米糠膳食纖維脂肪替代物的性質研究

劉羽萌，竇博鑫，宋丹丹

（哈爾濱商業大學食品工程學院，黑龍江省高校食品科學與工程重點實驗室，黑龍江哈爾濱 150076）

脂肪為人體重要的三大營養物質之一，可以提供給食物良好的口感和風味，增加人們對食品的滿意程度。但是，由于人們過多地攝入脂肪，直接引起了高血脂、高血壓等患病幾率的增加，所以脂肪替代物逐漸引起了人們的關注[1-3]。

脂肪替代物是一種在感官性質和理化性質上模擬脂肪并且具有類似脂肪口感的物質，通常脂肪替代物所含有的熱量較低，但其并不能完全替代脂肪[1,4-5]。米糠含有大量的不溶性膳食纖維，并且通過改變其與水分子的親和力，從而達到了避免其口感粗糙的效果，模擬了脂肪的特性，達到了替代脂肪的目的[6-8]。菊粉也是一種優良的脂肪替代品，菊粉可以與水結合，形成一種弱凝膠狀態，形成類似奶油的結構，會產生潤滑細膩的口感，從而達到模擬脂肪的目的，為食物提供良好的風味。

試驗由米糠膳食纖維制備脂肪替代物，并對其理化性質進行分析，同時與由30%的菊粉制備的脂肪替代物性質進行比較分析，為將脂肪替代物添加到食品中提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

脂肪替代物，實驗室自制；菊粉，比利時公司提供；大豆油，哈爾濱九三集團有限公司提供。

DHG-9141A型電熱鼓風干燥箱，上海一恒科學儀器有限公司產品；JA1003N型電子天平，上海菁海儀器有限公司產品；TA New Plus質構儀，Isenso Inteligent Technology公司產品；TDZ4-WS型醫用離心機，湖南湘儀儀器產品；PHS-3C型pH計，上海儀電科學儀器產品。

1.2 試驗方法

1.2.1 脂肪替代物吸濕性的測定

將盛有NaCl溶液的干燥器恒溫干燥24 h，將制備的脂肪模擬物稱質量后放入干燥器中恒溫保存，稱質量直到不再變化。按下列公式計算吸濕率，并與30%菊粉脂肪替代物進行比較[9]。

1.2.2 脂肪替代物溶解性的測定

將樣品配制成30%的溶液，恒溫下水浴30 min后離心，取上清液干燥至恒質量，按下列公式計算溶解性，將測定結果與30%菊粉脂肪替代物進行比較[10]。

式中：C——脂肪替代物溶解離心后所得到的上清液烘干后的質量，g；

W——被溶解的脂肪替代物質量，g；

S——脂肪替代物的溶解度，%。

1.2.3 脂肪替代物乳化性和乳化穩定性的測定

取適量樣品溶于水，取乳狀液加入到質量分數為0.1%的SDS溶液中搖勻，于波長500 nm下測吸光度（A0），得到脂肪替代物乳化性[11]，10 min后再取適量樣品溶于水，按照同樣的方法對樣品的吸光度進行第2次測定，此測定結果為乳化穩定性，同時對菊粉脂肪替代物的乳化性和乳化穩定性進行測定，并將測定得到的結果相互比較。

1.2.4 粒徑分布

使用Mastersizer 2000，以乙醇為分散劑，采用粒度分析儀對樣品進行粒度分布和平均粒度測定[12]，將測定結果與30%菊粉脂肪替代物進行比較。

1.2.5 掃描電鏡觀察脂肪替代物超微結構

使用掃描電鏡在不同放大倍數下對不同取代度樣品進行觀察，將測定結果與30%菊粉脂肪替代物進行比較。

2 結果與分析

2.1 米糠膳食纖維脂肪替代物吸濕性分析

不同樣品的吸濕率見圖1。

圖1 不同樣品的吸濕率

由圖1可知，不同取代度樣品吸濕率均高于菊粉脂肪替代物，隨著取代度的增加，吸濕率逐漸增加，這是由于樣品結構的改變使其與水的接觸面積增大，與水分子充分接觸反應，并且隨著反應時間的逐漸延長，提高了樣品的吸水率，從而使得其吸濕率增大[13]。

2.2 脂肪替代物水溶性及溶解性的分析

水溶性和溶解性的分析見圖2。

由圖2可知，不同取代度樣品的水溶性和溶解性均比膳食纖維的水溶性及溶解性高，并且比菊粉脂肪替代物低。這是由于樣品分子逐漸被降解，并且分子量降低，形成小顆粒與水的親和力加強。小顆粒的分子結構較為脆弱，所以其溶解性增加，發生部分溶解。

2.3 脂肪替代物乳化性（EA） 和乳化穩定性（ES）的測定

不同樣品的乳化性和乳化穩定性見圖3。

圖3 不同樣品的乳化性和乳化穩定性

由圖3可知，樣品取代度越大，其乳化性和乳化穩定性越高。這是由于分子鏈經過化學反應后斷裂形成了許多小分子鏈，從而增加了反應強度，所以其乳化性和乳化穩定性得到了提高，并且樣品的乳化性和乳化穩定性均比菊粉制備的脂肪替代物乳化性和乳化穩定性高，所以膳食纖維脂肪替代物性質更好，更適合應用到食品中，從而起到替代脂肪的作用[11]。

2.4 粒徑分布

不同樣品的粒徑分布見圖4。

脂肪替代物粒徑的大小通常與其性質相關，并決定著脂肪替代物應用到食品中的口感，當粒徑小于10 μm時，脂肪替代物才可以模擬脂肪的性質和口感，如果粒徑過大，會使脂肪替代物應用到食品中時的口感降低，產生粗糙感，但是當脂肪替代物粒徑小于0.05 μm時，則不會形成穩定的弱凝膠狀態，從而無法達到模擬脂肪細膩口感的效果[12]。

不同樣品的粒徑分布的影響見表1。

圖4 不同樣品的粒徑分布

表1 不同樣品的粒徑分布的影響

由表1可知，所制備樣品的粒徑分布范圍較廣，且90%以上的粒徑在479.165 μm以上。與菊粉脂肪替代物相比（平均粒徑為8.93 μm） 平均粒徑還要小，可以達到脂肪替代物的粒徑要求。

2.5 掃描電鏡下觀察脂肪替代物超微結構

1 000倍下的電鏡掃描見圖5。

圖5 1 000倍下的電鏡掃描

由圖5可以看出，菊粉顆粒表面光滑，菊粉顆粒間無空隙，并且菊粉顆粒粒度較大。膳食纖維的掃描電鏡可以看出，膳食纖維的表面致密、粗糙，顆粒尺寸大小分布不一，并且顆粒表面出現明顯的孔洞和空穴且孔洞大小不一，分布無規律，膳食纖維顆粒的平均粒徑與菊粉顆粒相比明顯變小，此電鏡掃描結果與之前測得的粒徑分布結果相一致，所以試驗制得的脂肪替代物可以替代脂肪應用到食品加工中。

3 結論

不同取代度的樣品吸濕率均高于菊粉脂肪替代物，且隨著取代度的逐漸增加，吸濕率也逐漸增加，同時其水溶性和溶解性、乳化性和乳化穩定性均顯著增加。制備得到的樣品粒徑均小于10 μm，性質良好，可以起到替代脂肪、模擬脂肪口感的作用，且制備得到的脂肪提替代物粒徑小于菊粉脂肪替代物的粒徑。掃描電鏡得到的結果顯示，菊粉顆粒表面光滑、顆粒較大，制備所得到的樣品表面疏松并且有明顯的、大小不一的孔洞，生成小分子物質明顯增多，顆粒粒徑與菊粉顆粒相比明顯變小，與測定結果一致。

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