CN115349555B - 一种乳液凝胶类脂肪及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种乳液凝胶类脂肪及其制备方法和应用，由水凝胶相和油凝胶相构成，所述油凝胶相由油凝胶剂、乳化剂和食用植物油构成，所述水凝胶相由水凝胶剂和水构成。本发明采用油凝胶剂和水凝胶剂对油水两相进行结构化处理，制备双凝胶乳液，可以作为类脂肪呈现良好的粘弹性能，可以实现对传统塑性脂肪的全部或部分替代；所制类脂肪产品具有优秀的耐挤压剪切性能和自立性，在3D打印过程中可以稳定出丝，快速恢复刚性，支撑性良好，适用于各种复杂模型的打印，且含有零反式脂肪酸、低饱和脂肪酸及低脂的营养特性，可用于涂抹、裱花、3D打印及个性化定制食品。
Description
技术领域
本发明属于油脂加工及食品3D打印技术领域，具体涉及到一种乳液凝胶 类脂肪及其制备方法和应用。
背景技术
3D打印是一种增材制造技术，它可以将液体或粉状的“油墨”材料转化 为基于电子模型的三维结构。由于其在食品制造中定制形状、个性化营养和食 品配方重组方面的潜力，它在食品行业发展迅速。挤压3D打印是最常用的食 品3D打印技术。
脂肪是有复杂结构层次的多晶脂肪族材料。其基本结构是甘油三酯多晶和 晶体团聚体的连续分型网络，内部夹带有液态油。其机械和流变特性在很大程 度上取决于固体结晶脂肪与油的比例以及结晶脂肪的结构，即脂肪结晶网络。 脂肪赋予产品适口性和进食乐趣，人们喜欢食用高脂产品，但是，高脂饮食会 带来肥胖、心血管疾病和Ⅱ型糖尿病等疾病风险上升。此外，一些研究已经证 实了反式脂肪酸摄入与心血管疾病风险增加之间的直接联系。因此，人们已经 将注意力集中在改善食品的健康特性上，努力生产低热量的食物，减少所谓的 “坏脂肪”。
凝胶化技术是一种降低食品中固体脂肪含量的有效方法，通过结构化液态 油相和水相，结合乳化技术将油水两相均匀混合成乳液凝胶作为类脂肪替代脂 肪产品。与传统脂肪相比，可以显著降低饱和脂肪酸和反式脂肪酸。双凝胶是 同时将水相和油相凝胶化，两种凝胶优势互补。通过改变油凝胶和水凝胶的比 例，可以制成水包油、双连续、油包水型乳液凝胶，实现相变可调。制成的乳 液凝胶具有良好的稳定性，剪切变稀和良好的恢复性，具有良好的脂肪替代性， 适合用于挤出式食品3D打印。
目前用于3D打印的脂肪模拟物结构强度低、营养成分单一，在复杂模型 的打印方面表现较差，如何制备营养强化且适用于各种复杂模型的凝胶墨水是 目前主要存在的技术问题。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较 佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或 省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略 不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。
本发明的其中一个目的是提供一种乳液凝胶类脂肪，可以作为类脂肪呈现 良好的粘弹性能，可以实现对传统塑性脂肪的全部或部分替代。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种乳液凝胶类脂肪， 由水凝胶相和油凝胶相构成，所述油凝胶相由油凝胶剂、乳化剂和食用植物油 构成，所述水凝胶相由水凝胶剂和水构成；
其中，所述油凝胶剂包括蜂蜡、葵花籽蜡、小烛树蜡、米糠蜡、甘蔗蜡、 巴西棕榈蜡和玉米蜡中的一种或多种；
所述乳化剂包括单硬脂酸甘油酯、月桂酸单甘油酯、单双甘油脂肪酸酯、 双乙酰酒石酸单甘油酯、蔗糖脂肪酯、大豆磷脂中的一种或多种；
所述水凝胶剂包括结冷胶、羧甲基纤维素、黄原胶、果胶、卡拉胶中的一 种或多种。
作为本发明乳液凝胶类脂肪的一种优选方案，其中：所述油凝胶剂在所述 油凝胶相中的质量浓度为3～10％；所述乳化剂在所述油凝胶相中的质量浓度为 0.5～2％。
作为本发明乳液凝胶类脂肪的一种优选方案，其中：所述食用植物油包括 大豆油、菜籽油、花生油、玉米油、芝麻油、葵花籽油、小麦胚芽油、米糠油、 杏仁油、橄榄油、棕榈液油、亚麻籽油和棉籽油中的一种或多种。
作为本发明乳液凝胶类脂肪的一种优选方案，其中：所述水凝胶剂在所述 水凝胶相中的质量浓度为1～3％。
作为本发明乳液凝胶类脂肪的一种优选方案，其中：所述油凝胶相的质量 百分比为30～62％，所述乳液凝胶类脂肪为水包油型双凝胶脂肪替代物；
所述油凝胶相的质量百分比为62～68％，所述乳液凝胶类脂肪为双连续型 双凝胶脂肪替代物；
所述油凝胶相的质量百分比为68～80％，所述乳液凝胶类脂肪为油包水型 双凝胶脂肪替代物。
本发明的另一个目的是提供如上述所述的乳液凝胶类脂肪的制备方法，包 括，
将油凝胶剂、乳化剂溶解在食用植物油中，得到油凝胶相；
将水凝胶剂溶解在水中，得到水凝胶相；
将油凝胶相和水凝胶相混合均匀进行乳化，得到乳液凝胶，之后4℃冷藏， 得到乳液凝胶类脂肪。
作为本发明乳液凝胶类脂肪的制备方法的一种优选方案，其中：所述溶解 在食用植物油中，采用搅拌溶解，速度为150～500rpm，时间为45～120min， 温度为70～90℃。
作为本发明乳液凝胶类脂肪的制备方法的一种优选方案，其中：所述溶解 在水中，采用搅拌溶解，速度为150～500rpm，时间为60～120min，温度为 25～40℃。
作为本发明乳液凝胶类脂肪的制备方法的一种优选方案，其中：所述乳化， 乳化条件为70～85℃、6000～12000rpm下高速剪切1～5min。
本发明的另一个目的是提供如上述所述的乳液凝胶类脂肪在食品工业领 域的应用，所述应用包括下述应用中的一种或多种：
(i)将所述的乳液凝胶类脂肪用于涂抹；
(ii)将所述的乳液凝胶类脂肪用于裱花；
(iii)将所述的乳液凝胶类脂肪用于3D打印；
(iv)将所述的乳液凝胶类脂肪用于个性化定制食品。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明采用油凝胶剂和水凝胶剂对油水两相进行结构化处理，制备双凝胶 乳液，可以作为类脂肪呈现良好的粘弹性能，可以实现对传统塑性脂肪的全部 或部分替代；可以通过改变油水相比例，调节黏度、硬度等，改善乳液凝胶脂 肪替代物的物理特性，使其适用于各种脂肪产品应用场景。本发明所制类脂肪 产品具有优秀的耐挤压剪切性能和自立性，在3D打印过程中可以稳定出丝， 快速恢复刚性，支撑性良好，适用于各种复杂模型的打印。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需 要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的 一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下， 还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明实施例1中不同油相比例的乳液凝胶脂肪替代物宏观图。
图2为本发明实施例1中不同油相比乳液凝胶脂肪替代物储存过程微观结 构。
图3为本发明实施例1中原料和不同油相比乳液凝胶脂肪替代物的 650～4000cm-1范围的红外光谱图，其中，a是单硬脂酸甘油酯，蜂蜡和结冷胶 的红外光谱图，b是不同油相比例的乳液凝胶脂肪替代物经冷冻干燥处理后的 红外光谱图。
图4为本发明实施例1中不同油相比(60％、65％、70％)乳液凝胶脂肪替 代物的激光共聚焦3D扫描成像。
图5为本发明实施例1中不同油相比乳液凝胶脂肪替代物的流变学特性， 其中，a是应变扫描，b是回复性测试，c是频率是扫描，d是温度扫描，abcd 反应了弹性模量(G’)和粘性模量(G”)的变化情况；e是黏度测定。
图6为本发明实施例2中不同油相比乳液凝胶脂肪替代物的激光共聚焦图 像，其中油相被尼罗红染成红色，水相被FITC染成绿色。
图7为本发明实施例3中不同油相比乳液凝胶脂肪替代物的涂抹外观，其 中a、b、c、d分别为含油相40％、50％、60％、65％的乳液凝胶的涂抹效果。
图8为本发明实施例4中不同油相比乳液凝胶脂肪替代物的裱花效果，展 示了采用20号锯齿状裱花嘴裱花后，存放于室温下7天的裱花外观。
图9为本发明实施例5中不同油相比乳液凝胶脂肪替代物的打印效果，其 中，a为打印模型示意图；b为打印40*40*10mm方框的实物图；c为打印 40*40*20mm方框的实物图。
图10为本发明实施例6中打印产品的外观对比图。
图11为本发明实施例7中打印产品的外观对比图。
图12为本发明实施例8中打印产品示意图；其中a为添加的姜黄素、食 品级色素利用三原色原理进行调色后原料及其RGB值；b为3D打印过程示意 图；c为打印产品及其对应颜色的RGB值。
图13为本发明实施例9中所制备样品进行裱花的图片，其中，a、b、c、d 分别对应为葵花籽蜡、小烛树蜡、米糠蜡、甘蔗蜡作为油相凝胶剂的裱花图。
图14为本发明实施例10中所制备样品进行裱花的图片，其中，a、b、c、 d分别对应添加3、5、7、9份蜂蜡作为油相凝胶剂的裱花图。
图15为本发明实施例11中所制备样品进行裱花的图片，其中，a、b、c、 d分别对应羟丙基甲基纤维素、黄原胶、卡拉胶果胶作为水相凝胶剂的裱花图。
图16为本发明对比例1中所制备样品进行裱花的图片。
图17为本发明实施例12中所制备样品进行裱花的图片，其中，a、b、c 分别对应添加1、2、3份结冷胶作为水相凝胶剂的裱花图。
图18为本发明实施例13中所制备样品进行裱花的图片，其中，a、b、c、 d、e分别对应为月桂酸单甘油酯、单双甘油脂肪酸酯、双乙酰酒石酸单甘油酯、 蔗糖脂肪酯、大豆磷脂作为乳化剂的裱花图。
图19为本发明实施例14中所制备样品进行裱花的图片，其中，a、b、c 分别对应添加0.5，1，1.5份单硬脂酸甘油酯作为乳化剂的裱花图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书 实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明 还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不 违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例 的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少 一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在 一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施 例互相排斥的实施例。
如无特别说明，实施例中所采用的原料均为商业购买。
本发明实施例采用如下测试方法：
微观结构观察：采用光学显微镜(Leica DFC450)、激光共聚焦显微镜 (LSM-880)观察双凝胶脂肪替代物的微观结构。
红外光谱测试：采用傅里叶变换红外光谱仪(Nicolet iS-10)测定冻干后双 凝胶脂肪替代物的红外光谱数据，采用ATR附件对650～4000cm-1波数内的光 谱数据进行采集。
流变学性质测试：通过DHR-3旋转流变仪进行测试，线性粘弹性区域 (LVR)是根据应变范围在0.1～100％内进行的振幅扫描确定的；频率扫描测试 在0.01Hz～10Hz的频率范围内进行；温度扫描测试在25～80℃的温度范围内进 行。此外，所有测试均采用直径40mm的铝板，间隙值设置为1000μm。
尺寸特征测定：采用游标卡尺测定3D打印样品的尺寸特征。
实施例1
(1)取10份蜂蜡、2份单硬脂酸甘油酯和88份大豆油于85℃水浴加热 熔化，300rmp搅拌60min以确保充分混匀；
(2)取3份结冷胶和97份去离子水于30℃水浴中溶解，300rmp搅拌60min 以确保充分混匀，后放入85℃水浴预热；
(3)保持温度85℃，将步骤(1)所得油相和步骤(2)所得水相分别以 3:7、4:6、5:5、6:4、6.5:3.5、7:3、8:2的质量比混合，采用高速剪切分散机以8000rpm 搅拌3min，得到乳液凝胶脂肪替代物；将所得乳液凝胶置于冰水浴300rpm搅 拌冷却至4℃后，密封保存在4℃冰箱备用。
实施例1中不同油相比例的乳液凝胶脂肪替代物宏观图如图1所示。由图 1可以看出，所有油相比例的产品具有一定的粘稠度，在样品瓶中倒置不流动。 且在25℃和45℃都可以保持稳定，30天内不变质。
实施例1中不同油相比乳液凝胶脂肪替代物储存过程微观结构如图2所 示。由图2的光学和偏光显微图片可以看出，随着油相比例的增加，水包油型 乳液的显微图中油滴增多，更加密集，当油相比例为65％时，乳液凝胶呈双连 续态，看不到明显的液滴，当油相比例为70％和80％时，乳液凝胶呈油包水状 态。
实施例1中原料和不同油相比乳液凝胶脂肪替代物的650～4000cm-1范围 的红外光谱图如图3所示，图3a是单硬脂酸甘油酯(GMS)，蜂蜡和结冷胶 的红外光谱图，图3b是不同油相比例的乳液凝胶脂肪替代物经冷冻干燥处理 后的红外光谱图。由图3可以看出，与油包水型乳液凝胶脂肪替代物相比，水 包油型乳液凝胶脂肪替代物在3500cm-1左右出现更强的吸收峰，这对应于结冷 胶的O-H拉伸振动。
实施例1中油相质量比分别为60％、65％、70％的乳液凝胶脂肪替代物的 激光共聚焦3D扫描成像如图4所示。由图4可以看出，油相比例为60％时， 样品表现为典型的水包油结构，油滴被固定在水相中；当油相比为65％时，样 品表现为典型的双连续结构，油相和水相各自成相，穿插交织；当油相比例为 70％时，样品呈现典型的油包水结构，水相呈液滴状分散在油相中。
实施例1中不同油相比乳液凝胶脂肪替代物的流变学特性如图5所示，图 5a是应变扫描，图5b是回复性测试，图5c是频率是扫描，图5d是温度扫描， 图5e是黏度测定。图5a、图5b、图5c、图5d反应了弹性模量(G’)和粘性 模量(G”)的变化情况。由图5可以看出，所有样品表现为剪切变稀型，G’ 大于G”，具有一定的塑性，剪切后模量可以恢复到较高水平，具有很好的抗 剪切能力，适合用于3D打印。
实施例2
调整实施例1步骤(3)中油相质量比分别为62％、64％、66％、68％、70％， 其他和实施例1保持一致，得到乳液凝胶脂肪替代物。
实施例2中不同油相比乳液凝胶脂肪替代物的激光共聚焦图像如图6所 示，其中油相被尼罗红染成红色，水相被FITC染成绿色。在油相比为62～68％ 时，乳液凝胶脂肪替代物为双连续结构；当油相比为60％时，乳液凝胶脂肪替 代物为水包油结构；当油相比为70％时，乳液凝胶脂肪替代物为油包水结构。
实施例3
采用实施例1的油相比为40％、50％、60％、65％的乳液凝胶脂肪替代物进 行面包涂抹，其涂布效果如图7所示(其中，a、b、c、d分别对应油相比例40％， 50％，60％，65％)。当油相比例较低时，类脂肪的流动性更强，当油相比例增 加时，产品的黏度增大，所有产品均可均匀涂抹在面包片上。
实施例4
采用实施例1的乳液凝胶脂肪替代物进行裱花，使用20号锯齿状裱花头， 得到奶油花如图8所示。将奶油花在室温下存放，其外观结构保持稳定，有理 想的形状保持能力。
当油相比低于40％时，乳液凝胶成型能力较差，不能形成纹理清晰的奶油 花；当油相比大于50％时，可以形成纹理清晰的奶油花，并且在储存过程中保 持结构稳定，自立性良好；当油相比例大于70％时，奶油花边缘会出现锯齿状 缺口；当油相比例为60％时，具有最理想的裱花效果，外观细腻，形成稳定的 软尖峰结构。
实施例5
采用挤出式3D打印机，以实施例1的乳液凝胶脂肪替代物为墨水进行打印， 打印模型为40*40*10mm(壁厚3mm)的方框，如图9a所示，对其打印成型能 力进行评估，打印结果如图9b所示，当油相比例大于50％时，类脂肪已经具有 良好的成型能力。
以实施例1中油相质量比分别为60％、65％、70％、80％的乳液凝胶脂肪替 代物为墨水进行打印，打印模型为40*40*20mm(壁厚3mm)的方框，对其打印 成型能力进行评估，打印结果如图9c所示，当油相比例为60％时，产品的外观 有明显的坍塌，证明支撑能力不足；随着油相比例的提高乳液凝胶脂肪替代物 在打印后的支撑能力不断提高。
实施例6
采用挤出式3D打印机，以实施例1中油相比65％的乳液凝胶脂肪替代物为 墨水进行打印，打印模型为蘑菇(伞帽为直径40mm的半圆，伞柄为20*20mm 的正方形，高度为8mm)。如图10所示，填充率低于50％时，产品的外观有明 显的坍塌，证明支撑能力不足；当填充率为60％～90％时，产品外观精细，其中 填充率为80％时，产品表面最为光滑细腻；当填充率为100％时，产品表面有溢 出的浆料，表面粗糙。
实施例7
采用挤出式3D打印机，以实施例1中油相比65％的乳液凝胶脂肪替代物为 墨水进行打印，采用不同的打印温度，打印效果如图11所示，温度升高会引起 类脂肪的部分熔化，在25℃～30℃打印效果较好。
实施例8
采用挤出式3D打印机，以实施例1中油相比65％的乳液凝胶脂肪替代物为 墨水进行打印，打印模型为蝴蝶、松鼠、蜗牛、双色笑脸。
图12为本发明实施例8中打印产品的示意图如图12所示；其中a为添加 的姜黄素、食品级色素利用三原色原理进行调色后原料及其颜色的RGB值；b 为3D打印过程示意图；c为打印产品及其对应颜色的RGB值。如图12所示， 产品有良好的支撑能力，表面光滑。
实施例9
调整实施例1中步骤(1)的蜂蜡分别为葵花籽蜡、小烛树蜡、米糠蜡、甘 蔗蜡，步骤(3)的油相水相混合比例为6:4，其他和实施例1保持一致，得到乳 液凝胶脂肪替代物。
将得到的乳液凝胶脂肪替代物进行裱花，使用20号锯齿状裱花头，得到奶 油花如图13所示。
图13a、b、c、d分别为葵花籽蜡、小烛树蜡、米糠蜡、甘蔗蜡作为油相结 构剂的裱花图，四种蜡作为油相结构剂都可以用于裱花，有裱花能力；图13b、 图13c为小烛树蜡和米糠蜡作为结构剂，样品的硬度比其他两种蜡(葵花籽蜡和 甘蔗蜡)制得的样品低，软尖峰会出现下垂弯折现象，说明样品自支撑能力稍 弱；图13a的奶油花尖端有锯齿状缺失，说明样品的脆性更强，样品的硬度更大， 这是因为葵花籽蜡的熔点高于其他蜡；图13d的奶油花有直立的软尖峰结构， 花纹清晰无缺失，表面细腻有光泽，裱花效果最佳。通过调整油水相比和蜡添 加量，可以调控产品硬度，制备出适合涂抹，裱花，打印的产品。
实施例10
调整实施例1中步骤(1)的蜂蜡添加量分别为3、5、7、9份，步骤(3) 的油相水相混合比例为6:4，其他和实施例1保持一致，得到乳液凝胶脂肪替代 物。
将得到的乳液凝胶脂肪替代物进行裱花，使用20号锯齿状裱花头，得到奶 油花如图14所示。
图14a、b、c、d分别对应添加3、5、7、9份蜂蜡作为油相结构剂的裱花图， 图14a、图14b的奶油花表面纹理不够精细，是由于产品较软，定型能力差；图 14a、图14b、图14c的奶油花的软尖峰有弯折现象，说明样品的自支撑能力较 弱，样品较软；图14d的奶油花有直立的软尖峰，纹理清晰，表面光滑细腻， 裱花效果最佳。以上结果说明，蜂蜡作为油相结构剂，其添加量会影响产品的 硬度，自支撑能力，随着蜂蜡添加量的增多，产品的硬度增大，自支撑能力增 强，裱花纹理更清晰。通过调节蜂蜡的添加量可以调控产品的粘弹性，制备具 有良好的打印性和涂抹性质的产品。
实施例11
调整实施例1中步骤(2)的结冷胶分别为羧甲基纤维素、黄原胶、卡拉胶、 果胶，步骤(3)的油相水相混合比例为6:4，其他和实施例1保持一致，得到乳 液凝胶脂肪替代物。
将得到的乳液凝胶脂肪替代物进行裱花，使用20号锯齿状裱花头，得到奶 油花如图15所示
图15a、b、c、d分别为羟丙基甲基纤维素、黄原胶、卡拉胶果胶作为水相 结构剂的裱花图，图15a、图15b的奶油花软尖峰有弯折，图15a的奶油花表面 纹理不够精细，说明羧甲基纤维素和黄原胶作为结构剂时，样品较软，自支撑 能力不足；图15c、图15d的奶油花纹理清晰，但是存在一些锯齿状的缺失，说 明卡拉胶和果胶作为结构剂时，样品更硬。另外，实验中发现，样品硬度大时， 挤出更加困难，不易脱离裱花嘴。通过调整多糖的添加量和类型，可以制备出 具有良好的裱花能力的产品。同理，可以调整制备具备良好的打印性和涂抹性 质的产品。
对比例1
调整实施例1中步骤(2)的结冷胶为壳聚糖，步骤(3)的油相水相混合比 例为6:4，其他和实施例1保持一致，得到产物。
将得到的产物进行裱花，使用20号锯齿状裱花头，得到奶油花如图16所示。 如图16，产品表面粗糙，有颗粒感，触摸不细腻，说明壳聚糖在本体系中不适 合作为水相结构剂。
实施例12
调整实施例1中步骤(2)的结冷胶添加量分别为1，2，3份，步骤(3)的 油相水相混合比例为6:4，其他和实施例1保持一致，得到乳液凝胶脂肪替代物。
将得到的乳液凝胶脂肪替代物进行裱花，使用20号锯齿状裱花头，得到奶 油花如图17所示。
图17a、b、c分别对应添加1，2，3份结冷胶作为水相结构剂的裱花图， 图17a的奶油花软尖峰向下弯曲，表面纹理不够细腻；图17b、图17c奶油花纹 理清晰，表面细腻有光泽；图17c的软尖峰弯折程度最小，样品具有良好的裱花 能力。实验发现，随着水相中结冷胶添加量的增多，样品更加粘稠，裱花纹理 更清晰。同理，可以通过调节结冷胶的添加量调控产品的粘弹性，使其具有良 好的打印性和涂抹性质。
实施例13
调整实施例1中步骤(1)的单硬脂酸甘油酯分别为月桂酸单甘油酯、单双 甘油脂肪酸酯、双乙酰酒石酸单甘油酯、蔗糖脂肪酯、大豆磷脂，步骤(3)的 油相水相混合比例为6:4，其他和实施例1保持一致，得到乳液凝胶脂肪替代物。
将得到的乳液凝胶脂肪替代物进行裱花，使用20号锯齿状裱花头，得到奶 油花如图18所示
图18a、b、c、d、e分别对应为月桂酸单甘油酯、单双甘油脂肪酸酯、双 乙酰酒石酸单甘油酯、蔗糖脂肪酯、大豆磷脂作为乳化剂的裱花图，图18a、图 18d的奶油花软尖峰向下弯折，样品较软，说明产品较软，自支撑能力不足；图 18b、图18e的奶油花有直立的软尖峰，自支撑能力强；图18c的奶油花纹理不 够清晰，有锯齿状缺失；图18e的奶油花纹理清晰，表面有光泽，具有最佳外观 形态。
实施例14
调整实施例1中步骤(1)的单硬脂酸甘油酯添加量分别为0.5，1，1.5份， 步骤(3)的油相水相混合比例为6:4，其他和实施例1保持一致，得到乳液凝胶 脂肪替代物。
将得到的乳液凝胶脂肪替代物进行裱花，使用20号锯齿状裱花头，得到奶 油花如图19所示。
图19a、b、c分别对应添加0.5，1，1.5份单硬脂酸甘油酯作为乳化剂的裱 花图，图19a的奶油花，纹理细节缺失，软尖峰向下弯折；图19b的奶油花能形 成直立的软尖峰，但纹理细节不够精细；图19c的奶油花纹理清晰，有直立的软 尖峰，表面有光泽，呈现最佳的外观形态。以上结果证明随着单硬脂酸甘油酯 添加量的增多，添加量为1.5时，样品更加粘稠，同时裱花纹理更精细，推测其 具有良好的打印性和涂抹性质。
本发明采用油凝胶剂和水凝胶剂对油水两相进行结构化处理，制备双凝胶 乳液，可以作为类脂肪呈现良好的粘弹性能，可以实现对传统塑性脂肪的全部 或部分替代；本发明所述的双凝胶脂肪类似物可以通过改变油水相比例，调节 黏度、硬度等，改善乳液凝胶脂肪替代物的物理特性，使其适用于各种脂肪产 品应用场景。
本发明所制类脂肪产品具有优秀的稳定性，可以在低温(4℃)、室温(30℃) 和高温45℃储存30天不发生明显质量变化，有利于产品的运输和储存。所制 类脂肪产品具细腻有光泽的质地，调节凝胶剂添加量和油水相比，可以改变其 粘弹特性，使其适用于多种脂肪应用场景。本发明所制类脂肪产品可以有效负 载营养素，实现营养强化功能。
本发明所制类脂肪产品具有优秀的挤出和成型性能，裱花纹理清晰，可以 长时间保存不坍塌。本发明所制类脂肪产品具有优秀的耐挤压剪切性能和自立 性，在3D打印过程中可以稳定出丝，快速恢复刚性，支撑性良好，适用于各 种复杂模型的打印。本发明所制类脂肪产品具有优秀的定制化能力，可以添加 营养素和色素，丰富营养和外观，结合3D打印技术，极大提高脂肪产品的营 养和感官性能。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参 照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可 以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精 神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种乳液凝胶类脂肪，其特征在于：由水凝胶相和油凝胶相构成，所述油凝胶相由油
凝胶剂、乳化剂和食用植物油构成，所述水凝胶相由水凝胶剂和水构成；
其中，所述油凝胶剂为蜂蜡；所述乳化剂为单硬脂酸甘油酯；所述食用植物油为大豆油；所述水凝胶剂为结冷胶；
所述蜂蜡在所述油凝胶相中的质量浓度为3～10％；所述单硬脂酸甘油酯在所述油凝胶相中的质量浓度为0.5～2％；所述结冷胶在所述水凝胶相中的质量浓度为1～3％；
当所述油凝胶相与水凝胶相质量比为5:5或6:4，所述乳液凝胶类脂肪为水包油型双凝胶脂肪替代物；
当所述油凝胶相与水凝胶相质量比为6.5:3.5，所述乳液凝胶类脂肪为双连续型双凝胶脂肪替代物；
当所述油凝胶相与水凝胶相质量比为7:3或8:2，所述乳液凝胶类脂肪为油包水型双凝胶脂肪替代物。
2.如权利要求1所述的乳液凝胶类脂肪的制备方法，其特征在于：包括，将油凝胶剂、乳化剂溶解在食用植物油中，得到油凝胶相；
将水凝胶剂溶解在水中，得到水凝胶相；
将油凝胶相和水凝胶相混合均匀进行乳化，得到乳液凝胶，之后4℃冷藏，得到乳液凝胶类脂肪。
3.如权利要求2所述的乳液凝胶类脂肪的制备方法，其特征在于：所述溶解在食用植物油中，采用搅拌溶解，速度为150～300rpm，时间为45～120min，温度为70～90℃。
4.如权利要求2或3所述的乳液凝胶类脂肪的制备方法，其特征在于：所述溶解在水中，采用搅拌溶解，速度为150～500rpm，时间为60～120min，温度为25～40℃。
5.如权利要求2所述的乳液凝胶类脂肪的制备方法，其特征在于：所述乳化，乳化条件为70～85℃、6000～12000rpm下高速剪切1～5min。
6.权利要求2～5任一项制备方法制备得到的乳液凝胶类脂肪。
7.如权利要求1或6任一项所述的乳液凝胶类脂肪在食品工业领域的应用，其特征在于：所述应用包括下述应用中的一种或多种：
(i)将所述的乳液凝胶类脂肪用于涂抹；
(ii)将所述的乳液凝胶类脂肪用于裱花；
(iii)将所述的乳液凝胶类脂肪用于3D打印；
(iv)将所述的乳液凝胶类脂肪用于个性化定制食品。
8.一种用于裱花的乳液凝胶类脂肪，其特征在于：由水凝胶相和油凝胶相构成，所述油凝胶相由油凝胶剂、乳化剂和食用植物油构成，所述水凝胶相由水凝胶剂和水构成；所述油凝胶相与水凝胶相质量比为6:4；
其中，所述油凝胶剂为葵花籽蜡、小烛树蜡、米糠蜡或甘蔗蜡；
所述乳化剂为单硬脂酸甘油酯；
所述水凝胶剂为结冷胶；
所述食用植物油为大豆油；
所述葵花籽蜡、小烛树蜡、米糠蜡或甘蔗蜡在所述油凝胶相中的质量浓度为3~10%；所述单硬脂酸甘油酯在所述油凝胶相中的质量浓度为0.5~2%；所述结冷胶在所述水凝胶相中的质量浓度为1~3%。
9.一种用于裱花的乳液凝胶类脂肪，其特征在于：由水凝胶相和油凝胶相构成，所述油凝胶相由油凝胶剂、乳化剂和食用植物油构成，所述水凝胶相由水凝胶剂和水构成；所述油凝胶相与水凝胶相质量比为6:4；
其中，所述油凝胶剂为蜂蜡；
所述乳化剂为单硬脂酸甘油酯；
所述水凝胶剂为卡拉胶或果胶；
所述食用植物油为大豆油；
所述蜂蜡在所述油凝胶相中的质量浓度为3~10%；所述单硬脂酸甘油酯在所述油凝胶相中的质量浓度为0.5~2%；所述卡拉胶或果胶在所述水凝胶相中的质量浓度为1~3%。
10.一种用于裱花的乳液凝胶类脂肪，其特征在于：由水凝胶相和油凝胶相构成，所述油凝胶相由油凝胶剂、乳化剂和食用植物油构成，所述水凝胶相由水凝胶剂和水构成；所述油凝胶相与水凝胶相质量比为6:4；
其中，所述油凝胶剂为蜂蜡；
所述乳化剂为单双甘油脂肪酸酯或大豆磷脂；
所述水凝胶剂为结冷胶；
所述食用植物油为大豆油；
所述蜂蜡在所述油凝胶相中的质量浓度为3~10%；所述单双甘油脂肪酸酯或大豆磷脂在所述油凝胶相中的质量浓度为0.5~2%；所述结冷胶在所述水凝胶相中的质量浓度为1~3%。
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