CN114868905B - 一种基于高压剪切诱导制备具有易食特性复合凝胶的方法 - Google Patents
一种基于高压剪切诱导制备具有易食特性复合凝胶的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于高压剪切诱导制备具有易食特性复合凝胶的方法，属于食品加工技术领域。本发明以海洋产品为原料，通过一步法乳液填充‑蛋白交联同步调控计算控制热变性蛋白交联程度与功能性油脂结合程度，制备得到的复合凝胶强度低，持水/油率高，且具有“软质型”易食食品特性。结合营养调控技术，增强复合凝胶强化功效，使制备的具有易食特性复合凝胶且可以实现精准营养调控。并且，所述复合凝胶可以按不同人群需求通过3D打印制成不同的形状，以提高消费者对易食食品的食欲。本发明充分提高了海洋资源的利用率，可以利用加工剩余碎鱼肉制备得到鱼肉基料，提高产品附加值。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于高压剪切诱导制备具有易食特性复合凝胶的方法，属于食品加工技术领域。
背景技术
随着年龄的增加，机体功能逐渐衰退，易出现咀嚼能力减弱、牙齿脱落、唾液分泌不充分等现象，使得多数老年人存在咀嚼和吞咽功能下降的问题，对食物选择受到限制、食欲降低，对其身心健康产生重要的影响。《中国居民膳食指南》针对老年人膳食主要建议提高食物多样性，食物制作应细软，注意精准营养调控，这促使老年膳食的消费从温饱型转变为营养健康型，研创适合的食品以满足老年人特殊的生理特点和营养需求。食品质地改良技术可降低多数老年人吞咽障碍发生率，已被认为是提高老年吞咽障碍者生活品质和保证吞咽安全性的有效手段。因此，为满足消费者对特殊营养、质构的个性化饮食需求，易食食品加工技术创新已成为社会及食品工业研究方向。
发明内容
本发明的目的是克服现有功能食品可能产生的吞咽不畅或食管积留的缺点，与功能活性物质在蛋白基凝胶中不稳定等问题，提供一种基于高压剪切诱导制备具有易食特性复合凝胶的方法，利用高压剪切作用破碎海洋优质蛋白并促使蛋白分子交联形成高保水性网络结构，并同时将载有功能活性成分的油脂镶嵌在蛋白凝胶网络中，最终得到兼具低凝胶强度(凝胶强度在0.1～1.5N或储能模量在150～260Pa)、高持水/油性的复合凝胶(持水/油率大于等于 90％)。所得的复合凝胶在室温下具有易食特性，可以为老年人、吞咽困难患者等特殊人群提供高营养、软质凝胶状易食食品，该食品还可做为增材借助3D打印技术实现个性化形态定制。
本发明的第一目的在于提供一种基于高压剪切诱导制备具有易食特性复合凝胶的方法，包括如下步骤：
S1、熟化：取原料鱼的鱼肉加热熟化，得熟鱼肉；
S2、鱼肉预制：将步骤S1所得熟鱼肉与盐溶液混合，漂洗，过滤得预制鱼肉；
S3、鱼肉基的营养调控：将步骤S2所得预制鱼肉与水、菊粉和大豆膳食纤维混合得复配物料，所述预制鱼肉、水、菊粉和大豆膳食纤维的质量比是1kg：(1～3)kg：(0～200)g：0～150)g；
S4、油脂的功能化：将液态油脂与脂溶性营养素混合，得到功能性油脂；
S5、一步法乳液填充-蛋白交联：将步骤S3所得复配物料经高压剪切处理，在高压剪切处理过程中同时添加步骤S4所述的功能性油脂，得到复合凝胶；压力为20～100MPa，每100 g复配物料对应高压剪切处理时间为4～15min，复配物料与功能性油脂的质量比为(85～90) g:(15～10)g。
在一种实施方式中，步骤S2中熟鱼肉与盐溶液的料液比为：1:10～1:1000g/mL。
在一种实施方式中，盐溶液为0.01％～0.2％NaCl溶液。
在一种实施方式中，步骤S2中漂洗温度为40～70℃，漂洗3-10次，每次1～5min。
在一种实施方式中，步骤S1中原料鱼为鳕鱼或鲟鱼；加热熟化是在60～100℃加热5～30 min。
在一种实施方式中，步骤S2中的过滤是采用60～100目滤布过滤。
在一种实施方式中，步骤S1中的原料鱼是鲜活原料鱼宰杀后及时去皮去骨去内脏，得鱼肉；宰杀后的鱼体若不能及时处理，需将鱼体低温冷却，使鱼体温迅速下降，再于4～6℃低温保存，待鱼体完全僵直后在0℃左右保存鱼体；冷藏后的鱼体若不能及时熟化，需将鱼体置于-80～-20℃冷冻保存。
在一种实施方式中，步骤S1所述的原料鱼是冷冻原料鱼的鱼肉，冷冻的鱼体需缓化后去皮去骨去内脏，得鱼肉。
在一种实施方式中，步骤S3中的水是纯净水或矿泉水。
在一种实施方式中，步骤S4中的脂溶性营养素包括但不限于维生素E、类胡萝卜素。
在一种实施方式中，步骤S4中的液态油脂包括但不限于亚麻籽油、橄榄油。
在一种实施方式中，步骤S4中液态油脂与脂溶性营养素的混合比为1kg:(0.005～0.3)g。
在一种实施方式中，步骤S4中的液态油脂与维生素E、类胡萝卜素的质量比为1kg：(0.1～0.2)g：(0～0.06)g。
在一种实施方式中，步骤S5中高压剪切处理时的压力为40MPa，每100g复配物料对应高压剪切处理时间为9min。
在一种实施方式中，在步骤S5之后还包括：S6、将步骤S5所得复合凝胶包装、灭菌、密封，冷却至室温得易食特性复合凝胶食品。
在一种实施方式中，步骤S6中包装所采用的容器包括但不限于金属罐或复合材料袋/罐。
在一种实施方式中，步骤S6中的灭菌方式包括但不限于低温长时杀菌、辐照灭菌中的至少一种；具体地，低温长时杀菌条件具体为：温度60～80℃，时间15～30min；辐照灭菌条件具体为：1～10kGy。
在一种实施方式中，步骤S6所得易食特性复合凝胶食品的保存温度为2～10℃。
本发明的第二目的在于提供前述方法制得的具有易食特性复合凝胶。
在一种实施方式中，具有易食特性复合凝胶的凝胶强度0.1～1.5N，储能模量在150～260Pa，持水/油率不低于98％。经过3D打印后的制品具有良好的精度和形态。胃半排空时间(t1/2) 不高于150min。
本发明的第二目的在于提供具有易食特性复合凝胶在3D打印领域中的应用。
本发明提供的具有易食特性复合凝胶在3D打印中的应用，包括如下步骤：
(1)打印：使用前述具有易食特性复合凝胶为3D打印原料，进行3D打印；
(2)定型：将步骤(1)打印的具有立体形状的凝胶于0～25℃静置10～30min定型，以增加易食特性的复合凝胶的弹性和保水性。
优选方式下，步骤(1)中的3D打印：3D打印机的品牌及型号为时印科技FoodBot-D2，将具有易食特性复合凝胶导入到3D打印机的进料筒中，选择打印模型进行打印，选择喷嘴直径为0.8～1.8mm，打印速度为15～30mm/s，挤出力为2～7N，打印环境温度为4～25℃。
本发明的有益效果是：
1、本发明创造性地提出了一步法乳液填充-蛋白交联的方法，即将复配物料经高压剪切处理，在高压剪切处理过程中同时添加功能性油脂，得到复合凝胶；通过设置合理的压力和剪切时间，控制热变性蛋白颗粒大小与凝胶网络交联程度，利用高压剪切作用破碎海洋优质蛋白并促使蛋白分子交联形成高保水性网络结构，同时将功能性油脂“镶嵌”在复合凝胶网络结构中，不仅实现了脂溶性营养素的包埋，而且提高了复合凝胶的锁水能力，实现高效控制持水/油率超过90％，提高了功能性油脂在易食特性复合凝胶食品中的稳定性；综合调控产品的凝胶强度为0.1～1.5N，储能模量为150～260Pa，在室温下具有易食特性，可以为老年人、吞咽困难患者等特殊人群提供高营养、软质凝胶状易食食品；克服了现有功能食品可能产生的吞咽不畅或食管积留的缺点，解决了功能活性物质在蛋白基凝胶中不稳定等问题。
2、本发明通过将熟鱼肉置于盐溶液中漂洗处理对鱼肉进行预制，有助于降低后续高压剪切的压力，降低能耗，增加凝胶产量。
3、本发明通过大量试验发现，在鱼肉基的营养调控步骤中，与鱼肉复配的膳食纤维的选择对于复合凝胶产品的3D打印性能会产生重大影响：基于本发明方法，只有选用本发明的特定复配组合——预制鱼肉与水、菊粉和大豆膳食纤维，结合特定的配比，制得的复合凝胶才具有良好的3D打印性能，经过3D打印后的制品具有良好的精度和形态；而采用奇亚籽、藜麦粉或魔芋胶所得的复合凝胶不适于3D打印或根本难以成功制备得到凝胶产品。
4、本发明涉及鱼肉基的营养调控，提高了产品的营养特性的同时，制得的复合凝胶具有良好的3D打印性能，经过3D打印后的制品具有良好的精度和形态，3D打印后仍可维持高的持水/油率。
5、本发明充分提高海洋资源的利用率，可以利用加工剩余一些碎肉、冷冻保存资源为原料制备得到易食食品，提高产品附加值。
6、针对凝胶类增材在3D制造过程中的高效稳定性、特殊质构等方面的要求，以本发明制备的复合凝胶作为3D打印增材，结合3D打印成型技术，满足消费者对食品的营养、滋味和外观需求，提高消费者食欲，实现鱼肉产品的个性化形态定制。
附图说明
图1是本发明实施例1制备的复合凝胶微观结构图。
图2是本发明实施例1制备的复合凝胶IDDSI测试评估实图。
图3是本发明对比例1制备的复合凝胶IDDSI测试评估实图。
图4是本发明实施例2制备的复合凝胶3D打印制品实图。
图5是本发明实施例3、实施例4、对比例2、对比例3制备的样品经过动态体外消化系统(DIVHS)食糜状态。
图6是本发明实施例4、对比例2、对比例3制备的样品胃排空曲线。
图7是本发明对比例6制备的复合凝胶3D打印制品实图。
图8是本发明对比例7制备的复合膏体3D打印制品实图。
具体实施方式
测试方法：
凝胶强度测定方法：使用P/0.5S探头进行穿刺实验，将探头穿透至凝胶深度15mm过程中感应到的最大力(N)认定为样品的凝胶强度。测前速度设置为10.0mm/s，测试速度设置为1.0mm/s，测后速度设置为1.0mm/s，触发力为3.0g。
储能模量按如下方法测定：采用旋转流变仪和平行板夹具(直径为40mm)，频率扫描 (Oscillation Frequency)模式，在频率为0.1～100rad/s下进行振荡实验，以获得样品储能模量。
持水/油率使用离心法测定：将样品放入10mL离心管中，采用高速冷冻离心机在4℃条件下5000rpm离心10min。去除上清液，记录管中凝胶的重量。计算公式如下：
上式中m0：空离心管质量(g)；m1：样品及离心管总质量(g)；m2：离心后沉淀及离心管总质量(g)。
动态体外消化测试：在动态体外消化系统(DIVHS)中对不同样品进行胃肠消化，并制作胃排空曲线进行对比分析。取样品100g与等质量的人工唾液在食品料理机中混合，低速搅拌100s，得到食团。将模拟口腔加工后的食团借助锥形漏斗放入DIVHS，立即启动机电设备。样品进入胃前1min，30mL模拟胃液流入到空胃模型中，模拟空腔消化。模拟胃液(购自上海源叶生物科技有限公司)配比根据中国药典，含有稀盐酸、氯化钠和胃蛋白酶，pH 1.2，其中胃蛋白酶活力为3000U/MG。此后180min，胃部滚轮对胃模型进行按压，胃蠕动装置速率为500mm/min。与此同时，通过蠕动泵的挤压，模拟胃液随分泌至胃模型内，流速如下表所示。随着样品在胃排空的过程中逐渐进入模拟小肠进行消化，模拟肠液流动速率如下表所示。模拟肠液(购自上海源叶生物科技有限公司)配比根据中国药典含有磷酸二氢钾、氢氧化钠和胰蛋白酶(250U/mg)，pH 6.8，在此基础上添加胆盐(终浓度为2.6mg/mL)。
表1动态体外消化系统运行参数
样品胃排空曲线测试：
取动态体外消化系统(DIVHS)消化过程中的样品(每15min从胃中取样)，冷冻干燥后称量干燥前后消化液的重量。分别计算收集物中干物质含量的比值，即样品消化过程中胃内剩余百分比(retention percentage，％)。利用Elashoff幂指模型描述样品的胃排空情况：
y(t)＝1-(1-e-kt)β
上式中，y(t)为消化t min时胃内剩余百分比；k为消化过程中每分钟的胃排空率；β为非线性最小二乘法拟合的曲线截距。
胃的半排空时间(t1/2)的计算方式如下，即y(t)为50％时的时间：
实施例1
S1、熟化：取解冻鳕鱼碎肉加热熟化，得熟鱼肉；
S2、鱼肉预制：将步骤S1所得熟鱼肉按照料液比为1：50(g/mL)与0.1％NaCl溶液混合，在60℃环境中漂洗5次，每次1min，将漂洗混合物通过60目尼龙滤布过滤得预制鱼肉；
S3、鱼肉基的营养调控：将步骤S2所述的预制鱼肉与水、菊粉和大豆膳食纤维混合得复配物料，其中预制鱼肉、水、菊粉和大豆膳食纤维的质量比是1kg：1.4kg：160g：70g；
S4、油脂的功能化：将亚麻籽油、类胡萝卜素按质量比为1kg：0.01g混合，得功能性油脂；
S5、一步法乳液填充-蛋白交联：将步骤S3所述复配物料经高压剪切处理，在高压剪切处理过程中同时添加步骤S4所述的功能性油脂，得到复合凝胶：压力为40MPa，每100g复配物料对应高压剪切处理时间为9min，复配物料与功能性油脂质量比为85kg：15kg。
经测试，所得复合凝胶的凝胶强度约为0.5N，储能模量在166～260Pa，持水/油率约为 98％。
如图1所示，复合凝胶具有清晰的蛋白网络结构，且功能性油脂以油滴形式均匀分布在网络中，证明本发明结合步骤S5的一步法乳液填充-蛋白交联技术成功同步实现构建蛋白凝胶网络结构，并将功能性油脂“镶嵌”在网络结构中的效果。
如图2所示，勺子滴落测试及叉子滴落测试表明，复合凝胶在勺子上能够较好地维持其自身形态；叉子下压测试表明，使用微弱的力即可用叉子前端使其破碎，且不会恢复其原有形状，说明本发明结合步骤S5的一步法乳液填充-蛋白交联技术构建的复合凝胶符合《易食食品》标准中“软质型”特性，可适宜老年、幼儿等对食品质地有特殊需求人群食用。
实施例2
S1、熟化：取解冻鳕鱼碎肉加热熟化，得熟鱼肉；
S2、鱼肉预制：将步骤S1所得熟鱼肉按照料液比为1：50(g/mL)与0.1％NaCl溶液混合，在60℃环境中漂洗5次，每次1min，将混合物通过80目尼龙滤布过滤得预制鱼肉；
S3、鱼肉基的营养调控：将步骤S2所述的预制鱼肉与水、菊粉和大豆膳食纤维混合得复配物料，所述预制鱼肉、水、菊粉和大豆膳食纤维的质量比是1kg：1.4kg：120g：120g；
S4、油脂的功能化：将亚麻籽油、类胡萝卜素按质量比为1kg：0.01g混合，得功能性油脂；
S5、一步法乳液填充-蛋白交联：将步骤S3所述复配物料经高压剪切处理，在高压剪切处理过程中同时添加步骤S4所述的功能性油脂，得到复合凝胶；压力为40MPa，每100g复配物料对应高压剪切处理时间为9min，复配物料与功能性油脂质量比为90kg：10kg；
S6、打印：将步骤S5所述复合凝胶作为3D打印原料，进行3D打印：3D打印机的品牌及型号为时印科技FoodBot-D2，将步骤S5所述复合凝胶导入到3D打印机的进料筒中，选择打印模型进行打印，选择喷嘴直径为0.84mm，打印速度为20mm/s，挤出力为2～7N，打印环境温度为25℃。
S7、定型：将步骤S6打印的具有立体形状的复合凝胶于20℃，静置10min定型，以增加复合凝胶的弹性和保水性。
经测试，实施例2的步骤S5所得复合凝胶的凝胶强度约为0.6N，储能模量在150～230Pa，持水/油率约为98％。
如图4所示，实施例2的步骤S5所得复合凝胶可依据设计模型的形状实现3D打印，经过3D打印后的制品具有良好的精度和形态，说明本发明结合步骤S5的一步法乳液填充-蛋白交联技术制备得到的复合凝胶具有作为3D打印增材的能力。
实施例3
S1、熟化：取解冻鳕鱼碎肉加热熟化，得熟鱼肉；
S2、鱼肉预制：将步骤S1所得熟鱼肉按照料液比为1：100(g/mL)与0.1％NaCl溶液混合，在60℃环境中漂洗3次，每次3min，将混合物通过60目尼龙滤布过滤得预制鱼肉；
S3、鱼肉基的营养调控：将步骤S2所述的预制鱼肉与水混合得复配物料，所述预制鱼肉、水的质量比是1kg：1.4kg；
S4、一步法乳液填充-蛋白交联：将步骤S3所述复配物料经高压剪切处理，在高压剪切处理过程中同时添加亚麻籽油，得到复合凝胶：压力为40MPa，每100g复配物料对应高压剪切处理时间为9min，复配物料与亚麻籽油质量比为90kg：10kg。
对实施例3制得的复合凝胶进行动态体外消化测试，结果如图5所示，消化0min时，在镜下观察到实施例3具有紧密的结构，样品的平均粒度小于15μm。随着消化时间的延长，样品中颗粒粒度逐渐减小，且可以在鳕鱼微纤维表面观察到空隙。消化末期(180min)，可以观察到实施例3消化食糜粒度显著减小，经计算分析其平均粒度为5.86μm。
实施例4
S1、熟化：取解冻鳕鱼碎肉加热熟化，得熟鱼肉；
S2、鱼肉预制：将步骤S1所得熟鱼肉按照料液比为1:100(g/mL)与0.1％NaCl溶液混合，在60℃环境中漂洗10次，每次5min，将混合物通过100目尼龙滤布过滤得预制鱼肉；
S3、鱼肉基的营养调控：将步骤S2所述的预制鱼肉与水、菊粉和大豆膳食纤维混合得复配物料，所述预制鱼肉、水、菊粉和大豆膳食纤维的质量比是1kg：1.4kg：160g：70g；
S4、一步法乳液填充-蛋白交联：将步骤S3所述复配物料经高压剪切处理，在高压剪切处理过程中同时添加亚麻籽油，得到复合凝胶：压力为40MPa，每100g复配物料对应高压剪切处理时间为9min；复配物料与亚麻籽油质量比为90kg：10kg。
对实施例4制得的复合凝胶进行胃排空曲线测试，对实施例4制得的复合凝胶进行动态体外消化测试，如图5所示，消化0min时，在镜下观察到实施例4具有紧密的结构，消化末期(180min)，可以观察到实施例4消化食糜粒度降至为5.36μm。
根据图6胃排空曲线计算得出实施例4的胃半排空时间(t1/2)约为93.80min。
经测试，实施例1-4所得复合凝胶兼具低凝胶强度(凝胶强度在0.1～1.5N或储能模量在 150～260Pa)、高持水/油性的复合凝胶(持水/油率大于等于90％)。所得的复合凝胶在室温下具有易食特性，可以为老年人、吞咽困难患者等特殊人群提供高营养、软质凝胶状易食食品。还可做为3D打印增材借助3D打印技术实现个性化形态定制。
对比例1
参照实施例1，区别仅在于，将步骤S5的高压剪切处理替换为高速剪切处理。
S1、熟化：取解冻鳕鱼碎肉加热熟化，得熟鱼肉；
S2、鱼肉预制：将步骤S1所得熟鱼肉按照料液比为1:50(g/mL)与0.1％NaCl溶液混合，在60℃环境中漂洗5次，每次1min，将混合物通过60目尼龙滤布过滤得预制鱼肉；
S3、鱼肉基的营养调控：将步骤S2所述的预制鱼肉与水、菊粉和大豆膳食纤维混合得复配物料，所述预制鱼肉、水、菊粉和大豆膳食纤维的质量比是1kg：1.4kg：160g：70g；
S4、油脂的功能化：将亚麻籽油、类胡萝卜素按质量比为1kg：0.01g混合，得功能性油脂；
S5、高速剪切：将步骤S3所述复配物料与S4所述的功能性油脂高速剪切(剪切速率为 3000rpm/min，时间为9min)，复配物料与功能性油脂质量比为85kg：15kg，以试图制备复合凝胶。
结果发现，步骤S5得到的复合材料呈浆料状，根本无法成功制备得到凝胶。即使对高速剪切的剪切速率、时间等参数进行优化，也根本无法成功制备得到凝胶。
经测试，所得复合浆料的储能模量在1.2～12Pa，持水/油率约为65％。
如图3所示，高速剪切制备得到的复合材料具有流动性，呈浆料状，在勺子倾斜后多数样品掉落，并在勺子表面残留较多样品(明显挂壁特性)；该样品能够轻易流动穿过叉子齿间的缝隙，表明样品在吞咽过程中可能在口腔中有一定的残留，这不利于老年等患有吞咽障碍人群食用。
对比例2
参照实施例4，区别仅在于：鱼肉基的营养调控时省略菊粉和大豆膳食纤维的添加，采用高速剪切处理替代高压剪切处理。
S1、熟化：取解冻鳕鱼碎肉加热熟化，得熟鱼肉；
S2、鱼肉预制：将步骤S1所得熟鱼肉按照料液比为1：100(g/mL)与0.1％NaCl溶液混合，在60℃环境中漂洗10次，每次5min，将混合物通过100目尼龙滤布过滤得预制鱼肉；
S3、鱼肉基的营养调控：将步骤S2所述的预制鱼肉与水混合得复配物料，所述预制鱼肉、水的质量比是1kg：1.4kg；
S4、高速剪切：将步骤S3所述复配物料与亚麻籽油高速剪切(剪切速率为3000rpm/min，时间为9min)，复配物料与亚麻籽油质量比为90kg：10kg，以试图制备复合凝胶，但样品状态具有流动性与对比例1相近，且不具有凝胶性状。
如图5所示，消化0min时，在镜下观察到对比例2具有明显的鱼肉纤维颗粒，粒度大于40μm，消化末期(180min)，可以观察到对比例2消化食糜粒度降至为14.99μm。
根据图6胃排空曲线计算得出对比例2的胃半排空时间(t1/2)分别约为103.76min。
对比例3
S1、熟化：取解冻鳕鱼碎肉加热熟化，得熟鱼肉；
S2、鱼肉预制：将步骤S1所得熟鱼肉按照料液比为1：100(g/mL)与0.1％NaCl溶液混合，在60℃环境中漂洗10次，每次5min，将混合物通过100目尼龙滤布过滤得预制鱼肉；
S3、鱼肉基的营养调控：将步骤S2所述的预制鱼肉与水、菊粉和大豆膳食纤维混合得复配物料，所述预制鱼肉、水、菊粉和大豆膳食纤维的质量比是1kg：1.4kg：160g：70g；
S4、高速剪切：将步骤S3所述复配物料与亚麻籽油高速剪切，得复配浆料：剪切速率为 3000rpm/min，时间为9min；复配物料与亚麻籽油质量比为90kg：10kg；以试图制备复合凝胶，但样品状态具有流动性与对比例1相近，且不具有凝胶性状。
如图5所示，消化0min时，在镜下观察到对比例3具有明显的鱼肉纤维颗粒，粒度大于对比例2，消化末期(180min)，可以观察到对比例3消化食糜粒度降至为10.13μm。根据图6胃排空曲线计算得出对比例3的胃半排空时间(t1/2)分别约为107.80min。
对比例4
参照实施例2，区别仅在于：采用传统的先混合物料再高压剪切处理替代一步法乳液填充-蛋白交联处理。
S1、熟化：取解冻鳕鱼碎肉加热熟化，得熟鱼肉；
S2、鱼肉预制：将步骤S1所得熟鱼肉按照料液比为1：50(g/mL)与0.1％NaCl溶液混合，在60℃环境中漂洗5次，每次1min，将混合物通过80目尼龙滤布过滤得预制鱼肉；
S3、鱼肉基的营养调控：将步骤S2所述的预制鱼肉与水、菊粉和大豆膳食纤维混合得复配物料，所述预制鱼肉、水、菊粉和大豆膳食纤维的质量比是1kg：1.4kg：120g：120g；
S4、油脂的功能化：将亚麻籽油、类胡萝卜素按质量比为1kg：0.01g混合，得功能性油脂；
S5、传统高压剪切：先将步骤S3所述复配物料和步骤S4所述的功能性油脂充分混合，再经过高压剪切处理，以试图得到复合凝胶：压力为40MPa，每100g复配物料对应高压剪切处理时间为9min；复配物料与功能性油脂质量比为90kg：10kg。
研究发现：复配物料和功能性油脂先混合再高压剪切处理，样品在处理过程中发生了结团现象，造成仪器堵塞，无法获得凝胶状产品。
对比例5
参照实施例2，区别仅在于：先将预制鱼肉、水、菊粉和大豆膳食纤维复合物料高压剪切制备蛋白凝胶，再与油脂通过高压剪切以试图制备复合凝胶。
S1、熟化：取解冻鳕鱼碎肉加热熟化，得熟鱼肉；
S2、鱼肉预制：将步骤S1所得熟鱼肉按照料液比为1：50(g/mL)与0.1％NaCl溶液混合，在60℃环境中漂洗5次，每次1min，将混合物通过80目尼龙滤布过滤得预制鱼肉；
S3、鱼肉基的营养调控：将步骤S2所述的预制鱼肉与水、菊粉和大豆膳食纤维混合得复配物料，所述预制鱼肉、水、菊粉和大豆膳食纤维的质量比是1kg：1.4kg：120g：120g；
S4、高压剪切：将步骤S3所述每100g复配物料在40MPa压力下高压剪切处理5min，得蛋白凝胶；
S5、油脂的功能化：将亚麻籽油、类胡萝卜素按质量比为1kg：0.01g混合，得功能性油脂；
S6、复合凝胶的制备：将步骤S4所述的蛋白凝胶和步骤S5所述的功能性油脂混合，在转速为3000rpm/min下高速剪切处理4min，复配物料与功能性油脂质量比为90kg：10kg。
研究发现：复配物料先经过高压剪切处理，再和功能性油脂剪切处理制备得到的样品呈白色膏状，且出现分层现象，且持水/油率低于95％。
对比例6
参照实施例2，区别仅在于：先将大豆膳食纤维替换为奇亚籽。
S1、熟化：取解冻鳕鱼碎肉加热熟化，得熟鱼肉；
S2、鱼肉预制：将步骤S1所得熟鱼肉按照料液比为1：50(g/mL)与0.1％NaCl溶液混合，在60℃环境中漂洗5次，每次1min，将混合物通过80目尼龙滤布过滤得预制鱼肉；
S3、鱼肉基的营养调控：将步骤S2所述的预制鱼肉与水、菊粉和奇亚籽混合得复配物料，所述预制鱼肉、水、菊粉和奇亚籽的质量比是1kg：1.4kg：120g：120g；
S4、油脂的功能化：将亚麻籽油、类胡萝卜素按质量比为1kg：0.01g混合，得功能性油脂；
S5、一步法乳液填充-蛋白交联：将步骤S3所述复配物料经高压剪切处理，在高压剪切处理过程中同时添加步骤S4所述的功能性油脂，得到复合凝胶；压力为40MPa，每100g复配物料对应高压剪切处理时间为9min，复配物料与功能性油脂质量比为90kg：10kg。
S6、打印：将步骤S5所述复合凝胶作为3D打印原料，进行打印；
S7、定型：将步骤S6打印的具有立体形状的复合凝胶于20℃，静置10min定型，以增加复合凝胶的弹性和保水性。
经测试，对比例6的步骤S5所得复合凝胶的凝胶强度持水/油率约为98％。然而，复合凝胶在经过3D打印喷嘴过程中，发生了水分析出现象(如图7所示)，经过3D打印后的制品虽具有设计模型的形态但不稳定。
对比例7
参照实施例2，区别仅在于：先将大豆膳食纤维替换为藜麦粉，定型时采用适宜的温度和静置时间。
S1、熟化：取解冻鳕鱼碎肉加热熟化，得熟鱼肉；
S2、鱼肉预制：将步骤S1所得熟鱼肉按照料液比为1：50(g/mL)与0.1％NaCl溶液混合，在60℃环境中漂洗5次，每次1min，将混合物通过80目尼龙滤布过滤得预制鱼肉；
S3、鱼肉基的营养调控：将步骤S2所述的预制鱼肉与水、菊粉和藜麦粉混合得复配物料，所述预制鱼肉、水、菊粉和藜麦粉的质量比是1kg：1.4kg：120g：120g；
S4、油脂的功能化：将亚麻籽油、类胡萝卜素按质量比为1kg：0.01g混合，得功能性油脂；
S5、一步法乳液填充-蛋白交联：将步骤S3所述复配物料经高压剪切处理，在高压剪切处理过程中同时添加步骤S4所述的功能性油脂，得到复合膏体；压力为40MPa，每100g复配物料对应高压剪切处理时间为9min，复配物料与功能性油脂质量比为90kg：10kg。
S6、打印：将步骤S5所述复合膏体作为3D打印原料，进行3D打印；
S7、定型：将步骤S6打印的具有立体形状的复合膏体于4℃，静置10min定型，以增加复合膏体的弹性和保水性。
经测试，对比例7的步骤S5所得所得复合膏体的持水/油率约为98％，但不具有凝胶状。复合膏体经过3D喷嘴挤出后，打印制品不具有设计模型的形状，发生坍塌现象(如图8所示)。
对比例8
参照实施例2，区别仅在于：先将大豆膳食纤维替换为魔芋胶。
S1、熟化：取解冻鳕鱼碎肉加热熟化，得熟鱼肉；
S2、鱼肉预制：将步骤S1所得熟鱼肉按照料液比为1：50(g/mL)与0.1％NaCl溶液混合，在60℃环境中漂洗5次，每次1min，将混合物通过80目尼龙滤布过滤得预制鱼肉；
S3、鱼肉基的营养调控：将步骤S2所述的预制鱼肉与水、菊粉和魔芋胶混合得复配物料，所述预制鱼肉、水、菊粉和魔芋胶的质量比是1kg：1.4kg：120g：120g；
S4、油脂的功能化：将亚麻籽油、类胡萝卜素按质量比为1kg：0.01g混合，得功能性油脂；
S5、一步法乳液填充-蛋白交联：将步骤S3所述复配物料经高压剪切处理，在高压剪切处理过程中同时添加步骤S4所述的功能性油脂，得到复合膏体；压力为40MPa，每100g复配物料对应高压剪切处理预计时间为9min，复配物料与功能性油脂质量比为90kg：10kg。
研究发现：复配物料经高压剪切处理过程中发生停滞现象，可能是魔芋胶和鱼肉在剪切过程中发生交联，流动性降低，造成高压剪切处理过程中机器停滞，无法获得凝胶状产品。
对比例9
参照实施例1，区别仅在于：使用未经熟化后的碎鱼肉。
S1、鱼肉解冻：取鳕鱼碎肉在4℃环境中解冻12h，得鱼肉；
S2、鱼肉预制：将步骤S1所得鱼肉按照料液比为1：50(g/mL)与0.1％NaCl溶液混合，在60℃环境中漂洗5次，每次1min，将漂洗混合物通过60目尼龙滤布过滤得预制鱼肉；
S3、鱼肉基的营养调控：将步骤S2所述的预制鱼肉与水、菊粉和大豆膳食纤维混合得复配物料，其中预制鱼肉、水、菊粉和大豆膳食纤维的质量比是1kg：1.4kg：160g：70g；
S4、油脂的功能化：将亚麻籽油、类胡萝卜素按质量比为1kg：0.01g混合，得功能性油脂；
S5、一步法乳液填充-蛋白交联：将步骤S3所述复配物料经高压剪切处理，在高压剪切处理过程中同时添加步骤S4所述的功能性油脂，得到复合样品：压力为40MPa，每100g复配物料对应高压剪切处理时间为9min，复配物料与功能性油脂质量比为85kg：15kg。
研究发现：复合样品经高压剪切处理后即使经过冷藏处理，样品仍不具有凝胶状态。
Claims (10)
1.一种基于高压剪切诱导制备具有易食特性复合凝胶的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、熟化：取原料鱼的鱼肉加热熟化，得熟鱼肉；
S2、鱼肉预制：将步骤S1所得熟鱼肉与盐溶液混合，漂洗，过滤得预制鱼肉；
S3、鱼肉基的营养调控：将步骤S2所得预制鱼肉与水、菊粉和大豆膳食纤维混合得复配物料，所述预制鱼肉、水、菊粉和大豆膳食纤维的质量比是1kg：(1～3)kg：(0～200)g：（0～150)g；
S4、油脂的功能化：将液态油脂与脂溶性营养素混合，得到功能性油脂；
S5、一步法乳液填充-蛋白交联：将步骤S3所得复配物料经高压剪切处理，在高压剪切处理过程中同时添加步骤S4所述的功能性油脂，得到复合凝胶；压力为20～100MPa，每100g复配物料对应高压剪切处理时间为4～15min，复配物料与功能性油脂的质量比为(85～90)g:(15～10)g。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中熟鱼肉与盐溶液的料液比为：1:10～1:1000g/mL。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，盐溶液为0.01％～0.2％NaCl溶液。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，步骤S2中漂洗温度为40～70℃，漂洗3-10次，每次1～5min。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中原料鱼为鳕鱼或鲟鱼；加热熟化是在60～100℃加热5～30min。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中的脂溶性营养素包括维生素E、类胡萝卜素中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中的液态油脂包括亚麻籽油。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中液态油脂与脂溶性营养素的混合比为1kg:(0.005～0.3)g。
9.权利要求1-8任一所述的方法制得的具有易食特性复合凝胶。
10.权利要求9所述的具有易食特性复合凝胶在3D打印领域中的应用。
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