棕榈基人造奶油脂肪结晶行为与宏观物理性质研究

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棕榈油具有良好的应用特性而被广泛应用于人造奶油、起酥油等专用油脂产品生产中,是世界上应用最广泛的植物用油之一。不同的基料油直接影响塑性油脂的品质,得到的塑性油脂性质差别较大,因此,研究棕榈油重要特征之一的结晶行为对研究塑性油脂的性质,特别是结晶行为具有重要的意义。本研究以两种分提棕榈油产品棕榈硬脂及棕榈软脂作为研究对象,探索人造奶油中基料油组分对人造奶油体系宏观物理性质及微观结构的影响。(1)对比分析了棕榈硬脂、棕榈软脂甘油三酯组成、固脂含量、等温结晶特性、非等温结晶特性。结果表明,甘三酯的组成对于两者的结晶性能具有很大影响。在等温结晶过程中,棕榈硬脂能够快速达到结晶终点。在各等温条件下,棕榈硬脂的Avrami指数n与棕榈软脂相差不大,说明,两者基于过冷状态下的结晶机理相同。棕榈硬脂和棕榈软脂在样品结晶温度升高结晶时,随着温度的升高,二者的n值逐渐增大,表明,温度的变化改变了晶核形成方式及生长机理,从高过冷度时的瞬时成核变为低过冷度时的零星成核。(2)利用等温曲线研究了棕榈硬脂、棕榈软脂的相容性,考察了不同比例复配棕榈硬脂与棕榈软脂基本性质、脂肪酸组成及热焓变化。结果表明:复配棕榈油随着棕榈硬脂组分的提高,熔点增高、碘价降低,饱和脂肪酸含量增大,不饱和脂肪酸含量减少。棕榈硬脂和棕榈软脂表现出较好的相容性,二元体系相容性良好。在5℃、10℃时出现的偏晶倾象,40℃、45℃时出现不同程度的共晶倾象。非等温结晶过程中均出现两个吸收峰,随着棕榈硬脂比例的增加,同一降温速度下,结晶峰峰温逐渐升高,峰形尖锐;降温速度增大,结晶峰变宽。(3)根据单因素试验结果,确定实验室制备人造奶油的处理最佳条件:急冷时间3min;急冷转速300rpm;急冷温度-5℃;捏合时间10min,捏合转速300rpm。随着混合体系中棕榈硬脂组分的增加,人造奶油中弹性模量线性阈值γ0(线性区域的终点值)逐渐增大;β型、β′型晶体信号强度变大,当棕榈硬脂与棕榈软脂比例为5:5时,β′强度高于β强度;当两者比例在1:9至5:5的过程中,硬度增速缓慢,当比例为6:4时,硬度急剧增大。经相关性分析,基料油中的棕榈酸含量与人造奶油产品的硬度及总结晶比例呈极显著正相关,油酸与亚油酸的含量与产品的硬度及总结晶比例极显著负相关,硬脂酸同产品特性无显著相关性。另外产品的硬度与弹性模量、粘性模量极显著正相关,这说明,产品的硬度越大,弹性模量及粘性模量越大;总结晶比例与硬度呈显著正相关。
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