一种脂肪替代物及其制备方法与流程

1.本发明涉及乳制品技术领域。更具体地，涉及一种脂肪替代物及其制备方法。


背景技术：

2.脂肪是脂溶性风味物质的载体，提供能量的同时，具有一定的生理功能。脂肪在食品中贡献良好的风味和细腻的口感。但正餐摄入的脂肪足以满足人体需求，过量的脂肪摄入不仅导致肥胖还会引发一些疾病。因此，脂肪替代物的开发具有非常重要的意义。脂肪替代物目标是减少总能量，在不增加脂肪摄入的前提下改善食品的口感。理想脂肪替代物应具备下列特性：类似油脂滑腻的口感；在中高温条件下性质稳定；低能量；与各大营养素、维生素和风味物质不发生相互作用；无生理毒副作用。
3.根据原料来源的不同，脂肪替代物可以分为两类，即代脂肪和脂肪模拟物。代脂肪是以脂肪酸为基础的酯化产品，与天然油脂相似，具有类似日常食用油脂的物理性质，能维持食品体系的亲油性，不影响风味物质的分布和释放。其酯键能抵抗人体内脂肪酶的催化酶解而不参与能量代谢，为低热量产品。但是，代脂肪大多是经化学合成制得，这类物质容易引起敏感人群消化道的不适，且代脂肪的制造成本高，法律环境严谨，离广泛应用还有一段距离。脂肪模拟物包括：基于蛋白质和基于碳水化合物的模拟物。以蛋白质为基础成分的模拟物，原料经过物理方法处理能以水状液体系存在，可模拟出脂肪润滑细腻的口感，但无风味。以碳水化合物为基料的模拟物，同样仅能模拟脂肪糊口的口感，无明显风味。
4.因此，研发出一种既能降低食品热量、又能模拟出脂肪风味和口感的脂肪替代物将具有重要的社会价值。


技术实现要素：

5.本发明的一个目的是提供一种脂肪替代物，该脂肪替代物既能降低食品热量、又能呈现出脂肪的风味和口感，成本低于天然脂肪。
6.本发明的另一个目的是提供一种脂肪替代物的制备方法。
7.本发明还要求保护上述部分脂肪替代物在制备食品尤其是制备低脂食品中的应用。
8.为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
9.第一方面，本发明提供一种脂肪替代物，该脂肪替代物含有：以质量计， 10％-20％的乳清蛋白，5％-10％脂肪酶解物，0.1％-1％的矿物盐。
10.进一步的，所述脂肪酶解物含有短链脂肪酸，例如，丁酸、戊酸、己酸和庚酸中的至少一种，这些短链脂肪酸赋予脂肪替代物特有的风味。根据本发明的具体实施方式，本发明的脂肪替代物中短链脂肪酸的含量可以达到脂肪酶解物总质量的8-12％。而一般的脂肪中含有的短链脂肪酸仅有1％-2％。
11.可选的，所述乳清蛋白40％-70％的粒径主要分布在1-20微米，可以赋予脂肪替代物具有脂肪的口感。
12.本发明的脂肪替代物还含有矿物盐，矿物盐提高α-乳白蛋白热稳定性，有利于加热过程中，α-乳白蛋白和β-乳球蛋白三级结构的充分展开，提高粒径在1-20微米乳清蛋白颗粒的得率。
13.本发明的脂肪替代物除了可以模拟脂肪润滑细腻口感外，还可以呈现特有的风味。
14.第二方面，本发明提供上述脂肪替代物的制备方法，该方法包括以下步骤：
15.(1)乳脂分离：生牛乳通过离心分离制得稀奶油和脱脂奶；
16.(2)乳清分离：脱脂奶通过杀菌、接种发酵剂、酶凝、切割、升温排出乳清，制得乳清蛋白液；
17.(3)乳清浓缩：通过超滤技术制备浓缩乳清蛋白液；
18.(4)添加稀奶油：通过均质将步骤(1)中的稀奶油添加到步骤(3)制得的浓缩乳清蛋白液中；
19.(5)酶解脂肪：添加脂肪酶，在所述脂肪酶最适酶解条件下进行酶解；
20.(6)加热高速剪切：通过加热、高速剪切，制得脂肪替代物。
21.本发明以牛乳为主要原料，通过离心分离、膜过滤、酶解、加热及高速剪切等不同技术手段的组合制备了脂肪替代物，其不仅可以做到最大程度降低食品中的脂肪含量，同时还能有效地模拟脂肪的风味和口感。
22.根据本发明的具体实施方式，上述步骤(1)中，脱离牛体的生牛乳在0.5-2h 内进行离心分离制得稀奶油和脱脂奶；优选的，所述稀奶油的脂肪含量为 10％-25％。
23.根据本发明的具体实施方式，上述步骤(2)中，脱脂奶加热至65℃-72℃，保持15s-30min，进行杀菌；然后降温至适合于发酵剂发酵的温度，添加发酵剂，保温1h-2h；待发酵液ph值降低至5.5-5.8时，添加凝乳酶，保温至形成凝块，切割凝块后缓慢升温至50-55℃，分离酪蛋白凝块，制得乳清蛋白液。
24.可选的，所述发酵剂为乳酸乳球菌乳酸亚种和乳酸乳球菌乳脂亚种。
25.可选的，所述凝乳酶为丹尼斯克mt 2200凝乳酶。
26.根据本发明的具体实施方式，上述步骤(3)中，通过超滤技术制备浓缩乳清蛋白液，使用的膜孔径为0.05-0.25μm，压力为0.01-0.5mpa，制得的浓缩乳清蛋白液中乳清蛋白浓度为10％-20％。该方法用于提高浓缩乳清蛋白液中乳清蛋白浓度，浓度过低不会形成凝胶。
27.根据本发明的具体实施方式，上述步骤(4)中，通过添加稀奶油，使得脂肪的添加量占浓缩乳清蛋白液总质量的5％-10％，均质温度50-55℃，均质压力为30bar/180bar。稀奶油是亲油基，通过均质使其更好地分散在乳清蛋白液中。
28.根据本发明的具体实施方式，上述步骤(5)中，脂肪酶的添加量为每吨添加5-50g酶制剂，制备含有脂肪酶解产物的浓缩乳清蛋白液。本发明通过酶解脂肪产生一些风味物质，改善脂肪替代物的风味。
29.可选的，所述脂肪酶为帝斯曼公司r800脂肪酶。根据本发明的具体实施方式，上述步骤(6)中，向酶解后的溶液中添加溶液总质量1-2
‰
的氯化钙；55-65℃恒温水浴15-30min；调节样品ph值为5.0-5.5；85℃-95℃加热并高速剪切，剪切速度为10000rpm-30000rpm。乳清蛋白在加热时，可以形成凝胶，凝胶过程通过高速剪切可以制备
成颗粒，本发明通过加热与高速剪切协同作用从而控制乳清蛋白的颗粒粒径。并且发明人发现通过氯化钙的加入，可有效促进凝胶的形成，及提高粒径1～20μm之间的颗粒含量，从而使制备的脂肪替代物更具脂肪口感。
30.本发明还要求保护上述脂肪替代物在制备食品中的应用，尤其在制备低脂食品中的应用。添加本发明脂肪替代物的食品既能符合消费者对脂肪口感的需要，同时又能做到低脂肪膳食。
31.本发明的有益效果如下：
32.本发明以牛乳蛋白为主要原料，经过物理方法处理实现以水状液体系的物理特性模拟出脂肪润滑细腻的口感。本发明再以牛乳脂肪为主要原料，经过酶解处理，呈现脂肪特有风味。该脂肪替代物的开发，应用在食品中，既能降低食品热量、又能呈现出脂肪的风味和口感，成本低于天然脂肪，是理想的脂肪替代物。
具体实施方式
33.为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
34.实施例1
35.(1)乳脂分离：生牛乳，2h内进行离心分离，得到脂肪含量在15％的稀奶油和脱脂奶；
36.(2)乳清分离：将步骤(1)制备的脱脂奶加热至65℃，保持30min，进行杀菌；然后降温至35℃接种乳酸乳球菌乳酸亚种和乳酸乳球菌乳脂亚种(丹尼斯克、科汉森、帝斯曼均可购买)；保温1h，待ph值降低至5.8时，添加丹尼斯克mt 2200凝乳酶，保温至形成凝块，切割成1cm
×
1cm
×ꢀ
1cm凝块后缓慢升温至55℃，分离酪蛋白凝块，制得乳清蛋白液；
37.(3)乳清浓缩：膜孔径为0.1-0.15μm，压力为0.5mpa，进行超滤浓缩，截留液中乳清蛋白浓度为18％；
38.(4)添加稀奶油：将步骤(1)中的稀奶油添加到步骤(3)所得的浓缩乳清蛋白液中，脂肪的添加量为浓缩乳清蛋白液总质量的5％，均质温度55℃，均质压力为30bar/180bar。
39.(5)酶解脂肪：采用帝斯曼公司r800脂肪酶，在35℃下，每吨添加5g的脂肪酶，制备含有丁酸、戊酸、己酸、庚酸等短链脂肪酸的酶解产物的浓缩乳清蛋白液。
40.(6)添加质量浓度为1
‰
的氯化钙；55℃恒温水浴15min；调节样品ph 值为5.0；85℃加热并高速剪切，剪切速度为10000rpm，制得脂肪替代物a，其包含12％的乳清蛋白，5％脂肪酶解物，0.1％的矿物盐。
41.实施例2
42.(1)乳脂分离：生牛乳，2h内进行离心分离，得到脂肪含量在25％的稀奶油和脱脂奶；
43.(2)乳清分离：将步骤(1)制备的脱脂奶加热至72℃，保持15s，进行杀菌；然后降温至35℃接种乳酸乳球菌乳酸亚种和乳酸乳球菌乳脂亚种；保温 1h，待ph值降低至5.5时，添加丹尼斯克mt 2200凝乳酶，保温至形成凝块，切割成1cm
×
1cm
×
1cm凝块后
缓慢升温至50℃，分离酪蛋白凝块，制得乳清蛋白液；
44.(3)乳清浓缩：膜孔径为0.1-0.15μm，压力为0.5mpa，进行超滤浓缩，截留液中乳清蛋白浓度为12.5％；
45.(4)添加稀奶油：将步骤(1)中的稀奶油添加到步骤(3)所得的浓缩乳清蛋白液中，脂肪的添加量为浓缩乳清蛋白液总质量的5％，均质温度50℃，均质压力为30bar/180bar。
46.(5)酶解脂肪：采用帝斯曼公司r800脂肪酶，在35℃下，每吨添加50g的脂肪酶，制备含有丁酸、戊酸、己酸、庚酸等短链脂肪酸的酶解产物的浓缩乳清蛋白液。
47.(6)添加质量浓度为1
‰
的氯化钙；55℃恒温水浴15min；调节样品ph 值为5.0；85℃加热并高速剪切，剪切速度为30000rpm，制得脂肪替代物b，其包含10％的乳清蛋白，5％脂肪酶解物，0.1％的矿物盐。
48.实施例3
49.(1)乳脂分离：生牛乳，2h内进行离心分离，得到脂肪含量在25％的稀奶油和脱脂奶；
50.(2)乳清分离：将步骤(1)制备的脱脂奶加热至68℃，保持15min，进行杀菌；然后降温至35℃接种乳酸乳球菌乳酸亚种和乳酸乳球菌乳脂亚种(丹尼斯克、科汉森、帝斯曼均可购买)；保温1h，待ph值降低至5.8时，添加丹尼斯克mt 2200凝乳酶，保温至形成凝块，切割成1cm
×
1cm
×ꢀ
1cm凝块后缓慢升温至55℃，分离酪蛋白凝块，制得乳清蛋白液；
51.(3)乳清浓缩：膜孔径为0.1-0.15μm，压力为0.5mpa，进行超滤浓缩，截留液中乳清蛋白浓度为30％；
52.(4)添加稀奶油：将步骤(1)中的稀奶油添加到步骤(3)所得的浓缩乳清蛋白液中，脂肪的添加量为浓缩乳清蛋白液总质量的10％，均质温度55℃，均质压力为30bar/180bar。
53.(5)酶解脂肪：采用帝斯曼公司r800脂肪酶，在35℃下，每吨添加25g的脂肪酶，制备含有丁酸、戊酸、己酸、庚酸等短链脂肪酸的酶解产物的浓缩乳清蛋白液。
54.(6)添加质量浓度为2
‰
的氯化钙；55℃恒温水浴15min；调节样品ph 值为5.0；85℃加热并高速剪切，剪切速度为20000rpm，制得脂肪替代物c，其包含20％的乳清蛋白，10％脂肪酶解物，1％的矿物盐。
55.对比例1
56.在实施例1的基础上，取消步骤(1)中的乳脂分离步骤，制得脂肪替代物d。(1-20微米蛋白含量＜40％)
57.对比例2
58.在实施例1的基础上，将步骤(2)中的杀菌温度上升至85℃，保持15s, 制得脂肪替代物e。(20-100微米蛋白含量达到35％，有颗粒感)
59.对比例3
60.在实施例1的基础上，调整步骤(3)中的乳清浓度至8％，制得脂肪替代物f(乳清蛋白含量低形成弱凝胶，1-20微米蛋白含量＜40％)。
61.对比例4
62.在实施例1的基础上，调整步骤(4)中的脂肪添加量为2％，制得脂肪替代物g(脂肪含量低，风味不足)。
63.对比例5
64.在实施例1的基础上，取消步骤(5)酶解脂肪工艺，制得脂肪替代物h。
65.(没有酶解，风味不足)
66.对比例6
67.在实施例1的基础上，取消步骤(6)中氯化钙的添加，制得脂肪替代物i。 (无法形成凝胶，无法更好制得乳清蛋白颗粒)
68.表1实施例营养成分表
[0069][0070]
实施例、对比例制备的脂肪替代物蛋白质、脂肪、碳水化合物、钠、钙符合实验设计要求，其中每100g样品，对比例3的蛋白含量7.8g，对比例4的脂肪含量2.1g，对比例6的钙含量55mg，均不在保护范围。
[0071]
表2实施例脂肪酸含量
[0072][0073]
挥发性脂肪酸以及其他挥发性物质一般认为是低级脂肪酸、酮类、醛类、碳酸气等共同构成乳脂风味，除对比例5制备的脂肪替代物h外，其余全部通过酶解脂肪提高挥发性脂肪酸含量，对脂肪替代物风味有很大改善，其中，对比例4由于脂肪添加量低于保护范围，制得的脂肪替代物风味不足。另外，过度脂肪酶解会产生酸败味。
[0074]
表3实施例乳清蛋白粒径分布
[0075][0076]
理论上，粒径小于1μm人体口腔无法辨别；粒径1～20μm之间具有油腻、圆滑类似脂肪的口感；当粉末颗粒粒径大于20μm时，样品会出现粗糙和沙粒感。实施例1、实施例2、实施例3粒径1～20μm之间颗粒含量在60％左右，具有良好的脂肪口感，对比例2由于热处理温度超过保护范围，乳清蛋白发生聚集、凝胶粒径20～100μm之间的颗粒达35.65％，略带粗糙，对比例3乳清蛋白含量8％，低于保护范围，凝胶效果差，导致颗粒主要分布在0.1～1μm；对比例6没有添加钙离子，而乳清蛋白中的α-乳白蛋白为金属结合蛋白，分子中的4个asp可以结合1分子的ca
2
，含有ca
2
的α-乳白蛋白稳定性较高。没有ca
2
后，热稳定性降低，在很低的温度下就可以变性，而且变性后不能再恢复。增加ca
2
含量，提高α-乳白蛋白热稳定性，有利于加热过程中，α-乳白蛋白和β-乳球蛋白三级结构的充分展开，从而促进乳清蛋白的凝胶，凝胶是制备脂肪替代物的前提。
[0077]
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。