CN113383947B - 一种制备相变可调的乳液凝胶型脂肪替代物的方法及应用 - Google Patents

一种制备相变可调的乳液凝胶型脂肪替代物的方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种制备相变可调的乳液凝胶型脂肪替代物的方法及应用，属于油脂和食品加工领域。本发明以油溶性多糖、油溶性小分子凝胶剂、水溶性大分子凝胶剂、植物油为原材料，通过油溶性的多糖和小分子凝胶剂以及水溶性大分子凝胶剂分别溶解于加热后的油相和水相中，将油溶液和水溶液混合乳化得到乳液，再通过搅拌降温将乳液凝胶化制备得到乳液凝胶型脂肪替代物。本发明将油溶性的多糖引入体系以降低油溶性小分子凝胶剂的使用量，制备出含零反式低饱和脂肪酸的乳液凝胶型脂肪替代物以用于替代传统塑性脂肪，并且通过加入以水溶性大分子凝胶剂胶凝的水相以降低乳液凝胶的整体含油量，且适用于不同的应用场景中。

Description

一种制备相变可调的乳液凝胶型脂肪替代物的方法及应用
技术领域
本发明涉及一种制备相变可调的乳液凝胶型脂肪替代物的方法及应用，属于油脂和食品加工领域。
背景技术
乳液凝胶的种类可以根据制备方法、原材料以及成分的不同进行细分，如双连续型乳液凝胶、水包油型乳液凝胶、油包水型乳液凝胶。“相变可调的乳液凝胶”是一种相变性质可以调控的乳液凝胶体系，可以通过改变油相和水相的比例从而完成水包油型和油包水型乳液凝胶的相互转换，具备类似传统塑性脂肪(氢化脂肪、饱和脂肪等)在室温下表现为软固体，加热后会融化的物理性状。乳液凝胶通过乳化与胶凝结合的方法进行制备，因此乳液凝胶不仅含有乳液的结构特征(乳液滴与连续相)还拥有凝胶的特点(油水相中的凝胶网络结构)，同时结合了乳液和凝胶的优良特性，是一种理想的脂肪替代物。
目前，凝胶化技术是一种有效降低食品中反式脂肪酸和饱和脂肪酸的方法，结合乳化技术将油水两相同时保存后，使得体系更有利于用于传统塑性脂肪的替代中。在对油相的凝胶化中，小分子凝胶剂(蜡、甘油酯等)是常见的亲油性凝胶因子，能够对油相直接胶凝，然而过多地添加油溶性小分子凝胶剂会引起产品的口感、健康问题，从而限制油凝胶的应用范围，因此可以采用油溶性的大分子凝胶因子来降低油溶性小分子凝胶剂的使用量。除此之外，过量的油摄入会加剧肥胖等疾病的发生，为了进一步降低油的摄入，水凝胶是一种良好的具有类似塑性脂肪性能的软固体，不仅可以代替部分含油物质的使用，制造低脂肪产品，而且可食用的蛋白质基或多糖基的水凝胶剂有利于人体的健康。乳液凝胶既提供了类似固体脂肪的物理性质，又通过乳化的技术将油凝胶和水凝胶的特点结合，降低了油脂的消耗，提高了食品的健康、安全性，不仅如此，具有相变可调性质的乳液凝胶在不同的状态下(水包油或油包水)能够表现出不同的物理性质，有利于根据需要调整其物理性质以满足应用需求。
发明内容
[技术问题]
凝胶化技术中过多地添加油溶性小分子凝胶剂会引起产品的口感、健康问题；而且通过其他技术得到的乳液凝胶型脂肪替代物流动性强、固态特征弱。
[技术方案]
为了解决上述至少一个问题，本发明以油溶性多糖、油溶性小分子凝胶剂、水溶性大分子凝胶剂、植物油为原材料，通过油溶性的多糖和小分子凝胶剂以及水溶性大分子凝胶剂分别溶解于加热后的油相和水相中，将油溶液和水溶液混合乳化得到乳液，再通过搅拌降温将乳液凝胶化制备得到乳液凝胶型脂肪替代物。本发明将油溶性的多糖引入体系以降低油溶性小分子凝胶剂的使用量，制备出含零反式低饱和脂肪酸的乳液凝胶型脂肪替代物以用于替代传统塑性脂肪，并且通过加入以水溶性大分子凝胶剂胶凝的水相以降低乳液凝胶的整体含油量，且制备得到的乳液凝胶型脂肪替代物具有可调的相变特性以适用于不同的应用场景中，使得乳液凝胶在食品中的应用场景更广泛，为在食品中替代氢化脂肪、饱和脂肪的使用提供参考。
本发明的第一个目的是提供一种制备相变可调的乳液凝胶型脂肪替代物的方法，包括如下步骤：
(1)将油溶性多糖、油溶性小分子凝胶剂溶解在植物油中，得到油溶液；
(2)将水溶性大分子凝胶剂溶解在水中，得到水溶液；
(3)将步骤(1)的油溶液和步骤(2)的水溶液混合均匀进行乳化，得到乳液；之后再凝胶，得到乳液凝胶型脂肪替代物；
其中当步骤(3)中油溶液在乳液中的质量百分比低于44％，但不为0，得到的是水包油型乳液凝胶型脂肪替代物；当步骤(3)中油溶液在乳液中的质量百分比高于44％，但不为 100％，得到的是油包水型乳液凝胶型脂肪替代物；当步骤(3)中油溶液在乳液中的质量百分比等于44％，得到的是半双连续型乳液凝胶型(同时含有水包油型乳液和油包水型乳液) 脂肪替代物。
在本发明的一种实施方式中，当步骤(3)中油溶液和水溶液的质量比为2：8～4：6，得到的是水包油型乳液凝胶型脂肪替代物；当步骤(3)中油溶液和水溶液的质量比为5：5～8： 2，得到的是油包水型乳液凝胶型脂肪替代物。
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)所述的油溶性多糖为乙基纤维素、几丁质中的一种或两种。
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)所述的油溶性小分子凝胶剂为单甘油酯、单双甘油脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、硬脂酰乳酸钠、脂肪酸蔗糖酯中的一种或几种。
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)所述植物油为花生油、大豆油、葵花籽油、菜籽油、玉米油、茶籽油、芝麻油、橄榄油、小麦胚芽油、棕榈油、火麻油、椰子油、棕榈仁油、椰子仁油中的一种或几种。
在本发明的一种实施方式中，步骤(2)所述水溶性大分子凝胶剂为明胶、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、魔芋胶中的一种或几种。
在本发明的一种实施方式中，步骤(2)中水溶性大分子凝胶剂在水中的质量浓度为 4％～10％。
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中油溶性多糖在植物油中的质量浓度为5％～10％。
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中油溶性小分子凝胶剂在植物油中的质量浓度为 1％～5％。
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中所述的乳化是65～80℃、5000～15000rpm下高速剪切1～5min。
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中所述的凝胶是将得到的乳液在15～30℃(室温)， 100～1000rpm下搅拌得到凝胶。
在本发明的一种实施方式中，制备相变可调的乳液凝胶型脂肪替代物的方法，包括如下步骤：
(1)将油溶性多糖、油溶性小分子凝胶剂溶解在130～180℃的植物油中，得到油溶液；
(2)将水溶性大分子凝胶剂溶解在65～80℃的水中，得到水溶液；
(3)将步骤(1)的油溶液和步骤(2)的水溶液混合均匀，在65～80℃、5000～15000rpm 下高速剪切1～5min进行乳化，得到乳液；之后在15～30℃下以100～1000rpm的速度进行搅拌凝胶，得到乳液凝胶型脂肪替代物。
本发明的第二个目的是本发明所述的方法制备得到的水包油型乳液凝胶型脂肪替代物和油包水型乳液凝胶型脂肪替代物。
本发明的第三个目的是本发明所述水包油型乳液凝胶型脂肪替代物和油包水型乳液凝胶型脂肪替代物在食品领域的应用。
在本发明的一种实施方式中，所述的应用包括裱花、在3D打印、包埋活性物质、定制食品方面的应用。
在本发明的一种实施方式中，所述的应用是将水包油型乳液凝胶型脂肪替代物用于裱花，所述的水包油型乳液凝胶型脂肪替代物中的制备方法中油溶液和水溶液的质量比为4：6。
在本发明的一种实施方式中，所述的应用是将油包水型乳液凝胶型脂肪替代物应用于3D 打印，具体是将油包水型乳液凝胶型脂肪替代物作为可食用固体材料用于3D打印；所述的油包水型乳液凝胶型脂肪替代物制备方法中油溶液和水溶液的质量比为6：4～8：2。
在本发明的一种实施方式中，所述的在包埋活性物质方面的应用具体是将水包油型乳液凝胶型脂肪替代物或油包水型乳液凝胶型脂肪替代物作为载体包埋控释水溶性活性物质和脂溶性活性物质中。
[有益效果]
(1)本发明的乳液凝胶型脂肪替代物是一种具有凝胶特性、呈现出半固体性质、具备乳液性状的软胶体物质，能在食品生产中用于替代由反式脂肪、高饱和脂肪组成的传统塑性脂肪，同时也能在药品、化妆品等行业中作为载体用于功能性活性物质的包埋控释等。
(2)本发明的乳液凝胶型脂肪替代物采用油溶性多糖和油溶性小分子凝胶剂作为油相的凝胶因子，采用水溶性大分子凝胶剂作为水相的凝胶因子，制备成相变可调的乳液凝胶，可以根据应用场景改变乳液凝胶的油、水相比例以调整乳液凝胶的类型，从而满足特定的应用需求。
(3)本发明所述的乳液凝胶型脂肪替代物的方法与普通油凝胶相比应用范围更广、应用方式更灵活，与传统塑性脂肪的生产相比也更快速、更便捷。
(4)本发明所述的乳液凝胶型脂肪替代物采用了油溶性多糖、油溶性小分子凝胶剂、水溶性大分子凝胶剂，相比单独使用油溶性小分子凝胶剂制作的油凝胶，在油溶性多糖和水溶性大分子凝胶剂的作用下，油溶性小分子凝胶剂的用量明显降低，且植物油的使用量明显减少(植物油量可以减少至体系的10％)，且通过改变油、水两相的比例，可以控制乳液凝胶型脂肪替代物发生相变，以调整乳液凝胶型脂肪替代物的物理特性，油溶液的质量百分比低于 44％时乳液凝胶型脂肪替代物为水包油型，油溶液的质量百分比高于44％时乳液凝胶型脂肪替代物为油包水型，这些优势有利于根据不同的应用场景而定制符合性能要求的乳液凝胶型脂肪替代物。
(5)本发明的乳液凝胶型脂肪替代物生产快速，工艺简单，在不同的类型下表现的物理性质符合多种应用场景，水包油型乳液凝胶型脂肪替代物可用于裱花应用，油包水型乳液凝胶型脂肪替代物可用于3D打印应用。
(6)本发明的乳液凝胶型脂肪替代物以动植物来源的多糖为材料，极大地降低了亲油性小分子凝胶剂的用量，具备绿色、可持续发展食品的环保理念。
(7)本发明的乳液凝胶型脂肪替代物表现出较好的粘弹性，具有明显的触变性，且受到形变后能够迅速恢复70％以上的模量，具有良好的可塑性。
(8)本发明的乳液凝胶型脂肪替代物对水溶性和脂溶性的功能性活性组分都有较好的包埋缓释作用，极大延缓了功能性组分的释放速率。
(9)本发明的乳液凝胶型脂肪替代物含低含量的饱和脂肪酸，不含反式脂肪酸，可用于替代肉制品中的传统塑性脂肪，以及用于制备定制性食品，具有绿色、健康、定制性强、功能性丰富的特点。
附图说明
图1为实施例1、2中两种乳液凝胶型脂肪替代物的弹性模量(G')和粘性模量(G”)，乳液凝胶型脂肪替代物分别在油溶液与水溶液的质量比为4：6和6：4下制备；其中A是在应变扫描下；B是在频率扫描下；C是在温度扫描下；D是在时间扫描下。
图2为实施例1、2、3中乳液凝胶型脂肪替代物在不同油溶液与水溶液比例下发生相变现象的示意图；其中，A是实施例1；B是实施例2；C是实施例3。
图3为实施例1、2中两种乳液凝胶型脂肪替代物的激光共聚焦显微图，其中油、单硬脂酸甘油酯分别被染色并进行了叠加处理，乳液凝胶型脂肪替代物分别为水包油型(油溶液：水溶液＝4：6)和油包水型(油溶液：水溶液＝6：4)。
图4为乙基纤维素粉末、明胶粉末、单硬脂酸甘油酯粉末、实施例1、2中乳液凝胶型脂肪替代物的红外光谱图；其中A是乙基纤维素粉末、明胶粉末、单硬脂酸甘油酯粉末；B是实施例1、2中乳液凝胶型脂肪替代物。
图5为实施例4中不同油溶液和水溶液的比例制备得到的乳液凝胶型脂肪替代物、单硬脂酸甘油酯乙基纤维素油凝胶以及明胶水凝胶的硬度。
图6为对比例1～4中制备得到的产物的共聚焦显微图、实物图以及漏油率；其中A是对比例1的共聚焦显微图；B是对比例2的共聚焦显微图；C是对比例3的实物图；D是对比例4的漏油率。
图7为实施例5中乳液凝胶型脂肪替代物(水包油型)制备的裱花外观图。
图8为实施例6中乳液凝胶型脂肪替代物(油包水型)3D打印的效果图。
图9为实施例7、8和对比例7、8的测试结果；其中A是维生素C在明胶(10％)水凝胶的释放速率；B是维生素C在乳液凝胶型脂肪替代物中的释放速率；C是维生素E在单硬脂酸甘油酯乙基纤维素油凝胶(2％单硬脂酸甘油酯与10％乙基纤维素)中的释放速率；D是维生素E在乳液凝胶型脂肪替代物中的释放速率。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解实施例是为了更好地解释本发明，不用于限制本发明。实施例中的份数都是质量份数。
测试方法：
1、乳液凝胶型脂肪替代物的流变性质：通过DHR-3旋转流变仪进行测试，弹性模量G' 和粘性模量G”使用40mm直径的钢平板进行检测，在25℃下进行振幅、频率、温度及时间扫描，在振幅扫描中应变范围为0.01～100％，在频率扫描中频率范围为0.1～10Hz，在温度扫描中温度范围为25～70℃，在时间扫描中应变在100％和0.01％之间反复变化且每一阶段保持时间为30s。
2、乳液凝胶型脂肪替代物、单硬脂酸甘油酯乙基纤维素油凝胶、明胶水凝胶的质构：由 TAXT质构仪进行测试，通过单次挤压测试使用P/25探头对样品的硬度进行检测，探头的测前、测中、测后速度为5、1、5mm/s，应变程度设置为30％。
3、采用激光共聚焦显微镜(LSM-880)观察乳液凝胶型脂肪替代物的微观结构。
4、通过傅里叶变换红外光谱仪(Nicolet iS-10)测定原料粉末和冻干后乳液凝胶型脂肪替代物的红外光谱数据，采用iTR附件对4000～600cm-1波数内的光谱数据进行采集。
实施例1
一种制备相变可调的乳液凝胶型脂肪替代物的方法，包括如下步骤：
(1)称取10份乙基纤维素和2份单硬脂酸甘油酯溶解于88份150℃的大豆油中，并搅拌10分钟后放置于70℃的水浴中，得到油溶液；
(2)取10份明胶溶解于90份70℃的热水中，并搅拌10分钟，得到水溶液；
(3)将步骤(1)的油溶液和步骤(2)的水溶液按照质量比4：6混合均匀，以10000rpm的速率使用高速均质机对混合溶液进行乳化2min，得到乳液；再将得到的乳液置于室温下低速400rpm搅拌直至体系胶凝进行乳化，得到水包油型乳液凝胶型脂肪替代物。
实施例2
调整实施例1步骤(3)中油溶液和水溶液的质量比为6：4，其他和实施例1保持一致，得到油包水型乳液凝胶型脂肪替代物。
实施例3
调整实施例1步骤(3)中油溶液和水溶液的质量比为44：56，其他和实施例1保持一致，得到半双连续型乳液凝胶型(同时含有水包油型乳液和油包水型乳液)脂肪替代物。
将实施例1～3得到的乳液凝胶型脂肪替代物进行性能测试，测试结果如下：
图1为实施例1和2两种乳液凝胶型脂肪替代物的流变数据。从图1可以看出：在应变扫描中，两种乳液凝胶型脂肪替代物的弹性模量基本一致，但油溶液/水水溶液为6：4的乳液凝胶型脂肪替代物(油包水型)的粘性模量要略低，说明油包水型乳液凝胶型脂肪替代物流动性略好，两种乳液凝胶型脂肪替代物在频率扫描下弹性模量和粘性模量基本相同，且弹性模量远大于粘性模量，都表现为粘弹性的半固体；在温度扫描中，两种乳液凝胶型脂肪替代物都在温度升高的过程中发生弹性模量和粘性模量的损失，且在45℃时模量迅速降低，在 70℃时两者的弹性模量下降至与粘性模量基本相同，意味着两种乳液凝胶型脂肪替代物的粘弹性消失，流动性变强而成为了液态的混合物；在时间扫描中，两种乳液凝胶型脂肪替代物在受到高应变的剪切时模量会迅速下降，这说明两种乳液凝胶型脂肪替代物都具有明显的触变性，但高应变撤除后，两者的模量都在较大程度上恢复(70％以上)，且油溶液：水溶液＝4： 6的乳液凝胶型脂肪替代物(水包油型)模量恢复程度更大，结构恢复能力更强，两种类型不同的乳液凝胶型脂肪替代物的流变性质差异较小，且主要表现为具有粘弹性的半固体，有利于将其用于替代食品中的塑性脂肪。
图2为实施例1、2、3中乳液凝胶型脂肪替代物在不同油溶液与水溶液比例下发生相变现象的示意图，其中，A是实施例1；B是实施例2；C是实施例3。图3为实施例1、2两种乳液凝胶型脂肪替代物的激光共聚焦显微图。当油溶液和水溶液质量比为4：6时，乳液凝胶型脂肪替代物为水包油型，因此油为分散相分散在体系中，而油溶液和水溶液的质量比为6： 4时，乳液凝胶型脂肪替代物为油包水型，因此油为连续相包围着分散系，单硬脂酸甘油酯由于是脂溶性的，所以它的分布基本与油的分布一致；当油溶液和水溶液质量比为44：56时，水包油型乳液和油包水型乳液同时含有。
图4为乙基纤维素粉末、明胶粉末、单硬脂酸甘油酯粉末的红外光谱图，以及实施例1 和2中两种乳液凝胶型脂肪替代物的红外光谱图。当油溶液和水溶液的质量比为4：6时，乳液凝胶型脂肪替代物呈现水包油型，此时外相为明胶水凝胶，因此在这种乳液凝胶型脂肪替代物的红外光谱中，由于大量的明胶存在导致在波数范围3200～3500cm-1内只有一个特征峰，对应明胶粉末3330cm-1的N-H伸缩振动吸收峰，显然明胶的N-H伸缩振动吸收峰掩盖了乙基纤维素和单硬脂酸甘油酯的羟基伸缩振动吸收峰，而当油溶液和水溶液的质量比为6：4时，乳液凝胶型脂肪替代物呈现油包水型，此时外相为油凝胶，因此在这种乳液凝胶型脂肪替代物的红外光谱中，在波数范围3200～3500cm-1内出现了三个峰，分别是3480cm-1乙基纤维素中的羟基伸缩振动吸收峰，3330cm-1明胶中的N-H伸缩振动吸收峰，以及3241cm-1单硬脂酸甘油酯中的羟基伸缩振动吸收峰，由于单硬脂酸甘油酯在油中形成了氢键，因此其对应的羟基伸缩振动吸收峰在乳液凝胶型脂肪替代物中发生了红移。
实施例4
调整实施例1步骤(3)中油溶液和水溶液的质量比为2：8、4：6(实施例1)、5：5、6： 4(实施例2)、8：2，其他和实施例1保持一致，得到乳液凝胶型脂肪替代物。
将得到乳液凝胶型脂肪替代物进行性能测试，测试结果如下：
图5为不同油溶液和水溶液的比例制备得到的乳液凝胶型脂肪替代物，以及含10％乙基纤维素和2％单硬脂酸甘油酯油凝胶的硬度，含10％明胶的水凝胶的硬度。从图5可以看出：随着油溶液质量分数的不断提高，乳液凝胶型脂肪替代物的硬度呈现逐渐下降的趋势，虽然油溶液：水溶液为4：6和6：4的乳液凝胶型脂肪替代物的流变性质十分接近，但它们 的硬度却差异显著，当油溶液质量分数为40％时，乳液凝胶型脂肪替代物的硬度明显大于当油溶液质量分数为60％时的乳液凝胶型脂肪替代物，这是由于连续相发生改变，在外相的油凝胶的硬度显然小于水凝胶，所以当相变发生以后，油包水型的乳液凝胶型脂肪替代物的硬度下降显著。
表1为乳液凝胶型脂肪替代物中反式脂肪酸和饱和脂肪酸含量。从表1可以看出：相比市售人造奶油，乳液凝胶型脂肪替代物不含反式脂肪酸，饱和脂肪酸含量远远低于市售人造奶油的45.34％，满足消费者健康饮食的要求。
表1乳液凝胶型脂肪替代物中反式脂肪酸和饱和脂肪酸含量。
油溶液：水溶液 反式脂肪酸(％) 饱和脂肪酸(％)
2：8 0 3.45
4：6 0 7.30
5：5 0 8.62
6：4 0 9.15
8：2 0 13.79
市售人造奶油 0.19 45.34
对比例1
调整实施例1中步骤(2)的明胶为***胶，其他和实施例1保持一致，得到产物。
通过测试发现：产物并不具备水包油型乳液结构，如图6中A所示，不能形成水包油型乳液凝胶。
对比例2
调整实施例2中步骤(1)的单硬脂酸甘油酯为蜂蜡，其他和实施例2保持一致，得到产物。
通过测试发现：产物并不具备油包水型乳液结构，如图6中B所示，不能形成油包水型型乳液凝胶。
对比例3
调整实施例1中步骤(2)的明胶的用量为2份，其他和实施例1保持一致，得到产物。
将得到的产物在透明瓶中倾斜放置，发现：产物的流动性极强，如图6中C所示，不能形成凝胶状。
对比例4
省略实施例1中单硬脂酸甘油酯的加入，其他和实施例1保持一致，得到产物。
将得到的产物在10000rpm下离心10分钟进行离心脱油，产物的漏油率如图6中D所示，与实施例1中添加2份单硬脂酸甘油酯制备的乳液凝胶相比，产物漏油率高。
对比例5
调整实施例1中步骤(1)的乙基纤维素为聚甘油脂肪酸酯，其他和实施例1保持一致，得到产物。
将产物进行性能测试，测试结果如下：
得到的产物的弹性模量为85Pa，粘性模量为120Pa，即粘性模量大于弹性模量，具有一定的流动性，不具备半固态性质，不能用于替代固体脂肪。
对比例6
调整实施例1中步骤(1)的乙基纤维素的用量为0、2、4份，同时增加10、8、6份的大豆油，其他和实施例1保持一致，得到产物。
将产物进行性能测试，测试结果如下表2：
表2对比例6的测试结果
乙基纤维素的用量 弹性模量(Pa) 粘性模量(Pa)
0 12 23
2份 127 163
4份 1023 997
从表2可以看出：得到的产物粘性模量大于或接近弹性模量，且模量较小，具有流动性，不具备明显的半固态特征，无法用于替代固体脂肪。
实施例5在裱花方面的应用
一种用于裱花的乳液凝胶型脂肪替代物的方法，包括如下步骤：
(1)称取10份乙基纤维素和2份单硬脂酸甘油酯溶解于88份150℃的大豆油中，并搅拌10分钟后放置于70℃的水浴中，得到油溶液；
(2)取10份明胶溶解于90份70℃的热水中，并搅拌10分钟，得到水溶液；
(3)将步骤(1)的油溶液和步骤(2)的水溶液按照质量比2：8、4：6、5：5、6：4、 8：2混合均匀，以10000rpm的速率使用高速均质机对混合溶液进行乳化2min，得到乳液；再将得到的乳液置于室温下低速400rpm搅拌直至体系胶凝进行乳化，得到乳液凝胶型脂肪替代物。
使用金属裱花头和塑料裱花袋对乳液凝胶型脂肪替代物进行裱花，得到的裱花如图7所示，当油溶液和水溶液的比例为4：6时裱花效果最理想，裱出的花均匀且结构稳定，因此油溶液和水溶液的比例为4：6的水包油型乳液凝胶型脂肪替代物在裱花应用中具有较好的效果，成型性好，可用于替代裱花应用中的传统塑性脂肪。
实施例6在3D打印方面的应用
一种用于3D打印的乳液凝胶型脂肪替代物的方法，包括如下步骤：
(1)称取10份乙基纤维素和2份单硬脂酸甘油酯溶解于88份150℃的大豆油中，并搅拌10分钟后放置于70℃的水浴中，得到油溶液；
(2)取10份明胶溶解于90份70℃的热水中，并搅拌10分钟，得到水溶液；
(3)将步骤(1)的油溶液和步骤(2)的水溶液按照质量比2：8、4：6、5：5、6：4、 8：2混合均匀，以10000rpm的速率使用高速均质机对混合溶液进行乳化2min，得到乳液；再将得到的乳液置于室温下低速400rpm搅拌直至体系胶凝进行乳化，得到乳液凝胶型脂肪替代物。
使用食品3D打印机将乳液凝胶型脂肪替代物进行打印，打印针头的直径为1.55mm，打印的温度和速率分别为25℃和25mm/s，3D打印的效果如图8所示，当油溶液和水溶液为6： 4和8：2时打印较理想，打印出的结构细腻光滑，因此油溶液和水溶液的比例为6：4和8： 2的油包水型乳液凝胶型脂肪替代物在3D打印应用中具有较好的效果，材料流动性好，塑性能力突出，可用于在食品3D打印中定制各种新型食品。
实施例7在功能性活性组分控制释放方面的应用
一种用于功能性活性组分控制释放的乳液凝胶型脂肪替代物的方法，包括如下步骤：
(1)称取10份乙基纤维素和2份单硬脂酸甘油酯溶解于88份150℃的大豆油中，并搅拌10分钟后放置于70℃的水浴中，得到油溶液；
(2)取10份明胶溶解于89份70℃的热水中，再加入1份维生素C，并搅拌10分钟，得到水溶液；
(3)将步骤(1)的油溶液和步骤(2)的水溶液按照质量比4：6、5：5、6：4混合均匀，以10000rpm的速率使用高速均质机对混合溶液进行乳化2min，得到乳液；再将得到的乳液置于室温下低速400rpm搅拌直至体系胶凝进行乳化，得到油包水型乳液凝胶型脂肪替代物。
对比例7
取10份的明胶溶解于89份70℃的热水中，将1份维生素C加入至水溶液中均匀搅拌10分钟后冷却至室温得到包埋维生素C的水凝胶。
将实施例7中的包埋维生素C的乳液凝胶型脂肪替代物和对比例7中的水凝胶各5g加入到100mL的磷酸缓冲液中并放置在摇床内以400rpm的速率振荡，每过数分钟取出少量缓冲液，并使用紫外分光光度计在285nm处测定吸光强度以计算释放维生素C的含量。
实施例8在功能性活性组分控制释放方面的应用
一种用于功能性活性组分控制释放的乳液凝胶型脂肪替代物的方法，包括如下步骤：
(1)称取10份乙基纤维素和2份单硬脂酸甘油酯溶解于87份150℃的大豆油中，再加入1份维生素E，并搅拌10分钟后放置于70℃的水浴中，得到油溶液；
(2)取10份明胶溶解于90份70℃的热水中，搅拌10分钟，得到水溶液；
(3)将步骤(1)的油溶液和步骤(2)的水溶液按照质量比1：9、2：8、3：7混合均匀，以10000rpm的速率使用高速均质机对混合溶液进行乳化2min，得到乳液；再将得到的乳液置于室温下低速400rpm搅拌直至体系胶凝进行乳化，得到包埋维生素E的水包油型乳液凝胶型脂肪替代物。
对比例8
取10份的乙基纤维素和2份的单硬脂酸甘油酯溶解于87份150℃的大豆油中，并搅拌 10分钟后放置于70℃的水浴中，将1份维生素E加入至油溶液中均匀搅拌10分钟后冷却至室温得到包埋维生素E的油凝胶。
将实施例8中包埋维生素E的乳液凝胶型脂肪替代物和对比例8中的油凝胶各5g加入到100mL的磷酸缓冲液中并放置在摇床内以400rpm的速率振荡，每过数分钟取出少量样品加入至50mL的异丙醇中，并使用紫外分光光度计在297.9nm处测定吸光强度以计算释放维生素E的含量。
维生素C和维生素E的释放速率如图9所示，乳液凝胶型脂肪替代物对维生素C的缓释效果显著，完全释放维生素C需要350min，而单独使用明胶水凝胶包埋的维生素C在60分钟后就释放完毕，单独使用油凝胶包埋维生素E时，在15min后维生素E基本释放完全，而在乳液凝胶型脂肪替代物中，维生素E完全释放完毕需要的时间大于45min，说明乳液凝胶型脂肪替代物对水溶性的维生素C和脂溶性的维生素E的控制释放效果明显优于单独使用水凝胶或油凝胶包埋缓释的效果，因此乳液凝胶型脂肪替代物的包埋缓释效果有利于功能性营养组分在体内或体外更好地吸收。

Claims (6)

1.一种制备相变可调的乳液凝胶型脂肪替代物的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将油溶性多糖、油溶性小分子凝胶剂溶解在植物油中，得到油溶液；
（2）将水溶性大分子凝胶剂溶解在水中，得到水溶液；
（3）将步骤（1）的油溶液和步骤（2）的水溶液混合均匀进行乳化，得到乳液；之后再凝胶，得到乳液凝胶型脂肪替代物；
其中，所述脂肪替代物为水包油型乳液凝胶型脂肪替代物，油溶液和水溶液质量比为2:8-4:6；或，所述脂肪替代物为油包水型乳液凝胶型脂肪替代物，油溶液和水溶液的质量比为5:5-8:2；或，所述脂肪替代物为半双连续型乳液凝胶型脂肪替代物，油溶液在乳液中的质量百分比等于44%；
所述的油溶性多糖为乙基纤维素；
所述的油溶性小分子凝胶剂为单甘油酯；
所述的水溶性大分子凝胶剂为明胶；
步骤（1）中油溶性多糖在植物油中的质量浓度为5%~10%；
步骤（1）中油溶性小分子凝胶剂在植物油中的质量浓度为1%~5%；
步骤（2）中水溶性大分子凝胶剂在水中的质量浓度为4%~10%。
2.权利要求1所述的方法制备得到的水包油型乳液凝胶型脂肪替代物和油包水型乳液凝胶型脂肪替代物。
3.权利要求2所述的水包油型乳液凝胶型脂肪替代物和油包水型乳液凝胶型脂肪替代物在食品领域的应用。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述的应用是将水包油型乳液凝胶型脂肪替代物用于裱花。
5.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述的应用是将油包水型乳液凝胶型脂肪替代物应用于3D打印，具体是将油包水型乳液凝胶型脂肪替代物作为可食用固体材料用于3D打印。
6.权利要求2所述的水包油型乳液凝胶型脂肪替代物和油包水型乳液凝胶型脂肪替代物在包埋活性物质方面的应用，其特征在于，所述的应用具体是将水包油型乳液凝胶型脂肪替代物或油包水型乳液凝胶型脂肪替代物作为载体包埋控释水溶性活性物质和脂溶性活性物质中。
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