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粉末油脂,别名植脂末、奶精,是以油脂为芯材,碳水化合物、蛋白质、胶类等为壁材,应用微胶囊技术,经乳化剂乳化、高压均质、喷雾干燥而制成的粉末状或颗粒状产品。牛油能量高,所含脂肪酸比例均衡,维生素、矿物质元素含量丰富,因此,研发牛油粉末油脂产品有着较高的应用价值。目前国内生产牛油粉末油脂产品的企业极少,供需缺口很大。本论文以满足市场需求为出发点,为牛油进一步深加工开辟了新途径,以提高牛油产品附加值、延伸产业链。故研究载油量50%、55%、60%牛油粉末油脂的配方组合,乳化、均质及喷雾干燥工艺参数以及成品抗氧化性,重金属含量和超微结构等,制成了包埋率在85%~95%之间,溶解性、分散性及耐储藏性均符合构建标准的牛油粉末油脂产品。主要研究结果如下:1.不同载量牛油粉末油脂配方确定对碳水化合物(MD/壳聚糖、玉米糖浆、Hi-cap 100)、蛋白质(SC、大豆分离蛋白、WPI)、增稠剂(黄原胶、瓜儿豆胶、阿拉伯胶、羧甲基纤维素钠)等原料,采用单因素试验结合正交设计,确定了其最优组合。50%牛油粉末油脂基础配方:MD与玉米糖浆配比4:1,用量65%,SPI用量3.0%,阿拉伯胶用量3.0%;55%牛油粉末油脂基础配方:MD与玉米糖浆配比5:1,SPI用量4.0%,阿拉伯胶用量2.0%;60%牛油粉末油脂基础配方:MD与玉米糖浆配比5:1,SPI用量3.0%,阿拉伯胶用量5.0%。此外,三种牛油粉末油脂壁材组合中均适量添加K2HPO4·3H2O、Na5P3O10作为抗结剂。2.乳化剂种类及用量筛选采用单因素试验配合响应面Box-Behnken设计确定了非离子型(GMS、PGFE、司盘60)和阴离子型乳化剂(CITREM、DATEM、SSL)种类、用量的最优组合。其中,50%牛油粉末油脂乳化剂组合为:GMS 1.25%、PGFE 1.53%、DATEM0.59%、CITREM 0.68%;55%牛油粉末油脂乳化剂组合为:GMS 1.52%、PGFE1.56%、DATEM 0.61%、CITREM 0.80%,60%牛油粉末油脂乳化剂组合为:GMS1.50%、PGFE 1.76%、DATEM 0.80%、CITREM 0.87%。3.乳化、均质条件优选采用单因素试验配合正交设计优化乳化及均质过程的工艺参数,结果如下,50%牛油粉末油脂的乳化、均质工艺参数为:乳化时间15min,乳化温度70℃,高速剪切机转速10000r/min,均质压力30Mpa,得到的乳状液稳定指数为97.21%;55%牛油粉末油脂:乳化时间15min,乳化温度70℃,高速剪切机转速11000r/min、均质压力35Mpa,得到的乳状液稳定指数为96.11%;60%牛油粉末油脂:乳化时间15min,乳化温度70℃,高速剪切机转速11000r/min、均质压力35Mpa,得到的乳状液稳定指数为94.32%。4.喷雾干燥工艺参数采用单因素试验结合响应面Box-Behnken设计优化喷雾干燥工艺,参数如下:50%、55%、60%牛油粉末油脂分别在进风温度197℃、200℃、198℃,进风量180m3/h、188m3/h、180m3/h,物料流量均为3.0m L/min的条件下,干燥效果良好,成品包埋率分别为94.14%、93.16%、85.75%。5.成品水分含量、POV值测得50%、55%、60%牛油粉末油脂含水量分别为1.64%、2.02%、1.94%,符合国家标准(低于3%)。在试验条件相同的情况下,60%牛油粉末油脂成品加速氧化24天的POV值为2.08meq/kg,较原料油低13.36meq/kg。6.成品颗粒超微结构采用扫描电子显微镜分别观察三种成品的超微结构,发现其颗粒多呈球形,表面结构完整、致密,无裂痕,颗粒大小较均匀,产品包埋效果较好。7.原料牛油、壁材及成品重金属含量原料牛油中As、Hg、Pb、Cd、Cr五种重金属元素的含量分别为0.003 mg/kg、0.0025 mg/kg、0.225 mg/kg、0.165 mg/kg、0.785 mg/kg;壁材中的含量分别为0.016mg/kg、0.003 mg/kg、0.230 mg/kg、0.140 mg/kg、0.590 mg/kg;60%牛油粉末油脂成品中的含量分别为0.0175mg/kg、0.0065 mg/kg、0.455 mg/kg、0.345 mg/kg、1.410 mg/kg。三个样品中五种重金属元素的含量均在食品污染物限量标准GB2762-2005要求的范围以内。