酶法酯交换制备营养型人造奶油基料油的研究

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人造奶油是一种日常生活中食用较为普遍的产品。传统的经油脂分提、氢化工艺制备而成的人造奶油基料油脂存在着油脂脂肪酸饱和度过高、脂肪酸组成单一、反式脂肪酸含量过高、营养性能差等缺点,因此寻找一种方法制备新型营养性能较高的人造奶油产品具有广阔的前景。酯交换是油脂改性的一个重要手段,能够通过改变油脂甘三酯上脂肪酸分子的分布来改变油脂的性质,尤其是结晶及熔化特征的转变,而且这个过程当中没有反式脂肪酸产生。猪油作为传统的食用油脂具有良好的起酥性和脂肪塑性;花生油则含有大量的不饱和脂肪酸,具有较高的营养价值。本课题以猪油与花生油为原料,通过不同质量配比进行酯交换反应,以期制备具有不同功能特性的营养型低反式脂肪酸人造奶油基料油。猪油甘三酯sn-2位上棕榈酸含量高达76.71%,这是造成猪油结晶颗粒粗大的主要原因。猪油与花生油1:1(w/w)混合后,混合油脂甘三酯sn-2位上棕榈酸含量仍高达39.36%。本课题采用脂肪酶催化油脂酯交换的方法,通过改变油脂甘三酯组成,达到改变油脂的晶型、塑性与融化特性的目的。本课题以酯交换反应前后油脂甘三酯sn-2位上棕榈酸含量的变化为指标,通过单因素和正交试验,确定了猪油与花生油为1:1(w/w)时酯交换的最佳工艺参数:反应时间4h,脂肪酶添加量为底物质量的3%,酯交换反应温度为60℃。此条件下酯交换油脂甘三酯sn-2位上的棕榈酸含量从39.36%下降到24.26%。在最佳工艺参数条件下,使用固体脂肪指数(SFI)为指标,测定不同质量配比下的原料油脂酯交换反应前后的固体脂肪特征变化,结果表明酯交换后的油脂的SFI值曲线更加平滑,油脂的可塑性增强,具有较宽的塑性范围,可以用于不同类型的人造奶油基料油脂使用。采用差示量热扫描(DSC)与X-射线衍射(X-ray)分别测定酯交换反应前后油脂的热性质与晶型变化。发现酯交换反应后油脂中甘三酯种类增加,油脂融化过程平缓,甘三酯间相溶性得到增强;油脂的结晶形态发生了变化,β′型结晶成为主要结晶形态。通过对酯交换油脂与市售人造奶油脂肪酸组成的对比分析,发现目前市售人造奶油的不饱和脂肪酸含量不足40%,而酯交换油脂中的不饱和脂肪酸含量明显增加,达到了60%以上,可见相比于市售人造奶油,酯交换油脂的营养性得到了增强。反应产物适合于制备营养型人造奶油基料油。为了使人造奶油基料油具有最佳的稠度和塑性范围,扩大酯交换油脂使用范围。采用酯交换油脂为主体,辅以分提棕榈油硬脂和大豆油,以SFI为指标,进行人造奶油基料油脂的配合试验。结果表明,以棕榈油硬脂:酯交换油脂:大豆油(w/w/w)=16:80:4,8:88:4,4:88:8的比例进行油脂配合,配合后的油脂SFI值曲线分别与通用型、软硬质、软质人造奶油的SFI值曲线有最佳拟合。为了使人造奶油具备最佳的性能,通过乳化剂的配合试验,确定最优乳化剂配方为卵磷脂:脂肪酸蔗糖酯(SE-11):脂肪酸蔗糖酯(SE-15)(w/w/w)=0.2:0.6:0.2。在实验室条件下制备人造奶油,通过应用试验表明制备的人造奶油具有较好的应用性能,能够满足使用要求。
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