摘要
烘焙油脂普遍存在热量高、饱和脂肪酸过量和反式脂肪酸残留等不利于健康的问题，利用脂肪替代技术开发零反式/低饱和脂肪酸的新型烘焙专用油脂产品，已成为当前食品工业面临的重要课题。油脂结构化是近年来解决烘焙油脂营养与安全问题最具潜力的新策略。本研究基于纳米纤维素独特的理化性质和自组装网络特性构建乳液凝胶和油凝胶两种结构化油脂，并将其分别应用于烘焙产品中开发低脂磅蛋糕和低脂夹心饼干，主要研究内容和结果如下： （1）纳米纤维素的乳化与凝胶特性。通过纤维素纳米纤丝（CNF）对油-水体系的乳化效果的研究，确定了CNF质量浓度为0.6%-0.8%、油含量为10%-20%时，油-水体系的液滴分布均匀、离心漏油率低、贮藏稳定性。CNF的溶胶-凝胶转化临界质量浓度为0.6%，加入0.15mol/LCaCl2溶液和0.15mol/L盐酸分别使其溶胶凝胶-转化临界浓度提升至0.2%和0.4%。增加CNF质量浓度能提高CNF水凝胶的强度。 （2）纳米纤维素基乳液凝胶的制备及其在低脂磅蛋糕中的应用。采用乳液模板法，通过纳米纤维素与硬脂酸单甘酯和蜂蜡在油水两相及其界面上产生的协同结构化机制，制得稳定的乳液凝胶；XRD与热分析表明，乳液凝胶中脂肪主要为热稳定性好的β型结晶，与固体脂肪结晶特性类似；乳液凝胶的熔化温度为55.5±0.8℃，两次结晶温度为51.5±0.3℃和48.0±0.4℃。流变分析表明，乳液凝胶在升温过程中保持G''＞G''''，体系在95℃下稳定，且随着CNF质量浓度提高，乳液凝胶趋于类固体性状。将纳米纤维素基乳液凝胶替代黄油制备低脂磅蛋糕，确定了最佳的乳液凝胶组成为：CNF质量浓度0.3%，复合结构因子与花生油体积配比5∶5，含油量40%，所得到的面糊比重、烘焙损失率、低脂蛋糕的质构、感官均达到黄油对照组的水平，表明纳米纤维素基乳液凝胶应用于磅蛋糕中能够模拟黄油的各项功能。 （3）纳米纤维素基油凝胶的制备及其在饼干夹心馅料中的应用。使用泡沫模板法，以CNF与硬脂酸单甘酯GMS为结构化因子，通过CNF与GMS协同共组装、结晶作用对油滴进行封锁固化制备油凝胶。CNF的加入使得油凝胶热稳定性增加，线性粘弹区间增长，硬度等质构特性提高。CNF∶GMS质量比为9∶1的油凝胶的硬度和粘弹性分别为163.25和0.33，将其替代黄油应用于低脂饼干夹心馅料中，采用中心复合旋转设计实验进行配方优化，以干物料组分和湿物料组分为因子，以夹心馅料的水分活度和硬度、黏性、回复性、内聚性等质构特性参数作为响应变量，通过响应变量期望值设定，基于最高全局合意性（D=0.765）对夹心馅料配方进行了优化拟合，得到在水分活度和质构特性指标综合表现最优的夹心馅料配方为：玉米淀粉2.84g，糖霜48.66g，CNF基油凝胶26.02g，食用甘油9.48g。对优化结果进行验证与评估，发现油凝胶所制备的低脂夹心馅料在感官特性和贮藏稳定性方面优于黄油对照组，与市售对照组无显著差异，表明纳米纤维素基油凝胶具有替代固体脂肪功能的潜在应用价值。
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