改善食品中脂肪营养成分的新方法

固体脂肪,如黄油、起酥油或氢化植物油,是食品中普遍存在的成分,它们含有很大一部分由高熔点或“硬油”构成的液体油。脂肪有助于许多与食物相关的理想属性,如质地、味道和整体产品性能。它们可以提供口腔的感觉,比如冰淇淋和蛋奶冻的奶油味,以及巧克力和糖果的“入口即化”的感觉。固体脂肪还限制了食物中油脂的迁移,这对保持产品质量至关重要。然而,脂肪的这些理想功能特性通常与高含量的饱和脂肪酸和/或反式脂肪酸有关。近年来,反式脂肪受到了严格的审查,一些发达国家的管理机构正在禁止使用部分氢化油,因为这些脂肪是食物链中膳食反式脂肪的最重要来源。这给行业带来了压力,要求他们找到合适的替代品,以保持所需的产品性能。

图1所示。使用乙基纤维素构建食用油是通过将聚合物溶解在加热的油中来实现的。当冷却时,聚合物形成一个空间填充的三维网络,将油捕获在离散的口袋中(显微照片插入)。油凝胶的物理和营养特性可以通过适当修改配方来定制。

近年来,一种被称为“油凝胶化”的食用油结构的替代方法已经成为一种潜在的策略,可以赋予与固体脂肪相关的功能特性,同时去除高熔点反式脂肪酸和饱和脂肪酸。许多油凝胶已被确定具有食品应用的潜力;然而,大多数这些结构剂所能达到的物理性能范围是相当有限的。在这方面,聚合物油凝胶乙基纤维素(EC)是一个独特的例外。EC油凝胶是通过加热将聚合物溶解在油中制备的,随后冷却溶液,形成一个三维网络,将油困在离散的口袋中(图1)。我们的团队已经证明,油源、食品级添加剂的添加和热加工条件可以用来定制EC油凝胶的硬度、质地和性能。

在这里,我们将EC与一种二级脂基油凝胶结合起来,这种油凝胶通过形成晶体网络来结构油;硬脂醇(SO)和硬脂酸(SA)的7:3混合物。由于形成了具有最佳分子排列的混合SOSA晶体,该比率在低浓度下具有更大的油结合性能。我们假设这些两亲分子的极性头基可以使它们与EC形成氢键,从而形成“杂化”聚合物/结晶油凝胶体系。光学显微照片显示,EC的存在极大地改变了SOSA网络的结晶行为(图2)。单独使用时,SOSA分子形成了具有血小板样形态的随机分布晶体,而在杂化体系中添加EC则产生了沿聚合物主链组装的拱形、支状的针状晶体簇。x射线衍射实验表明,尽管微观结构有所不同,但EC对SOSA晶体的分子排列排列没有影响,表明混合晶体得到了保存。SOSA分子也影响了EC的性能,有效地使聚合物链增塑化,表现为降低玻璃化转变温度和随后的溶解。

图2所示。以SOSA(左)和EC/SOSA混合体系(右)构成的油凝胶的微观结构和大变形流动曲线。用于生成流动曲线的油凝胶配方如图所示。

通过反挤压流动曲线(图2)证明了混合网络的可塑性得到了改善。单独使用SOSA构建的凝胶在稳态流动状态下表现出明显的脆性断裂,而组合体系产生的凝胶比单独使用EC或SOSA强得多,并且显示出类似于脂肪的更平滑的流动剖面。这些特性表明了凝胶性能的协同改善。当EC含量低于凝胶化阈值(即不形成空间填充网络)时,凝胶更软,不出现脆性断裂。这种流动曲线与各种商业脂肪涂抹(即人造黄油)相当。这些结果使我们相信,具有合适熔融轮廓的EC/结晶油凝胶混合剂可以生产出具有传统脂肪所期望的适当功能特性的结构化油。

Andrew J. Gravelle1玛雅Davidovich-Pinhas1Shai Barbut1亚历杭德罗·g·马兰戈尼1
1食品科学系食品、健康与老化实验室,
圭尔夫大学,加拿大安大略省圭尔夫

2生物技术与食品工程学院脂质与软物质实验室
以色列海法的以色列理工学院

出版

利用乙基纤维素影响硬脂醇和硬脂酸二元混合物(SOSA)结晶行为。
刘建军,刘建军,刘建军,等
Food Res Int. 2017年1月

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