CN1806641A - 人造脂肪及其制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种食品添加物，具体为一种人造脂肪及其制作工艺。本发明为了解决现有技术中存在的天然动物脂肪营养含量比例不够科学的问题。人造脂肪采用下列重量比例原料制成：1.占总重量60～90％的油相，其中包括：(1)油，其中牛油占总油重量的10～20％，植物油占总油重量的80～90％，(2)卵磷脂，油总重0.1～1.0％；(3)单甘酯，油总重0.1～0.9％；(4)司盘80，油总重0.1～0.3％。2.占总重量10～40％水相，其中包括：水，乳清粉，水相总重量0.1～0.5％。工艺技术包括油相制备、水相制备、混合、乳化等工序。本发明所述的人造脂肪可用于改善普通牛肉的口感和外观，也可用于制作色拉酱、蛋黄酱和人造奶油。
Description
技术领域
本发明涉及一种食品添加物，具体为一种人造脂肪及其制作工艺。
背景技术
近年来，食品工业中低能量，特别是低脂肪食品的发展极为迅速，低脂肪或无脂肪食品已为人们广泛接受，现代医学研究表明，高脂肪的摄入引起心血管疾病、糖尿病、几种癌症及肥胖等。然而，脂肪作为三大营养素之一，本身具有许多特殊的性质，它对食品的风味、口感、质地等感官特性起着非常重要的作用。它还是脂溶性维生素及某些风味物质的载体。若一味地降低甚至取消食品配料中的脂肪，则会严重影响食品的风味、口感和质构，尤其是具有传统特色的风味小吃。所以，既要满足食品的低能量有益健康又要保证风味和优良的加工性能，这一矛盾的解决促使人们对脂肪替代品的研究越来越感兴趣。而将脂肪替代品用于食品中，不仅会与高脂食品具有相似的感官性状，还可以改变食品的能量结构。为此，二十世纪食品行业进行的第一次革命就是用植物油代替动物脂肪；现在国际食品行业进行的第二次革命是生产低脂或无脂食品。而且随着社会的进步和人们消费观和价值观的变化，作为一种消费趋势，众多的消费者开始关注食品中脂肪的含量，一种食品如果没有良好的外观口感，即使对健康有利，同样不能吸引消费者，也不会有市场。人造脂肪属于一种脂肪替代品，而脂肪替代品用于食品中可以产生与高脂食品具有相似的感官性状，选择脂肪替代品可以改变食品的能量结构。脂肪替代品的化学性质类似于脂肪、蛋白质、碳水化合物，即模拟脂肪(Fat mimetic)、代脂肪(Fat substitutes)和复合脂肪。
模拟脂肪是以碳水化合物或蛋白质为基础成分，原料经物理方法处理，以水状液体系的物理特性模拟出油脂润滑细腻的口感特性。其类型包括蛋白质类和碳水化合物类型的模拟脂肪。
碳水化合物类模拟脂肪通过结合大量不产生热量的水，具有类似脂肪的流动性、口感和质构，可替代脂肪并减少食品热量，其热值为0～16.8kJ/g。它不能溶解脂溶性风味物质，但它是食用最安全的脂肪替代品。其开发的产品类型有：淀粉类、胶体类、纤维素类、半纤维素类、β-葡聚糖、菊粉等。其营养功能：①低热量0～16.8kJ/g，低于脂肪的37.7kJ/g；②降低胆固醇，直接减少食品中饱和脂肪和胆固醇的摄入。亲水胶体、β-葡聚糖、菊粉等能起到膳食纤维的作用。可降低体内低密度脂蛋白(LDL)，但对高密度脂蛋白(HDL)没有影响。
代脂肪是脂肪酸为基础的酯化产品，拥有类似油脂的物理性质，其酯键能抵抗人体内脂肪酶的催化水解，因此不参与能量代谢。
蔗糖脂肪酸聚酯是代脂肪的一类。目前已通过FDA的初步审核，被批准代替部分食用油脂。蔗糖聚酯是脂肪酸和蔗糖的酯化产物。经过纯化精制可用于食品工业中代替全部或部分脂肪。由于蔗糖聚酯特殊的分子结构，在代谢过程中，蔗糖酯不能被分解，也不为肠道吸收，不提供能量。不吸收性是蔗糖聚酯的典型特征。这使溶解于其中的胆固醇也不能被吸收，从而有效降低了人体对胆固醇的吸收。
复合脂肪是利用植物油、脂肪替代品、乳化剂、蛋白质和水等经过一定的工艺调配而成。
肌内脂肪丰富的牛肉被称为“肥牛”，适合各种食用方法，深受消费者青睐。然而，被称作为牛肉之上品的肥牛肉，由于含脂肪较多，因此，胆固醇含量也比较高。经常食用会增加体内的胆固醇，尤其不适合患有高血压或心脏病的人士经常食用。
发明内容
本发明为了解决现有技术中存在的天然动物脂肪营养含量比例不够科学的问题而提供了一种人造脂肪及其制作工艺。
本发明是由以下技术方案实现的：一种人造脂肪，采用下列重量比例原料制成：
1、占总重量60～90％的油相，其中包括：
(1)油，其中牛油占总油重量的10～20％，植物油占总油重量的80～90％，
(2)卵磷脂，油总重0.1～1.0％；
(3)单甘酯，油总重0.1～0.9％；
(4)司盘80，油总重0.1～0.3％；
2、占总重量10～40％水相，其中包括：
(1)水
(2)乳清粉，水相总重量0.1～0.5％。
制作工艺为：
1、油相制备：将固体物料粉碎成粒度为20～70μm；按照上述比例混合后，加热溶解，至油相透亮，溶解温度控制在50～70℃，然后冷却，使温度下降3～5℃，注意加热溶解时不断搅拌，以免局部受热。
水相制备：将固体物料粉碎成粒度为20～70μm；加热溶解温度控制在50～70℃使乳清粉充分溶解，然后冷却，使温度下降3～5℃。
2、混合：将水相缓慢加入油相中，此过程要求同时搅拌8～12min，然后静置1～3min，这一步操作应注意水相与油相温度保持一致，否则影响乳状液的形成。
3、乳化：将混合液放于17000～20000rpm转速的高速分散乳化机中充分乳化8～12min，然后快速搅拌冷却，10min内降温至7～8℃。
即最后得到W/O(油包水)型人造脂肪(乳状液)。
配比及筛选实验原则：
蛋白质的营养价值及乳化作用从食品科学的角度来看，蛋白质除了保证食品的营养价值外，对食品的色、香、味及质量特征等方面也起着重要作用。蛋白质与乳化剂的相互作用是多方面的，并对乳化剂的乳化能力起决定性作用。本发明中也选用了蛋白质起助乳化作用。
卵磷脂(LC)是良好的天然食品乳化剂，其有效成分是甘油磷脂。自然界中广泛分布的和所有细胞中存在的甘油磷脂和神经鞘磷脂统称为卵磷脂。卵磷脂大量存在于油料种子(如大豆，花生等)和蛋黄中。它适合作为W/O型亲油性乳化剂。
单硬脂酸甘油酯又称甘油单硬脂酸酯，简称单甘酯。它是由硬脂酸和甘油在催化剂存在下加热酯化制得，适合作油包水(W/O)型乳状液。
山梨醇酐脂肪酸酯类(Span)，由于所连脂肪酸基的种类和数量的不同而有各种产品(如Span-20、40、60、65、80、85等)。司盘为亲油性，油包水(W/O)型非离子表面活性剂，有很好的热稳定性和水解稳定性。它具有乳化、稳定、分散、帮助发泡及稳定油脂晶体结构等作用。在人造奶油中可避免游离脂肪酸的析出，在无溶剂的情况下，使水溶性物质在油脂中乳化。
经过预试验可知，影响人造脂肪乳状液加工工艺的主要因素为乳化温度、转速和乳化时间。因此，设计一个三因素三水平的L9(34)正交试验来优选加工工艺的技术参数，结果见表1～3。
表1 因素水平表
| 水平因素 | 温度(℃)A | 转速(rpm)B | 时间(min)C |
| 123 | 606570 | 190002100024000 | 15105 |
表2 L934实验结果
| 列号行号 | A1 | B2 | C3 | 空列4 | 试验指标1/体积比 |
| 123456789K1K2K3R | 11122233326.523.322.63.2 | 12312312325.122.524.82.6 | 12312312323.624.224.62.0 | 12331221323.924.124.40.5 | 8.98.39.38.27.37.88.06.97.7 |
表3.方差分析表
| 变异来源 | 自由度(df) | 平方和(SS) | 方差(S2) | F | Fa |
| ABC误差误差eΔ总和 | 222248 | 2.2821.3490.1690.0420.2114.220 | 1.1410.67450.08450.0210.05275 | 27.32**12.78* | F0.05＝6.94F0.01＝18.00 |
由表2可知，影响人造脂肪的稳定性的因素主次顺序为A→B→C。由表3可以看出，因素A、B影响显著，其中A影响极显著，C因素影响不显著。各因素的最优水平分别为A1、B1、C3，即温度为60℃、转速为19000rpm、时间为15min。在这种工艺制作下，人造脂肪的稳定性最佳。
人造脂肪乳状液组分中油含量多，需选HLB值小的乳化剂，本实验选了4种乳化剂——单硬脂酸甘油酯、Span80(山梨醇酐单油酸酯)、LC(卵磷脂)、Span60(山梨醇酐单硬脂酸酯)。据国家标准添加剂的使用限量，每种设置了三种不同的浓度(见表4)。
表4 乳化剂浓度水平 单位：％
| 乳化剂水平 | 单(x1) | Span80(x2) | LC(x3) | Span60(x4) |
| 123 | 0.20.40.6 | 0.060.10.14 | 0.61.01.4 | 1.22.02.8 |
将不同浓度的12组乳化剂分别加入豆油中，经溶解、混合、搅拌等工艺加工成乳状液后，马上进行离心实验，记录析水层高度，并设置对照组(将在均质压力为12Mpa～15Mpa下均质后的纯水和纯油混合，可看到乳状液马上形成，但几分钟后油水分层)。乳化剂的乳化效果用析水体积率表示。同时还进行保温实验进一步验证实验结果，保温检测法是将样品放于37～40℃，恒温箱中1小时后记录上浮层高度。乳化剂的实验结果见表5、图1、表6和图2。
表5 乳化剂对人造脂肪乳状液稳定性的影响
| 乳化剂 | 体积比(率％) | 乳化剂 | 体积比(率％) |
| 单(x1)-1单(x1)-2单(x1)-3LC-1LC-2LC-3 | 26.924.525.022.321.119.8 | Span80-1Span80-2Span80-3Span60-1Span60-2Span60-3 | 30.235.129.745.651.243.2 |
表6 乳化剂对乳状液影响的保温检测结果 单位：ml
| 乳化剂 | 上浮层高 | 乳化剂 | 上浮层高 | 乳化剂 | 上浮层高 | 乳化剂 | 上浮层高 |
| 单(x1)-1单(x1)-2单(x1)-3 | 0.680.570.625 | Span80-1Span80-2Span80-3 | 0.680.630.775 | LC-1LC-2LC-3 | 0.5950.4750.405 | Span60-1Span60-2Span60-3 | 0.930.820.88 |
从表5、图1、表6及图2中可直观看出单硬脂酸甘油酯，Span80，LC(卵磷脂)对人造脂肪乳状液的稳定性影响比Span60效果好，故本实验可选单硬脂酸甘油酯，Span80，LC为人造脂肪乳状液的基本组分。
蛋白质的筛选方法也同上。实验结果见表7。
表7 蛋白质对乳状液稳定性的影响
| 蛋白质 | 浓度水平(％) | 体积比(率) | 蛋白质 | 浓度水平(％) | 体积比(率) |
| 乳清蛋白-1乳清蛋白-2乳清蛋白-3 | 0.40.81.2 | 29.531.434.8 | 大豆蛋白-1大豆蛋白-2大豆蛋白-3 | 0.40.81.2 | 32.134.538.7 |
从表7中可看出，两种蛋白质中很显然大豆蛋白的作用不如乳清蛋白，故选乳清蛋白，且在一定的浓度范围内蛋白质的添加量与乳状液的稳定性效果呈反向，在下一步的实验中应减小乳清蛋白的浓度水平。
单硬脂酸甘油酯与Span80两者具有协同增效作用。油包水型乳化剂—单硬脂酸甘油酯、卵磷脂和Span80在油包水型乳化剂范围内，它们均可以降低大豆油—水体系的界面张力。
乳状液的类型的测定方法。用冲淡法检测乳状液类型，结果显示为W/O型乳状液。
乳状液稳定性的检测证明；
人造脂肪乳状液的基本组分包括植物油(如豆油)、水、卵磷酯、单硬脂酸甘油酯、山梨醇酐单油酸酯(Span80)、乳清蛋白等添加成分，乳状液稳定性的检测结果，测其析水体积率为0.59％，达到了稳定体系的要求。
本发明所述的人造脂肪实际应用之一为改善普通牛肉的口感和外观：具体操作步骤为：
1、加谷氨酰胺转氨酶(TG)：在本发明所述的W/O型人造脂肪中，加入0.8％TG，并搅拌均匀。
2、注射：按冷却牛肉重的1.5～2.8％注射量将加TG酶后的人造脂肪均匀注入牛肉中。
3、冷却牛肉表面处理：按牛肉重的0.1～0.5％TG、0.2～0.6％食盐、0.02～0.09％多聚磷酸盐、5～10％水，将其配制成溶液，喷洒在冷却牛肉的表面，以防注射脂肪流出。
4、交联期反应：在4～7℃温度条件下让人造脂肪与牛肉在TG的蛋白交联作用下充分反应2h。
5、包装：注射后的牛肉，其大理石花纹丰富，将其分割、包装后即可进行销售。
该人造脂肪注入肌内脂肪较少的牛肉中，并在TG的作用下与牛肉层很好的结合使其具有上好肥牛肉的外观和适口性。同时又因其动物脂肪的含量低，并符合脂质营养新观点，具有一定的营养保健功能。
实际应用或用途之二为：用于制作色拉酱、蛋黄酱和人造奶油。
附图说明
图1为乳化剂对人造脂肪乳状液稳定性的影响效果图；
图2为乳化剂保温检测结果图；
其中：x1代表单硬脂酸甘油酯，x2代表Span80 x3代表LC(卵磷脂)，x4代表Span60
具体实施方式
实施例1：
一种人造脂肪及其制作工艺，采用下列重量比例原料制成：
1、占总重量60％的油相原料
(1)油，其中牛油占总油重量的10％，植物油(普通豆油与色拉油混合物，普通豆油与色拉油的重量分配比例为1∶10)，占总油重量的90％。
(2)卵磷脂，总油重量0.1％
(3)单甘酯，总油重量0.1％
(4)司盘80，总油重量0.1％
2、占总重量40％的水相原料
(1)水
(2)乳清粉，按照水重量0.1％添加
工艺技术为：
1、油相制备：将固体物料粉碎成粒度为20μm；按照上述比例混合后，加热溶解，至油相透亮，溶解温度控制在50℃，然后冷却，使温度下降3～5℃，注意加热溶解时不断搅拌，以免局部受热。
水相制备：将固体物料粉碎成粒度为20μm，加热溶解温度控制在50℃使乳清粉充分溶解，然后冷却，使温度下降3～5℃。
2、混合：用注射器以细射流方式将水相缓慢添加注入油相中，注射速度为5ml/min，此过程要求同时搅拌8min，然后静置1min，这一步操作应注意水相与油相温度保持一致，否则影响乳状液的形成。
3、乳化：将混合液放于17000rpm转速的高速分散乳化机中充分乳化8min，高速分散乳化机的转速应该缓慢加速，然后置于冰水中快速搅拌冷却，10min内降温至7℃。
4、冷藏：配制好后灌装并冷藏(4～7℃)可保存1个月。
即最后得到W/O型人造脂肪(乳状液)。
实施例2：
一种人造脂肪及其制作工艺，采用下列重量比例原料制成：
1、占总重量70％的油相原料
(1)油，其中牛油占总油重量的15％，植物油(如豆油或花生油等)占总油重量的85％。
(2)卵磷脂，总油重量0.5％
(3)单甘酯，总油重量0.5％
(4)司盘80，总油重量0.2％
2、总重量30％的水相原料
(1)蒸馏水
(2)乳清粉，蒸馏水重量0.25％添加
工艺技术为：
1、油相制备：将固体物料粉碎成粒度为70μm；按照上述比例混合后，加热溶解，至油相透亮，溶解温度控制在60℃，然后冷却，使温度下降4℃，注意加热溶解时不断搅拌，以免局部受热。
水相制备：将固体物料粉碎成粒度为70μm，加热溶解温度控制在60℃使乳清粉充分溶解，然后冷却，使温度下降4℃。
2、混合：用注射器以细射流方式将水相缓慢注入油相中，注射速度为5ml/min，此过程要求同时搅拌10min，然后静置2min，这一步操作应注意水相与油相温度保持一致，否则影响乳状液的形成。
3、乳化：将混合液放于19000rpm转速的高速分散乳化机中充分乳化10min，高速分散乳化机的转速应该缓慢加速，然后置于冰水中快速搅拌冷却，10min内降温至8℃。
4、冷藏：配制好后灌装并冷藏(4～7℃)可保存1个月。
即最后得到W/O型人造脂肪(乳状液)。
实施例3：
一种人造脂肪及其制作工艺，采用下列重量比例原料制成：
1、占总重量80％的油相原料
(1)油，其中牛油占总油重量的20％，普通豆油与色拉油混合物占总油重量的80％，普通豆油与色拉油的重量分配比例为1∶10。另外植物油还可以单独使用豆油、色拉油、棉油、花生油，及其它市场上出售的如调和油。
(2)卵磷脂，总油重量的1.0％
(3)单甘酯，总油重量的0.9％
(4)司盘80总油重量的0.3％
2、占总重量20％的水相原料
(1)双蒸水
(2)乳清粉，双蒸水重量的0.5％
工艺技术为：
1、油相制备：将固体物料粉碎成粒度为50μm；按照上述比例混合后，加热溶解，至油相透亮，溶解温度控制在65℃，然后冷却，使温度下降5℃，注意加热溶解时不断搅拌，以免局部受热。
水相制备：将固体物料粉碎成粒度为50μm，加热溶解温度控制在65℃使乳清粉充分溶解，然后冷却，使温度下降5℃。
2、混合：用注射器以细射流方式将水相加入油相中，注射速度为5ml/min，此过程要求同时搅拌12min，然后静置3min，这一步操作应注意水相与油相温度保持一致，否则影响乳状液的形成。
3、乳化：将混合液放于20000rpm转速的高速分散乳化机中充分乳化12min，高速分散乳化机的转速应该缓慢加速，在15～20Mpa压力下均质，然后置于冰水中快速搅拌冷却，10min内降温至8℃。
4、冷藏：配制好后灌装并冷藏(4～7℃)可保存1个月。
即最后得到W/O型人造脂肪(乳状液)。
实施例4：
一种人造脂肪及其制作工艺，采用下列重量比例原料制成：
1、占总重量90％的油相原料
(1)油，其中牛油占总油重量的20％，普通豆油与色拉油混合物占总油重量的80％，普通豆油与色拉油的重量分配比例为1∶10。另外植物油还可以单独使用豆油、色拉油、棉油、花生油，及其它市场上出售的如调和油。
(2)卵磷脂，总油重量的1.0％
(3)单甘酯，总油重量的0.9％
(4)司盘80总油重量的0.3％
2、占总重量10％的水相原料
(3)双蒸水
(4)乳清粉，双蒸水重量的0.5％
工艺技术为：
1、油相制备：将固体物料粉碎成粒度为30μm；按照上述比例混合后，加热溶解，至油相透亮，溶解温度控制在55℃，然后冷却，使温度下降5℃，注意加热溶解时不断搅拌，以免局部受热。
水相制备：将固体物料粉碎成粒度为30μm，加热溶解温度控制在55℃使乳清粉充分溶解，然后冷却，使温度下降5℃。
2、混合：用注射器以细射流方式将水相加入油相中，注射速度为5ml/min，此过程要求同时搅拌9-10min，然后静置2-3min，这一步操作应注意水相与油相温度保持一致，否则影响乳状液的形成。
3、乳化：将混合液放于20000rpm转速的高速分散乳化机中充分乳化12min，高速分散乳化机的转速应该缓慢加速，在15～20Mpa压力下均质，然后置于冰水中快速搅拌冷却，10min内降温至8℃。
4、冷藏：配制好后灌装并冷藏(4～7℃)可保存1个月。
即最后得到W/O型人造脂肪(乳状液)。
Claims (5)
1、一种人造脂肪，其特征在于：采用下列重量比例原料制成：
(1)占总重量60～90％的油相，其中包括：
(1)油，其中牛油占总油重量的10～20％，植物油占总油重量的80～90％，
(2)卵磷脂，油总重0.1～1.0％；
(3)单甘酯，油总重0.1～0.9％；
(4)司盘80，油总重0.1～0.3％；
(2)占总重量10～40％水相
(1)水
(2)乳清粉，水相总重量0.1～0.5％。
2、如权利要求1所述的人造脂肪的制作工艺，其特征在于：其制作工艺流程为：
(1)油相制备：将固体物料粉碎成粒度为20～70μm；按照上述比例混合后，加热溶解，至油相透亮，溶解温度控制在50～70℃，然后冷却使温度下降3～5℃；
水相制备：将固体物料粉碎成粒度为20～70μm；加热溶解，溶解温度控制在50～70℃，使乳清粉充分溶解，然后冷却使温度下降3～5℃；
(2)混合：将水相缓慢添加入油相中，此过程要求同时搅拌8～12min，然后静置1～3min；
(3)乳化：将混合液放于17000～20000rpm转速的高速分散乳化机中充分乳化8～12min，然后快速搅拌冷却，10min内降温至7～8℃。
3、根据权利要求1所述的人造脂肪，其特征在于：采用下列重量比例原料制成：
1、占总重量70～80％的油相，其中包括：
(1)油，其中牛油占总油重量的10～20％，植物油占总油重量的80～90％；
(2)卵磷脂，油总重0.1～1.0％；
(3)单甘酯，油总重0.1～0.9％；
(4)司盘80，油总重0.1～0.3％；
2、占总重量20～30％水相
(1)水
(2)乳清粉，水相总重量0.1～0.5％。
4、根据权利要求2所述的人造脂肪的制作工艺，特征在于：其制作工艺流程为，
(1)油相制备：将固体物料粉碎成粒度为30～50μm；按照上述比例混合后，加热溶解，至油相透亮，溶解温度控制在55～65℃，然后冷却使温度下降4～5℃；
水相制备：将固体物料粉碎成粒度小于30～50μm；加热溶解，溶解温度控制在55～65℃使乳清粉充分溶解，然后冷却使温度下降4～5℃；
(2)混合：将水相缓慢添加入油相中，此过程要求同时搅拌9～10min，然后静置2～3min；
(3)乳化：将混合液放于17000～20000rpm转速的高速分散乳化机中充分乳化8～12min，然后快速搅拌冷却，10min内降温至7～8℃。
5、根据权利要求1或3所述的人造脂肪：其特征为：植物油由豆油和色拉油按1∶10的重量比例配制而成。
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Assignee: Guangzhou Zhirun Oil and Foods Industry Co., Ltd. Assignor: Shanxi Agricultural University Contract record no.: 2011440000432 Denomination of invention: Artificial fat and preparation process thereof Granted publication date: 20090325 License type: Exclusive License Open date: 20060726 Record date: 20110510 |
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