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曲奇是一种广受欢迎的烘焙食品,但传统起酥油等塑性脂肪在曲奇中大量使用易导致其饱和脂肪酸及反式脂肪酸含量较高,对健康不利。油凝胶具有零反式、低饱和的健康特性,是传统起酥油的理想替代品。目前,油凝胶尚未在曲奇中产业化应用,且其微观结构和理化性质对曲奇品质的影响尚不明确。为此,本论文以曲奇专用油凝胶为研究对象,对比研究了不同种类的油凝胶对曲奇品质的影响,确定了适于曲奇的油凝胶类型,研究其微观结构和物理性质对曲奇品质的影响,并从面团结构的角度阐明油凝胶影响曲奇品质的机制,进而构建中长碳链结构酯(MLCT)油凝胶,并评价其在曲奇中的应用,为健康型曲奇专用油凝胶的开发,以及油凝胶曲奇的品质控制提供了理论依据。主要研究内容如下:考察了由多糖、乳化剂、蜡三类不同食品级凝胶因子制备的油凝胶对曲奇品质的影响。结果表明,蜡基油凝胶含有β′晶体,乳化剂油凝胶含有α或β晶体,多糖类油凝胶形成了无定型结构,表明三种不同类型的油凝胶的晶体结构不同。蜡基和乳化剂基油凝胶具有与起酥油相似的优良流变性能,随温度升高,G′、G″和剪切黏度呈非线性下降,而多糖基油凝胶的G′、G″和剪切黏度保持不变。与起酥油曲奇的硬度(42.6 N)和整体可接受度(4.1)相比,多糖基油凝胶曲奇的硬度显著较高(~63 N),整体可接受度(2.9-3.1)显著较低;而蜡基和乳化剂油凝胶曲奇的硬度(40.9-47.5 N)和整体可接受度(3.4-4.3)与起酥油曲奇相似,表明蜡基和乳化剂油凝胶可替代起酥油用于曲奇制作。蜡和乳化剂油凝胶的晶体结构不同,但由它们制作的曲奇的硬度相似,表明蜡基和乳化剂油凝胶对曲奇品质的作用机理不同。以米糠蜡(RBW)、蜂蜡(BW)、烛树蜡(CDW)和巴西棕榈蜡(CRW)4种蜡构建油凝胶,研究蜡基油凝胶的结构和物理性能与曲奇品质的关系。结果表明,5%-9%(m/m)RBW和CDW可制备出具有良好质构、延展性和色泽的曲奇。核磁共振(NMR)和X-射线衍射(XRD)分析结果显示,与起酥油相比,具有较低固体脂肪含量(SFC,4.5%-11.0%,20℃)、较高β′晶体相对含量(2.19%-7.62%)的蜡基油凝胶制备的曲奇硬度与起酥油曲奇相似(p>0.05)。偏光显微镜(PLM)观察和质构分析显示,蜡基油凝胶具有较多晶体时,制得的曲奇硬度较低。相关性分析表明,蜡基油凝胶的SFC和β′晶体相对含量是曲奇品质的主要决定因素,与曲奇的硬度显著负相关(相关系数分别为-0.784**和-0.856**)。进一步研究了蜡基油凝胶对面团特性、油脂分布、面筋网络结构的影响,结果表明,SFC为4.5%-11.0%(20℃)、β′晶体相对含量为2.19%-7.62%的蜡基油凝胶制备的面团的拉伸距离与起酥油面团相似。激光共聚焦显微镜(CLSM)结果显示,随着蜡基油凝胶SFC和β′晶体含量的增加,面团中脂肪由非均匀分散的液滴态转为均匀分布的薄膜状,面筋网络结构由致密转为相对稀疏。由高SFC和β′晶体的油凝胶制备的面团面筋基质表面淀粉颗粒部分暴露,说明面筋蛋白和淀粉颗粒之间的连续性被打破,面筋弱化。高β′晶体的蜡基油凝胶曲奇呈现均匀多孔状结构,说明高β′晶体使得面团具有较好的吸入和稳定气泡的能力。高SFC和β′晶体的蜡基油凝胶主要通过促进脂肪晶体形成屏障膜,均匀包裹淀粉颗粒,减弱面筋蛋白与水/淀粉分子之间的相互作用,阻止面筋网络的形成和交联;同时大量细小β′晶体,将更多的晶体界面转移到膨胀气泡的表面,提高气泡的稳定性,形成更开放孔隙状态,使曲奇品质得以提升。以单甘油酯(MAG)、硬脂酰乳酸钠(SSL)、聚甘油酯(PGE)和山梨醇酐单硬脂酸酯(SPAN 60)4种乳化剂构建油凝胶,研究乳化剂油凝胶的结构和物理性质与曲奇品质的关系。结果表明,MAG和SPAN的浓度分别为6%-15%和12%-18%(m/m)时,制备的曲奇硬度和L*、a*、b*与起酥油曲奇相似。乳化剂油凝胶含有α或β晶体,无β′晶体。而高α晶体含量与无α晶体的油凝胶的曲奇硬度相似,表明α晶体含量并不影响曲奇品质。SSL9-15油凝胶的晶体数量远高于SSL6,但两者制备的曲奇硬度无显著差异,表明晶体数量不是曲奇硬度的关键影响因素。流变分析显示,乳化剂油凝胶的剪切黏度为6.8-35.1 Pa·s时,制备的曲奇硬度与起酥油相似。相关性分析表明,乳化剂油凝胶的α晶体含量和SFC与曲奇硬度无显著相关性,而其剪切黏度与曲奇硬度显著负相关(r=-0.401*),且剪切黏度与SFC含量有关。综上,乳化剂油凝胶的剪切黏度是曲奇品质的关键决定因素,SFC能一定程度影响剪切黏度。进一步研究了乳化剂油凝胶对面团水分状态,油脂分布,面筋结构的影响。结果表明,剪切黏度为6.8-35.1 Pa·s的乳化剂油凝胶制备的面团拉伸距离与起酥油相似,随着剪切黏度的提高,乳化剂油凝胶面团中的脂肪由分散在单独相中的小球状转为相对均匀分布的延伸状,面筋网络由规则、紧凑的结构转为相对松散。油凝胶面团中的淀粉颗粒随着剪切黏度的增加逐渐转为暴露状态,说明面筋蛋白和淀粉颗粒之间的相互作用减弱。高剪切黏度油凝胶制备的面团密度较低,相应的曲奇孔洞大、孔道多,表明其具有较好维持气泡数量和稳定性的能力。低场核磁共振(LF-NMR)分析显示,随着剪切黏度的提高,T2显著增加,水分子的可移动性变大,表明水分子与面团组分面筋蛋白之间的结合作用极大减弱。高剪切黏度的乳化剂油凝胶主要通过乳化剂的强极性基团和面筋蛋白竞争性与水结合,降低面筋蛋白水合能力,弱化面筋结构;同时,一定量的乳化剂吸附于蛋白、脂类组成的液态薄层上,弥补气泡受力变形导致的薄弱区域,阻止气泡破裂,形成疏松多孔结构,使得曲奇品质提升。最后,以单甘油酯作为凝胶因子,以玉米油、菜籽油和亚麻籽油分别与中链甘油三酯进行酯交换合成的三种MLCT为低热量基料油,构建三种MLCT油凝胶,制得曲奇,评价其品质。结果表明,三种MLCT中MLCT的含量均达到70%,三种MLCT油凝胶曲奇的色泽与起酥油曲奇大体一致,质构和延展性与起酥油曲奇无显著差异。感官评价显示,三种MLCT油凝胶曲奇的外观、色泽、风味、脆度和整体可接受度均与起酥油曲奇相似,玉米油和菜籽油MLCT油凝胶曲奇的整体可接受度得分分别为7.55、7.05,达到优质黄油曲奇(7.65)水平,表明以MAG为凝胶因子的MLCT油凝胶可完全替代起酥油用于曲奇的制备。