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乳液凝胶——未来应用市场潜力巨大

2020-03-10 10:59:00来源:中国食品报
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  在食品加工中,经常会出现乳液凝胶体系,乳液凝胶的应用最初是为了减少食品中的脂肪含量。乳液凝胶的加入能够替代部分脂肪,降低食品中脂肪含量。凝胶基质的引入,使食品的营养价值得到提升,是健康食品的重要应用方向。如在烘焙制品中,乳液凝胶在替代黄油方面已经表现出很好的应用效果。那么,乳液凝胶是一种什么样的体系呢,组成有哪些?其加工工艺有几种?

  乳液凝胶是一种被油滴填充的具有凝胶网络结构的半固体食品体系,其与水凝胶是相对的概念。

  乳液最典型的是水包油或油包水型,因为不同介质之间理化性质的不同,二者的混合体系往往不够稳定,容易产生凝集或絮凝等问题。

  凝胶是胶体类物质的分子在相互作用力的影响下,形成的具有网络结构的物质,其结构相对稳定,且具有一定的机械强度,凝胶强度是食品加工中重要的参数之一。

  乳液凝胶综合了乳液与凝胶的双重特性,既提高了乳液混合体系的稳定性,又提高了凝胶的流变性,其独特的结构特性和功能特性在食品领域有广阔的应用前景。

  乳液凝胶是由油和凝胶基质组成。油作为填充物,选择多样化,可以是单一成分,也可以是混合乳液体系,而凝胶基质是具有凝胶特性的成分组成,主要是蛋白质和多糖类。乳液凝胶的生成主要根据基质的特性进行加工,主要依据是填充物与基质之间的相互作用力,而没有相互作用力的则需要外力加工或者乳化剂的参与。由于基质的不同,乳液凝胶加工的工艺也不同。

  蛋白基质:经过热处理后,许多蛋白质都有热凝胶性,加热条件下未折叠的蛋白质之间通过二硫键相互作用,从而形成稳定的空间网状结构;经过酸处理,许多蛋白在pH低于蛋白等电点时会发生自交联现象,在氢键及疏水作用的影响下,蛋白质分子吸附到液滴的表面,使乳状液滴聚集并进入到凝胶基质中;经过酶处理,谷氨酰胺转氨酶能够催化蛋白质分子上的谷氨酰胺残基和赖氨酸残基之间的交联反应,使蛋白质发生分子内交联和分子间交联,形成空间网状结构,与其他加工方式相比,酶处理更加温和,生成的乳液凝胶体系更加稳固。

  多糖基质:经过冷处理后,部分多糖在高温冷却过程中会发生自由缠绕及螺旋聚集,从而形成凝胶网络结构,比如菊粉及卡拉胶;引入金属离子,许多多糖与金属离子之间能够通过静电作用形成凝胶,比如海藻酸钠果胶等与钙离子的作用。

  此外,乳液凝胶的性质与填充物和基质息息相关,二者的含量、比例、类型等都对最终性质产生直接影响。因为混合体系的复杂性,目前乳液凝胶还没有统一的模型进行定量分析,多是通过弹性变量进行性质分析。

  实际上,乳液凝胶在替代脂肪方面做得还不够细致,很多时候并没有体现出独特的优势,反而增加了繁琐的工序与成本。

  另外,乳液凝胶在物料包埋上表现出一定的应用前景,不仅能有效抑制成分释放,提高生物活性物质的有效率,还能通过乳液凝胶组分的调整控制包埋物的释放速度,做到控释、缓释的目的。在包埋作用上,蛋白-多糖的混合基质表现更好,其对包埋的生物活性因子的负载率和稳定性更高,其在功能性食品的开发上极具潜力。


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