CN116035112A - 一种3d打印膳食纤维植基肉的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3D打印膳食纤维植基肉的制备方法，本发明利用食品3D打印技术和原料特性提高植基肉的肌原纤维结构，通过添加不溶性膳食纤维对植基肉进行营养强化并提高其消化特性，开发出一种具有肌原纤维感的膳食纤维植基肉；本发明通过食品3D打印技术精准调控植基肉品质，满足消费者的个性化需求，更适合于工业化和产业化生产；本发明获得的植基肉具有肌原纤维感，同时具有膳食纤维营养强化的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种3D打印膳食纤维植基肉的制备方法。
背景技术
动物蛋白肉是优质蛋白的重要来源，具有独特风味和质地，深受消费者欢迎。然而食用动物蛋白肉会存在很多弊端：一是动物肉中含有胆固醇和饱和脂肪酸，过度食用会导致心脑血管疾病的发生；二是动物肉生产带来的环境压力，包括动物养殖过程中废弃物的排放，占用土地，消耗水资源等问题。为了避免食用过多的动物蛋白肉而又保证优质蛋白的摄入，植基肉成为目前动物蛋白肉类的重要替代方式。但目前市场上的植基肉大部分缺少肉质感，不能满足消费者“看起来，闻起来，吃起来”像真实肉的需求，很大原因是由于植基肉缺少肌原纤维的丝状结构、肌间脂肪和***。而且植物蛋白常与影响蛋白质消化的抗营养因子共存，消化率往往比动物蛋白要低。虽然国内的植基肉也已经开始兴起，主要通过热挤压技术来实现。热挤压技术分为低水分挤压和高水分挤压两种，低水分挤压技术制备植基肉工艺条件成熟，柔韧性强，但和真肉的差异比较大，后续还需要复水工艺，费时费力；高水分挤压技术制备的植基肉质地更接近真实肉，但是工艺过程难以控制。
虽然低水分和高水分挤压都能生产植基肉，但一方面生产出植基肉的肌纤维感与真实肉相比还有较大差距；另一方面，挤压技术是温度、剪切和高压等多种作用力综合的结果，并一直处在变化的状态，最终产品品质变化无法精准调控，目前生产主要靠实践经验，还无法达到理论层次。因此，现有的热挤压技术还无法开发出在质地、肌原纤维结构等方面均与动物蛋白肉相媲美的植基肉，感官特性和营养功能特性与动物蛋白肉相比还有较大差距。
发明内容
针对现有动物蛋白肉存在安全隐患，且普通植基肉纤维结构差的问题。本发明利用食品3D打印技术和原料特性提高植基肉的肌原纤维结构，通过添加不溶性膳食纤维对植基肉进行营养强化并提高其消化特性，开发出一种具有肌原纤维感的膳食纤维植基肉。
本发明通过食品3D打印技术精准调控植基肉品质，满足消费者的个性化需求，更适合于工业化和产业化生产。
本发明的技术方案如下：
一种3D打印膳食纤维植基肉的制备方法，包括如下步骤：
(1)不溶性膳食纤维制备：
将干燥豆渣粉加入去离子水中，再分别通过食品级脂肪酶、淀粉酶、木瓜蛋白酶反应以除去豆渣中残余的脂肪、淀粉和粗蛋白，完成除杂后，经过离心、冷冻干燥、粉碎，得到不溶性膳食纤维(100目过筛备用)；
其中，豆渣粉例如选自黄豆豆渣粉；
优选食品级脂肪酶的酶活力10万U/g，添加量3％-8％，反应条件为：温度35-60℃，pH 5-6，时间60-180min；
优选淀粉酶的酶活力2500U/g，添加量3％-8％，反应条件为：温度40-70℃，pH4.5-6.5，时间60-180min；
优选木瓜蛋白酶的酶活力10万U/g，添加量5％-10％，反应条件为：温度40-60℃，pH 6-8，时间60-180min；
(2)植基肉配方调配：
植基肉的原料配方如下：大豆分离蛋白30-40份，谷物蛋白20-30份，天然甜菜红素1-10份，不溶性膳食纤维5-10份，生物酶0.1-2.5份，香辛料0.5-2份，酱油1-5份，去离子水80-120份；
将各原料搅拌混合均匀后，装入注射器料筒中备用；
(3)植基肉的3D打印：
将装有混合原料的料筒放入食品3D打印机中，经3D打印得到植基肉；
具体的，设置3D打印模型为80mm×80mm×10mm的长方体，设置3D打印机参数分别为：打印温度25-45℃，喷嘴直径0.8-3.0mm，物料挤出速度60％-140％，打印速度20-50mm/s；
(4)植基肉的后处理
将打印好的植基肉放置在40-80℃下50-180min，完成后处理。
本发明制得的植基肉呈现出良好的肌纤维感，纤维丝状结构丰富，如附图1所示。将本发明制得的植基肉在蒸箱中蒸熟，通过与吐司切片面包、生菜、沙拉酱和番茄酱共同制成三明治，产品效果如附图2所示。
本发明涉及的技术原理如下：
本发明先将豆渣中残余的脂肪，淀粉和蛋白质通过脂肪酶、淀粉酶、木瓜蛋白酶除去，得到不溶性膳食纤维。再将大豆分离蛋白和谷物蛋白复配，通过两者之间共价键(二硫键)相互作用发生交联；添加生物酶在蛋白质分子间和分子内发生交联作用，增强其凝胶特性；添加不溶性膳食纤维增强其功能特性，进行营养强化并促进胃肠蠕动提高消化率；加入天然甜菜红素、酱油和香辛料改善植基肉的色泽和风味；加入特定比例的去离子水，将所有原料搅拌混合均匀。再将得到的混合物装入料筒，在食品3D打印机上设置形状以及打印参数，通过3D打印得到特定形状的植基肉。最后，将3D打印出的样品置于生物酶的最适温度下反应一定时间，得到的植基肉具有良好的肌纤维感。
本发明的有益效果在于：
采用开创性的食品3D打印技术，营养精准调控、个性化定制、操作简单，可重复性强。在保证低成本、可持续发展的前提下，能够生产出具有肌原纤维结构和营养强化功能的植基肉，并提高植物蛋白的消化特性，为植基肉在国内的有效发展和产业化应用拓宽市场。
本发明的关键在于，通过食品3D打印技术和原料特性制备出具有肌原纤维感的植基肉，并通过添加不溶性膳食纤维对植基肉进行营养强化。本发明获得的植基肉具有肌原纤维感，同时具有膳食纤维营养强化的特点。
附图说明
图1：3D打印膳食纤维植基肉效果图。
图2：膳食纤维植基肉三明治产品效果图。
具体实施方式
下面通过具体实施例进一步描述本发明，但本发明的保护范围并不仅限于此。
实施例1
1.不溶性膳食纤维的制备：
称取100g干燥的豆渣粉于烧杯中，加入500ml去离子水，通过磁力搅拌得到悬浮液；
①脱脂：在上述悬浮液中加入6％的脂肪酶，在45℃，pH＝5.5条件下水浴反应60min，后在沸水浴中灭酶处理10min；
②脱淀粉：在上述脱脂的烧杯中加入6％的淀粉酶，在50℃，pH＝6.0条件下水浴反应120min，后在沸水浴中灭酶处理10min；
③脱蛋白：在上述脱淀粉的烧杯中加入7％的木瓜蛋白酶，在55℃，pH＝7.0条件下水浴反应120min，后在沸水浴中灭酶处理10min，得到豆渣不溶性膳食纤维；
经过上述三步酶解除杂后，在5000r/min条件下离心15min，后在冻干机中冷冻干燥48小时，再通过超微粉碎机，过100目筛备用。
2.植基肉配方：
在烧杯中加入大豆分离蛋白20g，谷物蛋白20g，天然甜菜红素1.5g，上述制备的不溶性膳食纤维2g，生物酶(来源于茂源链轮丝菌，酶活力1300U/g，购买自通达实业有限公司)0.2g，酱油1g，香辛料0.5g，去离子水50ml，用玻璃棒混合搅拌均匀后立即装入注射器料筒中。
3.植基肉3D打印过程：
将装满物料的料筒放入食品3D打印机后，设置打印模型为80mm×80mm×10mm的长方体，设置打印参数分别为：打印温度30℃，喷嘴直径1.2mm，物料挤出速度100％，打印速度40mm/s，印刷完成后得到3D打印植基肉。
4.后处理过程：
将上述得到的3D打印膳食纤维植基肉置于50℃条件下反应100min，得到具有纤维感的3D打印膳食纤维植基肉，如附图1所示。
5.产品表现形式：
将上述得到的3D打印膳食纤维植基肉放入蒸箱中100℃蒸制20min，将蒸熟的植基肉同吐司面包一起，切分成直角边为80mm的直角三角形，加入20g新鲜生菜，3g沙拉酱，3g番茄酱，制备得到三明治，如附图2所示。
Claims (5)
1.一种3D打印膳食纤维植基肉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)不溶性膳食纤维制备：
将干燥豆渣粉加入去离子水中，再分别通过食品级脂肪酶、淀粉酶、木瓜蛋白酶反应以除去豆渣中残余的脂肪、淀粉和粗蛋白，完成除杂后，经过离心、冷冻干燥、粉碎，得到不溶性膳食纤维；
(2)植基肉配方调配：
植基肉的原料配方如下：大豆分离蛋白30-40份，谷物蛋白20-30份，天然甜菜红素1-10份，不溶性膳食纤维5-10份，生物酶0.1-2.5份，香辛料0.5-2份，酱油1-5份，去离子水80-120份；
将各原料搅拌混合均匀后，装入注射器料筒中备用；
(3)植基肉的3D打印：
将装有混合原料的料筒放入食品3D打印机中，经3D打印得到植基肉；
(4)植基肉的后处理
将打印好的植基肉放置在40-80℃下50-180min，完成后处理。
2.如权利要求1所述的3D打印膳食纤维植基肉的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，食品级脂肪酶的酶活力10万U/g，添加量3％-8％，反应条件为：温度35-60℃，pH 5-6，时间60-180min。
3.如权利要求1所述的3D打印膳食纤维植基肉的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，淀粉酶的酶活力2500U/g，添加量3％-8％，反应条件为：温度40-70℃，pH 4.5-6.5，时间60-180min。
4.如权利要求1所述的3D打印膳食纤维植基肉的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，木瓜蛋白酶的酶活力10万U/g，添加量5％-10％，反应条件为：温度40-60℃，pH 6-8，时间60-180min。
5.如权利要求1所述的3D打印膳食纤维植基肉的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，设置3D打印模型为80mm×80mm×10mm的长方体，设置3D打印机参数分别为：打印温度25-45℃，喷嘴直径0.8-3.0mm，物料挤出速度60％-140％，打印速度20-50mm/s。
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