植物蛋白结构与功能调控创新团队揭示了含油量与蛋白颗粒浓度对新型植脂奶油及其3D打印特性的影响

植脂奶油是一种典型的食品乳液体系，深受消费者欢迎。目前植脂奶油的主要来源是氢化植物油，生产过程中易产生反式脂肪酸，长期食用会引起心血管疾病等风险；且长期摄入吐温等合成乳化剂会影响肠道微生物群，增加罹患代谢综合征等疾病的风险，不能满足市场对健康食品的需求。
 
　　团队前期研究发现，棕榈油分提物（POF）是利用分提工艺将天然棕榈油按照不同熔点分离出来的组分，具有较高的营养价值，可代替氢化植物油作为植脂奶油的基料油。本研究中，以POF作为基料油，借助Pickering乳液体系制备了不含氢化植物油的新型植脂奶油，并将其应用于3D打印中，研究了含油量与蛋白颗粒浓度的变化对搅打前乳液体系理化特性的影响，并对搅打后奶油体系的微观结构、流变特性和质构特性进行了测量，进一步了解不同组分对植脂奶油的作用。通过考察打印造型的精确性和稳定性，探究了奶油体系中不同组分变化及流变学性质对3D打印效果的影响。
 
　　研究表明，含油量增加至30%，初始乳液粒径显著增加到472.00±1.73 nm，老化后的乳液粒径显著增加到974.00±9.54 nm ，稳定性下降；蛋白颗粒浓度的增加粒径呈现降低的趋势，稳定性逐渐增加。通过对搅打后奶油体系的微观结构进行观察发现，含油量和颗粒浓度的增大使气泡变得相对较小且均匀密集，有利于提高奶油的结构支撑能力并具有更好的细腻度。此外，流变学和质构特性的结果显示，所有的奶油均呈现出剪切变稀的性质，有利于通过3D打印机喷头挤出；随着含油量和蛋白质颗粒浓度的增加，粘度、储能模量、回复率、硬度等也随之增加，表明了奶油的结构难以被破坏，具有良好的可打印性。3D打印精确性和稳定性的结果表明，稳定性随着含油量和颗粒浓度的增加而增加，但粘度、硬度过大会增加挤出的难度，导致打印精确性降低。当含油量为25%、蛋白颗粒浓度为1.6%时，打印形状的准确性和稳定性分别高达99.27%和99.72%。本研究开发的新型植脂奶油借助Pickering乳液体系满足了对健康、绿色食品的要求，同时拓展了3D打印技术在真实食品体系中的应用范围，实现3D打印代替人工实现复杂、精细造型的裱花。
 
　　该研究成果发表于食品领域国际顶级期刊《Food Hydrocolloids》（JCR 一区，IF:10.7）。加工所与河北农业大学食品科技学院联合培养硕士研究生吴超为论文第一作者，王强研究员和石爱民研究员为共同通讯作者。该研究成果得到了国家重点研发计划（2022YFF1101400）、国家自然科学基金（32172149，U21A20270）的资助。
 
　　原文链接：https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2023.109012



日期：2023-07-10