人造奶油作为一种近年来需求量激增的产品,具有广阔的应用和发展空间。但目前市售人造奶油多存在含大量饱和和反式脂肪酸、脂肪酸组成单一、营养性能差等问题,虽近年来的研究在一定程度增加人造奶油的油酸和亚油酸等不饱和脂肪酸的含量,却未见考虑增加人体急缺亚麻酸含量的相关研究。另外,单纯添加不饱和脂肪酸的人造奶油产品多存在容易出现折断、品质劣变等问题,因此开发品质优良的亚麻酸营养型人造奶油具有广阔的发展前景。酯交换技术作为一种油脂改性技术,其通过改变油脂甘三酯上的脂肪酸分布来改变油脂的性质且不产生反式脂肪酸已被广泛应用于人造奶油的生产。本文以塑性良好的传统食用猪油和富含亚麻酸的紫苏籽油为原料,利用单因素响应面实验优化酯交换工艺,通过不同质量配比的原料油酯交换产物的理化性质分析以及乳化剂的选择和优化来制备品质优良的亚麻酸营养型人造奶油,并对所制备营养型人造奶油的加工特性、消化性能以及贮藏性能进行全方面评价分析,最后利用相关性分析和神经网络模型来讨论人造奶油脂肪酸组成及相应的宏观物理性能与内部结晶网络之间的关联,为开发营养型人造奶油和改善人造奶油在储运过程的品质劣变提供一定的理论及指导意义。主要的研究内容如下:(1)以猪油和紫苏籽油为原料,酯交换产物的熔点、酸价和过氧化值为指标,对酯交换反应温度、反应时间和催化剂添加量三个因素进行单因素和响应面优化。优化后的条件为:催化剂添加量为0.7%(w/w),催化温度为80℃,反应时间为1.5 h。通过酯交换前后油脂的脂肪酸组成和热焓性质对比分析表明酯交换后油脂的AI和TI值降低,营养价值提高,融化曲线吸热峰变宽,可塑性增强。(2)通过对不同比例猪油和紫苏籽油的酯交换产物进行脂肪酸和甘三酯组成、熔融和结晶热分析图的变化、晶型、微观形态和流变性能的分析和评价,发现:随紫苏籽油比例的增加,油脂的营养价值升高,屈服应力降低、稳定性变差,晶体网络结构逐渐变得松散。基于酯交换产物应该拥有良好加工特性和适度营养功能特性等两方面因素综合考虑得出8:2和7:3(w/w)的猪油和紫苏籽油酯交换产物拥有良好的可塑性、合适的屈服应力、稳定性、触变性、更加细腻的晶型结构以及良好的抗动脉粥样硬化和血栓形成指数,适合于健康营养型人造奶油这类结构脂质的生产。最后利用相关性分析证明油脂的营养性能和加工性能与油脂的脂肪酸和甘三酯组成存在很大的相关性,这为人造奶油基料油选择提供参考价值。(3)以吸水性和酪化性为指标,利用混料设计实验对乳化剂配方进行优化,得到优化后的乳化剂配方为:司盘-60:31%,丙二醇酯:27%,大豆卵磷脂:42%。在最优乳化剂配方和最佳酯交换油脂配方的基础上进行营养型人造奶油的制备,通过对两种自制营养型人造奶油和市售人造奶油进行总酚、α-生育酚、热焓、流变、晶型等性能对比分析表明:自制人造奶油的总酚和α-生育酚含量、相对回复率、β′晶型含量显著高于市售人造奶油,弹性模量略低于市售人造奶油,触变环面积相差不大。综合可知自制营养型人造奶油较市售人造奶油有着更高的营养价值以及良好的入口性和可塑性。(4)建立自制营养型人造奶油和市售人造奶油的体外模拟消化模型。通过人造奶油消化过程中的粒径、电位和微观结构变化以及脂肪酸释放率和抗氧化活性分析得出:人造奶油在消化过程中乳糜微粒的粒径先增大后减小,并向粒径更小的方向扩大分布,且自制人造奶油体系中大粒径粒子分解能力比市售人造奶油更强;脂肪酸释放规律显示人造奶油脂肪酸释放率和释放程度与脂肪酸链长和不饱和度有关,长链脂肪酸的消化速度较短链或中链脂肪酸消化得慢且程度更低,不饱和脂肪酸比饱和脂肪酸消化速度慢;另外,在消化过程各个阶段自制人造奶油的抗氧化活性均高于市售人造奶油,脂质氧化产生有害产物进入人体血液循环系统的风险更低。(5)通过将两种营养型人造奶油置于低温(4℃)和室温(25℃)下贮藏8周建立人造奶油的恒温贮藏模型。贮藏过程中两种营养型人造奶油随着贮藏时间的延长,过氧化值和酸价均逐渐增加,β′晶型含量逐渐降低,晶体尺寸逐渐增加,晶体簇出现。相同的贮藏时间下,室温贮藏人造奶油的氧化速度和晶体网络破坏速度明显高于低温贮藏,低温贮藏过程中,人造奶油的硬度呈缓慢增加趋势,室温贮藏其硬度逐渐减少,且贮藏后期出现析油现象。在相同的条件下,低温贮藏较室温贮藏,人造奶油A较人造奶油B在品质、硬度以及晶体网络方面保存的更加完善。基于两种营养型人造奶油的贮藏数据建立精度较高的人工神经网络模型,用未参与训练的实验值与仿真值相比较,计算出的相对平均误差为0.98%,所建立的网络具有较高的精密度,准确可信,能够用于反应营养型人造奶油在贮藏过程中的宏观物理性能与内部结晶形态之间的映射,从而为营养型人造奶油的贮藏可控化提供理论依据。