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为解决传统脂肪来源引发健康问题且改革配方影响产品质量的难题,研究人员开展高油酸棕榈油(HOPO)油凝胶替代冰淇淋中脂肪的研究。结果显示,HOPO 油凝胶冰淇淋性能与传统配方相当,且能输送不饱和脂肪酸。该研究为食品工业提供理论依据。
在追求健康饮食的时代,人们对食物中脂肪的要求越来越高。脂肪在人类饮食中至关重要,它不仅能提供必需脂肪酸、为身体供应能量,还能辅助吸收一些疏水性的微量营养素,像某些类胡萝卜素以及维生素 A、D、E、K 等。而且,在许多食物中,尤其是像面包、饼干和冰淇淋这些固态食品里,脂肪能形成多相结晶网络,极大地影响着食物的口感、质地和整体感官特性。然而,传统食品加工常用的固态脂肪,往往含有饱和脂肪酸和反式脂肪酸,长期食用会增加心血管疾病、2 型糖尿病以及肥胖症的患病风险。为此,膳食指南开始提倡从植物来源获取多不饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸。但新配方常常导致产品质量下降,消费者接受度不高。
在这样的背景下,为了解决这些问题,来自国外的研究人员开展了一项关于高油酸棕榈油(HOPO)油凝胶在冰淇淋中应用的研究。该研究成果发表在《Food Hydrocolloids for Health》上。这项研究意义重大,它旨在为食品工业提供更健康、更优质的脂肪替代品选择,推动食品行业向更健康的方向发展。
研究人员为开展此项研究,运用了多种关键技术方法。在制备方面,通过乳化和喷雾干燥技术,先将 HOPO、甜乳清粉、大豆卵磷脂等制成乳液,再经喷雾干燥得到油凝胶前体粉末。在分析检测上,利用多种仪器对粉末质量、乳液性质、冰淇淋的质地、微观结构、热性能和流变学特性等进行测定;采用体外消化实验和脂肪酸分析技术,评估油凝胶的消化稳定性和脂肪酸的生物可及性。
研究结果如下:
- 喷雾干燥粉末质量分析:研究发现,入口空气温度对粉末水分含量影响不显著,出口空气温度升高则使水分含量显著降低。而干燥温度对水活度影响不大,所得粉末的水分含量和水活度均符合要求,微生物稳定性良好。这意味着在喷雾干燥过程中,合理控制出口温度能有效调节粉末的水分含量,确保产品质量稳定。
- 重构乳液的表征:所有样品的粒径均小于 500nm,属于纳米乳液。随着入口空气温度升高,乳液平均粒径显著增大,PDI 值在 0.22 - 0.28 之间,呈单峰分布,表明粒径均匀性良好。Zeta 电位约为 - 30mV,受干燥温度影响不明显,说明乳液稳定性较高。由此可见,入口空气温度是影响乳液粒径的关键因素,而该乳液的稳定性为后续应用提供了保障。
- 质地特性:通过响应面法分析,发现喷雾干燥温度降低和储存时间增加会使冰淇淋硬度增加。HOPO 油凝胶基冰淇淋的整体质地与传统重奶油冰淇淋相当,这表明 HOPO 的脂肪酸具有良好的凝胶化性能,能形成稳定的三维球状结构,抑制冰淇淋内泡沫和液体的聚结和相分离。说明 HOPO 油凝胶在冰淇淋质地保持方面有很大潜力。
- 脂肪酸谱和生物可及性:高油酸棕榈油含有多种主要脂肪酸,不饱和脂肪酸含量达 68.10%。在体外消化过程中,胃阶段脂肪酸组成变化不明显,肠阶段几乎所有脂肪酸浓度显著下降,但油凝胶中硬脂酸含量增加。饱和脂肪酸的生物可及性高于不饱和脂肪酸,不过不饱和脂肪酸如油酸、反式 - 18:1n - 7(vaccenic acid)和亚油酸的生物可及性仍大于 89%。这表明喷雾干燥油凝胶结构能有效保护生物活性化合物,使其在肠道中更好地被吸收。
- 对照和最佳冰淇淋的结构比较:扫描电镜(SEM)观察发现,对照冰淇淋表面有多个冰晶和沟壑,而油凝胶基冰淇淋呈颗粒状,凹痕较小。共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)显示,两种冰淇淋均有脂肪球,但油凝胶基乳液中脂肪滴更少且更分散。在结晶和熔化曲线方面,HOPO 油凝胶的结晶温度较高,替代固体脂肪对冰淇淋混合物的玻璃化转变温度影响不显著,且油凝胶乳液的熔化温度范围最大,但仍能保证良好的口感。在流变学方面,两种样品均呈现剪切变稀行为,但对照冰淇淋的剪切变稀更明显,油凝胶基混合物抗剪切变稀能力更强。此外,油凝胶冰淇淋的膨胀率显著低于传统配方,但两者熔化率无显著差异。这些结果表明,虽然 HOPO 油凝胶基冰淇淋在结构和性质上与传统冰淇淋存在差异,但它仍是固体脂肪的良好替代品。
研究结论和讨论部分指出,喷雾干燥制备的 HOPO 油凝胶可有效替代冰淇淋中的重奶油。较低的喷雾干燥进出口温度对油凝胶的物理性质有显著影响,能获得平均水分含量为 3.54%、水活度为 0.26、平均粒径为 185nm 的油凝胶。HOPO 油凝胶含有近 70% 的不饱和脂肪酸,其生物可及性良好,说明喷雾干燥和油凝胶的三维网络结构能有效包裹功能性化合物,增强产品的生物活性。同时,HOPO 油凝胶基冰淇淋在质地、结构、流变学、热性能和物理稳定性等方面与传统配方相当,证明了其作为固体脂肪替代品的可行性。这项研究为高油酸棕榈油凝胶在食品工业中的应用提供了坚实的理论基础,有助于推动健康食品的开发和生产,为消费者提供更健康的食品选择。