CN113974134A - 一种增强植物肉汁水性和凝胶性的变性淀粉制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种增强植物肉汁水性和凝胶性的变性淀粉制备方法，属于食品工程领域。本发明利用湿热处理或冻融循环对淀粉进行预处理，再将预处理后的淀粉用酶法改性，将复水后的植物组织蛋白、变性淀粉等原辅料混合后再与胶体的水溶液混合，搅拌均匀后套入模具即得到所述的植物基肉。本发明所述方法制得的植物基肉具有与动物肉相似的质地、口感和特点，且具有较好的弹性、咀嚼感以及凝胶性和保水性。本发明所述的方法工艺简单，原料经济易得，适合大规模工业化生产。本发明运用酶法对淀粉进行改性，减少了化学试剂的使用，且直接对淀粉颗粒改性可以省去淀粉糊化的步骤，具有节能环保的优势，有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于食品工程领域，具体涉及一种增强植物肉汁水性和凝胶性的变性淀粉制备方法，进一步地，涉及一种植物基肉的制备方法。
背景技术
随着生活水平的提高，人们对食品更加注重健康美味和环保。其中由于人们对肉类消费的过分追求，导致消费市场以及环境出现压力。而人造肉是最有可能解决目前肉类生产和消费困境的有效方案。目前人造肉主要分为2种:一种为植物蛋白肉,以大豆、花生、豌豆等植物蛋白为主要原料,通过挤压、纺丝、调理等技术制备出具有类似肉质地、口感和风味的仿肉类产品；另一种为细胞培养肉,根据动物肌肉生长修复机制,利用干细胞体外培养技术获得。细胞培养肉由于在动物细胞组织培养成本与技术方面要求较高,仍不能实现大规模产业化培养。而植物蛋白肉由于原料来源广泛、加工工艺相对成熟,现已成为食品行业开发的新热点。
目前已有的植物基肉的加工技术有静电纺丝、挤压技术和食品3D打印技术等。其中挤压技术为最主要的植物肉加工技术。挤压技术是用于处理食品成分连续加热的机械过程，在高温短时间中依次进行混合、水合、剪切、均质化、压缩、除气、温度和压力积累、巴氏灭菌、料流对齐、成型、膨胀以及食品原料的部分干燥等一系列操作。植物蛋白在挤压过程中经高温、高压、高剪切等作用发生变性，使维持蛋白结构的氢键、二硫键、离子键等被破坏，形成可塑化的熔融体，经分子链展开、团聚、聚集、交联形成纤维结构。生产制备植物蛋白肉技术包括单螺杆挤压技术、低水分挤压技术和高水分挤压技术。单螺杆挤压技术制备植物蛋白肉具有操作简单、产品成本低等优势，但只适用于简单的食品膨化和作为肉制品填充物；低水分挤压技术制备植物蛋白肉具有工艺条件成熟，产品柔韧性强等优势，但需复水等后续工艺，费时；高水分挤压技术具有工艺集成度高，产品质地更接近真肉等优势，但口感和风味需进一步调整。
由于肉质感是消费者接受植物蛋白肉最重要的指标，应与真肉类似，具有组织纤维紧密且富有弹性、柔嫩多汁且有嚼劲的特性。但目前市售的植物蛋白肉肉质纤维感不强、整体质地较松散，并且有些植物基肉常温下质地软塌，解冻和烹饪时水分流出严重，因此当前需要解决的主要问题为在已有的挤压技术的基础上增强植物肉的凝胶性与持水性从而有效改善植物肉的口感。
淀粉是一类大宗、天然、可再生资源，是工业领域生产原料的重要组成部分。但是随着工业化的迅速发展，原始的淀粉原料已经无法满足新型工业发展的需求。因此将淀粉变性处理后，淀粉的黏度、黏稠性、拉丝性和持水性能等均得到良好改善，尤其是在肉制品中作为增稠剂、稳定剂，能够增加肉制品的冻融稳定性、保水性、持水性和弹性等。目前淀粉变性普遍用化学改性居多，然而酶法改性淀粉减少了化学试剂的使用，符合当下绿色环保的理念，同时直接对颗粒改性又可以省去淀粉糊化的步骤，能够降低能耗、节省成本。
发明内容
为改善上述植物蛋白肉的口感问题及现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种操作简单、生产成本低，节能环保、适合大规模生产并且能够有效的改善植物基肉的凝胶性和保水性的方法，以及根据该方法制备得到的植物基肉。
为达到上述目的，本发明的第一个方面公开了一种植物基肉的制备方法，包括下列步骤：
(1)变性淀粉的制备：包括预处理和变性处理步骤，其中预处理步骤采用湿热处理或冻融循环法处理淀粉，变性处理步骤为酶法变性。
湿热处理：调整淀粉的水分，密封保存以平衡水分，随后将水分平衡好的淀粉放入密封容器中，恒温油浴后冷却至室温，干燥并过网筛，包装并储存以备用。
冻融循环处理：将淀粉分散在水中，冻结后再解冻，重复所述冻结和解冻的步骤，随后将处理后的淀粉干燥、包装和储存以备用。
酶法变性：将预处理后的淀粉用酶进行变性处理，随后洗涤、干燥得到变性淀粉颗粒。
优选地，所述淀粉选自谷类淀粉、薯类淀粉和豆类淀粉中的一种或数种；更为优选地，所述淀粉选自小麦淀粉、玉米淀粉、木薯淀粉和马铃薯淀粉中的一种或数种。
优选地，所述湿热处理步骤中，调整淀粉的水分至15％。
优选地，所述湿热处理步骤中，密封保存的温度为4℃，时间为24h。
优选地，所述湿热处理步骤中，油浴温度为120℃，时间为4h。
优选地，所述湿热处理步骤中，干燥温度为40℃。
优选地，所述冻融循环步骤中，所述冻结的温度为-10～-35℃，冻结时间为22h。
优选地，所述冻融循环步骤中，所述解冻步骤使用水浴或室温解冻，解冻时间为2h。
优选地，所述冻融循环步骤中，所述重复的周期为2～6个；更为优选地，所述重复的周期为3个。
优选地，所述冻融循环步骤中，干燥温度为40℃。
优选地，所述酶法变性步骤中，酶选自α-淀粉酶、β-淀粉酶、转葡糖苷酶、普鲁兰酶、葡萄糖淀粉酶和分支酶中的一种或数种。
优选地，所述酶法变性步骤中，变性的温度为40～60℃。
优选地，所述酶法变性步骤中，变性的时间为2～20h。
优选地，所述酶法变性步骤中，干燥方法选自冷冻干燥、烘箱干燥和真空干燥中的一种或数种。
优选地，所述酶法变性步骤中，干燥的温度为-80℃～50℃。
优选地，所述酶法变性步骤中，干燥的时间为10～50h。
(2)称取原辅料：按照质量计，植物油7-8份、植物组织蛋白30-40份、大豆分离蛋白3-5份、变性淀粉5-10份、胶体3-8份、食用香精3-5份、调味料3-5份、调色剂2-3份、余量为水。
优选地，所述植物油选自花生油、豆油、亚麻油、蓖麻油、玉米油和橄榄油中的一种或数种；更为优选地，所述植物油选自花生油、玉米油或橄榄油。
优选地，所述植物组织蛋白选自豌豆组织蛋白、燕麦组织蛋白，坚果组织蛋白、花生组织蛋白、大豆组织蛋白和玉米组织蛋白中的一种或数种；更为优选地，所述植物组织蛋白选自燕麦组织蛋白、花生组织蛋白和大豆组织蛋白。
所述变性淀粉为步骤(1)中制得的变性淀粉。
优选地，所述胶体选自硅酸、结冷胶、甲基纤维素和微晶纤维素中的一种或数种；更为优选地，所述胶体选自甲基纤维素和结冷胶。
优选地，所述调味料选自蔗糖、麦芽糖、葡萄糖、木糖醇、食盐和鸡精中的一种或数种；更为优选地，所述调味料选自食盐和木糖醇。
优选地，所述调色剂选自胭脂红、氮红、苋菜红、红甜菜粉和老抽中的一种或数种；更为优选地，所述调色剂选自红甜菜粉或老抽。
(3)复水及混合：将步骤(2)中称取的植物组织蛋白复水完全后，放入斩拌机斩拌成丝，随后将步骤(2)中称取的变性淀粉、大豆分离蛋白和植物油倒入斩拌机，搅拌均匀后加入步骤(2)中称取的食用香精、调味料和调色剂再次搅拌均匀。
所述的复水步骤是指向植物组织蛋白中加入充足的水，待植物组织蛋白充分吸水无硬结后，挤出多余水分。
(4)乳化：将步骤(2)中称取的胶体加水搅拌，使其充分乳化。
(5)再次混合：将步骤(3)和(4)的产物混合，加水使其总质量为100份，搅拌均匀并形成明显的丝状纹理，即得到所需的植物基肉，该植物基肉具备高保水性与高凝胶性。
本发明的另一个方面还公开了根据上述方法所制得的植物基肉。
本发明还公开了一种增强植物肉汁水性和凝胶性的变性淀粉制备方法，其制备方法如前述步骤(1)中所述。该变性淀粉可用于制备植物基肉。
本发明还公开了由本发明方法制备得到的变性淀粉和植物基肉。
本发明提出的一种增强植物肉汁水性和凝胶性的变性淀粉制备方法，具有以下有益效果：
(1)本发明提供了可以与消费者烹饪及饮食习惯高度适配的植物基肉类产品，以及用于生产此类及相关的食物产品的工艺。本发明提供的产品相较现有产品来说，具有与动物肉相似的质地、口感和特点；
(2)本发明制备的植物基肉具有较好的弹性、咀嚼感，凝胶性和保水性明显增强。并且高蛋白，低脂肪，且不含胆固醇，营养价值丰富，符合人们对健康生活的需求。
(3)本发明配方科学，工艺简单，原料经济且易得，适合工厂进行大规模生产。
(4)本发明运用酶法对淀粉进行改性，减少了化学试剂的使用，且直接对淀粉颗粒改性可以省去淀粉糊化的步骤，具有节能环保的优势。
具体实施方式
实施例1小麦淀粉的预处理
称取10g小麦淀粉，并将其水分调整为15％，在4℃下密封保存24小时，平衡水分。随后将水分平衡好的小麦淀粉放入密封容器中，在120℃的恒温控制油浴中旋转4小时。冷却至室温，随后在40℃下干燥至恒重。过100网筛，包装和储存在密封塑料袋中。
实施例2玉米淀粉的预处理
称取10g玉米淀粉，分散在去离子水中，然后在冰箱中以-34℃冻结22小时后取出，在25℃水浴条件下解冻2小时，重复3个周期，随后在40℃下干燥至恒重。包装和储存在密封塑料袋中。
实施例3木薯淀粉的预处理
按照实施例2的方法，将玉米淀粉替换为木薯淀粉，其余实验条件相同。
实施例4马铃薯淀粉的预处理
按照实施例1的方法，将小麦淀粉替换为马铃薯淀粉，其余实验条件相同。
实施例5预处理后淀粉的变性及干燥
将实施例1-4中的淀粉分别加入不同的酶，在不高于60℃的温度下进行变性处理，随后进行洗涤、干燥得到变性淀粉颗粒备用。
具体的变性处理和干燥条件如下表：
表1：酶改性淀粉颗粒变性处理及干燥条件
实施例6加入小麦变性淀粉的植物基肉的制备
(1)变性淀粉的制备：取实施例1中预处理后的小麦淀粉，利用蒸馏水配制质量分数为6％的淀粉乳50mL,将0.5ml普鲁兰酶(2000U/ml)加入淀粉乳中，在48℃条件下反应20h，随后洗涤，-80℃下冷冻干燥48h，得到小麦变性淀粉颗粒备用。
(2)称取原辅料共100份：按质量计，称取原料花生油7份，花生组织蛋白30份、小麦变性淀粉7份、大豆分离蛋白粉3份、甲基纤维素2.3份和结冷胶1.7份、食盐1.5份、木糖醇1.5份、牛肉香精3份、红甜菜粉1份、余量为冰水，备用。
(3)复水：向花生组织蛋白加入水分待其充分复水，直至没有硬结，放入低速斩拌机(200-300r/min)中斩拌成丝备用。
(4)混合：随后将步骤(2)中称取好的小麦变性淀粉、大豆分离蛋白、花生油倒入斩拌机，继续搅拌，均匀后加入步骤(2)称取好的牛肉香精、食盐、木糖醇和红甜菜粉再次搅拌，直至再次混合均匀。
(5)将步骤(2)中称取好的甲基纤维素和结冷胶加水进行搅拌，使其充分乳化。随后加入步骤(4)中混合均匀的植物组织蛋白原辅料中，加冰水使其总质量为100份，搅拌均匀并形成明显的丝状纹理即得所需的植物基肉，该植物基肉具有高保水性与凝胶性。
实施例7
按照实施例6中的方法，但是小麦变性淀粉的量不同。依次称取0、3、5、10份小麦变性淀粉进行实验，分别制备得到植物基肉。
实施例8加入玉米变性淀粉的植物基肉的制备
(1)变性淀粉的制备：取实施例2中预处理后的玉米淀粉，利用蒸馏水配制质量分数为6％的淀粉乳50ml，随后将30mgα-淀粉酶(50U/mg)和30mg葡萄糖淀粉酶(50U/mg)的混合酶加入预处理好的玉米淀粉乳，在55℃条件下反应11h，随后，洗涤，50℃下烘箱干燥12h，得到玉米变性淀粉颗粒备用。
(2)称取原辅料共100份，以质量计：称取原料花生油7份，花生组织蛋白30份、玉米变性淀粉7份、大豆分离蛋白粉3份、甲基纤维素2.3份和结冷胶1.7份、食盐1.5份、木糖醇1.5份、牛肉香精3份、红甜菜粉1份、余量为冰水，备用。
(3)复水：向花生组织蛋白加入水分待其充分复水，直至没有硬结，放入低速斩拌机(200-300r/min)中斩拌成丝备用。
(4)混合：随后将步骤(2)中称取好的玉米变性淀粉、大豆分离蛋白和花生油倒入斩拌机，继续搅拌，均匀后加入步骤(2)中称取好的牛肉香精、食盐、木糖醇和红甜菜粉再次搅拌，直至再次混合均匀。
(5)将称取好的甲基纤维素和结冷胶加水搅拌，使其充分乳化。随后加入步骤(4)中混合均匀的植物组织蛋白原辅料，加冰水使其总份数为100份，搅拌均匀并形成明显的丝状纹理即得所需的植物基肉，该植物基肉具有高保水性与凝胶性。
实施例9
按照实施例8中的方法，但是玉米变性淀粉的量不同。依次称取0、3、5、10份玉米变性淀粉进行实验，分别制备得到植物基肉。
实施例10加入木薯变性淀粉的植物基肉的制备
(1)变性淀粉的制备：取实施例3中预处理后的木薯淀粉，利用蒸馏水配制质量分数为6％的淀粉乳50ml，随后将3g 4-α-葡萄糖分支酶(300U/g)加入预处理好的木薯淀粉乳，在50℃条件下反应6h，随后，洗涤、45℃，0.01MPa下真空干燥10h得到木薯变性淀粉颗粒备用。
(2)称取原辅料共100份：称取原料花生油7份，花生组织蛋白30份、木薯变性淀粉7份、大豆分离蛋白粉3份、甲基纤维素2.3份和结冷胶1.7份、食盐1.5份、木糖醇1.5份、牛肉香精3份、红甜菜粉1份、余量为冰水，备用。
(3)复水：向花生组织蛋白加入水分待其充分复水，直至没有硬结，放入低速斩拌机(200-300r/min)中斩拌成丝备用。
(4)混合：随后将步骤(2)中称取好的木薯变性淀粉、大豆分离蛋白和花生油倒入斩拌机，继续搅拌，均匀后加入称取好的牛肉香精、食盐、木糖醇和红甜菜粉再次搅拌，直至再次混合均匀。
(5)将称取好的甲基纤维素和结冷胶，加水进行搅拌，使其充分乳化。随后加入步骤(4)中混合均匀的植物组织蛋白原辅料中，加冰水使其总质量为100份，搅拌均匀并形成明显的丝状纹理即得所需的植物基肉，该植物基肉具有高保水性与凝胶性。
实施例11
按照实施例10中的方法，但是木薯变性淀粉的量不同。依次称取0、3、5、10份木薯变性淀粉进行实验，分别制备得到植物基肉。
实施例12加入马铃薯变性淀粉的植物基肉的制备
(1)变性淀粉的制备：取实施例4中预处理后的马铃薯淀粉，利用蒸馏水配制质量分数为6％的淀粉乳50ml，随后将3g 4-α-葡萄糖分支酶(300U/g)加入预处理好的马铃薯淀粉乳，在50℃条件下反应9h，随后，洗涤、37℃下烘箱干燥12h得到马铃薯变性淀粉颗粒备用。
(2)称取原辅料100份：称取原料花生油7份，花生组织蛋白30份、马铃薯变性淀粉7份、大豆分离蛋白粉3份、甲基纤维素2.3份和结冷胶1.7份、食盐1.5份、木糖醇1.5份、牛肉香精3份、红甜菜粉1份、余量为冰水，备用。
(3)复水：向花生组织蛋白加入水分待其充分复水，直至没有硬结，放入低速斩拌机(200-300r/min)中斩拌成丝备用。
(4)混合：随后将步骤(2)中称取好的马铃薯变性淀粉、大豆分离蛋白和花生油倒入斩拌机，继续搅拌，均匀后加入称取好的牛肉香精、食盐、木糖醇和红甜菜粉再次搅拌，直至再次混合均匀。
(5)将称取好的甲基纤维素和结冷胶，加水进行搅拌，使其充分乳化。随后加入步骤(4)中混合均匀的植物组织蛋白原辅料中，补足冰水至总质量为100份，搅拌均匀并形成明显的丝状纹理即得所需的植物基肉，该植物基肉具有高保水性与凝胶性。
实施例13
按照实施例12中的方法，但是马铃薯变性淀粉的量不同。依次称取0、3、5、10份马铃薯变性淀粉进行实验，分别制备得到植物基肉。
实施例14加入不同变性淀粉的植物基肉的保水性和凝胶性数据
(1)实施例7制得的植物基肉的保水性和凝胶性数据
(2)实施例9制得的植物基肉的保水性和凝胶性数据
(3)实施例11制得的植物基肉的保水性和凝胶性数据
以上所有结果显示，在持水性方面，变性淀粉的添加量与各项指标成反比。当变性淀粉添加量为5％-10％之间时，植物肉在离心损失、冻融损失、蒸煮损失中都表现出了明显下降的趋势。说明变性淀粉的使用有效地提高了植物基肉的保水性。在凝胶强度方面，变性淀粉的添加量与各项指标成正比。当变性淀粉添加量为3％-10％之间时，植物肉在凝胶强度和弹性中都表现出了明显上升的趋势。说明变性淀粉的使用有效地增强了植物基肉的凝胶性。
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种变性淀粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
预处理步骤和变性处理步骤，所述预处理步骤采用湿热处理或冻融循环，所述变性处理步骤采用酶法变性，其中，
所述的湿热处理包括：调整淀粉的水分，密封保存以平衡水分，随后将水分平衡好的淀粉放入密封容器中，恒温油浴后冷却至室温，干燥，过网筛；
所述的冻融循环包括：将淀粉分散在水中，冻结后再解冻，重复所述冻结和解冻的步骤2～6个周期，随后将处理后的淀粉干燥；
所述的变性处理步骤包括：将预处理后的淀粉用酶进行变性处理，得到变性淀粉。
2.一种植物基肉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)变性淀粉的制备：包括预处理步骤和变性处理步骤，所述预处理步骤采用湿热处理或冻融循环，所述变性处理步骤采用酶法变性，其中，
所述的湿热处理包括：调整淀粉的水分，密封保存以平衡水分，随后将水分平衡好的淀粉放入密封容器中，恒温油浴后冷却至室温，干燥，过网筛；
所述的冻融循环包括：将淀粉分散在水中，冻结后再解冻，重复所述冻结和解冻的步骤2～6个周期，随后将处理后的淀粉干燥；
所述的变性处理步骤包括：将预处理后的淀粉用酶进行变性处理，得到变性淀粉；
(2)称取原辅料：按照质量计，植物油7-8份、植物组织蛋白30-40份、大豆分离蛋白3-5份、步骤(1)得到的变性淀粉5-10份、胶体3-8份、食用香精3-5份、调味料3-5份、调色剂2-3份、余量为水；
(3)复水及混合：将称取的植物组织蛋白复水完全后，与称取的变性淀粉、大豆分离蛋白和植物油搅拌均匀，再加入称取的食用香精、调味料和调色剂，搅拌均匀；
(4)乳化：将称取的胶体加水搅拌，使其充分乳化；
(5)再次混合：将步骤(3)和(4)的产物混合，加水使其总质量为100份，搅拌均匀并形成明显的丝状纹理，即得到所需的植物基肉。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述淀粉选自谷类淀粉、薯类淀粉和豆类淀粉中的一种或数种；更为优选地，所述淀粉选自小麦淀粉、玉米淀粉、木薯淀粉和马铃薯淀粉中的一种或数种。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述酶选自α-淀粉酶、β-淀粉酶、转葡糖苷酶、普鲁兰酶、葡萄糖淀粉酶和分支酶中的一种或数种。
5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述变性的温度为40～60℃。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的植物油选自花生油、豆油、亚麻油、蓖麻油、玉米油和橄榄油中的一种或数种；优选地，所述植物油选自花生油、玉米油和橄榄油中的一种或数种。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的植物组织蛋白选自豌豆组织蛋白、燕麦组织蛋白，坚果组织蛋白、花生组织蛋白、大豆组织蛋白和玉米组织蛋白中的一种或数种；优选地，所述植物组织蛋白选自燕麦组织蛋白、花生组织蛋白和大豆组织蛋白中的一种或数种。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的胶体选自硅酸、结冷胶、甲基纤维素和微晶纤维素中的一种或数种；优选地，所述胶体选自甲基纤维素和结冷胶。
9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的调味料选自蔗糖、麦芽糖、葡萄糖、木糖醇、食盐和鸡精中的一种或数种；优选地，所述调味料选自食盐和木糖醇。
10.根据权利要求1所述方法制备得到的变性淀粉用于制备植物基肉的用途。
11.一种变性淀粉，其特征在于，所述变性淀粉由权利要求1、3-9中任一项所述的方法制备而得。
12.一种植物基肉，其特征在于，所述植物基肉由权利要求2-9中任一项所述的方法制备而得。
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2021
- 2021-09-16 CN CN202111088052.5A patent/CN113974134A/zh active Pending
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