酶法酯交换虎坚果油制备新型低热量结构脂质:烘焙油脂健康新选择

【字体: 时间:2025年05月06日 来源:Applied Food Research 4.5

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  在工业烘焙中,传统氢化植物油制的起酥油含反式脂肪酸和大量饱和脂肪酸,危害健康。研究人员以虎坚果油(TNO)和山嵛酸甲酯为原料,通过酶法酯交换制备低热量结构脂质(SLs)。结果显示,4:6(SLs:TNO)的混合物适用于烘焙,为健康起酥油开发提供新方向。

  在工业烘焙的舞台上,起酥油可是个 “大明星”,它常被用来替代黄油,能让烘焙食品变得更加酥脆美味。然而,这个 “明星” 却有着不为人知的 “阴暗面”。传统的起酥油大多是通过植物油氢化制成的,在这个过程中会产生反式脂肪酸,就像隐藏在食物中的 “健康杀手”,长期摄入会增加患癌症、冠心病等疾病的风险。同时,起酥油中大量的饱和脂肪酸也不是 “善茬”,它会导致动脉粥样硬化、肥胖等健康问题,让人们在享受美食的同时,不得不担忧自己的身体状况。
为了解决这些棘手的问题,来自多个研究机构的科研人员踏上了探索之旅,他们的研究成果发表在了《Applied Food Research》上。科研人员将目光投向了虎坚果油(Tiger Nut Oil,TNO)。虎坚果是一种神奇的可食用多年生植物,它富含不饱和脂肪酸,对人体健康十分有益,而且在世界多个地方都有种植。科研人员希望利用 TNO,通过酶法酯交换反应,与山嵛酸甲酯一起制备出新型低热量结构脂质(Structured Lipids,SLs),并将其作为健康的起酥油替代品。

在这场科研探索中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先是酶法酯交换技术,他们在 TNO 与山嵛酸甲酯的反应体系中加入 Lipozyme RMIM 酶,加速反应进程。反应在 85°C 的油浴中进行,持续搅拌 1.25 小时,转速为 300 rpm 。反应结束后,采用分子蒸馏技术对产物进行纯化,去除反应过程中产生的游离脂肪酸。此外,还运用了气相色谱(GC)、高压液相色谱(HPLC)、X 射线衍射分析、差示扫描量热法(DSC)等多种分析技术,对 SLs 及其混合配方的各项理化性质进行全面检测。

下面让我们一起来看看研究的具体成果:

  • 混合配方:研究人员制备了五种不同比例的 SLs 和 TNO 混合配方,经过对滑点熔点(Slip Melting Point,SMP)和固体脂肪含量(Solid Fat Content,SFC)的分析,发现 4:6(SLs:TNO)的比例表现最佳,有望成为商业起酥油的优质替代品。
  • 酸值(AV):纯化后的低热量 SLs、混合配方和 TNO 的 AV 值都较低,分别为 0.435 mg/g、0.316 mg/g 和 0.1954 mg/g,这表明它们的稳定性良好,适合用于各类食品应用。
  • 滑点熔点:TNO 原本熔点较低,但经过酯交换反应并加入山嵛酸甲酯后,SLs 的熔点显著升高,达到 55.35°C ± 0.14 。而混合配方的熔点为 44.85°C ± 0.2 ,更接近商业起酥油,适合用于烘焙。
  • 固体脂肪含量:纯化后的低热量 SLs 在 0°C - 30°C 时 SFC 较高,这意味着其在该温度范围内的涂抹性较差,在 40°C 时 SFC 为 18.65 ± 0.9%,在体温下仍有较多脂肪保持固态,可能会产生蜡质感。而混合配方在 0 - 30°C 具有良好的涂抹性,在 35 - 40°C 时 SFC 较低,更符合起酥油的应用要求。
  • 总脂肪酸组成:SLs 中饱和脂肪酸含量较高,达到 63.2%,其中主要的饱和脂肪酸为山嵛酸(C22:0,53.2% )。TNO 和混合配方中则含有较多的单不饱和脂肪酸,如油酸(C18:1 )。油酸对人体健康有诸多益处,能提高智力、增强免疫力、降低胆固醇水平。
  • 三酰甘油组成:在 SLs 中,主要的二不饱和三酰甘油为 BOO(24.33%)和 BOL(9.53%) ;混合配方中,主要的二不饱和三酰甘油为 POO(13.87%),主要的三不饱和三酰甘油为 OOO(25.38%)。酯交换反应后,TNO 中 OOO 和 POO 的含量降低,而混合配方和 SLs 中,二不饱和和二饱和三酰甘油的含量增加,三不饱和三酰甘油的含量减少。
  • X 射线衍射:低热量 SLs 和混合配方在 X 射线衍射分析中呈现出不同的晶型。SLs 含有 α、β′和 β 三种晶型,混合配方中则以 β′晶型为主。β′晶型能形成光滑的质地,这是起酥油所需要的特性,而 β 晶型会使产品产生颗粒感,不太适合用于起酥油。
  • 差示扫描量热法:SLs 在 DSC 分析中有一个尖锐的熔点峰,出现在 49.24°C,这是由于其含有大量由长链饱和脂肪酸形成的高熔点三酰甘油。混合后,熔点峰转移至 44.21°C,这表明加入 TNO 后,混合配方在室温下更易于涂抹和塑形。此外,SLs 的结晶热图显示出多个明显的峰,表明其存在多种不同温度下结晶的三酰甘油组分,且结晶峰比混合配方更大,说明混合配方由于部分替换了 TNO 中的低熔点成分,质地更柔软。

综合上述研究结果,研究人员成功利用 TNO 和山嵛酸甲酯,在 Lipozyme RMIM 酶的作用下制备出了健康的新型低热量 SLs 基起酥油。虽然 SLs 本身由于较高的 SFC 和熔点不能直接用作起酥油,但与 TNO 混合后的 4:6 配方具有较低的 SFC 和滑点熔点,与商业起酥油的性质相近,具备用于烘焙的潜力。这项研究为烘焙行业提供了一种更健康的油脂选择,开辟了低热量食品配方创新的新道路。不过,目前对于长期食用 SLs 对人体健康的影响还需要进一步研究,同时,利用这种新型起酥油制备各类食品,如饼干、面包、蛋黄酱等,也值得科研人员继续探索,以便为消费者带来更多健康又美味的食品。

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