高静水压与超声波辅助酶法制备淀粉基脂肪替代品的结构及理化特性研究

作     者：季蕾蕾 

作者单位：新疆农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：木泰华;孙红男

授予年度：2022年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 083202[工学-粮食、油脂及植物蛋白工程] 

主      题：高静水压 超声波 淀粉基脂肪替代品 理化特性 结构 曲奇饼干 

摘      要：随着营养健康观念意识的提高,人们愈加关注饮食健康,对低脂产品的需求也日益增加,曲奇饼干是一种非常受欢迎的焙烤产品,占有重要的消费地位,高油脂含量是曲奇饼干的一大特点,脂肪摄入量高会增加心血管疾病和肥胖的风险。因此,寻找绿色、安全的脂肪替代品来改善高脂肪的摄入,对于保障我国居民饮食安全与健康具有重要意义。淀粉作为食品中的主要成分,因来源丰富、成本低,被广泛应用于食品工业生产中。本文以不同来源的天然淀粉为原料,采用高静水压及能量聚集型超声波前处理技术辅助α-淀粉酶酶解制备改性淀粉基脂肪替代品,对其理化特性进行综合比较,筛选出最佳原料来源及前处理方式;进而系统优化最佳来源淀粉基脂肪替代品制备工艺,解析改性对淀粉理化特性及结构表征的影响,最后将最佳工艺下得到的脂肪模拟物运用到低脂曲奇饼干开发中,旨在为改性淀粉基脂肪替代品的开发利用提供理论依据和数据支撑。具体研究结果如下:(1)采用高静水压(300 MPa,10 min)和能量聚集型超声波(0.75 W/cm,10 min)分别对5种天然淀粉进行预处理,进而采用耐高温α-淀粉酶控制降解法(95℃,15 min)制备淀粉基脂肪替代品,并对比其理化特性。与天然淀粉相比,改性均可提高5种淀粉的持水持油能力、低温溶解膨胀能力(25℃和50℃)。在所有淀粉基脂肪替代品样品中,能量聚集型超声波联合酶解制备的甘薯淀粉基脂肪替代品(EGUSPS)具有最高的持水性(560.39%)、乳化稳定性(276.4×10-2)以及较好的持油性(183.35%)、溶解度(41.89%,25℃;42.53%,50℃;50.66%,75℃)、膨胀势(11.21%,25℃;11.7%,50℃;15.29%,75℃)、乳化活性指数(17.01 m2/g)和热稳定性能,相较于其他来源的淀粉基脂肪替代品具备替代烘焙食品用脂肪的最佳潜力。(2)从超声波能量密度、超声波时间、酶添加量、酶解时间四个方面系统优化了甘薯改性淀粉基脂肪替代品的适宜生产工艺为:超声波能量密度0.75 W/cm,超声波处理时间15 min,酶添加量10 U/g,酶解时间5 min。适宜工艺制备的脂肪模拟物结构表征分析表明,改性改变了甘薯淀粉颗粒形态特征,使颗粒出现大量碎屑化和表面孔隙,破坏了淀粉的结晶区,从而导致持水持油能力、溶解膨胀能力、葡萄糖当量(DE值)、乳化活性、乳化稳定性、乳液粒径及热稳定性能的提高;FTIR结果表明超声波辅助酶法改性未引入新的基团。(3)采用适宜工艺制备的甘薯淀粉基脂肪替代品,替代曲奇饼干中10%-70%的油脂,结果表明:甘薯淀粉基脂肪替代品替代油脂后,面团线性粘弹性范围LVR上升、结构稳定性和面团可塑性显著提高;与全脂曲奇饼干(FF)相比,减脂曲奇饼干具有更好的外观形态、色泽、更细密的组织结构,并且在气味和口感上与其相当;灰色理论加权分析表明,甘薯淀粉基脂肪替代品替代油脂比例达50%(FR50)和70%(FR70)时具有接近“理想样品的品质特性。