一種基于Pickering乳液的半固態豆類泥制備方法
一種基于pickering乳液的半固態豆類泥制備方法
技術領域
1.本發明涉及食品領域內豆類泥的制備方法，尤其是一種基于pickering乳液的半固態豆類泥制備方法。
背景技術：
2.公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。
3.20世紀初，ramsden在研究蛋白質分散體系時發現膠體尺寸的固體顆粒也可以穩定乳液。后期經過pickering對其系統性的研究，該類乳液被稱為pickering乳液，與傳統表面活性劑穩定的乳液相比，pickering乳液具有穩定性更強、毒性低、用量少、成本低、環境友好可重復利用等優點。近年來，pickering乳液因其獨特的穩定性，以及在食品、藥品中的包埋、載運和質地改良等方面的潛在應用，逐漸成為食品研究領域的熱點。
4.利用干熱法使淀粉降解所得產物稱為熱解糊精，有白糊精，黃糊精和英國膠三種。白糊精和黃糊精是加酸于淀粉中加熱而得，前者溫度較低，顏為白，后者溫度較高，顏為黃。英國膠是不加酸，加熱到更高溫度而得到，顏為棕。黃糊精在水中的溶解性最強，且其具有良好的乳化性、粘附性，溶液穩定性好，由于其結構對于淀粉凝膠與老化有一定阻礙作用，目前多由玉米和木薯淀粉制備，無綠豆淀粉制備的相關報道。
5.綠豆(vigna radiata)等高淀粉含量食品經過長時間高溫處理以后其淀粉極易產生顯著的凝膠現象，導致產品的流動性降低，產品向固體凝膠轉變的趨勢更加明顯；此外，在加熱過程中，淀粉糊化由β化逐漸轉變為α化淀粉，但是在室溫下冷卻靜置一段時間(幾天或者幾個月)后容易發生老化現象，即從α化再次轉變為β化，導致產品顏發暗、凝結沉淀、風味劣變。在100℃以上的滅菌過程中淀粉的糊化度進一步提高，導致其越容易凝膠和老化。
6.綠豆等富含多種蛋白質維生素和生物功能活性物質，是一種具有較高營養價值的健康食品，現有的綠豆泥制法通常為洗凈、浸泡、煮熟、打漿、加油加糖、混勻后作為糕點的固體餡料或綠豆糕的基料，有些不直接作為食品而作為面膜基料。且一般不經過高溫熱力殺菌(100℃以上)和不作淀粉抗老化保護?，F有的豆類泥制法主要缺陷在于：
7.(1)無法制成流動態的豆泥產品，會存在嚴重析水和析油現象。
8.(2)制成的豆泥產品無法承受100℃以上熱力殺菌，因為該方法制成的產品在高溫殺菌中其淀粉極易發生凝膠作用，導致產品表面出現開裂現象。
9.(3)制成的豆泥產品在熱力殺菌和貨架期中易產生析油現象。
10.(4)制成的豆泥產品缺乏起沙的沙粒口感。
11.(5)制成的豆泥產品在貨架期中容易發生老化現象，即從α化轉變為β化，導致產品顏發暗、凝結變性、風味劣變等現象。
12.因此，開發基于pickering乳液的半固態豆泥可以有效合理利用豆類，同時為含高
淀粉原料抑制淀粉凝膠化和淀粉老化問題提供新思路、新方法。
技術實現要素：
13.本發明的目的是開發一種經過高溫殺菌處理后可以即食的半固態豆類泥產品并提出相關工藝流程，解決其經過高溫熱處理后析水、析油、淀粉凝膠、產品表面開裂的問題。
14.本發明的關鍵在于：以卵清蛋白(ova)-魔芋膠(kgm)-淀粉納米晶(sncs)復合物(o-k-s)作為pickering乳液的納米顆粒，添加油脂形成穩定的水包油型pickering乳液；再基于pickering乳液制備經過高溫熱力殺菌處理后(100～125℃，5～60分鐘)具有一定流動性的熱穩定性良好的半固態豆類泥產品，該豆泥產品具有沙粒質地和起沙口感。
15.本發明的技術方案如下：
16.一種基于pickering乳液的半固態豆類泥制備方法，包括如下步驟：
17.(1)綠豆淀粉納米晶(sncs)的制備(硫酸水解法)
18.將綠豆淀粉分散在硫酸中，于40～60℃下攪拌40～50h，之后水洗離心，冷凍干燥，得到綠豆淀粉納米晶；
19.所述綠豆淀粉與硫酸的質量體積比為40～75:500g/ml；硫酸ph＝2～3；
20.優選于50℃下以300rpm的速率機械攪拌48h；
21.所述水洗離心具體是將酸解液水洗離心直至弱酸性(ph＝6～7)；
22.(2)納米復合顆粒的制備
23.將卵清蛋白(ova)粉末溶解在磷酸鹽緩沖液中，得到卵清蛋白溶液，加入魔芋膠(kgm)，在室溫下攪拌3～5h，再加入步驟(1)制備的綠豆淀粉納米晶(sncs)，室溫下繼續攪拌3～5h，之后冷卻至0～5℃儲存20～30h，得到復合物懸液(完成o-k-s復合物的組裝)；
24.所述卵清蛋白、魔芋膠、綠豆淀粉納米晶的質量比為50:20～100:20～100，優選50:40～70:50～60；
25.所述磷酸鹽緩沖液為50mm，ph＝7.0，磷酸鹽緩沖液與卵清蛋白的體積重量比為10:1ml/g；
26.優選的，加入魔芋膠后，在室溫下500rpm攪拌4h，再加入步驟(1)制備的綠豆淀粉納米晶，室溫下繼續300rpm攪拌4h，冷卻至4℃儲存24h；
27.(3)pickering乳液的制備
28.將椰子油預熱至40～60℃，然后將其加入步驟(2)所得復合物懸浮液中，以7000～9000rpm攪拌分散4～6min，得到初級pickering乳液；再將所得初級pickering乳液進料到高壓均質器在700～900bar、300～500bar下均質兩次；
29.所述復合物懸液與椰子油的質量比為2:1～3，優選1:1；
30.優選將椰子油預熱至50℃；將椰子油加入復合物懸浮液中之后，優選以8000rpm分散5min；
31.優選初級pickering乳液進料到高壓均質器在800bar、400bar下均質兩次；
32.(4)綠豆勻漿的制備
33.綠豆依次經浸泡，蒸煮，加水打漿，過篩后，加入木瓜蛋白酶，酶作用至淀粉碘試劑反應呈藍紫后，再經滅酶處理，得到綠豆勻漿；
34.具體的操作方法如下：綠豆4℃浸泡12h，95～100℃蒸煮30min，冷卻至65℃，加入
水機械打漿，過篩，加入木瓜蛋白酶(添加量50～500u/g)，酶作用至淀粉碘試劑反應呈藍紫后，升溫至95～100℃保持3～20min滅酶，得到綠豆勻漿；
35.(5)豆泥沙粒(黃糊精)的制備
36.將1n稀鹽酸與綠豆淀粉混合均勻，常溫放置8h，隨后置于熱壓容器調到95％真空度，保持攪拌，加熱到100℃，保持此溫度到含水量降到3％，隨后常壓下將溫度增高到160℃，保持1～2h后(至淀粉熱降解轉化黃糊精完成)，輸送入流化式冷卻塔，由塔頂落下，與濕冷空氣(溫度20～25℃、濕度30～50％)接觸，達到平衡水分17～20％，再過60目篩，得到豆泥沙粒，備用；
37.所述稀鹽酸與綠豆淀粉混合后hcl質量占比為0.15～1％；
38.(6)物料混合
39.將步驟(4)所得綠豆勻漿和步驟(3)所得pickering乳液分別預熱至50～60℃后混合，1000rpm分散5min，然后在200rpm攪拌狀態下加入豆泥沙粒，繼續攪拌5min，得到混合物料；
40.所述綠豆勻漿和pickering乳液的質量比為1:1.5～2；
41.所述豆泥沙粒在混合物料中的質量占比為3～15％；
42.優選物料混合全程控制溫度在50～55℃；
43.(7)灌裝、脫氣、滅菌
44.步驟(6)所得混合物料依次經灌裝、真空脫氣、包裝封口、熱力殺菌、冷卻、常溫貯藏或冷藏，即為最終半固態豆類泥產品；
45.所述熱力殺菌的溫度為100～125℃，時間為5～60min；
46.優選的滅菌方式為121℃處理15～20min，115℃處理30min，或95℃處理15min后，室溫下貯藏24h，115℃處理10min，37℃貯藏24h，105℃處理15min。
47.上述制備方法中，綠豆也可以替換為其他高淀粉含量的豆類，如：紅豆、豌豆、豇豆、蠶豆等。
48.本發明的原理如下：
49.以pickering乳液作為濕基基底，且起到阻礙淀粉凝膠和老化的作用，原理是利用o-k-s納米復合物作為pickering乳液的乳化穩定劑，乳液產生多層界面結構，其效果：
50.①
可與淀粉形成絡合物，降低淀粉的老化回生程度，并阻礙淀粉發生凝膠現象；
51.②
乳液可有效控制高溫熱處理過程中的脂質游離；
52.③
阻止貨架期儲藏過程中淀粉間通過氫鍵重新結合而發生老化現象；
53.④
可保障綠豆勻漿過程提高粘度與固形物含量，產品質地均勻細膩；
54.⑤
該乳液加入后，可防止綠豆蛋白質的交聯產生質地粗糙現象；
55.⑥
乳液中的綠豆淀粉納米晶具有對淀粉的結晶區和非結晶區穩定作用，可起到增加產品的保形作用。
56.與現有技術相比，本發明具有以下優點：
57.1.制備出了一種經過高溫(100℃以上)殺菌后可以即食的高淀粉含量的半固態泥狀產品，豐富了產品形式，填補了新產品空白，且新工藝可實現現代工廠化和規?；a。
58.2.將pickering乳液應用于泥狀食品的生產，應用該方法生產的綠豆泥其加熱冷卻后凝膠強度發生了顯著的降低，是采用普通乳液作為基底生產的1/4-1/2，此外，產品貨
架周期內，泥狀組織質構穩定，淀粉和蛋白質的凝膠劣化和淀粉老化現象明顯減弱，產品質量穩定，無析水析油現象。
59.3.使用以綠豆淀粉為原料制備的黃糊精提高了產品耐受熱力作用，使豆泥產品具有沙粒質地，豐富了起沙的口感。
附圖說明
60.圖1不同基底對于樣品析水率影響。
具體實施方式
61.下面通過具體實施例進一步描述本發明，但本發明的保護范圍并不僅限于此。
62.實施例1
63.一、pickering乳液(豆泥濕基)的制備
64.1.綠豆淀粉納米晶(sncs)的制備
65.通過硫酸水解法制備sncs。首先，將綠豆淀粉50g分散在500ml的硫酸(ph 2-3)中，于50℃水浴300rpm機械攪拌48h。隨后，將酸解液多次水洗離心直至弱酸性，冷凍干燥得到綠豆納米淀粉晶。
66.2.納米復合顆粒的制備
67.通過將卵清蛋白(ova)粉末50g溶解在500ml磷酸鹽緩沖液(50mm,ph 7.0)中制備1％(w/v)ova溶液，加入魔芋膠(kgm)50g，在室溫下攪拌(500rpm)4小時，再將50g的sncs加入其中，ova:kgm:scns質量比為1:1:1，室溫下繼續攪拌4h(300rpm)，冷卻至4℃儲存24h，即組裝成ova-kgm-scns復合物，以用于后期pickering乳液的制備。
68.3.乳液的制備
69.椰子油預熱至50℃，復合物組裝后，將椰子油加入復合物懸浮液中，直至復合物懸液與油的質量比達到1:1，以8000rpm分散5分鐘。然后將所得初級pickering乳液進料到高壓均質器在800bar、400bar下均質兩次。
70.二、綠豆勻漿的制備
71.綠豆4℃浸泡12小時后，95℃以上蒸煮30分鐘后，稱取500g迅速冷卻至65℃，加入500g水機械打漿，過篩，迅速加入木瓜蛋白酶(添加量300u/g)，酶作用至淀粉碘試劑反應呈藍紫后，快速升溫至95℃滅酶，保持10min。
72.三、豆泥沙粒制備
73.在常溫下將1n稀鹽酸與綠豆淀粉在容器中混合均勻，其中鹽酸質量占比為0.25％，常溫放置8h，隨后將其置于熱壓容器調到95％真空度，保持攪拌，緩慢加熱到100℃，保持此溫度到含水量降到3％，隨后常壓下將溫度增高到160℃，保持1.5h，淀粉熱降解轉化黃糊精完成后，輸送入流化式冷卻塔，由塔頂落下，與濕冷空氣接觸，達到平衡水分19％，再過60目篩，備用。
74.四、各組分物料混合
75.將綠豆勻漿和pickering乳液分別預熱至60℃后以2:3的質量配比混合，1000rpm分散5min后，在200rpm攪拌狀態下加入10％豆泥沙粒，繼續攪拌5min，全程控制溫度50℃-55℃。
76.五、灌裝、脫氣、滅菌
77.定量灌裝、真空脫氣、包裝封口、熱力殺菌(121℃，15分鐘)、冷卻至37℃以下、常溫貯藏或冷藏、銷售。
78.產品質量檢測：
79.1.凝膠強度測定
80.采用專用測試探頭(p 0.5，直徑5mm圓柱形)，對于不同樣品進行穿刺模式試驗。測定參數設定為：觸發力為5g，測試速度為1.0mm/s，壓縮深度為10mm，凝膠強度由質構儀軟件直接讀取紀錄(以測試探頭進入淀粉凝膠中5mm時所受的力為凝膠強度值)
81.其中試樣1、2分別表示通過上述具體實施例制備出的pickering乳液與綠豆勻漿的質量比為3:2和1:1；試樣3表示不添加油脂而使用蒸餾水與綠豆勻漿混合質量比為3:2，其余條件與試樣1同；試樣4-6表示分別加入占樣品總質量的0.05％分子蒸餾單甘酯(dmg)、0.05％蔗糖脂肪酯(se)、0.05％硬脂酰乳酸鈉(ssl)作為乳化劑，且乳化時油水質量比均為1:2，乳化后乳液與綠豆勻漿質量比為3:2。
82.序號試樣凝膠強度1pickering乳液與勻漿比3:236.35
±
0.56a2pickering乳液與勻漿比1:145.43
±
1.99a3不添加油脂165.19
±
7.57c40.05％分子蒸餾單甘酯(dmg)119.98
±
3.09b50.05％蔗糖脂肪酯(se)145.08
±
5.48c60.05％硬脂酰乳酸鈉(ssl)127.76
±
3.61
bc
83.注：同列不同小寫字母表示差異顯著(p＜0.05)。
84.由表所示，pickering乳液作為濕基基底可以大大地降低其凝膠強度，且效果顯著優于使用其他乳化劑，并且還與pickering乳液的濃度有一定的相關性。
85.2.tpa質構特性參數
[0086][0087][0088]
注：同列不同小寫字母表示差異顯著(p＜0.05)。
[0089]
由表所示，pickering乳液可以使得產品的硬度、膠著度、黏聚性、彈性、回復性發生顯著改變，減弱其成為固體凝膠的趨勢。
[0090]
3.析水率
[0091]
淀粉老化過程中，將會逐步游離出更多的自由水，將樣品4000rpm離心后，取上清液，測定不同時間上清液體積，可以快速判斷淀粉老化的嚴重情況。
[0092]
析水率計算公式vc＝(m2-m3)/(m2-m1)
[0093]
其中vc為析水率；m1為離心管的質量，g；m2為離心管和淀粉糊的總質量，g；m3為去
水后離心管和淀粉糊的總質量，g。
[0094]
由圖1可見，采用pickering乳液作為基底的綠豆泥其析水率要遠低于其他組，約為不添加任何油脂組的1/2，且比加入傳統乳化劑的各組也要低1/3左右，且其達到平衡的時間也要明顯短于其他各組。
[0095]
4.度測定
[0096][0097]
淀粉老化過程中，會導致產品顏發生巨大的改變，其總體將會偏暗，因此采用感官評價結合差儀分析的手段，選取感官評價綜合得分、總差(δe)以及明暗度(l*)作為評價指標。
[0098]
經過分析發現，pickering乳液的添加對于產品的顏劣變具有顯著地改觀，由此可以判斷其能夠顯著抑制淀粉的老化過程。
