2018年5月14日，世界衛(wèi)生組織（WHO）宣布：2023年前，將在全球范圍內(nèi)停用人工反式脂肪。目前，膳食中反式脂肪主要來(lái)源之一就是部分氫化植物油（PHOs）。毋庸置疑，以PHOs為原料的人造奶油的應(yīng)用將會(huì)日趨減少。然而，從目前來(lái)看，人造奶油早已滲透于烘焙食品、冰淇淋等食品的應(yīng)用中。在這種背景下，開(kāi)發(fā)高品質(zhì)、低成本的人造奶油替代品，成為現(xiàn)代食品產(chǎn)業(yè)亟待解決的難點(diǎn)。
精準(zhǔn)發(fā)力
高品質(zhì)人造奶油助力食業(yè)向健康轉(zhuǎn)型
近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所副所長(zhǎng)、“國(guó)家花生產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系”加工研究室主任、中國(guó)糧油學(xué)會(huì)花生食品分會(huì)會(huì)長(zhǎng)王強(qiáng)研究員領(lǐng)銜的油料加工與品質(zhì)調(diào)控創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)與英國(guó)赫爾大學(xué)合作，利用花生蛋白研發(fā)出一種新型食品高內(nèi)相Pickering乳液。無(wú)論從食品安全還是功能性質(zhì)上來(lái)考量，這種具有“營(yíng)養(yǎng)、健康”基因，以花生蛋白微凝膠顆粒穩(wěn)定的高內(nèi)相Pickering乳液，都是人造奶油極具潛力的替代物之一，可助力我國(guó)食品產(chǎn)業(yè)向營(yíng)養(yǎng)、健康轉(zhuǎn)型。相關(guān)研究成果已在線發(fā)表于國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)（AngewandteChemie International Edition）》上。
目前，已經(jīng)有足夠的證據(jù)表明，反式脂肪具有引發(fā)心血管疾病、糖尿病、癌癥等疾病的風(fēng)險(xiǎn)。人造奶油的主要成分氫化植物油中含有反式脂肪。但人造奶油在食品領(lǐng)域的實(shí)際消費(fèi)量和產(chǎn)量呈逐年上升之勢(shì)。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2010-2014年，全球人造奶油年均產(chǎn)量約1400萬(wàn)噸，其中美國(guó)的產(chǎn)量最高，為400萬(wàn)噸。
高內(nèi)相Pickering乳液，是以固體納米或微米顆粒代替?zhèn)鹘y(tǒng)乳化劑、內(nèi)相分?jǐn)?shù)不低于74%的一類高度濃縮乳液。近年來(lái)，以蛋白質(zhì)等天然原料制備高內(nèi)相Pickering乳液，并探索其在食品領(lǐng)域的潛在應(yīng)用是本領(lǐng)域研究的前沿，但其難點(diǎn)是如何突破天然材料結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可修飾性差的問(wèn)題，使制備的乳液功能性質(zhì)與合成材料相媲美。
思路新穎
以資源豐富的花生蛋白為原料
記者了解到，自2016年7月開(kāi)始研發(fā)至今的這一項(xiàng)目，是國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目之一。該研究基于團(tuán)隊(duì)在花生蛋白多尺度結(jié)構(gòu)變化與修飾改性方面的基礎(chǔ)上，以親水性花生蛋白微凝膠顆粒為乳化劑，成功研發(fā)出一種新型食品高內(nèi)相Pickering乳液。冷凍掃描電鏡（Cryo-SEM）和激光共聚焦顯微鏡（CLSM）結(jié)果表明，其主要穩(wěn)定機(jī)制為吸附在液滴周圍的顆粒形成“彈性界面膜”，與外相中顆粒構(gòu)建3-D網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)共同阻止了液滴的聚結(jié)失穩(wěn)。
談及此項(xiàng)目的研發(fā)思路，王強(qiáng)告訴記者，其核心是一種新的反式脂肪替代物的研發(fā)，主要是基于高內(nèi)相Pickering乳液。從傳統(tǒng)上來(lái)看，這種乳液都是以無(wú)機(jī)或有機(jī)合成的微納米顆粒為乳化劑來(lái)制備的。在設(shè)計(jì)研發(fā)時(shí)，我們另辟蹊徑——因?yàn)槿橐鹤罱K是要應(yīng)用到食品中，所以就考慮能不能用花生蛋白來(lái)制備pickering乳液?！巴ㄟ^(guò)大量實(shí)驗(yàn)，通過(guò)改性，先制備花生蛋白微凝膠顆粒，然后加入油相，通過(guò)高壓均質(zhì)，最終得到高內(nèi)相Pickering乳液?！蓖鯊?qiáng)說(shuō)。
那么，為什么選用花生蛋白而非其他蛋白為原料，來(lái)制備pickering乳液呢？王強(qiáng)解釋說(shuō)，我國(guó)花生蛋白資源豐富，但是利用還很不充分，單純從具體蛋白結(jié)構(gòu)上來(lái)看，和別的蛋白差別不大，沒(méi)有完全顛覆的特點(diǎn)。但嘗試過(guò)其他蛋白，沒(méi)法達(dá)到如此高的內(nèi)相。該項(xiàng)目的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于工藝更簡(jiǎn)單、不適應(yīng)有機(jī)試劑。
創(chuàng)新特點(diǎn)
流變特性等功能性質(zhì)與人造奶油相近
研發(fā)團(tuán)隊(duì)首次以花生蛋白為原料，通過(guò)酶交聯(lián)-凝膠破碎法制備得到花生蛋白微凝膠顆粒，并利用pH調(diào)節(jié)顆粒的聚集形態(tài)，以特定聚集態(tài)的微凝膠顆粒穩(wěn)定了結(jié)構(gòu)可調(diào)的高內(nèi)相Pickering乳液，其內(nèi)相質(zhì)量分?jǐn)?shù)在已知食品級(jí)Pickering乳液中達(dá)到最高。研究顯示，該項(xiàng)目制備的Pickering乳液內(nèi)相質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)87%，在所有已報(bào)道的食品級(jí)Pickering乳液中是最高的，其外部形態(tài)、流變特性等功能性質(zhì)與人造奶油相近。
王強(qiáng)多年來(lái)從事糧油原料特性與評(píng)價(jià)、加工過(guò)程品質(zhì)形成機(jī)理與調(diào)控機(jī)制等基礎(chǔ)與應(yīng)用研究。他告訴記者，我國(guó)花生是世界花生第一生產(chǎn)大國(guó)，2017年我國(guó)花生產(chǎn)量1740萬(wàn)噸，占全球的40.7%，居世界首位。相較于大豆蛋白等植物蛋白，花生蛋白的實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域有待拓寬?！皩⒒ㄉ鞍讘?yīng)用于制備人造奶油替代品——高內(nèi)相Pickering乳液，也屬首次。今后，還將繼續(xù)加大研究力度。”王強(qiáng)說(shuō)。
據(jù)了解，該研究得到了“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目和國(guó)家農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工程的資助。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所博士研究生焦博與石愛(ài)民副研究員為本文的共同第一作者，王強(qiáng)研究員與英國(guó)赫爾大學(xué)Binks P. Bernard教授為本文的共同通訊作者。
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《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》期刊
該期刊由德國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)（German Chemical Society）主辦、Wiley-VCH出版，是化學(xué)及其相關(guān)領(lǐng)域的國(guó)際頂尖期刊，位列JCR一區(qū)，影響因子（2017年）為11.994，主要刊登創(chuàng)新性極強(qiáng)的通訊類文章。
pickering乳液
國(guó)外科學(xué)家pickering首次發(fā)現(xiàn)了固體顆粒也能起到乳化劑的作用，形成穩(wěn)定乳液。之后，這類乳液就被稱之為pickering乳液。
（王薇）
