一种基于微纳米级淀粉的脂肪模拟物及其制备方

本发明涉及食品加工，尤其涉及一种基于微纳米级淀粉的脂肪模拟物及其制备方法和应用。背景技术：1、高油高脂肪食品的过多摄入易引发肥胖、心脑血管疾病，越来越多的人寻求更加健康低脂的食品。脂肪模拟物因其无毒无害、且易于人体消化吸收，在满足人们对食品感官享受的同时，可以大大减少脂肪的摄入。因此，脂肪模拟物的开发以及在低脂、无脂食品中的应用已成为国内外食品工业领域的研究热点。2、马铃薯是一种继小麦、水稻、玉米之后被人们广泛种植的农作物。马铃薯淀粉与其他淀粉相比，在理化性质上均具有很多的优异性能，是其它淀粉无法替代的。与其它淀粉原料相比，马铃薯淀粉蛋白质、脂肪含量低，淀粉糊很少出现凝沉和老化现象，且不具有玉米、小麦等典型的谷物口味。目前，制备马铃薯淀粉脂肪模拟物的方法有酶解法、化学法、物理法、复合改性法等。与化学法相比，酶解法和物理改性法具有高度安全性而备受关注。酶解法制备马铃薯淀粉脂肪模拟物是当前研究的一大热点，而物理法制备马铃薯淀粉脂肪模拟物鲜见报道。马铃薯淀粉经酶水解后可获得不同de值（葡萄糖当量值）的麦芽糊精，但只有de值介于2-3之间的麦芽糊精可与食品中的水结合后提供如奶油般的润滑性，产生与脂肪类似的流变学性质，被称为脂肪模拟物，可以替代食品中的脂肪。然而，单一酶解后的脂肪模拟物粒径一般在2-10微米之间，虽然在一定程度上改善了脂肪模拟物的持水能力、乳化性和乳化稳定性，保持了产品风味，但酶解后的淀粉基脂肪模拟物只能部分替代产品中的脂肪含量，而淀粉基脂肪模拟物替代食品中脂肪含量超过20%时，食品口感与由真脂肪所制备的食品具有明显差异、且组织结构不均匀，导致替代效果不理想。导致这一结果的根本原因在于，当淀粉基脂肪模拟物对食品中脂肪替代率过高（超过20%）时，大颗粒的淀粉基脂肪模拟物开始冲击舌头上的感官乳突，影响或者覆盖原有脂肪口感。3、因此，如何在传统酶解制备脂肪模拟物的基础上，制得颗粒更加细小（微纳米级）的脂肪模拟物，成为提高食品中淀粉基脂肪模拟物替代率的关键问题。技术实现思路1、（一）要解决的技术问题2、为解决现有技术中存在的酶解脂肪模拟物粒径较大、脂肪替代率低的技术问题，本发明提供一种基于微纳米级淀粉的脂肪模拟物的制备方法，由该方法制备的淀粉基脂肪模拟物粒径可达到微纳米级，小于口腔阈值，使脂肪模拟物的持油性、乳化性、乳化稳定性、凝沉性、表观粘度等功能特性都得到了极大提升，有利于增加脂肪模拟物在食品中的脂肪替代率，开发出口感更细腻，食用者有更好感官体验和质构期望的低脂或无脂食品。3、（二）技术方案4、 第一方面，本发明提供一种基于微纳米级淀粉的脂肪模拟物的制备方法，包括如下步骤：5、s1：以马铃薯淀粉为原料，加水，制得质量百分比浓度为15-20%的马铃薯淀粉溶液；6、s2：按照马铃薯淀粉质量计，向马铃薯淀粉溶液中加入35-50u/g酶活单位为10000u/g的α-淀粉酶，在85-90℃条件下酶解5-15min，得到马铃薯淀粉酶解脂肪模拟物，其de值为2-3；7、s3：向马铃薯淀粉酶解脂肪模拟物加水调成质量浓度为1-5%的溶液，采用动态超高压微射流技术，在压力180-200mpa下，循环进行微粒化处理6-12次，得到粒径介于500-700nm的微纳米级马铃薯淀粉脂肪模拟物。8、根据本发明的较佳实施例，s1的具体步骤包括：将容器清洗干净，投加马铃薯淀粉，加清水，搅拌使马铃薯淀粉完全溶解，制得浓度为15-20%的马铃薯淀粉溶液。9、根据本发明的较佳实施例，s2的具体步骤包括：将马铃薯淀粉溶液置于90℃的恒温水浴中，加入α-淀粉酶进行酶解，酶解5-15min后，转入沸水水浴中灭酶至少5min，灭酶完成后，干燥，得到马铃薯淀粉酶解脂肪模拟物的干粉。10、根据本发明的较佳实施例，s3的具体步骤包括：加水将马铃薯淀粉酶解脂肪模拟物的干粉调整质量浓度为1-5%，采用动态超高压微射流对马铃薯淀粉脂肪模拟物进行微粒化处理，之后采用均质机混合均匀，采用纳米激光粒度仪进行粒径和聚合物分散指数的测定，干燥，得到微纳米级马铃薯淀粉脂肪模拟物的干粉。11、根据本发明的较佳实施例，s1中马铃薯淀粉溶液浓度为18-19%；s2中按照马铃薯淀粉质量计，α-淀粉酶的添加量为35-45u/g，酶解温度为90℃，酶解时间为5-15min（更优选是5-10min）。在前述条件下，制得的马铃薯淀粉酶解脂肪模拟物的de值恰好为2.4，使马铃薯淀粉具有最优的持油性、乳化性和乳化稳定性。12、根据本发明的较佳实施例，s3中，向de值为2-3的马铃薯淀粉酶解脂肪模拟物加水调成浓度为3-4%，采用动态超高压微射流技术，在压力180-200mpa下循环微粒化处理10次，得到微纳米级马铃薯淀粉脂肪模拟物。该处理条件下，微纳米级马铃薯淀粉脂肪模拟物的平均粒径为532.4nm（小于口腔阈值），聚合物分散指数为0.488。13、第二方面，本发明还提供一种基于微纳米级淀粉的脂肪模拟物，其采用上述任一实施例的制备方法制得。14、第三方面，本发明提供一种低脂食品，其使用上述任一实施例的基于微纳米级淀粉的脂肪模拟物替代30%以上的脂肪。15、优选地，所述低脂食品为戚风蛋糕或冰淇淋；所述基于微纳米级淀粉的脂肪模拟物在戚风蛋糕中最大脂肪替代率为35%，在冰淇淋中脂肪替代率为60%。16、优选地，在制备戚风蛋糕或冰淇淋时，将所述基于微纳米级马铃薯淀粉脂肪模拟物的干粉配制成百分比浓度为25%，作为脂肪替代物制备17、戚风蛋糕或冰淇淋。18、优选地，将上述任一实施例制备的基于微纳米级淀粉的脂肪模拟物替代部分脂肪制作减脂戚风蛋糕或其预拌粉。19、（三）有益效果20、（1）本发明以马铃薯淀粉为原料制备脂肪模拟物，马铃薯淀粉产量大，适用范围广，效益高，成本低且易于被人体吸收利用，其制备的脂肪模拟物热量低、无毒副作用、功能特性优良，可以显著降低食品中的脂肪使用量，为低脂、无脂食品的开发提供良好的来源。21、（2）本发明采用动态超高压微射流技术对酶解脂肪模拟物进行微粒化处理，较于其他处理方法，其压力高、流速快，物料中小颗粒物质的碰撞机会大，对物料的破碎效果更好，效率更高。同时，该方法为纯物理方法，不引入外源改性剂，使用安全性好、处理时间短，对物料营养性质影响较小，能耗低，能有效降低脂肪模拟物粒径，可以进行连续生产，是一种高效、安全、绿色的微粒化处理技术。22、（3）本发明通过将马铃薯淀粉溶解成淀粉溶液，通过酶解得到马铃薯淀粉酶解脂肪模拟物，再采用动态超高压微射流技术处理，得到微纳米级马铃薯淀粉脂肪模拟物；其中通过优化底物（淀粉溶液）的浓度、α-淀粉酶添加量、酶解时间、动态超高压微射流处理的酶解脂肪模拟物浓度、处理压力、处理次数得到多项脂肪模拟性能（持油性、乳化性、乳化稳定性、凝沉性、膨胀度、溶解度、表观粘度等）达到最优的微纳米级马铃薯淀粉脂肪模拟物。23、（4）在本发明的较佳实施例中，马铃薯淀粉经酶解后的脂肪模拟物de值为2.40，符合脂肪模拟物对de值的要求，且de在2.40时其持油性、乳化性和乳化稳定性最佳。而经动态超高压处理后的de值为2.40的脂肪模拟物粒径达到微纳米级别（532.40nm），小于口腔阈值（约3微米），使脂肪模拟物的持油性、乳化性、乳化稳定性、凝沉性、表观粘度等功能特性都得到了极大提升。这些基于马铃薯淀粉脂肪模拟物品质的提升，使其应用范围得到大幅拓展，加速了低脂或无脂食品的开发。