零反式脂肪酸搅打奶油制备研究.pdf

粮食与油脂-年第26卷第-07零反式脂肪酸搅打奶油制备研究1，该研究在调研搅打奶油配方及制备工艺参数基础上，对影响搅打奶油产品性能主要工艺参数进行优化。保温温度为70、老化时间为5h、均质压力为30Mpa下制备得到零反式脂肪酸搅打奶油产品打发率达到2.61%，达到市售高反式脂肪酸搅打奶油产品性能要求。但是市售及蛋糕店、饼店普遍使用主要原料为部分氢化植物油的搅打奶油。

粮食与油脂-年第26卷第-07零反式脂肪酸搅打奶油制备研究1，2，王兴国丰益（上海）生物技术研发有限公司，上海）摘要：该研究在调研搅打奶油配方及制备工艺参数基础上，以极度氢化棕榈仁油为基料油，采用正交实验设计，以打发率及保形性综合评分为指标，对影响搅打奶油产品性能主要工艺参数进行优化。结果表明，保温温度为70、老化时间为5h、均质压力为30Mpa下制备得到零反式脂肪酸搅打奶油产品打发率达到2.61%，保形性达到0.92，达到市售高反式脂肪酸搅打奶油产品性能要求。关键词：搅打奶油；零反式脂肪酸；正交实验-Zong，-xin，-bo1，2，-guo，-y，，，，，China；（）&.，Ltd.，，China）：rsnon–，l，–.nnon–，，.61%0.92，，–ucts.：non–;;中图分类号：TS225.61；TQ641文献标识码：A文章编号：1008―9578（2013）11―0036―04收稿日期：2013–10–14基金项目：国家自然基金青年基金项目（）；十二五国家科技支撑计划项目（）；教育部新世纪人才计划（NCET–10–0457）作者简介：孟宗（1984~），男，博士研究生，副教授，研究方向：食品专用油脂研究与开发工作。

通信作者：**法（1974~），男，教授，博导，研究方向：油脂深加工研究与开发工作。搅打奶油是我国近十年兴起奶油制品，以口感好、稳定性好、保形性好等诸多优点得到人们喜爱。但是市售及蛋糕店、饼店普遍使用主要原料为部分氢化植物油的搅打奶油，如部分氢化棕榈仁油、部分氢化大豆油、部分氢化椰子油等，反式脂肪酸含量较高，而反式脂肪酸导致心血管疾病几率是饱和脂肪酸3~5倍，对人类身体有较大危害。2010年，搅打奶油“反式脂肪酸事件”一度引发了消费者恐慌。因此，开发零或低反式脂肪酸搅打奶油是当前搅打奶油新产品研发热点。极度氢化棕榈仁油熔点不到40，除能为搅打奶油充气提供固体脂肪骨架支撑外，在口腔中也能快速熔化，且不含反式脂肪酸，适宜作为基料油开发低脂搅打奶油产品。本研究使用极度氢化棕榈仁油为原料，取代传统高反式脂肪酸含量的部分氢化植物油，经乳化、混合、均质、老化、冷却制备低脂搅打奶油，以最能反映搅打奶油功能特性的打发率和保形性为指标，对关键制备工序进行工艺优化，并与市售产品进行比较，开发零反式脂肪酸搅打奶油产品。材料与方法1.1材料1.1.1原料与试剂极度氢化棕榈仁油：益海嘉里上海研发中心；玉米糖浆、蔗糖粉：市售；吐温60、单甘油酯、氯化钠、磷酸氢二钾、黄原胶：国药化学试剂有限公司。

1.1.2主要仪器GC–14B气相色谱仪：日本岛津公司；APV–1000实验型高压均质机：美国APV公司；JJ–1B恒速电动-07粮食与油脂-年第26卷第1137搅拌器：金坛市金南仪器厂；无级变速搅拌机：新宏科食品机械厂；HH–2数显型恒温水浴锅：金坛市精达仪器厂；高低温湿热试验箱：上海蓝豹实验仪器有限公司；电子天平及AL204分析天平：梅特勒―托利多仪器有限公司。1.2实验方法1.2.1原料油指标测定熔点测定采用–25方法，碘值采用GB/T5532–2008方法。1.2.2脂肪酸组成气相色谱法，样品采用三氟化硼甲酯化方法处理。色谱条件：CP–Si188毛细管柱，100m0.25mm0.2μm；程序升温，120保留3min，以8/min升温到175，175保温28min，以3/min升温到215，在215下保温30min；FID检测器，检测器温度250；进样温度250；载气N2，压力；H2压力60kPa；空气压力50kPa。1.2.3搅打奶油制备过程搅打奶油工艺流程：（1）将油与乳化剂升温至70左右，进行乳化，形成油相；将糖、稳定剂等溶解于水中升温至70右，形成水相；各自保温10min~30min。

（2）将水相加入油相，同时搅拌，搅拌10min，形成乳状液，且在70左右进行保温。（3）40MPa左右，65左右下单次均质。（5）–18冷冻24以上。图1搅打奶油制备工艺流程1.2.4预实验配方和工艺参数选取根据文献报道分别列出了搅打奶油加工基础配方和加工工艺。参照文献资料中各种组分的功能和添加量进行预实验，经过实验验证和摸索，确定低脂搅打奶油的试验配方为：油220g（20.81%），水530g（50.13%），玉米糖浆180g（17.03%），蔗糖粉90g（8.51%），单甘油脂21g（1.99%），吐温9.18g（0.87%），黄原胶g（0.28%），氯化钠3g（0.28%），磷酸二氢钾1 （0.09%）；确定预实验主要工艺参数为：70保温乳 化0.5 h，在60 、40 MPa 下均质，老化3 h，冷冻36 经文献分析，保温温度、均质压力、老化时间为影响搅打奶油产品打发率、保形性等质量指标的主要工艺参数。 40~60油脂 20~50 5~40乳化剂 0.1~5 稳定剂 0.1~1 稳定盐 0.1~2 表2工艺参数 工艺名称 参数值 保温温度 60 ~75 乳化时间0.5 均质温度60 ~70 均质压力14 MPa~60 MPa 老化时间 冷冻时间＞24 min~10min 1.2.5 打发率测定 使用无级变速搅拌机15 下打发，转速200 r/min， 用打发前100 ml 乳化液质量减去打发后100 ml 泡沫 质量，然后除以打发后100 ml 泡沫质量，即得到搅打 奶油打发率O 〔7–10〕 。

计算公式如下： O=（100 ml 乳化液质量―100 ml 泡沫质量）/ 100 ml 泡沫质量10% 1.2.6 保形性定量测定 将打发后奶油泡沫装进裱花袋，挤成6 cm 左右 高度锥形，15 保温4 h，记录其高度 〔7–10〕 。计算公式 如下： 后锥形高度/初始锥形高度 结果与讨论2.1 原料油脂理化指标 极度氢化棕榈仁油熔点为39.2 ，碘值为0.88 gI/100g 油，而市售商业化搅打奶油熔点在40 左右， 选用熔点较为接近极度氢化棕榈仁油作为基料油。极 度氢化棕榈仁油的脂肪酸组成见表3，其中主要脂肪 酸为C120 （48.86%）、C180 （21.72%）及C140 （15.35%）。 粮食与油脂 -07 38 2013 年第26 卷第11 -07表3极度氢化棕榈仁油主要脂肪酸组成 脂肪酸C80 C100 C120 C140 C160 C180 极度氢化 棕榈仁油 2.18 2.84 48.86 15.35 8.88 21.72 2.2 单因素实验 2.2.1 保温温度对产品性质影响 根据实验方法1.2.4 中搅打奶油配方和制备工艺 参数，以极度氢化棕榈仁油为基料油，仅改变保温温 度，分别在55 、62.5 、70 、77.5 、85 温产品并乳化0.5h，按图1 工艺流程制备得到搅打 奶油产品，分别测定其打发率和保形性，结果如图2 所示。

图2保温温度对产品性质影响 2.15 2.20 2.25 2.30 2.35 2.40 2.45 2.50 2.55 2.60 55 62.5 70 77.5 85 0.000.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 保温温度确定了从水相、油相开始均一融化到两相混合形成水包油结构，以及两相经0.5 乳化，整个过程温度，对实验有较大影响。油脂熔点在40 左右， 较低保温温度时，油相以及乳化剂刚好熔化，并不能 良好乳化；保温温度过高时，乳状液呈流态，不易形成 稳定的水包油结构。从图2 可以看出，在实验范围内， 随着温度增高打发率和保形性都呈现先增加后减小 趋势。在70 时保形性达到最佳，77.5 时打发率 达到最佳，但在70 ~77.5 温度区间内，打发率增 加并不明显，保形性下降明显。综合考虑，选取70 为较优保温温度。2.2.2 均质压力对产品性质影响 根据实验方法1.2.4 中搅打奶油配方和制备工艺 参数，以极度氢化棕榈仁油为基料油，在70 温并乳化0.5h，仅改变均质压力，分别在20 MPa、30 MPa、40 MPa、50 MPa、60 MPa 压力下均质，按图1 艺流程制备得到搅打奶油产品，分别测定其打发率和保形性，结果如图3 所示。

图3均质压力对产品性质影响 2.46 2.48 2.50 2.52 2.54 2.56 2.58 2.60 2.62 20 30 40 50 60 0.700.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00 均质为乳状液在高剪切应力下将脂肪球破碎成非均匀小粒子，制备出粒子更小的稳定乳状液过程。 脂肪与稳定剂、乳化剂作用，形成稳定乳浊液分散体 系。搅打则是破坏乳状液稳定，进行充气。均质对乳 状液粘度和稳定性以及产品质量都有较大影响。一般 情况下，高均质压力得到乳状液粘度较低，但是均质 压力过高，则乳状液更稳定并不利于搅打破稳，均质 压力从5 MPa~50 MPa 都曾被选用。从图3 可知，试 验范围内，在40 Mpa 时获得最好保形性，而打发率大 致呈现上升趋势，这与乳状液本身较为粘稠有关。一 般市售产品打发率为2.50%左右，可以作为参考，过 高打发率致使乳液充气过多，泡沫较软，易漏气故选 取40MPa为优化均质压力，此时产品打发率为2.52%， 依然处于较高水平。 2.2.3 老化时间对产品性质影响 根据实验方法1.2.4 中搅打奶油配方和制备工艺 参数，以极度氢化棕榈仁油为基料油，在70 下保温 并乳化0.5 h，40 Mpa 下均质，仅改变老化时间，分别 老化2 h，按图1工艺流程制备得到搅 打奶油产品，分别测定其打发率和保形性，结果如图4 所示。

冰水中进行老化，老化过程中稳定剂完全水合，此过程中最重要变化是液体脂肪结晶，经历由 晶型转变，产品质构也发生了变化，一般认为乳液中β′与β 晶型的混合产品具有较好性能，所以过 长或过短老化时间都不好。老化后产品要立即冷冻以 保持产品良好稳定性。从图4 可知，实验范围内随着 老化时间延长，打发率大致呈现升高趋势，而保形性 -07 粮食与油脂 -07 2013 年第26 卷第11 后呈下降趋势，依然以2.50%的打发率为依据，选取4 为较优老化时间。图4老化时间对产品性质影响 2.10 2.20 2.30 2.40 2.50 2.60 2.70 0.000.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 2.3正交试验优化 根据单因素实验的结果，选择保温温度、均质压 力、老化时间为主要因素，以打发率及保形性的综合 评分为指标，进行L9（3 ）正交试验，实验因素水平见表4，实验结果见表5。 表4正交试验水平因素表 水平 62.530 70.040 77.550 表5正交试验结果表试验 均质压力/MPa 综合评分 2.480.596 3.076 2.380.714 3.094 2.450.673 3.123 2.570.855 3.425 2.540.957 3.497 2.430.828 3.258 2.480.835 3.315 2.510.622 3.132 2.530.643 3.173 k1 3.098 3.272 3.155 3.249 k2 3.393 3.241 3.231 3.222 k3 3.207 3.185 3.312 3.227 0.2950.087 0.157 0.027 可知，各因素对搅打奶油性质（打发率及保形性）影响程度依次为A（保温温度）＞C（老化时 间）＞B（均质压力），最佳制备工艺为，即保 温温度为70 、老化时间为5 h、均质压力为30 Mpa。

在此优化条件下，平行三次制备搅打奶油产品，其打 发率平均值为2.61%，保形性平均值为0.92，与两种商 业化产品打发率、保形性比较见表6，由表6 可知，实 验室制备零反式脂肪酸搅打奶油产品达到商业化产 品性能。 表6搅打奶油性质对比 样品 极度氢化棕榈仁油制 备的搅打奶油 商业化产品1 （36 商业化产品2（41 打发率/%2.61 2.53 2.51 0.920.99 0.98 结论本文在调研搅打奶油配方及制备工艺参数基础 上，以极度氢化棕榈仁油为基料油，对影响搅打奶油 产品打发率、保形性主要工艺，即保温温度、均质压 力、老化时间，进行了单因素及正交实验优化。在最 优条件保温温度为70 、老化时间为5 h、均质压力 为30 Mpa 下制备得到零反式脂肪酸搅打奶油产品打 发率达到2.61%，保形性达到0.92，达到市售高反式脂 肪酸搅打奶油产品性能要求。实验表明通过原料油配 方和工艺调整，制备得到性能优越零反式脂肪酸搅打 奶油产品是完全可行的。 〔参考文献〕 植脂鲜奶油的生产技术和工艺配方[J].中国油脂， 2002（27）：67―68. 一种常温保存的植脂奶油的制备方法[P].中国专利，. 2008–04–16. 〕张文斌，蒋将，杨瑞金，等.一种搅打奶油制品的生产方法[P]. 中国专利，. 2010–06–30. 一种植脂奶油及其生产方法[P].中国专 利，. 2010–02–17. 〕付金海.一种木糖醇无糖植脂奶油及其制造方法[P]. 中国专 利，. 2005–02–23. etal. Fat-free/low- fat, [P]. ,US. 2000–03–07. 〕李红.植脂稀奶油工艺和搅打充气机理的研究[D]. 硕士学位 论文，天津：天津科技大学，2003. 植脂鲜奶油稳定性的研究[J].中国油脂，2008（33）： 10―13. 植脂奶油泡沫结构形成的研究[J].中国乳品工 业，2005（33）：40―43.