一种增强奶油感的双层牛乳凝胶及其制备方法和应用与流程

1.本发明属于食品加工技术领域，特别涉及一种增强奶油感的双层牛乳凝胶及其制备方法和应用。


背景技术：

2.天鹅绒般的奶油感(creaminess)是最受消费者喜爱的食品感官属性，有着令人愉快和满意的感官特征。奶油感是大部分乳制品与非乳类高脂食品(如甜点，巧克力)等食品共同具有的特性，也是食品科学研究与产品开发聚焦的热点。
3.奶油感与脂肪属性密切相关，乳脂肪是奶油感的主要贡献因子，增加乳脂肪含量可显著增强食品的奶油感，然而过量的脂肪摄入易增加慢性代谢疾病的患病风险。一方面，消费者们渴望在降低产品脂肪含量的同时维持乳脂肪所提供的奶油感；另一方面，“天然化”、“清洁标签”成为食品消费的关键驱动力。因此，如何在不增加甚至降低脂肪含量的基础上，通过调控乳脂肪特性充分发挥乳脂肪感官效能，天然地增强奶油感的感知，成为国际食品科学领域研究的难点。


技术实现要素：

4.针对上述存在的问题，本发明的目的在于不增加甚至降低脂肪含量的条件下，增强牛乳凝胶的奶油感感知，从而提供一种增强奶油感的双层牛乳凝胶及其制备方法和应用。
5.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
6.一种增强奶油感的双层牛乳凝胶的制备方法，包括以下步骤：
7.(1)凝胶的制备
8.利用包括酸凝固和酶凝固在内的处理形式，将牛乳制备成若干凝胶块；
9.(2)凝胶的叠加
10.将凝胶块从容器中取出，每两个凝胶块的底部贴合在一起，即形成所述的双层牛乳凝胶。
11.进一步的，在制备凝胶前，还包括对牛乳脂肪球的筛选：新鲜牛乳经过巴氏杀菌后，在室温下，通过离心处理将牛乳分为含不同粒径脂肪球的牛乳，而后以含不同粒径脂肪球的牛乳为原料，分别制备凝胶。
12.进一步的，牛乳经离心处理后，上层牛乳为含大脂肪球的牛乳，脂肪球粒径在4-10μm；下层牛乳在低温条件下，经重力分离收集下层牛乳即为含小脂肪球的牛乳，脂肪球粒径在0.1-4μm。
13.进一步的，制备凝胶中所述的容器内壁在倒入牛乳前，使用食品级薄层石蜡润滑处理。
14.一种增强奶油感的双层牛乳凝胶，所述双层牛乳凝胶由上的制备方法制备得到。
15.进一步的，所述双层牛乳凝胶的厚度为2cm～6cm。
16.所述双层牛乳凝胶的应用，双层乳凝胶可用于制备食品，增加食品的奶油感。
17.进一步的，所述食品包括酸奶、干酪和布丁。
18.本发明相比现有技术的有益效果为：
19.1、本发明所述的双层牛乳凝胶，通过改变凝胶网络的脂肪球空间分布，使双层牛乳凝胶外侧脂肪含量较多，利用口腔摩擦性和感官评价，证实进入人口腔后被感知到的黏度较低，且润滑性相对较高，其奶油感明显优于同种牛乳传统方法制备得到的牛乳凝胶，从而实现了降低脂肪含量的同时充分发挥脂肪感官效能的目标；
20.2、本发明通过二级重力分离结合离心分离技术筛选脂肪球粒径大小不同的牛乳，经过对比分析发现，富含大脂肪球的双层凝胶与对照组、富含小脂肪球的双层凝胶的奶油感具有显著性差异，且脂肪分布不均匀的凝胶与自然脂肪分布的凝胶的奶油感同样具有显著性差异，即外侧脂肪含量较高的凝胶所感知到的奶油感更强。
附图说明
21.图1为本发明的工艺流程图；
22.图2为富含不同粒径脂肪球的牛乳粒径分布与微观结构示意图；其中，a)为粒度分布，b)～d)为微观结构图；图中标尺为10μm，control是指原牛乳，lfg是指富含大脂肪球的牛乳，sfg是指富含小脂肪球的牛乳；
23.图3为富含不同粒径脂肪球的牛乳在牛乳酸凝过程中储藏模量和损耗模量的变化趋势图；其中，a)储能模量和b)损耗模量的变化；control是指原牛乳，lfg是指富含大脂肪球的牛乳，sfg是指富含小脂肪球的牛乳；
24.图4为不同脂肪空间分布的凝胶的激光共聚焦扫描显微镜(clsm)微观结构图；其中，a)原乳形成的凝胶外层；b)富含大脂肪球的牛乳形成的凝胶外层；c)富含小脂肪球的牛乳形成的凝胶外层；g)不均匀的凝胶外层；h)不均匀度更高的凝胶外层；i)相对均匀的凝胶外层；d)原乳形成的凝胶内层；e)富含大脂肪球的牛乳形成的凝胶内层；f)富含小脂肪球的牛乳形成的凝胶内层；j)不均匀的凝胶内层；k)不均匀度更高的凝胶内层；l)相对均匀的凝胶内层；红色表示脂肪球，绿色代表蛋白质；图中标尺为50μm。(ⅱ)用imagej软件计算凝胶的激光共聚焦微观结构图中脂肪的面积分数(％)；
25.图5为酸化后脂肪空间分布不同的凝胶的表观黏度和摩擦学特性测定结果图；其中，a)为表观黏度，b)为摩擦学性能的测定；control是指原牛乳，lfg是指富含大脂肪球的牛乳，sfg是指富含小脂肪球的牛乳；h/m/h是指脂肪空间分布不均匀的凝胶；s/l/s是指脂肪空间分布更加不均匀的凝胶；m/m/m是指脂肪空间分布较均匀的凝胶；
26.图6为不同脂肪空间分布的凝胶的感官评价结果的雷达图。
具体实施方式
27.如图1所示，本实施例提供了一种双层牛乳凝胶，其制备方法包括以下步骤：
28.1、牛奶样品的制备
29.(1)筛选脂肪球：新鲜牛乳经过巴氏杀菌后，在室温下，经350g初次离心分离5min后收集上层牛乳脂层，即富含大脂肪球的牛乳；将剩余牛乳在4℃下，经15h重力分离(500ml分液漏斗)，收集下层100ml牛乳，即富含小脂肪球的牛乳。将分离出的含大脂肪球的牛乳
(lfg牛乳)和含小脂肪球的牛乳(sfg牛乳)转移至容器内，同时以未经过筛选的牛乳(control牛乳)作对照，共三组(18份)样品。并将剩余新鲜牛乳在常温下经4000g 20min的离心分离制得一份脱脂牛乳。
30.(2)脂肪球特征评价：使用动态光散射仪测定原料牛乳中脂肪球粒径分布；利用zeta电位分析仪测定zeta电势，评价分离牛乳脂肪球过程中脂肪球的是否受破坏；使用光学显微镜观察脂肪球的微观结构；同时测定原料牛乳的脂肪和蛋白质含量，利用脱脂牛乳进行标准化，使不同处理组的脂肪及蛋白质含量一致。
31.2、凝胶的制备
32.(1)通过葡萄糖酸内酯(gdl) tg酶诱导酪蛋白酸凝，制备酸凝胶。
33.将三组牛乳(control牛乳，lfg牛乳，sfg牛乳)移至烧杯中，分别添加8％的白糖与10u/g的tg酶后，置于50℃水浴锅中加热，并搅拌至完全溶解后取下，一部分分装至事先准备好的圆形容器(事先用食品级薄层石蜡润滑容器内壁)，另一部分分装至共聚焦小皿中，先加10μl，1mg/ml的快绿染色剂，再加2.5μl、1mg/ml的尼罗红染色剂于暗处共染。分装完毕后盖上保鲜膜置于42℃水浴锅中，直至体系的ph下降至4.6(～3.5h)。酸化结束后得到三组凝胶——对照组凝胶(control凝胶)、含大脂肪球的凝胶(lfg凝胶)和含小脂肪球的凝胶(sfg凝胶)，转移至4℃冰箱中放置。
34.3、凝胶的叠加
35.在4℃储存48小时后，取出部分凝胶用于叠加，每两个相同凝胶块的底部贴合在一起，即形成所述的双层牛乳凝胶，该双层牛乳凝胶的厚度为5cm。最后得到三组叠加后的凝胶(control control，lfg lfg、sfg sfg)，与三组无叠加处理凝胶形成对照。所有操作完成后，所有凝胶存放至4℃环境中供以后使用。
36.本实施例中利用重力分离结合离心分离体系从原料乳中分离的富含不同粒径脂肪球的牛乳粒径分布与微观结构如图2所示，所得脂肪球的基本特征如表1所示。原牛乳中脂肪球与分离出的大脂肪球、小脂肪球的粒径具有显著性差异，而三组脂肪球的ζ-电势之间无显著性差异(p>0.05)，且显微镜下脂肪球并未有显著聚集现象，表明利用此分离体系成功筛选出不同粒径的脂肪球，并且所分离的脂肪球球膜保持完整，未受破坏。
37.表1利用重力分离结合离心分离体系富集不同粒径脂肪球的牛乳的理化特性
[0038][0039]1数据表示为平均数
±
标准误，n＝3；
[0040]2同一行标有不同字母的数据间具有显著性差异，p<0.05；
[0041]3control是指原乳，lfg是指富含大脂肪球的牛乳，sfg是指富含小脂肪球的牛乳。
[0042]
后经脂肪、蛋白质标准化与葡萄糖酸内酯(gdl) tg酶诱导酪蛋白酸凝制备酸凝胶，在凝乳温度下对牛乳进行时间扫描，记录了富含不同粒径脂肪球的牛乳在牛乳酸凝过
程中储藏模量和损耗模量的变化趋势，如图3所示。酸凝结束后取部分凝胶叠加后与未叠加凝胶形成对照(共六组)如图1所示，共同进行仪器评价与感官评价。
[0043]
在对六组样品的仪器分析中，我们首先使用激光共聚焦扫描显微镜(clsm)观测凝胶的微观结构图验证凝胶中脂肪具有梯度分布状态，如图4所示。富含不同粒径的脂肪球的牛乳酸凝后形成的凝胶外侧与内侧的脂肪含量均具有显著性差异，即不同粒径脂肪球牛乳形成的凝胶脂肪球分布不同；未叠加与叠加后凝胶外侧(上层)脂肪含量无显著性差异，而内侧脂肪含量则具有显著性差异，即叠加后的凝胶改变了原有的脂肪分布状态。由此证明，未叠加的凝胶内脂肪自然分布，即由上至下脂肪含量逐渐减少，叠加后的凝胶内脂肪分布不均匀，即外侧(上、下层)脂肪含量多，内侧脂肪含量少，且由富含大脂肪球牛乳形成的凝胶中脂肪分布的不均匀程度最大。
[0044]
在测定凝胶的机械性能中，分别使用质构分析仪测定凝胶的穿透性，压力控制流变仪测定酸凝胶样品的表观黏度，旋转流变仪测定模拟咀嚼后不同脂肪含量的酸凝胶样品的摩擦学特性。图5、表2结果显示富含不同粒径脂肪球的牛乳形成的脂肪分布不同的凝胶在流变学参数以及摩擦学系数上均有显著性差异，未叠加与叠加凝胶样品的硬度与流变学参数无显著性差异，叠加后的凝胶(即外侧脂肪含量高内侧脂肪含量低的不均匀样品)摩擦学系数较低。该结果表明自然状态下形成的外侧脂肪含量较高的凝胶进入人口腔后被感知到的黏度较低，且润滑性相对较高。以上结论证明了通过此方法调整凝胶中脂肪分布状态可有效增加口腔表面润滑性、降低口腔摩擦性，从而提高奶油感的感知。
[0045]
表2酸化后不同脂肪空间分布的凝胶的质构参数、流变参数和摩擦学系数
[0046][0047]1数据表示为平均数
±
标准误，n＝3；
[0048]2同一行标有不同字母的数据间具有显著性差异，p<0.05；
[0049]3control是指原牛乳，lfg是指富含大脂肪球的牛乳，sfg是指富含小脂肪球的牛乳；h/m/h是指脂肪空间分布不均匀的凝胶；s/l/s是指脂肪空间分布更加不均匀的凝胶；m/m/m是指脂肪空间分布较均匀的凝胶；
[0050]4在50s-1
的剪切速率下获得的表观粘度值；
[0051]5在20mm s-1
的滑动速度下获得的摩擦系数值。
[0052]
此外，在感官实验中通过对10组感官评价结果的对比分析，如图6及表3所示，与凝胶脂肪分布状态相关性较强的感官特性有口腔光滑度、口腔黏厚度、口腔黏度和整体奶油感。其中富含大脂肪球的凝胶与对照组、富含小脂肪球的凝胶的奶油感具有显著性差异，且脂肪分布不均匀的凝胶与自然脂肪分布的凝胶的奶油感同样具有显著性差异，即外侧脂肪含量较高的凝胶所感知到的奶油感更强。
[0053]
表3脂肪相关属性的平均强度评级
[0054][0055]1数据表示为平均数
±
标准误，n＝3；
[0056]2同一行标有不同字母的数据间具有显著性差异，p<0.05；
[0057]3control是指原牛乳，lfg是指富含大脂肪球的牛乳，sfg是指富含小脂肪球的牛乳；h/m/h是指脂肪空间分布不均匀的凝胶；s/l/s是指脂肪空间分布更加不均匀的凝胶。
[0058]
由此证明，在大、小粒径脂肪球聚集上浮期间通过酸凝胶这一创新的思路方法可以改变牛乳中凝胶网络的脂肪球空间分布，后经叠加得到凝胶外侧脂肪含量较多的样品，最终通过仪器分析和感官评价凝胶的奶油感确证了凝胶外侧脂肪含量较多的凝胶所体验到的奶油感更强，从而实现了降低脂肪含量的同时充分发挥脂肪感官效能的目标。