本发明涉及食品加工技术领域，具体涉及一种食用粉末油脂及其制备方法和应用。
背景技术：
油脂是一类高能的物质，为人体提供能量、参与机体的构成，同时更是作为脂溶性维生素的载体来促进人体对脂溶性维生素的消化与吸收；另外，多不饱和脂肪酸类功能性油脂更参与人体的生长调节活动，在心血管疾病的预防、促进视力与视网膜的发育等方面，发挥重要作用。
在这一生理功能研究的背景下，婴幼儿配方食品、中老年食品、保健品开始广泛应用多不饱和脂肪酸油脂，一方面优化食品的脂肪酸结构、另一方面又提供脂类膳食营养，在这一过程中，多不饱和脂肪酸油脂的消化、吸收的效率将影响到油脂对人体发挥的作用。而人体对油脂的消化与吸收，与油脂自身的碳链结构、脂肪球的形态等密切相关：油脂进入人体后，先经过唾液、尤其是胆汁的乳化变成微小颗粒后，再经胰脂肪酶作用下，水解成可供人体直接吸收的短链脂肪酸甘油三酯物、长链脂肪酸再经酯化变成乳糜后被人体吸收。
但是，长链多不饱和脂肪酸油脂属于大分子油脂，其在人体内被胆汁乳化、再被胰脂肪酶分解的效果远远差于小分子的油脂颗粒，使人体对多不饱和脂肪酸油脂的消化吸收与利用效果达不到预期的效果。
技术实现要素：
本发明的目的是为了克服现有技术存在的人体对多不饱和脂肪酸油脂吸收利用效果差的问题，提供一种食用粉末油脂及其制备方法和应用，可改善脂肪球的口感与品质，同时有效提高人体对多不饱和脂肪酸油脂的吸收效果。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种食用粉末油脂，所述食用粉末油脂中脂肪球粒径小于10μm的颗粒数占总颗粒数的60％以上，且脂肪球粒径小于5μm的颗粒数占总颗粒数的30％以上。
优选地，所述食用粉末油脂中脂肪球粒径小于10μm的颗粒数占总颗粒数的80％以上，且脂肪球粒径小于5μm的颗粒数占总颗粒数的65％以上，优选为，所述食用粉末油脂脂肪球粒径小于10μm的颗粒数占总颗粒数的90％以上，且脂肪球粒径小于5μm的颗粒数占总颗粒数的85％以上。
优选地，所述食用粉末油脂的成分包括多不饱和脂肪酸油脂、成膜剂和填充剂，其中，所述多不饱和脂肪酸油脂、所述填充剂和所述成膜剂的质量比为12-35：30-80：1-18。
优选地，所述多不饱和脂肪酸油脂为dha油脂或ara油脂，所述成膜剂为酪蛋白酸钠、酪蛋白酸钾、乳清蛋白粉和变性淀粉中的一种或多种，所述填充剂为固体玉米糖浆、葡萄糖、乳糖和麦芽糊精中的一种或多种，其中，所述多不饱和脂肪酸油脂中dha或ara的质量分数大于35％。
本发明第二方面提供一种食用粉末油脂的制备方法，该方法包括：
(1)在温度为40-90℃的条件下，将多不饱和脂肪酸油脂、成膜剂、填充剂和水混合均匀，得到料液；
(2)将步骤(1)制得的料液进行高压均质，所述高压均质的条件包括温度为40-80℃、压力为20-100mpa，直至形成的脂肪颗粒中粒径小于10μm的颗粒数占总颗粒数的60％以上，且粒径小于5μm的颗粒数占总颗粒数的30％以上，得到脂肪球料液，将制得的脂肪球料液干燥后得到食用粉末油脂。
优选地，步骤(2)中，所述食用粉末油脂中脂肪球粒径小于10μm的颗粒数占总颗粒数的80％以上，且脂肪球粒径小于5μm的颗粒数占总颗粒数的65％以上，优选为，所述食用粉末油脂中脂肪球粒径小于10μm的颗粒数占总颗粒数的90％以上，且脂肪球粒径小于5μm的颗粒数占总颗粒数的85％以上。
优选地，所述多不饱和脂肪酸油脂为dha油脂或ara油脂，所述成膜剂为酪蛋白酸钠、酪蛋白酸钾、乳清蛋白粉和变性淀粉中的一种或多种，所述填充剂为固体玉米糖浆、葡萄糖、乳糖和麦芽糊精中的一种或多种，所述多不饱和脂肪酸油脂、填充剂、成膜剂与水的质量比为12-35：30-80：1-18：80-100。
优选地，该方法还包括将步骤(2)制得的脂肪球料液输送到料液暂存罐中进行暂存，然后再进行干燥固定得到食用粉末油脂，优选采用料液暂存罐充氮气保护的方法进行暂存。
本发明的第三方面提供由上述方法制备的食用粉末油脂，其中所述食用粉末油脂的松装密度为260-650g/l。
本发明的第四方面提供由上述食用粉末油脂或上述方法制备的食用粉末油脂在食品中的应用，其中所述食品为婴幼儿配方奶粉、中老年奶粉、孕妇奶粉、固体饮料。
通过上述技术方案，可以达到以下优点：
本发明将粒径小于10μm的颗粒数和粒径小于5μm的颗粒数分别占总颗粒数的比例作为食用粉末油脂的控制指标，有效提高了人体对该粉末油脂中多不饱和脂肪酸油脂的吸收效果；高压均质处理的时间较短，有效缩短了油脂固定前处理的流程，进而缩短了油脂在高温前处理过程中的停留时间，减少油脂被氧化破坏的程度，保证食用粉末油脂的口感与品质。本发明的制备方法中，通过缩短油脂固定化前处理的流程、简化设备操作、料液充氮保护等措施的实施，减少抗氧化剂的使用，同时避免了油脂在前处理的高温与液态环境下的氧化问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，作详细说明。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
第一方面，本发明提供了一种食用粉末油脂，所述食用粉末油脂中脂肪球粒径小于10μm的颗粒数占总颗粒数的60％以上，且脂肪球粒径小于5μm的颗粒数占总颗粒数的30％以上。
优选地，所述食用粉末油脂中脂肪球粒径小于10μm的颗粒数占总颗粒数的80％以上，且脂肪球粒径小于5μm的颗粒数占总颗粒数的65％以上，优选为，所述食用粉末油脂脂肪球粒径小于10μm的颗粒数占总颗粒数的90％以上，且脂肪球粒径小于5μm的颗粒数占总颗粒数的85％以上。
优选地，所述食用粉末油脂的成分包括多不饱和脂肪酸油脂、成膜剂和填充剂，其中，所述多不饱和脂肪酸油脂、所述填充剂和所述成膜剂的质量比为12-35：30-80：1-18。
优选地，所述多不饱和脂肪酸油脂为dha油脂或ara油脂，所述成膜剂为酪蛋白酸钠、酪蛋白酸钾、乳清蛋白粉和变性淀粉中的一种或多种，所述填充剂为固体玉米糖浆、葡萄糖、乳糖和麦芽糊精中的一种或多种，其中，所述多不饱和脂肪酸油脂中dha或ara的质量分数大于35％。
第二方面，本发明提供了一种食用粉末油脂的制备方法，该方法包括：
(1)在温度为40-90℃的条件下，将多不饱和脂肪酸油脂、成膜剂、填充剂和水混合均匀，得到料液；
(2)将步骤(1)制得的料液进行高压均质，所述高压均质的条件包括温度为40-80℃、压力为20-100mpa，直至形成的脂肪颗粒中粒径小于10μm的颗粒数占总颗粒数的60％以上，且粒径小于5μm的颗粒数占总颗粒数的30％以上，得到脂肪球料液，将制得的脂肪球料液干燥后得到食用粉末油脂。
本发明中，步骤(1)中所述温度为40-90℃，具体可以为40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃，或者上述两个值之间的任意数值；步骤(2)中高压均质的温度为40-80℃，具体可以为40℃、50℃、60℃、70℃、80℃，或者上述两个值之间的任意数值，更优选地，高压均质温度为60-75℃；步骤(2)中高压均质的压力为20-100mpa，具体可以为20mpa、40mpa、60mpa、80mpa、100mpa，或者上述两个值之间的任意数值，更优选地，高压均质的压力为60-100mpa。
优选地，步骤(2)中，所述食用粉末油脂中脂肪球粒径小于10μm的颗粒数占总颗粒数的80％以上，且脂肪球粒径小于5μm的颗粒数占总颗粒数的65％以上，优选为，所述食用粉末油脂中脂肪球粒径小于10μm的颗粒数占总颗粒数的90％以上，且脂肪球粒径小于5μm的颗粒数占总颗粒数的85％以上。
优选地，所述多不饱和脂肪酸油脂为dha油脂或ara油脂，所述成膜剂为酪蛋白酸钠、酪蛋白酸钾、乳清蛋白粉和变性淀粉中的一种或多种，所述填充剂为固体玉米糖浆、葡萄糖、乳糖和麦芽糊精中的一种或多种，所述多不饱和脂肪酸油脂、填充剂、成膜剂与水的质量比为12-35：30-80：1-18：80-100。本发明中，麦芽糊精的葡萄糖值≤20、固体玉米糖浆的葡萄糖值≥20。
优选地，该方法还包括将步骤(2)制得的脂肪球料液输送到料液暂存罐中进行暂存，然后再进行干燥固定得到食用粉末油脂，优选采用料液暂存罐充氮气保护的方法进行暂存。
本发明中，脂肪球料液的干燥固定可以采用真空冷冻干燥、压力喷雾干燥、气流喷雾干燥、离心喷雾干燥或其他任意一种干燥的方式。优选地，所述干燥固定采用压力喷雾干燥，所述压力喷雾干燥的条件包括固形物浓度固形物浓度≥30％、热风温度为130-210℃、喷雾压力为8-20mpa；脂肪球料液的暂存可以采用控制每批次的投料量来缩短料液暂存的时间，或者采用料液暂存罐充氮气保护的方法来控制油脂氧化程度，优选地，采用料液暂存罐充氮气保护的方法进行暂存。
第三方面，本发明提供了由上述方法制备的食用粉末油脂，其中所述食用粉末油脂的松装密度为260-650g/l。
第四方面，本发明提供了由上述方法制备的食用粉末油脂在食品中的应用，其中所述食品为婴幼儿配方奶粉、中老年奶粉、孕妇奶粉、固体饮料。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，dha含量采用“gb5009.168-2016食品安全国家标准食品中脂肪酸的测定”方法测定；ara含量采用“gb5009.168-2016食品安全国家标准食品中脂肪酸的测定”的方法测定。料液中脂肪球直径大小用“奥林巴斯cx23生物显微镜”目视观察测定，具体测量方法为：取料液样品用滴定管移取5-10滴到载玻片上，用放大倍率为100倍的油镜镜头和带有标尺刻度的物镜观察脂肪球直径大小；固体粉末油脂中脂肪球粒径大小测定时，先用25-30℃的温水按30-50％固形物浓度溶解，然后再用滴定管移取5-10滴料液滴到载玻片上，用放大倍率为100倍的油镜镜头和带有标尺刻度的物镜观察脂肪球直径大小(每个样品分别取5次滴液进行测量)。松装密度采用“丹东bt1000粉体特性测试仪”测定。多不饱和脂肪酸油脂购于临沂友康生物科技有限公司，其他原料均为市售品。
实施例1
(1)在温度为70℃的条件下，将25kg多不饱和脂肪酸油脂、10kg酪蛋白酸钠、50kg固体玉米糖浆和90kg水混合均匀，得到料液，其中，多不饱和脂肪酸油脂为dha油脂，油脂中dha的含量为47wt％；
(2)将步骤(1)制得的料液在温度为60℃、压力为60mpa的条件下进行高压均质，直至形成的脂肪颗粒中，粒径小于10μm的颗粒数占总颗粒数的90％以上，且粒径小于5μm的颗粒数占总颗粒数的85％以上，制得脂肪球料液；
(3)将步骤(2)制得的脂肪球料液送入料液暂存罐中充氮气保护暂存，然后再进行压力喷雾干燥，压力喷雾干燥条件包括固形物浓度37.9％、热风温度150℃、喷雾压力15mpa，得到食用粉末油脂。
实施例2
(1)在温度为90℃的条件下，将35kg多不饱和脂肪酸油脂、11kg酪蛋白酸钾、7kg乳清蛋白粉、80kg麦芽糊精和100kg水混合均匀，得到料液，其中，多不饱和脂肪酸油脂为ara油脂，油脂中ara含量为48wt％；
(2)将步骤(1)制得的料液在温度为75℃、压力为80mpa的条件下进行高压均质，直至形成的脂肪颗粒中，粒径小于10μm的颗粒数占总颗粒数的90％以上，且粒径小于5μm的颗粒数占总颗粒数的85％以上；
(3)将步骤(2)制得的脂肪球料液送入料液暂存罐中充氮气保护暂存，然后再进行压力喷雾干燥，压力喷雾干燥条件包括固形物浓度为45.3％、热风温度160℃、喷雾压力20mpa，得到食用粉末油脂。
实施例3
(1)在温度为40℃的条件下，将12kg多不饱和脂肪酸油脂、1kg变性淀粉、4kg乳糖、26kg葡萄糖和80kg水混合均匀，得到料液，其中，多不饱和脂肪酸油脂为dha油脂，油脂中dha含量为46wt％；
(2)将步骤(1)制得的料液在温度为65℃、压力为100mpa的条件下进行高压均质，直至形成的脂肪颗粒中，粒径小于10μm的颗粒数占总颗粒数的90％以上，且粒径小于5μm的颗粒数占总颗粒数的85％以上；
(3)将步骤(2)制得的脂肪球料液送入料液暂存罐中充氮气保护暂存，然后再进行压力喷雾干燥，压力喷雾干燥条件包括固形物浓度为49％、热风温度170℃、喷雾压力10mpa，得到食用粉末油脂。
实施例4
(1)在温度为75℃的条件下，将15kg多不饱和脂肪酸油脂、12kg乳清蛋白粉、25kg乳糖、13kg麦芽糊精和85kg水混合均匀，得到料液，其中，多不饱和脂肪酸油脂为dha油脂，油脂中dha含量为40wt％；
(2)将步骤(1)制得的料液在温度为40℃、压力为70mpa的条件下进行高压均质，直至形成的脂肪颗粒中，粒径小于10μm的颗粒数占总颗粒数的80％以上，且粒径小于5μm的颗粒数占总颗粒数的65％以上；
(3)将步骤(2)制得的脂肪球料液送入料液暂存罐中充氮气保护暂存，然后进行压力喷雾干燥，压力喷雾干燥条件包括固形物浓度为48％、热风温度170℃、喷雾压力10mpa，得到食用粉末油脂。
实施例5
(1)在温度为75℃的条件下，将10kg多不饱和脂肪酸油脂、9kg乳糖、固体玉米糖浆11kg、5kg变性淀粉和70kg水混合均匀，得到料液，其中，多不饱和脂肪酸油脂为ara油脂，油脂中ara含量为41wt％；
(2)将步骤(1)制得的料液在温度为80℃、压力为20mpa的条件下进行高压均质，直至形成的脂肪颗粒中，粒径小于10μm的颗粒数占总颗粒数的80％以上，且粒径小于5μm的颗粒数占总颗粒数的70％以上；
(3)将步骤(2)制得的脂肪球料液送入料液暂存罐中充氮气保护暂存，然后再进行压力喷雾干燥，压力喷雾干燥条件包括固形物浓度为44％、热风温度160℃、喷雾压力20mpa，得到食用粉末油脂。
实施例6
(1)在温度为75℃的条件下，将30kg多不饱和脂肪酸油脂、10kg变性淀粉、25kg乳糖、50kg麦芽糊精和115kg水混合均匀，得到料液，其中，多不饱和脂肪酸油脂为dha油脂，油脂中dha含量为38wt％；
(2)将步骤(1)制得的料液在温度为60℃、压力为40mpa的条件下进行高压均质，直至形成的脂肪颗粒中，粒径小于10μm的颗粒数占总颗粒数的60％以上，且粒径小于5μm的颗粒数占总颗粒数的30％以上；
(3)将步骤(2)制得的脂肪球料液进行压力喷雾干燥，压力喷雾干燥条件包括固形物浓度为50％、热风温度160℃、喷雾压力20mpa，得到食用粉末油脂。
实施例7
(1)在温度为65℃的条件下，将30kg多不饱和脂肪酸油脂、25kg固体葡萄糖浆、46kg麦芽糊精、8kg乳清蛋白粉和128kg水混合均匀，得到料液，其中，多不饱和脂肪酸油脂为ara油脂，油脂中ara的含量为46wt％；
(2)将步骤(1)制得的料液在温度为65℃、压力为45mpa的条件下进行高压均质，直至形成的脂肪颗粒中，粒径小于10μm的颗粒数占总颗粒数的60％以上，且粒径小于5μm的颗粒数占总颗粒数的30％以上；
(3)将步骤(2)制得的料液送入料液暂存罐中充氮气保护暂存，然后采用真空冷冻干燥的方法干燥固定，其中真空冷冻干燥的过程为：a、在温度为-30至-35℃的速冻库中速冻2-3h，b、将速冻好的物料送入冻干仓后，开始抽真空，真空度为100pa，c、待真空度达到工艺要求后，开始升温干燥，加热介质为导热油，升温时控制导热油加热器的功率，确保导热油升温幅度为5℃/h，d、待导热油升温到80℃、待物料温度达到70℃时，关闭导热油的加热器，e、保持70℃的物料温度3-4h，待真空度低于60pa时，干燥完毕并出料，f、将冻干后的粉输送到洁净区内，用万能磨粉机磨粉，得到食用粉末油脂。
对比例1
(1)混合：将8kg多不饱和脂肪酸油脂、3kg卵磷脂、2kg亚麻酸油脂和2kg中链甘油三酯混合，加热至60℃，加入0.5kg复合乳化剂，其中，多不饱和脂肪酸油脂按质量百分比计，包括以下组分：ara油脂47％、紫苏油26％、葵花籽油27％，ara油脂中ara的含量为45.3％，复合乳化剂按质量百分比计，包括以下组分：胆汁酸盐20％、蔗糖脂肪酸酯17％、司盘-8017％、三聚甘油单硬脂酸酯10％、玉米淀粉20％；
(2)取水于配料缸中加热，加入0.5kg胆碱、1kg烟酰胺、复合抗氧化剂、1kg维生素c、2kg包被物，再加入步骤(1)得到的混合物混合，其中，复合抗氧化剂按质量百分比计，包括以下组分：2-叔丁基对苯二酚20％、没食子酸丙酯15％、丁基羟基茴香醚10％、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚10％、乙二胺四乙酸5％，包被物按质量百分比计，包括以下组分：酪蛋白20％、麦芽糖浆40％、乳糖20％、乳清粉15％及玉米蛋白粉30％；
(3)将温度升至80℃，并进行连续均质三级乳化处理；
第一级乳化处理：乳化液经乳化泵进行初步均质乳化，压力30mpa，转速为3000rpm；第二级乳化处理：初步均质乳化液在高速剪切均质机的作用下进行高速剪切均质乳化，压力为1mpa，转速为15000rpm；第三级乳化处理：高速剪切均质乳化的乳化液经高压均质机进行高压均质乳化，压力为50mpa；
(4)乳化液经高压喷雾塔喷雾制粒，进风温度为190℃、出风温度为80℃、压力为20mpa，干燥后得到食用粉末油脂。
对比例2
(1)在温度为80℃的条件下，将15kg多不饱和脂肪酸油脂、8kg酪蛋白酸钠、15kg固体玉米糖浆和85kg水混合均匀，得到料液，其中，多不饱和脂肪酸油脂按质量百分比计，包括以下组分：dha油脂40％、紫苏油26％、葵花籽油27％，其中dha油脂中dha的含量为44.5wt％；
(2)将步骤(1)制得的料液在温度为65℃、压力为30mpa的条件下进行高压均质，直至形成的脂肪颗粒中，粒径小于50μm的颗粒数占总颗粒数的60％以上；
(3)将步骤(2)制得的脂肪颗粒在升华温度为70℃的条件下进行真空冷冻干燥，得到食用粉末油脂。
分别将实施例1-实施例7和对比例1-对比例2得到的食用粉末油脂，进行食用粉末油脂的平均粒径、松装密度、dha或ara含量、人体吸收峰值的检测，得到的测定数据见表1。
人体吸收峰值的检测方法为：受试者在禁食12小时后进餐，进餐包括63.5g实施例或对比例制得的食用油脂粉末、无脂谷类食品38.5g、脱脂牛奶210ml、糖3.5g和苹果汁140ml。在剩下的9小时的试验期内，受试者只吃米饭90g、面90g和新鲜水果(苹果)，一整天都可以喝苹果汁或水，平均能量摄入为3499kj，包括146g碳水化合物、21g蛋白质和34g总脂肪。按照受试者在食用粉末油脂后1、2、3、4、5、6、7、8、9小时的频次抽取受试者的血液，采用气相色谱分析血液中脂肪酸的含量，取受试者血液中dha或ara的吸收峰值。
通过表1的结果可以看出，采用本发明制备方法的实施例1-实施例7制得的食用粉末油脂，相比于对比例1和对比例2，平均粒径较小、松装密度大，人体在服用相同剂量的实施例和对比例制得的油脂后，实施例1-实施例7具有更好的人体吸收效果，dha或ara的人体吸收峰值相对于对比例1和对比例2具有明显的提高。
表1
测试例人体功效试验
招募40名男女志愿者来进行了食用粉末油脂中多不饱和脂肪酸油脂的人体吸收率的功效试验：
受试者在禁食12小时后进餐，进餐包括30g油脂或63.5g食用油脂粉末(实施例1和实施例2的产品规格约为10％，即含dha或ara6.35g)、无脂谷类食品38.5g、脱脂牛奶210ml、糖3.5g和苹果汁140ml。在剩下的9小时的试验期内，受试者只吃米饭90g、面90g和新鲜水果(苹果)，一整天都可以喝苹果汁或水，平均能量摄入为3499kj，包括146g碳水化合物、21g蛋白质和34g总脂肪。
将受试者平均分为4组，第一组受试者食用的油脂为实施例1制备的食用粉末油脂、第二组受试者食用的油脂为正常多不饱和脂肪酸油脂(油脂组分按质量百分比计包括：dha油脂47％、紫苏油26％、葵花籽油27％，其中dha油脂中dha含量为45wt％，30g油脂混合物中纯dha的量约为6.35g)、第三组受试者食用的油脂为实施例2制备的食用粉末油脂、第四组受试者食用的油脂为正常多不饱和脂肪酸油脂(油脂组分按质量百分比计包括：ara油47％、紫苏油26％、葵花籽油27％，其中ara油脂中ara的含量为45％，30g油脂混合物中纯dha的量约为6.35g)。
取样分析：按照受试者在食用粉末油脂后1、2、3、4、5、6、7、8、9小时的频次抽取受试者的血液，采用气相色谱分析血液中脂肪酸的含量，结果发现，食用本发明实施例1和实施例2制得的粉末油脂后3小时左右血液中dha或ara的浓度达到最高值，而常规的油脂在食用后5小时左右血液中dha或ara的浓度才达到最高值，峰值时的结果见表2。
表2
由表2中的数据结果显示，达到吸收平衡的峰值时，普通dha油脂的血浆浓度仅仅是实施例1所制得的食用粉末油脂的47.19％、普通ara油脂的血浆浓度仅仅是实施例2所制得的食用粉末油脂的43.45％。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。