通过乳状液模板法制备的豆类水胶体油凝胶

《Food Hydrocolloids》:Legume aquafaba oleogels obtained by the emulsion template approach

【字体: 时间:2026年05月11日 来源:Food Hydrocolloids 12.4

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  王Q.|埃斯佩特M.|博巴迪利亚S.|萨尔瓦多A.|桑兹T. 食品物理和感官特性研究小组。农业化学与食品技术研究所(IATA-CSIC),地址:阿古斯丁·埃斯卡迪诺街7号,46980,帕特纳,瓦伦西亚,西班牙 摘要 豆类煮制后剩余的水分——即豆乳,具有优良的乳化性能,这使其在

  
王Q.|埃斯佩特M.|博巴迪利亚S.|萨尔瓦多A.|桑兹T.
食品物理和感官特性研究小组。农业化学与食品技术研究所(IATA-CSIC),地址:阿古斯丁·埃斯卡迪诺街7号,46980,帕特纳,瓦伦西亚,西班牙

摘要

豆类煮制后剩余的水分——即豆乳,具有优良的乳化性能,这使其在乳液模板油凝胶的制备中具有巨大潜力。本研究的目的是探讨使用鹰嘴豆和蚕豆豆乳作为油凝胶剂制备油凝胶的可行性。我们制备了三种不同油含量的豆乳乳液,并对其乳液和油凝胶的物理性质进行了研究。显微镜观察和颗粒大小分布结果显示,所有豆乳乳液均呈现典型的水包油乳液结构。鹰嘴豆豆乳(CA)和蚕豆豆乳(BA)乳液的粘度和粘弹性随油含量的增加而提高,其中鹰嘴豆豆乳乳液的粘度和粘弹性更高。初始乳液中的油含量较低意味着固形物含量也较低,且这与油凝胶的机械强度呈负相关。所有油凝胶都表现出以弹性(G′)为主的表现,而粘性(G″)次之,且G′和G″的值与频率无关。含30%和50%油的油凝胶具有非常高的油结合能力(OBC),而含70%油的油凝胶则固形物含量较低,无法形成合适的结构,并且随着储存时间的延长OBC逐渐降低。豆乳油凝胶在油凝胶领域是一项创新成果。它们是一种健康、天然、植物基且不含添加剂的来源,仅由两种成分组成:葵花籽油和豆类,同时具有适合替代各种食品配方中传统脂肪的涂抹质地。

引言

由于传统塑料脂肪独特的功能性(如结构、风味、感官特性、保质期等),它们被广泛用于烘焙、糖果、油炸和速冻食品中(Ghotra等,2002;Kim等,2017),这些性能很大程度上取决于所使用脂肪和油的高熔点成分的晶体网络结构(Chai等,2018;Siraj等,2015)。迄今为止,大多数塑料化脂肪仍然是动物脂肪或热带植物脂肪(如棕榈油、椰子油、可可脂等),其中含有较高的饱和脂肪酸含量,这些脂肪大多通过氢化、酯交换改性等技术进行加工(Savchina等,2025)。然而,化学反应(如氢化过程)为液体油赋予固态的一致性的负面影响已被广泛认识,因为这一过程会产生大量的反式脂肪酸(TFA)(Bysted等,1998;Emken等,1984;C. Li, Al-Assaf等,2013)。大量研究表明,反式脂肪酸的存在对健康有害,饮食中饱和脂肪酸的比例过高与动脉粥样硬化、阿尔茨海默病、肥胖、冠心病、2型糖尿病、血栓和心脏病的风险增加有关(Nettleton等,2017;WHO,2023)。然而,由于全球经济水平的提高和快节奏生活方式的普及,脂肪类食品的消费量每年都在增加(Ma等,2025)。
一种创造低饱和脂肪酸含量新型固体脂肪的新方法是油凝胶化,该方法可以将液体油转化为固体油,而不会改变其脂质组成(Davidovich-Pinhas等,2015;Gong等,2021;Patel等,2013)。油凝胶不仅能提供多样的质地,还具有便于运输的优点,因此在食品工业中具有广阔的应用前景(Bollom等,2020;Gao等,2021;Lee,2018)。
开发油凝胶的挑战在于寻找无毒、高效、健康且营养价值高的食品级凝胶剂。已有研究表明,植物蜡(米糠蜡、棕榈蜡、蜡烛蜡、蜂蜡)作为直接方法制备油凝胶的凝胶剂的使用占所有油凝胶研究的40%以上(Demirkesen & Mert,2019;Patel等,2014;Wettlaufer等,2021;Zhao等,2020)。其他凝胶剂还包括植物甾醇(Truonga等,2019)、神经酰胺(Liao等,2023)、羟基脂肪酸(Winkler-Moser等,2024)、长链脂肪酸/醇(Callau等,2020)和单甘油酯(Palla等,2019)。多糖和蛋白质也可通过间接方法作为油结构调节剂使用(Vélez-Erazo等,2022;Wang等,2024)。一种由豆奶蛋白稳定的水包油乳液中的油凝胶被用于培养肉制品中。另一种油凝胶是用甘油单硬脂酸酯和芥花籽油直接制备的,随后通过热鹰嘴豆蛋白水分散液进行均质化(Yen等,2023)。
豆乳是一种经济、粘稠且营养丰富的液体,通过将豆类(尤其是鹰嘴豆)在水中高温煮沸制成,是工业罐头过程的副产品(Buhl等,2019)。这种废水含有大量可回收的营养成分。要充分利用这些废弃物,需要对其物理化学性质进行评估。现有文献主要关注鹰嘴豆煮制过程产生的豆乳,但其他豆类的副产品也有潜力被利用,因此除了研究其来源外,还需要探讨豆类加工条件对其性质的影响。传统的豆乳制备过程首先进行浸泡,使水分渗透到豆粒中并洗去除大部分抗营养化合物。去除浸泡水后,将豆类放入水中煮沸,最终豆乳的特性取决于豆类类型和水热处理的强度。有人提出通过脱水处理来改善豆乳的市场价值(He等,2021,2024)。
在煮沸过程中,豆类中的大分子(如淀粉和蛋白质)会释放到水中,因为种子的外层结构发生降解(He等,2024)。因此,豆乳具有优良的乳化、发泡、凝胶化和增稠性能,这得益于其由蛋白质、多糖和多酚组成的复合物系统。现有关于豆乳的文献主要集中在其乳化性能上。豆乳的发泡和乳化性能已被用于替代鸡蛋蛋白来制作蛋黄酱(Ozcan等,2023)、奶油慕斯和海绵蛋糕(Grossi Bovi Karatay等,2022;Nguyet等,2021)以及饼干等其他食品(Fuentes Choya等,2023)。
最近有研究指出,豆乳作为一种油凝胶剂,可以用于生产各种健康的固态脂肪(Sanz, Salvador, Espert, Wang, & Bobadilla, 2024)。本研究的假设是探讨豆乳乳液作为油凝胶剂在油凝胶制备中的功能特性。目前尚无关于豆乳用于制备富含多不饱和脂肪酸的健康油凝胶的报道。
在本研究中,使用了两种来源的豆乳(鹰嘴豆和蚕豆)作为油凝胶剂,通过乳液模板法制备了三种不同油含量(30%、50%、70%)的油凝胶。研究了乳液的微观结构、颗粒大小和流变特性,以及所得油凝胶的流变特性和油保持能力。讨论了豆乳来源、初始乳液油含量和豆乳中固形物比例对豆乳作为油凝胶剂功能的影响。

部分摘要

材料

鹰嘴豆和蚕豆从当地Mercadona超市(西班牙瓦伦西亚的Hacendado)购买。葵花籽油从Deoleo S.A.(西班牙科尔多瓦)购买。传统黄油来自Central Lechera Asturiana(西班牙阿斯图里亚斯),起酥油SHOR99 HOJALDAMBAR来自Vandemoortele Europe NV(比利时)。

豆乳的制备

首先将鹰嘴豆或蚕豆在4°C下用固液比为1:3的饮用水浸泡12小时。去除浸泡水后...

豆乳、乳液和油凝胶的组成

表1显示了从蚕豆和鹰嘴豆中获得的液态豆乳的含水量和固形物含量,以及豆乳固形物的近似组成。
配制了三种不同油/液态豆乳比例的乳液:30/70、50/50和70/30。通过冻干去除这些乳液中的水分后得到相应的油凝胶。为了明确蚕豆和鹰嘴豆豆乳制备的乳液和油凝胶的组成,表2展示了它们的油含量...

结论

本研究成功利用豆乳作为独特的油凝胶剂,通过乳液模板法制备了豆类油凝胶。豆类类型和豆乳/油的比例对乳液的微观结构和流变特性有显著影响。所有乳液均表现出剪切稀化行为和粘弹性行为,其中鹰嘴豆乳液的粘度和粘弹性更高。

CRediT作者贡献声明

王Q:撰写——初稿、方法学设计、实验设计、数据分析、数据整理。埃斯佩特M:撰写——审阅与编辑、监督、方法学设计、实验设计、数据分析、概念化。博巴迪利亚S:方法学设计、实验设计、数据整理。萨尔瓦多A:资源协调、项目管理、实验设计、资金争取。桑兹T:撰写——审阅与编辑、监督、方法学设计、实验设计、概念化、资源协调、项目管理。

利益冲突声明

文章《通过乳液模板法制备的豆类豆乳油凝胶》的作者声明不存在利益冲突。

致谢

本研究得到了西班牙科学技术部(资助编号:PID2022-1375870B-C21)的支持。同时感谢中国留学基金会对王琪博士的资助。IATA-CSIC是Severo Ochoa卓越中心(CEX2021-001189-S),该中心由MCIN/AEI资助(资助编号:10.13039/501100011033)。
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