2018年5月14日，世界衛生組織（WHO）宣布：2023年前，將在全球范圍內停用人工反式脂肪。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，成為現代食品產(chǎn)業(yè)亟待解決的難點(diǎn)。
精準發(fā)力
高品質(zhì)人造奶油助力食業(yè)向健康轉型
近日，中國農業(yè)科學(xué)院農產(chǎn)品加工研究所副所長(cháng)、“國家花生產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系”加工研究室主任、中國糧油學(xué)會(huì )花生食品分會(huì )會(huì )長(cháng)王強研究員領(lǐng)銜的油料加工與品質(zhì)調控創(chuàng )新團隊與英國赫爾大學(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、健康”基因，以花生蛋白微凝膠顆粒穩定的高內相Pickering乳液，都是人造奶油極具潛力的替代物之一，可助力我國食品產(chǎn)業(yè)向營(yíng)養、健康轉型。相關(guān)研究成果已在線(xiàn)發(fā)表于國際著(zhù)名學(xué)術(shù)期刊《德國應用化學(xué)（AngewandteChemie International Edition）》上。
目前，已經(jīng)有足夠的證據表明，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。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)際消費量和產(chǎn)量呈逐年上升之勢。相關(guān)數據顯示，2010－2014年，全球人造奶油年均產(chǎn)量約1400萬(wàn)噸，其中美國的產(chǎn)量最高，為400萬(wàn)噸。
高內相Pickering乳液，是以固體納米或微米顆粒代替傳統乳化劑、內相分數不低于74%的一類(lèi)高度濃縮乳液。近年來(lái)，以蛋白質(zhì)等天然原料制備高內相Pickering乳液，并探索其在食品領(lǐng)域的潛在應用是本領(lǐng)域研究的前沿，但其難點(diǎn)是如何突破天然材料結構復雜、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)至今的這一項目，是國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項目之一。該研究基于團隊在花生蛋白多尺度結構變化與修飾改性方面的基礎上，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相Pickering乳液。冷凍掃描電鏡（Cryo-SEM）和激光共聚焦顯微鏡（CLSM）結果表明，其主要穩定機制為吸附在液滴周?chē)念w粒形成“彈性界面膜”，與外相中顆粒構建3-D網(wǎng)絡(luò )結構共同阻止了液滴的聚結失穩。
談及此項目的研發(fā)思路，王強告訴記者，其核心是一種新的反式脂肪替代物的研發(fā)，主要是基于高內相Pickering乳液。從傳統上來(lái)看，這種乳液都是以無(wú)機或有機合成的微納米顆粒為乳化劑來(lái)制備的。在設計研發(fā)時(shí)，我們另辟蹊徑——因為乳液最終是要應用到食品中，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，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)，最終得到高內相Pickering乳液?！蓖鯊娬f(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？王強解釋說(shuō)，我國花生蛋白資源豐富，但是利用還很不充分，單純從具體蛋白結構上來(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)法達到如此高的內相。該項目的主要創(chuàng )新點(diǎn)在于工藝更簡(jiǎn)單、不適應有機試劑。
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)團隊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調節顆粒的聚集形態(tài)，以特定聚集態(tài)的微凝膠顆粒穩定了結構可調的高內相Pickering乳液，其內相質(zhì)量分數在已知食品級Pickering乳液中達到最高。研究顯示，該項目制備的Pickering乳液內相質(zhì)量分數高達87%，在所有已報道的食品級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。
王強多年來(lái)從事糧油原料特性與評價(jià)、加工過(guò)程品質(zhì)形成機理與調控機制等基礎與應用研究。他告訴記者，我國花生是世界花生第一生產(chǎn)大國，2017年我國花生產(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)際應用領(lǐng)域有待拓寬?！皩⒒ㄉ鞍讘糜谥苽淙嗽炷逃吞娲贰邇认郟ickering乳液，也屬首次。今后，還將繼續加大研究力度?！蓖鯊娬f(shuō)。
據了解，該研究得到了“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項目和國家農業(yè)科技創(chuàng )新工程的資助。中國農業(yè)科學(xué)院農產(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，王強研究員與英國赫爾大學(xué)Binks P. Bernard教授為本文的共同通訊作者。
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《德國應用化學(xué)》期刊
該期刊由德國化學(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)域的國際頂尖期刊，位列JCR一區，影響因子（2017年）為11.994，主要刊登創(chuàng )新性極強的通訊類(lèi)文章。
pickering乳液
國外科學(xué)家pickering首次發(fā)現了固體顆粒也能起到乳化劑的作用，形成穩定乳液。之后，這類(lèi)乳液就被稱(chēng)之為pickering乳液。
