耐热耐剪切乳化油脂及其制备方法与流程

本发明涉及食品生产技术领域，特别涉及一种耐热耐剪切乳化油脂及其制备方法。

背景技术：

利用乳化技术将食用油脂制备成水包油型（o/w）乳状液在食品领域十分常见，这种将油水两相融合在同一食品中的技术赋予了食品更丰富的营养、多样化的质构、顺滑的口感等多种益处。咖啡、奶茶、植物蛋白饮料等饮料产品尤其对乳化油脂有庞大的需求，在这些饮料产品中，人们常把乳化油脂称为“植脂末”或“奶精”，而在大部分类型的饮料中，乳化油脂以乳化香精的形式出现，提供精油的天然感官体验。无论哪种饮料产品，只要乳化油脂存在，其性能将直接影响到饮料产品的品质，尤其是货架期长达9个月以上的常温包装饮料。

对于含有乳化油脂的包装饮料而言，产品在货架期内保持物理稳定是十分困难的，经常发生脂肪上浮等失稳现象，在储运环境恶劣的情况下更容易发生。除了货架期内的稳定性，乳化油脂还要面临饮料产品严苛的生产工艺的挑战。饮料在生产过程中通常要面临高强度的热处理和剪切作用，有时甚至是两者同时出现，两者对于乳化油脂都会产生一定的破坏作用，导致乳化剂与油脂的脱离，乳化剂自身的降解和油滴的聚集等，给产品质量带来隐患，即使经受住了生产的考验，乳化油脂遭受的破坏在货架期内也会逐渐显现。酪朊酸钠是植脂末等乳化油脂的常用乳化剂，由牛乳中的酪蛋白衍生而来，是大分子蛋白质类乳化剂，不仅能够提供乳化功效，还能赋予乳化油脂牛奶的香气和营养，同时由于来源天然，也被普遍认为是消费者友好的天然乳化剂，因此成为乳化油脂首选的乳化剂。尽管如此，酪朊酸钠仍然存在一定的缺陷，其自身热稳定性虽好，但作为大分子乳化剂，其降低油水界面张力的能力不及小分子乳化剂，大分子的空间位阻导致了其与油脂液滴的疏水结合不够致密，对热处理和剪切作用比较敏感，导致经工艺破坏后稳定性下降。商品化的植脂末通常还添加一些小分子类乳化剂，在一定程度上提高了稳定性，但不能从根本上解决酪朊酸钠的失稳问题，且小分子乳化剂多为人工合成，与目前食品追求天然的发展趋势背道而驰。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种耐热耐剪切乳化油脂，能够耐受高强度热处理和剪切破坏，且该乳化油脂在食品饮料等终端产品中具有良好的稳定性，货架期内不发生脂肪上浮等稳定性问题。

本发明还提供了上述耐热耐剪切乳化油脂的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种耐热耐剪切乳化油脂，按重量份计，各原料组分如下：经酶处理后的酪朊酸钠0.5-10份，油脂5-30份，连续相介质60-94份，其它乳化剂0-10份，碳水化合物0-20份，缓冲盐0-1份，天然抗氧化剂0-0.1份。

作为优选，按重量份计，各原料组分如下：经酶处理后的酪朊酸钠1-5份，油脂10-25份，连续相介质65-90份，其它乳化剂2-8份，碳水化合物1-10份，缓冲盐0.1-0.6份，天然抗氧化剂0.01-0.05份。

作为优选，所述油脂为植物油（如大豆油、花生油、葵花籽油、棕榈油、菜籽油、椰子油等）、氢化植物油（如氢化大豆油、氢化棕榈油、氢化椰子油等）、乳脂肪（如无水奶油）、精油（柠檬精油、甜橙精油等）、中链甘油三酸酯中的一种或几种。

作为优选，所述连续相介质为水、丙二醇、丙三醇、葡萄糖浆中的一种或几种。

作为优选，所述经酶处理后的酪朊酸钠为采用谷氨酰胺转氨酶对酪朊酸钠交联处理，交联处理的温度为45-50℃，时间0.5-4小时，谷氨酰胺转氨酶用量为酪朊酸钠重量的0.01%-1%（优选0.1%-0.8%）。

作为优选，所述其它乳化剂为阿拉伯胶、大豆磷脂、酶解大豆磷脂、皂树提取物中的一种或几种。

作为优选，所述碳水化合物为葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、麦芽糊精中的一种或几种；所述缓冲盐为六偏磷酸钠、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、三聚磷酸钠、柠檬酸钠、碳酸氢钠中的一种或几种；天然抗氧化剂为天然维生素e、留兰香提取物、迷迭香提取物中的一种或几种。

耐热耐剪切乳化油脂的制备方法，包括如下步骤：

（1）将乳化剂组分加入到预热至50-75℃的连续相介质中，高速剪切（剪切速度3000-5000转/分钟，剪切5-20分钟），获得混合液a；

（2）将混合液a冷却至45-50℃，加入谷氨酰胺转氨酶，保温反应0.5-4小时，反应完成后，水浴加热至90℃保持5分钟进行灭酶并冷却至30-70℃，获得混合液b；

（3）将其余组分加入到混合液b中，高速剪切（剪切速度4000-6000转/分钟，剪切10-25分钟），并在30-70℃的温度下，用高压均质机在20-40mpa的压力下均质1-3次，获得耐热耐剪切乳化油脂。

耐热耐剪切乳化油脂的制备方法，包括如下步骤：

（1）将乳化剂组分加入到预热至50-75℃的连续相介质中，高速剪切（剪切速度3000-5000转/分钟，剪切5-20分钟），获得混合液a；

（2）将油脂加入到预热至30-70℃的混合液a中，高速剪切（剪切速度4000-6000转/分钟，剪切10-25分钟），获得混合液b’；

（3）将混合液b’冷却或升温至45-50℃，加入谷氨酰胺转氨酶，保温反应0.5-4小时，反应完成后，水浴加热至90℃保持5分钟进行灭酶并冷却至30-70℃，加入其余组分，高速剪切，并在30-70℃的温度下，用高压均质机在20-40mpa的压力下均质1-3次，获得耐热耐剪切乳化油脂。

作为优选，所述乳化剂组分为酪朊酸钠或酪朊酸钠+其它乳化剂。

乳化油脂的组分不含有人工合成的乳化剂。酪朊酸钠亦称酪蛋白酸钠，是牛乳中酪蛋白的钠盐，由酪蛋白凝乳经碱处理形成，是一种安全无害的天然乳化剂。本发明采用经谷氨酰胺转氨酶处理后的酪朊酸钠作为首要的大分子乳化剂。谷氨酰胺转氨酶（转谷氨酰胺酶，glutaminetransaminase，tg），其可催化酪朊酸钠发生分子内和分子间的共价交联，对酪朊酸钠的发泡性，乳化性，乳化稳定性，热稳定性、保水性和凝胶性产生显著影响，其作用机制是将酪朊酸钠多肽链上赖氨酸的ε-氨基与谷氨酰胺的酰胺基发生交联，形成ε-(γ-谷氨酰基)-赖氨酸异肽键，使酪朊酸钠发生共价交联，从而改善食品质构和功能。经过交联后的酪朊酸钠对于高温和剪切力的破坏承受力更强。

本发明的有益效果是：

1、本发明制备的耐热耐剪切乳化油脂，油滴平均粒度为0.2-0.8μm，具有良好的耐热耐剪切性能，可经受苛刻的饮料生产工艺，且在货架期内保持稳定，不出现脂肪上浮等稳定性问题。

2、本发明制备的耐热耐剪切乳化油脂仅添加天然乳化剂，不添加人工合成乳化剂，符合食品工业追求天然的趋势，可以植脂末和乳化香精的形式应用于各类饮料产品。

附图说明

图1是谷氨酰胺转氨酶添加量对酪朊酸钠交联程度的影响。

图2是热剪切时间对乳化油脂粒度的影响。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。

实施例1

耐热耐剪切乳化油脂的制备方法，包括以下步骤：

将2kg酪朊酸钠加入到88kg预热至70℃的水中，高速剪切，获得混合液a；

将混合液a冷却至50℃，加入0.01kg酶活力为1000u/g的谷氨酰胺转氨酶（广西南宁庞博公司），保温反应2小时，反应完成后，水浴加热至90℃保持5分钟进行灭酶并冷却至60℃，获得混合液b；

将10kg无水奶油加入到混合液b中，高速剪切，并在65℃的温度下，用高压均质机在30mpa的压力下均质2次，获得耐热耐剪切乳化油脂。

在实施例1中，本发明对谷氨酰胺转氨酶添加量进行了验证，通过sds-聚丙烯酰胺凝胶电泳来说明酶添加量对酪朊酸钠交联程度的影响，如图1所示。电泳图中从左到右依次为蛋白标准品（maker），酪朊酸钠不加酶，加酶0.005kg，0.01kg，0.02kg，0.03kg，0.04kg和0.05kg。随酶添加量增加，单体酪蛋白呈减少趋势，而蛋白聚合物呈逐渐增多的趋势。当酶添加量为0.01kg时，绝大多数酪朊酸钠（酪蛋白）发生了交联，以聚合物形式存在，有少量酪朊酸钠仍以单体形式存在。

乳化油脂的耐热耐剪切性能通过热剪切实验进行验证，将通过实施例1获得的乳化油脂和不经过酶处理获得的乳化油脂进行高速热剪切实验（85℃，5000转/分钟，0-90分钟），测定平均粒度，如图2所示。与不经酶处理方案相比，酶处理获得的乳化油脂经热剪切粒度增加的幅度更小，稳定性得到显著提高。

实施例2

耐热耐剪切乳化油脂的制备方法，包括以下步骤：

将2.5kg酪朊酸钠和1kg大豆磷脂加入到66.2kg预热至70℃的水中，高速剪切，获得混合液a；

将混合液a冷却至50℃，加入0.006kg酶活力为1000u/g的谷氨酰胺转氨酶（广西南宁庞博公司），保温反应2小时，反应完成后，水浴加热至90℃保持5分钟进行灭酶并冷却至55℃，获得混合液b；

将15kg大豆油，10kg中链甘油三酸酯，5kg蔗糖，0.3kg六偏磷酸钠，0.02kg天然维生素e加入到混合液b中，高速剪切，并在60℃的温度下，用高压均质机在30mpa的压力下均质2次，获得耐热耐剪切乳化油脂。

实施例3

耐热耐剪切乳化油脂的制备方法，包括以下步骤：

将1.5kg酪朊酸钠，8kg阿拉伯胶和0.5kg酶解大豆磷脂加入到80kg预热至50℃的水中，高速剪切，获得混合液a；

将混合液a冷却至45℃，加入0.005kg酶活力为1000u/g的谷氨酰胺转氨酶（广西南宁庞博公司），保温反应3小时，反应完成后，水浴加热至90℃保持5分钟进行灭酶并冷却至35℃，获得混合液b；

将10kg柠檬精油，0.02kg留兰香提取物加入到混合液b中，高速剪切，并在35℃的温度下，用高压均质机在35mpa的压力下均质3次，获得耐热耐剪切乳化油脂。

实施例4

耐热耐剪切乳化油脂的制备方法，包括以下步骤：

将1.5kg酪朊酸钠和1.5kg皂树提取物加入到预热至50℃的50kg丙二醇和37kg丙三醇混合液中，高速剪切，获得混合液a；

将10kg甜橙精油加入到预热至40℃的混合液a中，高速剪切，获得混合液b’；

将混合液b’升温至45℃，加入0.008kg酶活力为1000u/g的谷氨酰胺转氨酶（广西南宁庞博公司），保温反应3小时，反应完成后，水浴加热至90℃保持5分钟进行灭酶并冷却至40℃，加入0.02kg迷迭香提取物，高速剪切，并在40℃的温度下用高压均质机在40mpa的压力下均质3次，获得耐热耐剪切乳化油脂。

实施例5

耐热耐剪切乳化油脂的制备方法，包括以下步骤：

将3kg酪朊酸钠和2kg酶解大豆磷脂加入到68.4kg预热至70℃的葡萄糖浆中，高速剪切，获得混合液a；

将25kg氢化棕榈油，加入到冷却至65℃的混合液a中，高速剪切，获得混合液b’；

将混合液b’冷却至50℃，加入0.02kg酶活力为1000u/g的谷氨酰胺转氨酶（广西南宁庞博公司），保温反应2小时，反应完成后，水浴加热至90℃保持5分钟进行灭酶并冷却至65℃，加入0.4kg六偏磷酸钠，0.2kg碳酸氢钠，高速剪切，并在65℃的温度下用高压均质机在30mpa的压力下均质3次，获得乳化油脂乳状液，进行喷雾干燥，获得耐热耐剪切乳化油脂粉末。

本发明制备的耐热耐剪切乳化油脂，油滴平均粒度为0.2-0.8μm，具有良好的耐热耐剪切，可耐受80℃以上，10001/s以上的剪切速率（剪切速率单位是1/s，饮料加工工艺涉及的搅拌、剪切、泵送、管道流动过程剪切速率范围是10-10001/s），可经受苛刻的饮料生产工艺，且在货架期内保持稳定，不出现脂肪上浮等稳定性问题，普通方法制备的乳化油脂在3个月内易发生脂肪上浮问题，而本发明的方法则不会发生。

本发明制备的耐热耐剪切乳化油脂仅添加天然乳化剂，不添加人工合成乳化剂，符合食品工业追求天然的趋势，可以植脂末和乳化香精的形式应用于各类饮料产品。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。