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植物蛋白結(jié)構(gòu)與功能調(diào)控創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)揭示了含油量與蛋白顆粒濃度對(duì)新型植脂奶油及其3D打印特性的影響

2023-07-04 09:09:35 來(lái)源：植物蛋白結(jié)構(gòu)與功能調(diào)控創(chuàng)新團(tuán)隊(duì) 編輯：石愛(ài)民閱讀量：9722

　　植脂奶油是一種典型的食品乳液體系，深受消費(fèi)者歡迎。目前植脂奶油的主要來(lái)源是氫化植物油，生產(chǎn)過(guò)程中易產(chǎn)生反式脂肪酸，長(zhǎng)期食用會(huì)引起心血管疾病等風(fēng)險(xiǎn)；且長(zhǎng)期攝入吐溫等合成乳化劑會(huì)影響腸道微生物群，增加罹患代謝綜合征等疾病的風(fēng)險(xiǎn)，不能滿足市場(chǎng)對(duì)健康食品的需求。

　　團(tuán)隊(duì)前期研究發(fā)現(xiàn)，棕櫚油分提物(POF)是利用分提工藝將天然棕櫚油按照不同熔點(diǎn)分離出來(lái)的組分，具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，可代替氫化植物油作為植脂奶油的基料油。本研究中，以POF作為基料油，借助Pickering乳液體系制備了不含氫化植物油的新型植脂奶油，并將其應(yīng)用于3D打印中，研究了含油量與蛋白顆粒濃度的變化對(duì)攪打前乳液體系理化特性的影響，并對(duì)攪打后奶油體系的微觀結(jié)構(gòu)、流變特性和質(zhì)構(gòu)特性進(jìn)行了測(cè)量，進(jìn)一步了解不同組分對(duì)植脂奶油的作用。通過(guò)考察打印造型的精確性和穩(wěn)定性，探究了奶油體系中不同組分變化及流變學(xué)性質(zhì)對(duì)3D打印效果的影響。

　　研究表明，含油量增加至30%，初始乳液粒徑顯著增加到472.00±1.73 nm，老化后的乳液粒徑顯著增加到974.00±9.54 nm ，穩(wěn)定性下降；蛋白顆粒濃度的增加粒徑呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，穩(wěn)定性逐漸增加。通過(guò)對(duì)攪打后奶油體系的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn)，含油量和顆粒濃度的增大使氣泡變得相對(duì)較小且均勻密集，有利于提高奶油的結(jié)構(gòu)支撐能力并具有更好的細(xì)膩度。此外，流變學(xué)和質(zhì)構(gòu)特性的結(jié)果顯示，所有的奶油均呈現(xiàn)出剪切變稀的性質(zhì)，有利于通過(guò)3D打印機(jī)噴頭擠出；隨著含油量和蛋白質(zhì)顆粒濃度的增加，粘度、儲(chǔ)能模量、回復(fù)率、硬度等也隨之增加，表明了奶油的結(jié)構(gòu)難以被破壞，具有良好的可打印性。3D打印精確性和穩(wěn)定性的結(jié)果表明，穩(wěn)定性隨著含油量和顆粒濃度的增加而增加，但粘度、硬度過(guò)大會(huì)增加擠出的難度，導(dǎo)致打印精確性降低。當(dāng)含油量為25%、蛋白顆粒濃度為1.6%時(shí)，打印形狀的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性分別高達(dá)99.27%和99.72%。本研究開(kāi)發(fā)的新型植脂奶油借助Pickering乳液體系滿足了對(duì)健康、綠色食品的要求，同時(shí)拓展了3D打印技術(shù)在真實(shí)食品體系中的應(yīng)用范圍，實(shí)現(xiàn)3D打印代替人工實(shí)現(xiàn)復(fù)雜、精細(xì)造型的裱花。

　　該研究成果發(fā)表于食品領(lǐng)域國(guó)際頂級(jí)期刊《Food Hydrocolloids》(JCR 一區(qū)，IF:10.7)。加工所與河北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院聯(lián)合培養(yǎng)碩士研究生吳超為論文第一作者，王強(qiáng)研究員和石愛(ài)民研究員為共同通訊作者。該研究成果得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2022YFF1101400)、國(guó)家自然科學(xué)基金(32172149，U21A20270)的資助。【閱讀原文】

　　作者：石愛(ài)民

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