4)所制备的乳液进行喷雾干燥：进风温度90–220℃，出风温度70–110℃；
(6)向干燥后的粉末中加入0.1–1.5重量份的抗结剂制得所述微囊粉。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：原料物中所述的油脂包括植物油和动物油脂中的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述的植物油包括大豆油、葵花油、亚麻籽油、共轭亚油酸甘油酯、中链甘油三酯、南瓜籽油、番茄籽油；所述的动物油包括黄油。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述的植物蛋白选自豌豆蛋白、大豆分离蛋白、小麦水解蛋白、南瓜蛋白、火麻蛋白、鹰嘴豆蛋白、大麦蛋白中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述的pH通过酸度调节剂调节，包括酸性调节剂和碱性调节剂，其中，所述的酸性调节剂选自柠檬酸、盐酸、磷酸、苹果酸中的至少一种；所述的碱性调节剂选自氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾中的至少一种。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述的水相抗氧化剂选自抗坏血酸钠、抗坏血酸、柠檬酸钠或抗坏血酸棕榈酸酯中的至少一种。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述油相抗氧化剂选自d–α生育酚、dl–α生育酚、混合生育酚、迷迭香提取物、磷脂、丁基羟基茴香醚、抗氧剂264、特丁基对苯二酚中的一种或几种的混合物。
9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述的稳定剂选自磷酸盐和/或柠檬酸盐。
10.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述的抗结剂选自二氧化硅、硅酸钙、磷酸三钙中的至少一种。
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