CN115644208A - 一种淀粉-脂质-蛋白复合物及其制备和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种淀粉‑脂质‑蛋白复合物及其制备和应用。首先将淀粉、凝胶油(蜂蜡和植物油)、蛋白质和水混匀，得到的混合液在45～55℃下加热0.8～1.2min，再以10～15℃/min的速率升温到90～100℃，4.8～5.2min后再以10～15℃/min的速率降温至45～55℃，1.8～2.2min后进行剪切、冻干，即得到所述淀粉‑脂质‑蛋白复合物。本发明的淀粉‑脂质‑蛋白复合物具有较佳的包油能力和热稳定性，包油率高达90％，能有效抑制月饼内部油脂迁移。
Description
技术领域
本发明属于食品加工技术领域。更具体地，涉及一种淀粉-脂质-蛋白复合物及其制备和应用。
背景技术
月饼是我国传统美食，通常以液态油为基料油，与面粉混合后，再加入转化糖浆和砚水形成结构稳定的面团，包裹馅料后，与馅料共同在高温条件下烘烤而成。在这个过程中，油脂不仅能起到润滑作用，还能抑制面粉中面筋蛋白网络结构的生成，降低饼皮的孔隙度，形成致密的网络结构，但油脂在高温烘烤过程中，通常会因烘烤温度过高而发生热氧化反应，导致其酸价和过氧化值过高，油的品质下降，且油脂的不饱和度越高，氧化反应就会越剧烈。此外，在烘烤过程中，饼皮会因受热产生的压强差而出现内部油脂迁移等现象，使月饼品质显著下降，生产效率降低。
淀粉-脂质复合物是在天然淀粉或加热-冷却过程中自然形成的包合物，其形成和稳定涉及一系列氢键、疏水吸引和范德华力等非共价相互作用，更适合用于保存对氧化和热敏感的凝胶因子，其中，淀粉内α[1→4]葡聚糖螺旋的亲水羟基排列在外表面，亚甲基和糖苷键的氧排列在内核上，形成可容纳合适配体的疏水空腔，凝胶因子(如脂肪酸、单甘酯)则穿插进空腔中形成稳定的复合物。且在组装淀粉-脂质复合物的过程中，还可加入蛋白质分子参与组装，形成淀粉-脂质-蛋白复合物，使淀粉特性发生改变，如糊化、回生等(ChaoC,Cai J,Yu J,Copeland L,Wang S,Wang S.Toward a Better Understanding ofStarch-Monoglyceride-Protein Interactions.J Agric Food Chem.2018Dec 19；66(50):13253-13259.doi:10.1021/acs.jafc.8b04742.Epub 2018Dec 10.PMID:30485089.)，进而提高体系的热稳定性，但现有的淀粉-脂质-蛋白复合物用于月饼饼皮的制备时，仍不能很好地包裹油脂，其包油率仍较低，内部油脂迁移仍较为严重。
因此，亟需寻找一种既能提高饼皮热稳定性，又能抑制饼皮内部油脂迁移的方法，对于月饼加工领域具有相当的必要性。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种淀粉-脂质-蛋白复合物，用以提高月饼饼皮的热稳定性和抑制月饼饼皮内部的油脂迁移。
本发明的第一目的是提供一种淀粉-脂质-蛋白复合物的制备方法。
本发明的第二目的是提供上述方法制备得到的淀粉-脂质-蛋白复合物。
本发明的第三目的是提供上述淀粉-脂质-蛋白复合物在制备月饼饼皮中的应用。
本发明上述目的通过以下技术方案实现：
本发明提供了一种淀粉-脂质-蛋白复合物的制备方法，具体是：将淀粉、凝胶油、蛋白质和水混匀，得到的混合液在45～55℃下加热0.8～1.2min，再以10～15℃/min的速率升温到90～100℃，4.8～5.2min后再以10～15℃/min的速率降温至45～55℃，1.8～2.2min后进行剪切、冻干，即得到所述淀粉-脂质-蛋白复合物；
其中，所述凝胶油包含蜂蜡和植物油。
凝胶油是一种在分散相液态油中加入凝胶因子，进而形成的稳定的网络结构，可有效包裹液态油，有效抑制常温下的油脂迁移，但将这种方法用于高温烘烤制备月饼饼皮时，由于凝胶因子遇高温(110～180℃)易融化，在烘烤过程中会以液态形式存在，不能很好地包裹油脂，对油脂在高温烘烤时的迁移无显著影响。此外，凝胶因子在加热冷却后会迅速结晶，在油相中分布不均，从而影响产品的稳定性和口感。因此，要将该方法用于解决月饼饼皮内部油脂迁移的问题，提高凝胶网络结构的热稳定性就显得尤为重要，而正是本发明将特定的凝胶油与其它原料复配，结合特定的工艺，才使制得的淀粉-脂质-蛋白复合物不仅能提高饼皮的热稳定性，还能抑制饼皮内部油脂的迁移。
蜂蜡是一种细小的针状晶体，以长直链蜡酯为主，蜡酯与单甘酯相比，其碳链更长，在加热时(80℃)可分散在液态油中，且蜂蜡价格低、来源广、可食用。本发明在制备工艺中加入蜂蜡，可使其与复合凝胶基质缔合，从而诱导复合结构性质的改变，更好促进淀粉-脂质-蛋白复合物稳定结构的形成。
最优选为：将淀粉、凝胶油、蛋白质和水混匀，得到的混合液在50℃下加热1min，再以12℃/min的速率升温到95℃，5min后再以12℃/min的速率降温至50℃，2min后进行剪切、冻干，即得到所述淀粉-脂质-蛋白复合物。
优选地，所述淀粉包括但不限于玉米淀粉、马铃薯淀粉、豌豆淀粉等。
优选地，所述淀粉的质量为混合液质量的5～10％。
优选地，所述蛋白质包括但不限于酪蛋白酸钠、酪蛋白酸钠、酪蛋白酸钙等。
优选地，所述蛋白质的质量为混合液质量的0.5～1％。
优选地，所述凝胶油的制备为：在加热条件下，将蜂蜡溶解于植物油后，于3～5℃下冷却5.5～6.5h即得。最优选为在4℃下冷却6h。
进一步优选地，所述加热为在85～95℃下加热25～35min，最优选为90℃下加热30min。
优选地，所述凝胶油的质量为混合液质量的10～30％。
优选地，所述植物油为亚麻籽油、紫苏籽油、葵花籽油、玉米油、山茶油或菜籽油中的一种或几种。
优选地，所述蜂蜡的质量为混合液质量的0.4～5％。
优选地，所述加热、升温、降温过程中均进行搅拌，搅拌转速为100～200rpm。
优选地，所述剪切为在9500～10500rpm下剪切2.5～3.5min，最优选为在10000rpm下剪切3min。
优选地，所述冻干后还进行粉碎、过滤。
进一步优选地，所述过滤为用60～80目的筛子过滤。
本发明的淀粉-脂质-蛋白复合物具有较佳的包油能力和热稳定性，包油率高达90％，能有效防止月饼出现油析现象，因此，上述方法制备得到的淀粉-脂质-蛋白复合物，及其在制备月饼饼皮中的应用均应在本发明的保护范围之内。
本发明具有以下有益效果：
1.本发明在植物油中加入蜂蜡，可与植物油中不同种类的高不饱和油脂混合形成稳定的结晶网络，再将淀粉、凝胶油和蛋白质进行混合，淀粉在多段式加热过程中发生糊化，并在蛋白质的催化作用下充分水解，以蜡酯为主的长链分子则会进入直链淀粉的疏水空腔内，形成稳定的膜结构，包裹液态油，得到的淀粉-脂质-蛋白复合物具有较佳的包油能力和热稳定性，包油率高达90％，能有效抑制月饼内部油脂迁移。
2.本发明淀粉-脂质-蛋白复合物中的油脂以高不饱和脂肪酸为主，不含反式脂肪酸，饱和脂肪酸含量较低，能够满足当前消费者对低饱和脂肪酸的需求，使烘焙油脂更加健康；且本发明利用淀粉-脂质-蛋白复合物的形式包裹高不饱和油脂，使高不饱和油脂基月饼专用油以粉末的形式储存，可显著延长产品货架期。
3.本发明的淀粉-脂质-蛋白复合物制备简单，可很好维持月饼的质构。
附图说明
图1A为实施例1淀粉-脂质-蛋白复合体系的照片，图1B为实施例2淀粉-脂质-蛋白复合体系的照片，图1C为实施例3淀粉-脂质-蛋白复合体系的照片，图1D为对比例1淀粉-脂质-蛋白复合体系的照片，图1E为对比例2淀粉-脂质-蛋白复合体系的照片，图1F为对比例3淀粉-脂质-蛋白复合体系的照片。
图2为淀粉-脂质-蛋白复合体系的应力扫描分析结果，图中，A、B、C、D、E和F分别代表对比例2、对比例1、实施例3、实施例2、实施例1和对比例3的弹性模量G’，A’、B’、C’、D’、E’和F’分别代表对比例2、对比例1、实施例3、实施例2、实施例1和对比例3的粘性模量G”。
图3为淀粉-脂质-蛋白复合体系的频率扫描分析结果，图中，A、B、C、D、E和F分别代表对比例2、对比例1、实施例3、实施例2、实施例1和对比例3的弹性模量G’，A’、B’、C’、D’、E’和F’分别代表对比例2、对比例1、实施例3、实施例2、实施例1和对比例3的粘性模量G”。
图4为淀粉-脂质-蛋白复合体系的触变性分析结果，图中，A、B、C、D、E和F分别代表实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2、对比例3的触变性分析结果。
图5为实施例1～3、对比例1～3淀粉-脂质-蛋白复合体系的DSC分析结果，图中，1-P、2-P、3-P、4-P、5-P、6-P分别代表实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2、对比例3的DSC分析结果。
图6为实施例1～3、对比例1～2淀粉-脂质-蛋白复合体系的微观结构，图中，A、B、C、D、E分别代表对比例2、对比例1、实施例3、实施例2、实施例1淀粉-脂质-蛋白复合体系的微观结构。
图7A为实施例1的产物照片，图7B为对比例4的产物照片，图7C为对比例5的产物照片，图7D为对比例6的产物照片，图7E为对比例7的产物照片，图7F为对比例8的产物照片，图7G为对比例9的产物照片。
图8A为实施例1制备月饼的照片，图8B为对照组1的照片，图8C为对照组2的照片。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。
实施例1～3、对比例1～3淀粉-脂质-蛋白复合体系的制备
根据表1中各原料的种类和用量，按以下步骤制备实施例1～3、对比例1～3的淀粉-脂质-蛋白复合体系：
S1.在90℃下用磁力搅拌器搅拌30min，使蜂蜡完全溶解于亚麻籽油后，放入4℃恒温箱中冷却6h，得到凝胶油；蜂蜡质量与亚麻籽油质量的比值为1：24；
S2.将玉米淀粉、凝胶油、酪蛋白酸钠和水混匀，得到的混合液在50℃下加热1min，再以12℃/min的速率升温到95℃，5min后再以12℃/min的速率降温至50℃，2min后在10000rpm下剪切3min，即得到所述淀粉-脂质-蛋白体系，置于4℃恒温箱中保存；所述加热、升温、降温过程中均以160rpm的转速进行连续搅拌。
表1淀粉-脂质-蛋白复合体系各原料质量百分比
对比例4
同实施例1，区别在于，不加入玉米淀粉。
对比例5
同实施例1，区别在于，不加入酪蛋白酸钠。
对比例6
同实施例1，区别在于，不加入亚麻籽油，即，淀粉-脂质-蛋白复合体系的制备方法为：将蜂蜡、玉米淀粉、酪蛋白酸钠和水混匀，得到的混合液在50℃下加热1min，再以12℃/min的速率升温到95℃，5min后再以12℃/min的速率降温至50℃，2min后在10000rpm下剪切3min，即得到所述淀粉-脂质-蛋白复合体系；所述加热、升温、降温过程中均以160rpm的转速进行连续搅拌；蜂蜡、玉米淀粉、酪蛋白酸钠的质量分别占混合液质量的0.4％、8.0％、0.8％。
对比例7
同实施例1，区别在于，用硬脂酸替换蜂蜡。
对比例8
同实施例1，区别在于，用单硬脂酸甘油酯替换蜂蜡。
对比例9
同实施例1，区别在于，S2为：将玉米淀粉、凝胶油、酪蛋白酸钠和水混匀，在10000rpm下剪切3min，即得到所述淀粉-脂质-蛋白复合体系。
实验例1淀粉-脂质-蛋白复合体系的特性
(1)淀粉-脂质-蛋白复合体系的照片：
实施例1～3、对比例1～3淀粉-脂质-蛋白复合体系的照片如图1所示，其中，图1A为实施例1淀粉-脂质-蛋白复合体系的照片，图1B为实施例2淀粉-脂质-蛋白复合体系的照片，图1C为实施例3淀粉-脂质-蛋白复合体系的照片，图1D为对比例1淀粉-脂质-蛋白复合体系的照片，图1E为对比例2淀粉-脂质-蛋白复合体系的照片，图1F为对比例3淀粉-脂质-蛋白复合体系的照片。
由图1可知，实施例1～3、对比例1～3的淀粉-脂质-蛋白复合体系均可形成凝胶结构。
(2)淀粉-脂质-蛋白复合体系的持油能力：
采用流变仪测定实施例1～3、对比例1～3淀粉-脂质-蛋白复合体系的持油能力，得到的结果如图2～4所示。其中，图2为淀粉-脂质-蛋白复合体系的应力扫描分析结果，图3为淀粉-脂质-蛋白复合体系的频率扫描分析结果，图4为淀粉-脂质-蛋白复合体系的触变性分析结果。
由图2可知，实施例1～3、对比例1～3的淀粉-脂质-蛋白复合体系均表现出固体主导的行为G’>G”，其中实施例1、实施例2和实施例3的结构性更佳，机械强度更高，而随着凝胶油添加量的增加，淀粉-脂质-蛋白复合体系的机械强度逐渐降低。
由图3可知，在0.1～10Hz的频率扫描下，实施例1～3、对比例1～3的淀粉-脂质-蛋白复合体系的G’>G”，表明淀粉-脂质-蛋白复合体系对频率的依赖性小，稳定性较高，且随着凝胶油添加量的增加，淀粉-脂质-蛋白复合体系的机械强度逐渐降低。
由图4可知，实施例1～3、对比例1～2的淀粉-脂质-蛋白复合体系表现出较强的时间依赖特性。在200s-1恒定剪切速率下，实施例1、实施例2和实施例3的粘度随时间变化不明显；而对比例1和对比例2中，凝胶油添加量越多，淀粉-脂质-蛋白复合体系粘度增加越快，稳定性越差；对比例3稳定性较高是因为没有添加油脂。
(3)淀粉-脂质-蛋白复合体系的热稳定性：
采用差示热量分析仪DSC测定实施例1～3、对比例1～3淀粉-脂质-蛋白复合体系的热稳定性，得到的DSC分析结果如图5所示。
由图5可知，对比例1和对比例2淀粉-脂质-蛋白复合体系的融化峰在110～130℃之间，实施例1～3淀粉-脂质-蛋白复合体系的融化峰在140～160℃之间，表明实施例1～3淀粉-脂质-蛋白复合体系的热稳定性显著优于对比例1～2。
(4)淀粉-脂质-蛋白复合体系的微观结构：
采用激光共聚焦显微镜观察实施例1～3、对比例1～3淀粉-脂质-蛋白复合体系的微观结构，得到的结果如图6所示。
由图6可知，随着凝胶油含量的增加，淀粉-脂质-蛋白复合体系逐渐由O/W体系转变为W/O体系，且当凝胶油含量大于30％时，淀粉-脂质-蛋白复合体系的油相析出，不利于后期的冷冻干燥，不利于稳定的粉末形成。
综上，实施例1～3淀粉-脂质-蛋白复合体系的机械稳定性和回复性均较佳，可有效防止油相析出，有利于稳定的粉末体系形成。
(5)淀粉-脂质-蛋白复合体系的包油能力：
实施例1与对比例4～9的产物照片如图7所示，其中，图7A为实施例1的产物照片，图7B为对比例4的产物照片，图7C为对比例5的产物照片，图7D为对比例6的产物照片，图7E为对比例7的产物照片，图7F为对比例8的产物照片，图7G为对比例9的产物照片。
由图7可知，对比例4、5、7和8无法形成稳定的结构，油相析出；对比例6、9未包裹油脂，表现出较高的弹性；表明正是本发明采用了特定的原料和制备工艺，才赋予了淀粉-脂质-蛋白复合体系如此优异的结构稳定性和包油能力，将其用于月饼饼皮的制备可有效克服内部油脂迁移的问题。
(6)淀粉-脂质-蛋白复合体系冻干后的包油能力：
将实施例1～3、对比例1～2的产物进行冷冻干燥3天，用粉碎机粉碎1min，用60～80目的筛子过滤，即得到所述淀粉-脂质-蛋白复合物，置于4℃恒温箱中保存，采用石油醚提取法分别测定其包油率(
由于亚麻籽油不挥发，所以总油的质量即为初始添加的亚麻籽油质量)，结果如表2所示。
表2包油率测定结果(单位：％)
由表2可知，实施例1～3的样品可稳定包裹油脂，且实施例3的样品包油率高于90％；而对比例1～9样品的包油率较低，甚至为0，均出现油析现象，漏油严重，不能包裹油脂。表明正是本发明采用了特定的原料和制备工艺，才赋予了淀粉-脂质-蛋白复合物如此优异的包油能力，将其用于月饼饼皮的制备可有效克服内部油脂迁移的问题。
实验例2淀粉-脂质-蛋白复合物在月饼饼皮中的应用
一、月饼的制备
(1)实验组：将转化糖浆与砚水混合并搅打均匀，加入实施例3所得淀粉-脂质-蛋白复合物(冻干后)和低筋面粉(控制转化糖浆、砚水、淀粉-脂质-蛋白复合物、低筋面粉的质量比为40：0.8：18.1：41.1)，拌匀，揉合成面团，覆盖保鲜膜，松弛2h；再将面团包裹住市售红豆馅(面团与红豆馅的质量比为24.3：75.7)，烘烤10min(烘烤温度为200℃，底火温度为170℃)，腰部上色后取出刷3次蛋液，在相同的温度下继续烘烤5min，至表面金黄即可。
(2)对照组1：同实验组，区别在于用等量的实施例3的凝胶油替换淀粉-脂质-蛋白复合物。
(3)对照组2：同实验组，区别在于用等量亚麻籽油替换淀粉-脂质-蛋白复合物。
二、月饼的表观特性
采用色度仪对前述实验组、对照组1、对照组2所得月饼的表观特性进行测定，结果如表3和图8所示。
表3月饼的表观特性
| 实验组 | 对照组1 | 对照组2 | |
| 色泽L | 35.16±0.32 | 48.19±2.84 | 58.74±1.55 |
| 色泽b | 10.47±0.84 | 12.08±0.22 | 8.58±0.26 |
| 色泽a | 20.57±2.06 | 25.11±0.76 | 23.12±1.96 |
| 硬度 | 5430±180.2 | 3017±77.5 | 2322±50.4 |
| 凝聚性 | 0.46±0.01 | 0.34±0.06 | 0.23±0.03 |
| 耐咀嚼性 | 425.28±36.16 | 366.54±35.90 | 239.75±44.30 |
| 回复性 | 0.2±0.0 | 0.06±0.0 | 0.05±0.0 |
由表3可知，实验组饼皮的L值和a值比对照组1和2低，说明实验组饼皮的色泽相对较浅；实验组饼皮的硬度、凝聚性、耐咀嚼性和回复性均比对照组1和2高，可更好维持饼皮的结构特性，且由图8可知，实验组在6min时已烘烤结束，对照组1和对照组2在9min和12min时才烘烤结束。表明采用本发明淀粉-脂质-蛋白复合物制成的饼皮，具有优异的结构特性。
三、月饼的回油特性
采用水分活度仪和索氏抽提对前述实验组、对照组1、对照组2所得月饼烘烤后回油6天内的水分含量和油脂含量进行测定，结果如表4所示。
表4月饼的回油特性
由表4可知，实验组在前2天回油能力较强，第2天到第6天油脂含量无明显变化，表明实验组的月饼具有较好的持油能力，可有效抑制油析现象；而对照组1和对照组2第0天到第6天油脂含量持续上升，表明对照组1和对照组2对油析现象的抑制不明显。说明采用本发明淀粉-脂质-蛋白复合物制成的饼皮，具有优异的持油能力。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种淀粉-脂质-蛋白复合物的制备方法，其特征在于，将淀粉、凝胶油、蛋白质和水混匀，得到的混合液在45～55℃下加热0.8～1.2min，再以10～15℃/min的速率升温到90～100℃，4.8～5.2min后再以10～15℃/min的速率降温至45～55℃，1.8～2.2min后进行剪切、冻干，即得到所述淀粉-脂质-蛋白复合物；
其中，所述凝胶油包含蜂蜡和植物油。
2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述淀粉包括玉米淀粉、马铃薯淀粉、豌豆淀粉中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述淀粉的质量为混合液质量的5～10％。
4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述蛋白质包括酪蛋白酸钠、酪蛋白酸钠、酪蛋白酸钙中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述蛋白质的质量为混合液质量的0.5～1％。
6.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述凝胶油的制备为：在加热条件下，将蜂蜡溶解于植物油后，于3～5℃下冷却5.5～6.5h即得。
7.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述凝胶油的质量为混合液质量的10～30％。
8.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述蜂蜡的质量为混合液质量的0.4～5％。
9.权利要求1～8任一所述方法制备得到的淀粉-脂质-蛋白复合物。
10.权利要求9所述淀粉-脂质-蛋白复合物在制备月饼饼皮中的应用。
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