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江南大学刘元法教授等:VR彩票结构化油脂及其在烘焙产品中的应用研究进展

发布日期:2022-11-08 12:20浏览次数:

  VR彩票VR彩票VR彩票烘焙专用油脂作为食品专用油脂中的一类,广泛应用于面包、蛋糕、饼干和糕点等烘焙食品中。烘焙专用油脂在室温下为固态,其中高熔点饱和脂肪酸(SFA)结晶形成结晶网络,从而赋予了其良好的加工特性,使得最终的烘焙产品具有良好的口感和质构。然而,由于食品专用油脂过于强调加工和使用功能性,导致食品专用油在安全和营养上存在诸多隐患。

江南大学刘元法教授等:VR彩票结构化油脂及其在烘焙产品中的应用研究进展(图1)

  为了满足人们对健康、营养烘焙食品的需求,开发零反式/低SFA的新型食品专用油脂产品,减少由高脂膳食带来的肥胖、“三高”等问题,已成为新时期食品专用油加工业面临的重要技术课题。油脂结构化是近年来开发制备新型食品专用油脂的新策略,被认为在食品安全和营养方面具有巨大的潜力。基于此,江南大学食品学院的柴秀航、刘元法*等综合分析了国内外结构化油脂的研究进展并作简要综述,从脂肪在烘焙产品中的作用,结构化油脂概念和结构化方法、结构化油脂在烘焙产品中的应用及其营养特性等方面进行了综合分析。

  烘焙专用油脂由固体脂肪和液态油构成,固体脂肪提供了三维结晶网络基质,将液态油包埋其中,并具有可塑性(加工性)和抗氧化稳定性。其对烘焙产品的润滑/稳定(混合)、气体保持(醒发)、质地嫩化(烘焙)和抗老化(贮存)性能有显著影响。首先,烘焙专用油脂具有起酥功能,油脂与面团搅拌混合时,油脂在淀粉和面筋界面间形成薄膜,阻止其相互黏连,使烘焙产品质地松软。与此同时,在焙烤过程中,固体脂肪融化成液态油涂布在面团表面形成油膜,阻止面粉中水蒸气的挥发,面团在水蒸气的作用下分层,从而得到酥脆层次分明的焙烤类产品,赋予产品酥脆或者松软的特征。其次,烘焙油脂具有充气功能,脂肪在高速搅拌下卷入大量空气而发泡,卷入的空气形成微小的气泡均匀分散在油脂中,在与面团混合过程中,脂肪覆盖面筋网络和淀粉颗粒,降低了面团的水合能力,通过混合水化和脂质涂层形成可延展的面筋膜,脂肪晶体的润滑作用降低了面筋膜的表面张力,促进面团的充气;在面团发酵和醒发过程中,脂肪晶体进一步融化并在温度升高时在气-液界面处吸附,沿界面重新定向,并将酵母发酵的二氧化碳保留在产品中。

  结构化油脂是指将液态食用油等疏水性成分通过一定的方法进行固态化或者凝胶化,从而形成一种具有特定的结构特性和加工功能特性的结构化固体材质,主要由液态油和少量的结构因子构成。常见的结构因子包括长链脂肪酸、脂肪醇、天然蜡基的脂类化合物、改性纤维素和蛋白质类聚合物以及天然食品级胶体颗粒等。结构因子在氢键、π-π堆积、静电相互作用或者范德华力等作用下,通过分子自组装、颗粒吸附填充或者结晶的方式生长聚集形成三维网络结构,并包埋液态油脂于其中,最终得到三维网络和液态油共存的稳定体系。结构化油脂不仅能够提供传统食品专用油脂特有的加工特性,同时其低脂、高不饱和的优势也满足了人们对健康烘焙产品的需求,因此,结构化油脂在取代食品工业中的传统食品专用油脂并改善其终端产品营养特性方面被广泛关注。

江南大学刘元法教授等:VR彩票结构化油脂及其在烘焙产品中的应用研究进展(图2)

  油脂结构化的方法可以分为4 种(图1):直接分散法、乳液模板法、结构化双相系统和油脂吸附法。

  直接分散法:直接分散法是将融化的结构剂分散到液体油中,在剪切或者温和条件下冷却,结构剂成核、晶体生长聚集,形成自组装的网络结构。这是制备结构化油脂最常用的方法,结构剂包括蜡、脂肪酸、脂肪醇、单甘油酯、聚合物类等,如表1中举例说明了直接法制备米糠蜡基结构化油脂的方法。

江南大学刘元法教授等:VR彩票结构化油脂及其在烘焙产品中的应用研究进展(图3)

  乳液模板法(间接制备法):乳液模板法是基于食品乳化剂在油-水界面的相互作用而实现乳液脱水制备结构化油脂,如油粉、油胶和软固体材料,其可包裹大量的液态油,在长期贮存过程中不会出现任何漏油现象。乳液模板法需要多个步骤,包括稳定的水包油乳液的构建、界面层的固化以及水相的干燥,如表1所示,采用β-乳球蛋白制备稳定乳液经喷雾干燥所得的结构化油脂,其中最为关键的是稳定界面层的形成,该界面层需要有一定的刚性,能够在脱水过程中防止液态油的泄漏。借助具有表面活性的蛋白质稳定界面,然后通过热或化学方法交联可实现结构化油脂的成功制备。

  结构化双相体系:多数脂肪食品含有大量水分,而具有凝胶特性的油-水双相体系大致分3 类:1)使用生物聚合物(蛋白质和/或多糖)作为乳化剂以及增稠剂/胶凝剂构成的水连续相乳液,如奶酪、酸奶、乳制品甜点等;2)由分散液体聚集堆积形成的高度浓缩的水连续相乳液,如蛋黄酱、调味汁等;3)使用脂肪颗粒结晶网络构建的油连续相乳液,如人造黄油、黄油和涂抹酱。构建这种产品最直接的方法是水相或者油相的凝胶化/增稠,降低产品中的固体脂肪和/或总脂肪含量。

江南大学刘元法教授等:VR彩票结构化油脂及其在烘焙产品中的应用研究进展(图4)

  油脂吸附法:吸附过程可以定义为界面附近物质富集或流体密度增加。在食品中,通常采用高比表面积的多孔添加剂或者其他吸附性填料,以富集水分于食品中,从而增加不同产品的稠度、流动性和质地。已有研究采用HPMC稳定的水基泡沫作为模板创建了多孔材料,由于其高孔隙率,能够吸收100 倍于自身质量的液态油,通过剪切形成质量分数高达98%液体油的油凝胶,其表现出类似强凝胶的流变特性,但是触变结构恢复性较弱,可通过添加少量(质量分数5%)固体脂改善其触变特性。HPMC为结构剂通过油脂吸附法制备结构化油脂的方法如表1所示。

  面包制作中,脂肪用于提高面团中的气体保留率,有助于焙烤过程中面团的热传递,增加产品体积和柔软度,从而获得理想的质地。孟宗等采用植物蜡(米糠蜡、蜂蜡、棕榈蜡)结构化的油凝胶制作面包,结果显示,与黄油烘焙的面包相比,其感官评定结果和质构特性接近,达到市售面包的要求。

  饼干和曲奇是世界上最受欢迎的两种烘焙食品,由不同比例的糖、黄油、鸡蛋和面粉制成。其中脂肪含量越高,饼干越酥,口感与味道更好。采用结构化油脂替代传统起酥油可以减少烘焙产品中SFA的含量,但是最大的困难是保持所需的加工特性(物理特性)。Curti和Goldstein等分别研究了纤维素基结构化乳液和单甘酯基结构化乳液取代黄油和起酥油制备饼干,发现加入结构化油脂生面团的硬度与对照组接近,但是烘焙后的产品硬度增大,特别是采用纤维素结构化橄榄油的结构化乳液制备的饼干硬度最大,单甘酯基结构化乳液制备出的曲奇硬度也远大于起酥油制备的;贮存一段时间后,两种不同油脂制备的曲奇硬度都增加。

  酥皮点心是一种未发酵的层状烘焙产品,是由许多交替脂肪层(分隔层压)的薄层面团组成的糊状物,其中脂肪层对产品的品质起着关键作用。作为一种高脂肪含量(质量分数15%~35%)的产品,脂肪的取代难度更大。Pimdit等研究发现采用麦芽糊精水凝胶代替人造奶油时,与普通酥皮糕点相比,其质地更致密,且膨松度更低。Blake等采用米糠蜡、水、单甘油酯和菜籽油制备的结构化乳液代替商业压层起酥油时,也获得了更加致密的产品。

  蛋糕面糊是一种复杂的水包油乳液,由鸡蛋、糖、水、脂肪混合物作为连续相和空气作为不连续相构成,面粉颗粒分散在其中。蛋糕面糊在搅打及烘焙过程中包埋空气使得产品具有多孔结构和较大的比容。烘焙专用油脂作为蛋糕中重要的组成成分,有助于面糊搅打过程中的充气,同时提供蛋糕合适的湿润度和柔软度,并延长保质期。为了降低蛋糕的热量和脂肪含量,结构化油脂被应用于蛋糕中取代起酥油。

江南大学刘元法教授等:VR彩票结构化油脂及其在烘焙产品中的应用研究进展(图5)

  如表2所示,采用蜡基油凝胶替代传统烘焙油脂制备蛋糕(蜡与向日葵油制备的结构化油脂)、松饼(蜡与葡萄籽油制备的结构化油脂)和饼干(蜡与菜籽油制备的结构化油脂),取代量在75%~100%(质量分数)之间时可达到营养产品标签的要求。

  综上所述,随着人们对健康营养饮食的追求,结构化油脂替代传统烘焙专用油脂越来越受到食品行业的关注。烘焙专用油脂作为烘焙产品中重要的组成成分对面团的结构及最终产品的品质起到关键的作用。然而,结构化油脂取代传统烘焙专用油脂应用到烘焙体系中同样面临一些挑战。首先,结构化油脂与面团搅拌混合过程中,由于剪切力等作用其结构易受到不可逆的破坏而失去固体状结构,在今后的研究工作中,需要开发挖掘更加合适的结构剂,从而开发出加工功能特性更强的结构化油脂。其次,虽然结构化油脂在烘焙产品中的应用研究层出不穷,在保证烘焙产品的质构和感官特性的同时,也赋予了产品更高的营养价值,但是目前还没有市售的含有结构化油脂的烘焙产品,因此,有必要进一步明确结构化油脂的营养与安全性,制定相关的法规和标准,进一步加强其在烘焙产品中的开发应用,提高消费者对含有结构化油脂的烘焙产品的接受度和消费量。

江南大学刘元法教授等:VR彩票结构化油脂及其在烘焙产品中的应用研究进展(图6)

  刘元法,教授,江南大学食品学院院长。国家高层次人才、美国油脂化学家学会(AOCS)中国分会副主席、中国粮油学会油脂分会副会长、食用植物油产业技术创新战略联盟秘书长、教育部新世纪优秀人才、国家级高层次领军人才。重点围绕油脂安全与营养开展基础与应用结合研究,主持国家“十四五”国家重点研发项目、“十三五”国家重点研发项目、“十二五”国家科技支撑计划、国家自然科学基金及企业合作课题等重大研发项目10余项;已发表相关学术论文300余篇,SCI论文150余篇;国家发明专利授权70余件,国际发明专利授权4项;主编/参编《食品专用油脂》、《油料科学原理》、《食品产业科技创新发展战略》、《未来食品科学与技术》等教材、专著4部;获国家技术发明二等奖1项(排名第4)、国家科技进步二等奖3项(分别排名第1、第3、第4)。

江南大学刘元法教授等:VR彩票结构化油脂及其在烘焙产品中的应用研究进展(图7)

  柴秀航,助理研究员,江南大学食品学院。博士毕业于江南大学食品科学与工程专业,荷兰乌特勒支大学联合培养博士;主要从事食品专用油脂绿色制造和应用方面的研究工作,包括脂肪结晶动力学和晶体结构改性、脂肪结晶网络的表征与评价、食品乳液体系的构建等。近年来发表学术论文20余篇,申请专利3篇,其中以第一作者身份在Journal of Agriculture and Food Chemistry、Food Chemistry、LWT-Food Science and Technology

  本文《结构化油脂及其在烘焙产品中的应用研究进展》来源于《食品科学》2022年43卷15期336-344页,作者:柴秀航,张帅,刘元法。DOI:10.7506/spkx0711-109。点击即可查看文章相关信息。

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江南大学刘元法教授等:VR彩票结构化油脂及其在烘焙产品中的应用研究进展(图8)

  为进一步促进动物源食品科学的发展,带动产业的技术创新,更好的保障人类身体健康和提高生活品质,北京食品科学研究院和中国食品杂志社在宁波和西宁成功召开前两届“动物源食品科学与人类健康国际研讨会”的基础上,将与郑州轻工业大学、河南农业大学、河南工业大学、河南科技学院、许昌学院于2022年12月3-4日在河南郑州共同举办“2022年动物源食品科学与人类健康国际研讨会”。欢迎相关专家、学者、企业家参加此次国际研讨会。

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