CN115316648A

CN115316648A - 一种可食用双凝胶泡沫及其制备方法与应用

Info

Publication number: CN115316648A
Application number: CN202210792695.6A
Authority: CN
Inventors: 兰雅淇; 郑汝婷; 王研研; 郑松柏; 黄洁纯
Original assignee: South China Agricultural University
Current assignee: South China Agricultural University
Priority date: 2022-07-07
Filing date: 2022-07-07
Publication date: 2022-11-11

Abstract

本发明属于食品技术领域，具体涉及一种可食用双凝胶泡沫及其制备方法与应用。本发明可食用双凝胶泡沫包括食用油凝胶和水凝胶，所述食用油凝胶剂包括食用油和复合凝胶剂，复合凝胶剂为至少两种不同中长碳链脂肪酸组成，所述水凝胶为黄原胶水凝胶，所述食用油凝胶和水凝胶的质量比为4:6‑9:1。在一定温度下经高速剪切、搅拌、静置和搅打起泡后制备得到。本发明开发了一种脂肪含量低，质地均匀，且具有较高的稳定性的可食用泡沫体系，所制备的双凝胶泡沫具有较高的起泡性和稳定性，生产成本低，裱花造型不易变形，为食品提供良好质感，同时绿色、健康、热量低，避免了饱和脂肪酸和反式脂肪酸对人体健康存在的潜在威胁。

Description

一种可食用双凝胶泡沫及其制备方法与应用

技术领域

本发明属于食品技术领域，具体涉及一种可食用双凝胶泡沫及其制备方法与应用。

背景技术

近年来，消费者对饮食与健康关系的认识不断提高，产生了对含固体脂肪食品中的高饱和脂肪酸和反式脂肪酸含量的担忧。有研究表明它们会增加患心血管疾病、高血压、肥胖和糖尿病的风险，因此消费者对健康食品成分的要求日益增加，降脂产品的开发成为食品工业的重点。然而脂肪和油脂是我们饮食中不可缺少的一部分，因为它是能量的来源，是一些营养物质如维生素、维生素前体的溶剂，是生物活性化合物和风味载体，还提供了加工食品口感和质地。因此脂肪含量的减少通常会影响到食品的理化和感官特性，开发具有与全脂产品相匹配特性的降脂产品，成为了食品工业的一个挑战。气泡是一些食品所需要的重要元素，对充气食品的质地、外观都起着重要作用，赋予食品愉悦轻松的口感等独特消费点。还有研究发现，在食用产品中并入空气有利于增加个体饱腹感，使人在不影响饥饿感的情况下减少热量的摄入。因此可食性非水泡沫研究的出现为低脂健康食品的开发提供了一个新的方向。

双凝胶(Bigel)是一种新型的双相体系，具有油相(油凝胶)和水相(水凝胶)两种凝胶相，双凝胶可以通过简单的混合和温度控制来制备。与简单的油凝胶和水凝胶混合物不同，双凝胶通常具有良好的物理稳定性和较长的货架期。由于油凝胶和水凝胶是生物活性化合物的良好传递系统，双凝胶具有单独和同时传递亲脂和亲水成分的潜力，在通过皮肤膜传递亲脂性生物活性方面，它们显示出了优于乳剂、油凝胶和水凝胶的优势。此外，目前的食品工业致力于将多种体系设计到同一体系中，从而使不同体系的功能特性得到叠加。通过双凝胶同时捕获水和空气来制备双凝胶泡沫也是一种进一步降低热量、促进饱腹感的产品设计方案，并且为产品开发提供了充足的多功能性，确定其在商业应用中的有效性。而以双凝胶泡沫的研究是罕见的，这是因为油的表面张力较低，当存在液态油脂时充气体系难以稳定，很难找到在油中既稳定气泡又可以稳定水滴的稳定剂。因此，稳定的双凝胶泡沫的开发也是现在面临的挑战。

发明内容

针对目前现有技术存在的缺陷和不足，本发明提供了一种可食用双凝胶泡沫及其制备方法与应用。

本发明首要目的在于提供一种可食用双凝胶泡沫，包括食用油凝胶和水凝胶，所述食用油凝胶剂包括食用油和复合凝胶剂，复合凝胶剂由至少两种不同中长碳链脂肪酸组成，所述水凝胶为黄原胶水凝胶，所述食用油凝胶和水凝胶的质量比为4:6-9:1。

作为本发明一种优选地技术方案，所述食用油为植物油，为从植物提取且没有经过氢化或/和改性处理的天然植物油，所述植物油选自葵花油、花生油、椰子油、菜籽油(也称为芥花油)、棕榈油、棉籽油中的一种或多种；所述中长碳链脂肪酸为C14～C24长链饱和脂肪酸。

更优选地，所述中长碳链脂肪酸为肉豆蔻酸、硬脂酸或棕榈酸。

作为本发明一种优选地技术方案，所述食用油凝胶和水凝胶的质量比为5:5-8:2，所述食用油凝胶中食用油与复合凝胶剂质量比为9:1。

本发明中，将食用油凝胶与黄原胶水凝胶按一定比例混合，根据比例的不同，形成不同的分散结构，即水包油、双连续、油包水。油、水凝胶剂形成网络结构分别将食用油和水固定在其中，形成双凝胶结构，其中，油凝胶与水凝胶以不同比例混合时形成不同分散结构进而影响体系的机械性能，最终会影响到双凝胶及其泡沫的性质。

作为本发明一种优选地技术方案，所述水凝胶中黄原胶的浓度为0.6-2wt％。

在食用双凝胶泡沫体系中，依靠油凝胶中凝胶剂形成的晶体来稳定油中的气泡，和水凝胶中凝胶剂形成的网络结构来固定水中气泡，其中在搅打形成泡沫后，油凝胶中晶体形成的连续网络结构将气相和水相都固定在其中。油水凝胶比例是影响双凝胶泡沫的重要因素，本发明通过实验研究发现可以通过对改变油水凝胶比例、油凝胶剂、水凝胶剂浓度的来改善其泡沫的性质。通过考察油、水凝胶的复配比例，来得到适合制备双凝胶泡沫的双凝胶体系，从而使得在后续搅打的过程中均匀、稳定的双凝胶泡沫。

本发明的第二个目的在于提供上述可食用双凝胶泡沫的制备方法，包括如下步骤：

S1、将食用油和复合凝胶剂混合，加热搅拌形成均匀混合溶液I；

S2、将水与黄原胶混合，加热搅拌至黄原胶完全溶解形成水凝胶；

S3、将步骤S2所得水凝胶与步骤S1所得溶液I混合剪切制成双凝胶；

S4、搅打步骤S3制备的双凝胶形成双凝胶泡沫。

作为本发明一种优选地技术方案，步骤S1所述搅拌温度为60～85℃，30～45min。

作为本发明一种优选地技术方案，步骤S2所述搅拌温度为60～85℃，3～6h。

作为本发明一种优选地技术方案，步骤S3所述双凝胶形成在10000～15000rpm下剪切后放入冰水浴10～15min形成双凝胶，剪切时间为1min～4min。

在冰水浴下搅打起泡能加速油凝胶中晶体网络的形成，从而更快地形成稳定的双凝胶和泡沫，缩短搅打的时间。

作为本发明一种优选地技术方案，步骤S4所述双凝胶泡沫在冰水浴中搅打，搅打功率为500w～700w，时间为10～15min。所述搅打起泡采用电动打蛋器进行

本发明还提供了上述可食用双凝胶泡沫在制备食品脂质代替品中的应用，所述食品脂质包括黄油、奶油、人造黄油/奶油、起酥油等。

本发明通过大量实验和积累的经验，研究出植物油凝胶与水凝胶搅打双凝胶泡沫的配比即两相质量比，通过荧光、偏光显微镜观察双凝胶和泡沫的微观结构可以得到，在不同比例下，形成水包油、双连续、油包水的分散体系，从而影响搅打泡沫的机械性、起泡性、稳定性等性质。在油凝胶与水凝胶的重量比为5:5、6:4、7:3、8:2时，双凝胶有较高的发泡率和较强的机械性能，所得到的油凝胶泡沫在4℃下经过30d放置后均未出现漏液分层现象。当油凝胶与水凝胶的重量比为6:4时，得到的双凝胶泡沫经流变学测试有最高的G′值，当油凝胶与水凝胶的重量比为5:5时，得到的双凝胶泡沫经流变学测试有最高的恢复率，当油凝胶与水凝胶的重量比为8:2时，得到的双凝胶泡沫经流变学测试有最高的发泡率，表明本发明得到的双凝胶搅打油泡沫根据油水两相比例的不同可调控其不同的性质，满足食品工业中的各种需求。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明提供一种可食双凝胶泡沫，包括食用油凝胶和水凝胶，所述水凝胶为黄原胶水凝胶、油凝胶剂为复合中长碳链脂肪酸，在一定温度下经高速剪切、冷却、搅打起泡后制备得到，制备过程简单、且所制备得到的双凝胶泡沫具有较高的起泡性和稳定性，生产成本低，裱花造型不易变形，为食品提供良好质感，同时水凝胶的加入大大降低了体系油脂含量，降低了饱和脂肪酸和反式脂肪酸对人体健康存在的潜在威胁。

(2)本发明的双凝胶泡沫通过改变油凝胶和水凝胶的质量比成功制成双凝胶泡沫，不同的质量比下泡沫在不同的性质上都有一个较好的增强，可广泛代替于食品领域中黄油、人造黄油、起酥油等脂肪产品的应用。为食品发泡提供借鉴，还可应用于与动植物奶油混合制备食品泡沫体系。

附图说明

图1为实施例1-4、对比例1制备得到的双凝胶泡沫的外观图。

图2为实施例1-4、对比例1制备得到的双凝胶泡沫的偏光显微图片。

图3为实施例1-4、对比例1制备得到的双凝胶泡沫的发泡率。

图4为实施例1-4、对比例1制备得到的双凝胶泡沫的发泡率在4℃下放置50天后的稳定性情况。

图5为实施例1-4、对比例1制备得到的双凝胶泡沫震荡扫描图片。

图6为实施例1-4、对比例1制备得到的双凝胶泡沫恢复率图片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，为可从商业途径得到的试剂和材料。

实施例1

一种可食用双凝胶泡沫，包括以下重量份数的组分：

油凝胶50kg(葵花籽油45kg、凝胶剂8份肉豆蔻酸、2份硬脂酸共5kg)、水凝胶50kg(一级水49.5kg、黄原胶0.5kg)。

上述可食用双凝胶泡沫的制备方法，包括以下步骤：

S1、将所述计量的食用油和复合凝胶剂混合，在85℃下搅拌45min至复合凝胶剂完全融化，形成均匀热油与混合凝胶剂的混合溶液I；

S2、将一级水与黄原胶混合，在85℃下搅拌6h至黄原胶完全溶解形成均匀粘稠水凝胶；

S3、将黄原胶水凝胶与溶液I在同一温度下按5:5质量比混合后15000rpm高速剪切4min时间，置于冰水浴15min制成双凝胶；

S4、冰水浴搅打10min上述双凝胶形成双凝胶泡沫。

上述可食用双凝胶泡沫外观如图1所示，形成质地均匀的泡沫。

实施例2

一种可食用双凝胶泡沫，包括以下重量份数的组分：

油凝胶60kg(葵花籽油54kg、凝胶剂8份肉豆蔻酸、2份硬脂酸共6kg)、水凝胶40kg(一级水39.6kg、黄原胶0.4kg)。

上述可食用双泡沫的制备方法步骤同实施例1，其外观如图1所示，形成质地均匀的泡沫。

实施例3

一种可食用双凝胶泡沫，包括以下重量份数的组分：

油凝胶70kg(葵花籽油63kg、凝胶剂8份肉豆蔻酸、2份硬脂酸共7kg)、水凝胶30kg(一级水29.7kg、黄原胶0.3kg)。

实施例4

一种可食用双凝胶泡沫，包括以下重量份数的组分：

油凝胶80kg(葵花籽油72kg、凝胶剂8份肉豆蔻酸、2份硬脂酸共8kg)、水凝胶20kg(一级水19.8kg、黄原胶0.2kg)。

实施例5

一种可食用双凝胶泡沫，包括以下重量份数的组分：

油凝胶80kg(葵花籽油72kg、凝胶剂8份棕榈酸、2份硬脂酸共8kg)、水凝胶20kg(一级水19.88kg、黄原胶0.12kg)。

上述可食用双泡沫的制备方法步骤同实施例1。

实施例6

一种可食用双凝胶泡沫，包括以下重量份数的组分：

油凝胶60kg(葵花籽油54kg、凝胶剂8份棕榈酸、2份硬脂酸共6kg)、水凝胶40kg(一级水39.76kg、黄原胶0.24kg)。

上述可食用双泡沫的制备方法步骤同实施例1。

实施例7

一种可食用双凝胶泡沫，包括以下重量份数的组分：

油凝胶50kg(葵花籽油45kg、凝胶剂8份棕榈酸、2份硬脂酸共5kg)、水凝胶50kg(一级水49.7kg、黄原胶0.3kg)。

上述可食用双泡沫的制备方法步骤同实施例1。

对比例1

一种可食双凝胶泡沫，包括以下重量份数的组分：

油凝胶40kg(葵花籽油36kg、凝胶剂8份肉豆蔻酸、2份硬脂酸共4kg)、水凝胶60kg(一级水59.4kg、黄原胶0.6kg)。

上述可食用双泡沫的制备方法步骤同实施例1，其外观如图1所示，质地不均匀。

性能检测及结果分析

实验例1微观结构实验

以实施例1-4、对比例1制备得到的双凝胶泡沫为试验样品进行微观结构观察，通过Olympus显微镜在偏光下观察双凝胶泡沫结构和晶体分布。其中图2第一行是双凝胶泡沫明场图片、第二行是双凝胶泡沫偏光图片。通过图2的实验结果可以看出，在对比例1、实施例1-4制备得到的双凝胶泡沫明场和偏光图中，都能观察到两种气泡，一种气泡周围发光为油凝胶中产生的气泡，一种气泡周围并无发光为水凝胶中的气泡。对比例1中油气泡分布较少，随着油含量的增加，实施例1-4，油中气泡更多，气泡更加密集。因此形成了稳定性和发泡性高且可塑性强的双凝胶泡沫。

实验例2起泡性实验

以实施例1-4制备得到的各种油凝胶泡沫为试验样品进行产品质量测试，测量各油凝胶泡沫样品的发泡率，发泡率的计算公式如下：

发泡率＝(V₁-V₀)/V₀×100；

V₁：搅打后泡沫的体积；

V₀：搅打前油凝胶的体积。

通过图3的实验结果可以看出，对比例1发泡率较低，实施例1-4制备得到的油凝胶泡沫的发泡率均较好，且随着油相含量的增多，发泡率增加，尤其以实施例4最为显著，达到了84.55±3.58％。可见，油相含量到达一定比值时能形成稳定的双凝胶泡沫。

实验例3稳定性实验

以实施例1-4、对比例1制备得到的各种双凝胶泡沫为试验样品进行产品质量测试，将各双凝胶泡沫样品置于离心管中保存于4℃(低于晶体初始融化温度)进行稳定性试验并于50d后观察。

通过图4实验结果可以看出，各优选比例的油凝胶泡沫样品在4℃下经50d放置后均未出现漏油分层现象(见图4)，说明当低于凝胶剂晶体熔点下储存时，晶体形成的网络结构可以很好地将油相、水相和气相部分固定在其中并稳定。

实验例4流变学实验

以实施例1-4、对比例1制备得到的各种双凝胶泡沫为试验样品进行流变学测试，将各双凝胶泡沫样品用流变仪在4℃、频率为1Hz、应力0.1Pa-1000Pa条件下进行震荡扫描，确定各双凝胶泡沫线性黏弹区；在4℃、频率为0.1-10Hz、应力10Pa(线性黏弹区内)条件下进行频率扫描；在4℃、频率为1Hz、应力1Pa(90s)-30Pa(90s)-1Pa(90s)条件下进行三段式扫描，测定各双凝胶泡沫的结构恢复率，测试结果见图5和图6。

通过实验结果可以看出，各优选比例的双凝胶泡沫样品在线性黏弹区内均为G′>G″，显示出类固体性质，当油相:水相为6:4时(实施例2)，G′达到最大，证明此比例下有最高的刚性强度(见图5)。三段式扫描结果表明各个双凝胶泡沫样品均有一定的结构恢复能力，对比例1的结构恢复率最低为73.26±5.22％，其中在5:5(实施例1)时双凝胶泡沫样品达到最高恢复率88.21±4.46％(见图6)。

综合实验例1-4可以看出，本发明通过改变配方油相和水相比例，可制备出结构稳定、质地均匀的双凝胶泡沫，并且比例不同对泡沫性质产生不同影响，实例1表现出最高的恢复性，实例2表现出最高的刚性，实例4表现出最高的发泡率。

显然，以上所述的具体实施方案，只是对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、同等替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种可食用双凝胶泡沫，其特征在于，包括食用油凝胶和水凝胶，所述食用油凝胶剂包括食用油和复合凝胶剂，复合凝胶剂由至少两种不同中长碳链脂肪酸组成，所述水凝胶为黄原胶水凝胶，所述食用油凝胶和水凝胶的质量比为4:6-9:1。

2.根据权利要求1所述的一种可食用双凝胶泡沫，其特征在于，所述食用油为从植物提取且没有经过氢化或/和改性处理的天然植物油，选自葵花油、花生油、椰子油、菜籽油、棕榈油、棉籽油中的一种或多种；所述中长碳链脂肪酸为C14～C24长链饱和脂肪酸。

3.根据权利要求1所述的一种可食用双凝胶泡沫，其特征在于，所述食用油凝胶和水凝胶的质量比为5:5-8:2，所述食用油凝胶中食用油与复合凝胶剂质量比为9:1。

4.根据权利要求1所述的一种可食用双凝胶泡沫，其特征在于，所述水凝胶中黄原胶的浓度为0.6-2wt％。

5.权利要求1-4任一所述可食用双凝胶泡沫的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S4、搅打步骤S3制备的双凝胶形成双凝胶泡沫。

6.根据权利要求5所述的一种可食用双凝胶泡沫的制备方法，其特征在于，制备方法步骤S1所述搅拌温度为60～85℃，30～45min。

7.根据权利要求5所述的一种可食用双凝胶泡沫的制备方法，其特征在于，制备方法步骤S2所述搅拌温度为60～85℃，3～6h。

8.根据权利要求5所述的一种可食用双凝胶泡沫的制备方法，其特征在于，制备方法步骤S3所述双凝胶形成在10000～15000rpm下剪切后放入冰水浴10～15min形成双凝胶，剪切时间为1min～4min。

9.根据权利要求5所述的一种可食用双凝胶泡沫的制备方法，其特征在于，制备方法步骤S4所述双凝胶泡沫在冰水浴中搅打，搅打功率为500～700w，时间为10～15min。

10.权利要求1所述可食用双凝胶泡沫在制备食品脂质代替品中的应用，其特征在于，所述食品脂质包括黄油、奶油、人造黄油、人造奶油、起酥油。