一种用于替代氢化植物油的油凝胶的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于替代氢化植物油的油凝胶的制备方法。采用大豆分离蛋白微凝胶作为皮克林颗粒，水为连续相，液态植物油为分散相。通过均质乳化形成水包油（O/W）型皮克林乳液，乳液经冷冻干燥后即可制得油凝胶。本发明专利技术无需人工合成的凝固剂或表面活性剂，所得油凝胶采用全生物质来源的合成原料，具有良好的机械性能、贮藏性能和可塑性能，对分散相具有优异的抗氧化保护效果，同时可赋予液态植物油良好的自支撑性和可塑性，因此可作为氢化植物油的替代物。本发明专利技术所制备的油凝胶在保健品以及食品等领域具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种用于替代氢化植物油的油凝胶的制备方法
本专利技术涉及一种用于替代氢化植物油的油凝胶的制备方法，具体属于天然全生物质材料开发与利用

技术介绍
当加热不饱和脂肪酸含量较高的液态植物油时，通过加入金属催化剂（镍系、铜系等）并通入氢气，可使植物油不饱和脂肪酸分子中的双键与氢原子结合成为不饱和程度较低的脂肪酸。该氢化过程使得油脂的熔点升高、硬度增大，从而将液态植物油转化为半固态脂肪。氢化植物油具有比液态植物油更长的保质期和油炸稳定性，因而可作为人造黄油的替代品并用于商业烹调。然而流行病学研究表明氢化植物油中大量反式脂肪酸的摄入会增加人体血浆中低密度脂蛋白胆固醇的含量并进一步提高罹患冠心病的风险。美国食品药品监督管理局（FDA）已于2015年正式取消了氢化植物油的无限制管理（GRAS）认证并要求食品企业于2019年之前完全停止氢化植物油在加工食品中的使用。但囿于氢化植物油的广泛应用现状，在全球范围内完全禁止氢化植物油的使用并不符合实际。因此开发具有与氢化植物油相近质构和加工特性，并且不含反式脂肪酸的氢化植物油替代物有助于满足人群的现实需求。例如，中国专利技术专利CN112189713A公开了一种非氢化零反式脂肪酸植物黄油的制备方法，利用非氢化硬质油和液态植物油复配以提高液态植物油的硬度和稳定性。但该方法会引入大量的饱和脂肪酸，不符合人群的健康需求。而通过使用小分子或合成大分子作为乳化剂，以液态植物油作为分散相制备乳液，则能够模拟氢化植物油的质构特性。例如，专利技术专利CN109645144A和CN109805410A分别利用环糊精、酪蛋白酸钠、羧甲基纤维素钠等小分子乳化剂制备高粘度、半固态的膏状乳液，该乳液具有接近于人造奶油和果酱的质构特性。但这两种方法大量使用乳化剂，成本较高，并且所制得乳液的硬度仍显著低于软质人造黄油等氢化植物油产品。皮克林乳液作为一种以固体颗粒为乳化剂的乳液，可通过改变分散相和连续相的比例、组成来调控乳液的刚度，同时皮克林乳液还可作为模板将液态油包裹在三维凝胶网络结构中以固定油相，从而制备机械强度高，质构接近于氢化植物油的油凝胶。固体颗粒的形状、尺寸、润湿性、电荷分布对于皮克林乳液的稳定性和流变性均有显著影响。目前，以黏土、二氧化硅和磁性Fe3O4为代表的无机纳米颗粒已被广泛用于医疗、化妆品和化学工业。但考虑到原料的可降解性、生物相容性以及成本，以天然全生物质为原料所开发的胶体颗粒逐渐受到重视。实际上，包括蛋白质、多糖、多酚和脂肪在内的多种天然生物大分子已被证明可用于制备皮克林乳液。其中，包括无序蛋白和球蛋白在内的纳米级蛋白均含有疏水基团以及部分携带电荷的极性基团，具备优良的两亲性，能够吸附于油水界面，降低界面张力，因而可作为皮克林颗粒。例如，专利技术专利CN108641103A公开了一种蛋白稳定的水包油型乳液的制备方法，利用水化蛋白可制备油相比例不低于74%的高内相水包油型乳液，该乳液具有优异的粘弹性与可塑性。此外，作为制备油凝胶最具工业前景的方法之一，乳液模板法可在不改变植物油脂肪酸组成的前提下赋予其接近于氢化植物油的质构特性（PatelAR,RajarethinemPS,CludtsN,etal.Langmuir,2015,31,7:2065-2073）。例如，专利技术专利CN107593934A公开了一种基于再生纤维素的可食用油凝胶的制备方法，该方法以再生纤维素为皮克林颗粒制备了水包油（O/W）型乳液，经冷冻干燥后即可制得半固态的油凝胶。相较于使用粒径较小的纳米蛋白或纤维素作为皮克林颗粒，蛋白微凝胶具有更大的粒径以及更高的油水界面解吸能和覆盖率，可赋予乳液更高的界面稳定性和抗聚结稳定性。大豆分离蛋白作为自然界中来源最丰富的植物蛋白之一，具有优良的界面性质和合理的氨基酸组成。可通过简单的热处理诱导大豆分离蛋白中的巯基交联从而形成热致凝胶，或使用谷氨酰胺转氨酶催化大豆分离蛋白谷氨酰胺侧链的γ-甲酰胺基（-(C=O)NH2）和赖氨酸侧链的ε-氨基（-NH2）交联以形成微凝胶。此外，通过在连续相中添加以天然多糖为主的增稠剂可显著提高连续相的黏度从而减缓分散液滴絮凝、聚结的趋势。最后，通过干燥除去连续相，可获得具有良好机械性能和可塑性能的油凝胶，从而用作氢化植物油的替代物。本专利技术以大豆分离蛋白微凝胶作为皮克林颗粒，通过高速搅拌混合连续相和分散相（液态植物油）形成水包油（O/W）型皮克林乳液，并使用天然多糖作为增稠剂以提高连续相的黏度，乳液经冷冻干燥后可制得具有良好的自支撑性和可塑性能的油凝胶。本专利技术提供了一种对液态植物油结构化改性的方法，可在不改变植物油脂肪酸组成的前提下赋予其接近于氢化植物油的质构特性，同时对分散相起到优异的抗氧化保护效果，所制得的油凝胶可作为氢化植物油的替代物。所使用的原料均来源于天然全生物质，安全无毒，制备工艺简单，易于操作，可广泛应用于保健品以及食品等领域。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于替代氢化植物油的油凝胶的制备方法，其特征在于合成并使用大豆分离蛋白微凝胶制备皮克林乳液，通过在连续相中添加增稠剂以提高乳液的稳定性，最终通过对乳液进行干燥处理即可获得接近于氢化植物油质构特性的油凝胶。为实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：（1）采用胶凝法制备大豆分离蛋白凝胶，具体为将大豆分离蛋白按照5%~15%（w/v，g/mL）的比例分散于水或者pH=7.0的磷酸盐缓冲液中以形成大豆分离蛋白悬浮液，将其于95℃下加热5~15min后冷却至室温，而后加入一定浓度的胶凝剂或交联剂并于55℃~85℃下二次保温即制得大豆分离蛋白凝胶。（2）配置由水和增稠剂组成的连续相，将增稠剂按照0.1%~2%的比例分散于溶剂中，经加热（或不加热）10~30min即制得连续相。（3）制备大豆分离蛋白微凝胶悬浮液，将大豆分离蛋白凝胶按照5%~30%的比例（w/v，g/mL）分散于连续相中，于8000~24000rpm速率下搅拌1~4min即制得大豆分离蛋白微凝胶悬浮液。（4）制备水包油（O/W）型皮克林乳液，将大豆分离蛋白微凝胶悬浮液和分散相（油相）按照体积比1:2~1:8混合，在8000~24000rpm搅拌速率下搅拌混合1~4min即可制得水包油（O/W）型皮克林乳液。（5）制备油凝胶，将皮克林乳液于-18℃下冷冻12~24h，而后冷冻干燥48h除去水分后即可制得油凝胶。在本专利技术中，所述大豆分离蛋白包括大豆7S蛋白、11S蛋白和大豆分离蛋白中的至少一种；所述分散相包括橄榄油、葵花籽油、大豆油、花生油、稻米油与调和油中的至少一种；所述增稠剂包括黄原胶、瓜尔胶、卡拉胶和壳聚糖中的至少一种；所述胶凝剂括氯化镁、硫酸镁、氯化钙、硫酸钙、葡萄糖酸δ内酯、乳酸中的至少一种，所述交联剂为谷氨酰胺转氨酶（EC编号2.3.2.13）。上述制备方法以天然全生物质为原料，无需人工合成的凝固剂或表面活性剂，所制得油凝胶具有良好的机械性能、贮藏性能和可塑性能，因此可作为氢化植物油的替代物。本专利技术所制备的油凝胶在保健品以及食品等领域具有良好的应用前景。本专利技术的制备方法及所制得的材料具有以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于替代氢化植物油的油凝胶，其特征在于制备方法为：/n（1）以大豆分离蛋白为原料制备大豆分离蛋白凝胶：将大豆分离蛋白按照5%~15%（w/v，g/mL）的比例分散于水或者pH=7.0的磷酸盐缓冲液中以形成大豆分离蛋白悬浮液，于95℃加热5~10 min后冷却至室温，而后加入一定浓度的胶凝剂或交联剂并于55℃~85℃下二次保温以制备大豆分离蛋白凝胶；/n（2）配置由增稠剂和水组成的连续相：准确称取一定质量的增稠剂，并按照0.1%~2%（w/v，g/mL）的比例溶解于水中以制备连续相；/n（3）制备大豆分离蛋白微凝胶悬浮液：将大豆分离蛋白凝胶按照5%~30%的比例（w/v，g/mL）分散于连续相中，于8000~24000 rpm速率下搅拌1~4 min即可制得大豆分离蛋白微凝胶悬浮液；/n（4）将大豆分离蛋白微凝胶悬浮液和分散相（油相）按照体积比1:2~1:8混合，在8000~24000 rpm速率下搅拌混合1~4 min即可制得水包油（O/W）型皮克林乳液；/n（5）将皮克林乳液于-18℃下冷冻12~24 h，而后冷冻干燥48 h除去水相后即可制得油凝胶。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于替代氢化植物油的油凝胶，其特征在于制备方法为：
（1）以大豆分离蛋白为原料制备大豆分离蛋白凝胶：将大豆分离蛋白按照5%~15%（w/v，g/mL）的比例分散于水或者pH=7.0的磷酸盐缓冲液中以形成大豆分离蛋白悬浮液，于95℃加热5~10min后冷却至室温，而后加入一定浓度的胶凝剂或交联剂并于55℃~85℃下二次保温以制备大豆分离蛋白凝胶；
（2）配置由增稠剂和水组成的连续相：准确称取一定质量的增稠剂，并按照0.1%~2%（w/v，g/mL）的比例溶解于水中以制备连续相；
（3）制备大豆分离蛋白微凝胶悬浮液：将大豆分离蛋白凝胶按照5%~30%的比例（w/v，g/mL）分散于连续相中，于8000~24000rpm速率下搅拌1~4min即可制得大豆分离蛋白微凝胶悬浮液；
（4）将大豆分离蛋白微凝胶悬浮液和分散相（油相）按照体积比1:2~1:8混合，在8000~24000...

【专利技术属性】
技术研发人员：林炜，王宸之，王春华，王帅，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51