植脂奶油是一種典型的食品乳液體系，深受消費者歡迎。目前植脂奶油的主要來源是氫化植物油，生產(chǎn)過程中易產(chǎn)生反式脂肪酸，長期食用會引起心血管疾病等風(fēng)險；且長期攝入吐溫等合成乳化劑會影響腸道微生物群，增加罹患代謝綜合征等疾病的風(fēng)險，不能滿足市場對健康食品的需求。

 

　　團隊前期研究發(fā)現(xiàn)，棕櫚油分提物（POF）是利用分提工藝將天然棕櫚油按照不同熔點分離出來的組分，具有較高的營養(yǎng)價值，可代替氫化植物油作為植脂奶油的基料油。本研究中，以POF作為基料油，借助Pickering乳液體系制備了不含氫化植物油的新型植脂奶油，并將其應(yīng)用于3D打印中，研究了含油量與蛋白顆粒濃度的變化對攪打前乳液體系理化特性的影響，并對攪打后奶油體系的微觀結(jié)構(gòu)、流變特性和質(zhì)構(gòu)特性進行了測量，進一步了解不同組分對植脂奶油的作用。通過考察打印造型的精確性和穩(wěn)定性，探究了奶油體系中不同組分變化及流變學(xué)性質(zhì)對3D打印效果的影響。

 

　　研究表明，含油量增加至30%，初始乳液粒徑顯著增加到472.00±1.73 nm，老化后的乳液粒徑顯著增加到974.00±9.54 nm ，穩(wěn)定性下降；蛋白顆粒濃度的增加粒徑呈現(xiàn)降低的趨勢，穩(wěn)定性逐漸增加。通過對攪打后奶油體系的微觀結(jié)構(gòu)進行觀察發(fā)現(xiàn)，含油量和顆粒濃度的增大使氣泡變得相對較小且均勻密集，有利于提高奶油的結(jié)構(gòu)支撐能力并具有更好的細膩度。此外，流變學(xué)和質(zhì)構(gòu)特性的結(jié)果顯示，所有的奶油均呈現(xiàn)出剪切變稀的性質(zhì)，有利于通過3D打印機噴頭擠出；隨著含油量和蛋白質(zhì)顆粒濃度的增加，粘度、儲能模量、回復(fù)率、硬度等也隨之增加，表明了奶油的結(jié)構(gòu)難以被破壞，具有良好的可打印性。3D打印精確性和穩(wěn)定性的結(jié)果表明，穩(wěn)定性隨著含油量和顆粒濃度的增加而增加，但粘度、硬度過大會增加擠出的難度，導(dǎo)致打印精確性降低。當(dāng)含油量為25%、蛋白顆粒濃度為1.6%時，打印形狀的準確性和穩(wěn)定性分別高達99.27%和99.72%。本研究開發(fā)的新型植脂奶油借助Pickering乳液體系滿足了對健康、綠色食品的要求，同時拓展了3D打印技術(shù)在真實食品體系中的應(yīng)用范圍，實現(xiàn)3D打印代替人工實現(xiàn)復(fù)雜、精細造型的裱花。

 

　　該研究成果發(fā)表于食品領(lǐng)域國際頂級期刊《Food Hydrocolloids》（JCR 一區(qū)，IF:10.7）。加工所與河北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院聯(lián)合培養(yǎng)碩士研究生吳超為論文第一作者，王強研究員和石愛民研究員為共同通訊作者。該研究成果得到了國家重點研發(fā)計劃（2022YFF1101400）、國家自然科學(xué)基金（32172149，U21A20270）的資助。

 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2023.109012