棕櫚硬脂與大豆油相容性分析

2.1.1 SFC 測定由于大豆油熔點(diǎn)不到0℃，設(shè)置溫度過高后其固體脂肪含量為0。本實(shí)驗(yàn)將溫度設(shè)定至18℃，間隔3℃。棕櫚硬脂與大豆油的SFC 測定結(jié)果見表1。棕櫚硬脂的SFC 一直維持在64% 以上，其在常溫下以固態(tài)存在，表現(xiàn)為硬、脆的質(zhì)地。和棕櫚硬脂相比，大豆油的SFC 要小很多。在0～9℃條件下，大豆油有少量固脂; 溫度高于15℃ 后其SFC 已降至0%。SFC 在3、6、9℃均比0℃高，這可能是由于在急劇降溫至0℃時(shí)，有部分餾分以非穩(wěn)態(tài)的α 晶型存在，溫度上升給晶型轉(zhuǎn)變提供了能量，α 晶型向更穩(wěn)定的β＇晶型轉(zhuǎn)化，表現(xiàn)為SFC 的升高。棕櫚硬脂與大豆油之間巨大的SFC 差異源于脂肪酸組成的差別［11］，不飽和脂肪酸的低熔點(diǎn)使其以液體油存在，而飽和脂肪酸的高熔點(diǎn)使其以固體脂形式存在。大豆油中不飽和脂肪酸含量高達(dá)84.4%，棕櫚硬脂的不飽和脂肪酸含量為18.5～47.2%［12］。

2.1.2 ΔSFC 分析由于大豆油在15℃以上SFC 為0%，不出現(xiàn)結(jié)晶，可認(rèn)為，在該溫度以上混合油脂中的結(jié)晶脂量不受其影響，高于15℃后不需要進(jìn)行相容性分析。故將整個(gè)相容性分析的溫度設(shè)定到15℃。棕櫚硬脂與大豆油按1∶9、2∶8、3∶7、4∶6、5∶5、6∶4、7∶3、8∶2、9∶1比例混合，用核磁共振儀測定混合油樣在不同溫度下的SFC( 實(shí)測SFC) 。繪制棕櫚硬脂與大豆油實(shí)測SFC 與理論SFC 偏差曲線圖，如圖1 所示ΔSFC 越接近零，混合油脂的相容性越好; ΔSFC為正值，則出現(xiàn)偏晶現(xiàn)象; ΔSFC 為負(fù)值，則出現(xiàn)共晶現(xiàn)象。從ΔSFC 曲線中發(fā)現(xiàn)，棕櫚硬脂和大豆油在設(shè)定溫度下多以共晶狀態(tài)存在。在整個(gè)考察的溫度區(qū)間內(nèi)，棕櫚硬脂比例為10% 時(shí)，其相容性最好，集中在－3 ～－1.5%。從趨勢來看，棕櫚硬脂比例為50%

時(shí)，共晶現(xiàn)象將最嚴(yán)重，相容性最差。油脂的相容性與其甘三酯類型有密切關(guān)系［13］。大豆油富含三亞油酸甘三酯( LLL) ，棕櫚硬脂含較多三棕櫚酸甘三酯( PPP) ，而PPP /LLL 易以共晶狀態(tài)存在［14］。因此，在考慮該兩種油調(diào)和使用時(shí)，應(yīng)盡量避免平均使用。

2.2 調(diào)和技術(shù)研究

2.2.1 基料油比例與熔點(diǎn)關(guān)系高熔點(diǎn)的棕櫚硬脂與其他油脂混合時(shí)，常溫下易呈固態(tài)。食品加工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化、連續(xù)化要求食品配料具有良好的流動(dòng)性，能自動(dòng)計(jì)量用泵輸送。配制不同比例的棕櫚硬脂與大豆油的混合油，測定混合油樣的熔點(diǎn)，結(jié)果見圖2結(jié)果表明，棕櫚硬脂的添加對(duì)混合油脂的熔點(diǎn)影響很大。隨著棕櫚硬脂添加量的增加，熔點(diǎn)先快速上升后上升緩慢。棕櫚硬脂比例為10%，混合油脂的熔點(diǎn)為30.4℃，常溫呈流態(tài); 當(dāng)棕櫚硬脂比例為30%，熔點(diǎn)到達(dá)了42.3℃，此時(shí)的混合油脂常溫下基本以固態(tài)形式出現(xiàn)。根據(jù)兩者相容性分析的結(jié)果，以及流動(dòng)態(tài)的熔點(diǎn)限制，本實(shí)驗(yàn)最終確定基料油中棕櫚硬脂、大豆油的比例為1∶9。

2.2.2 調(diào)和劑單因素及正交實(shí)驗(yàn)卵磷脂、斯潘60和分子蒸餾單甘酯是常用的油脂乳化劑。棕櫚硬脂、大豆油在常溫下為固液兩相體系，通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)上述乳化劑具有調(diào)和作用，故此作為調(diào)和劑。對(duì)三種調(diào)和劑的用量進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)。以離心分離率為指標(biāo)，考察三種調(diào)和劑不同添加量對(duì)調(diào)和油樣穩(wěn)定性的影響，結(jié)果見圖3。

離心分離率越高，油脂穩(wěn)定性越差。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，斯潘60 在調(diào)和油脂中的穩(wěn)定效果最好，當(dāng)其添加量為0.4g /kg 時(shí)，離心分離率為4.8%; 添加量再增加時(shí)，離心分離率降低，油脂穩(wěn)定性更好。要達(dá)到較好的調(diào)和穩(wěn)定效果，單甘酯的添加量需超過4g /kg，是斯潘60 添加量的十倍左右。卵磷脂的調(diào)和效果不佳，5g /kg 的添加量與1g /kg 的穩(wěn)定效果相當(dāng)。調(diào)和劑的種類和添加量的不同皆影響著調(diào)和油樣的穩(wěn)定性。

食品添加劑多存在交互作用，可以達(dá)到協(xié)同增效的結(jié)果，有利于改善食品品質(zhì)［15］。在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，選擇卵磷脂、斯潘60 和單甘酯3 個(gè)因素進(jìn)行有交互作用的L8( 27 ) 正交實(shí)驗(yàn)，以油脂的離心分離率來衡量調(diào)和效果，正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表2。利用SPSS.20 進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表3。正交實(shí)驗(yàn)極差值及方差分析可知，對(duì)調(diào)和油樣的穩(wěn)定性影響順序?yàn)? B ＞ C ＞ A ＞ B × C ＞ A × B ＞ A× C，前五個(gè)因素存在顯著影響( p ＜ 0.05) ，A × C 對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響不大( p ＞ 0.1) 。足見，調(diào)和劑之間存在交互作用，斯潘60 與單甘酯的交互作用強(qiáng)烈，而卵磷脂與單甘酯的交互作用可判斷為不顯著。通過正交實(shí)驗(yàn)確定調(diào)和劑的最佳配方為卵磷脂1.0g /kg、斯潘60 為0.3g /kg 和分子蒸餾單甘酯3.0g /kg。但考慮

到離心分離率結(jié)果及經(jīng)濟(jì)因素，選用斯潘60 添加0.6g /kg 作為調(diào)和劑，在此條件下作驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，得到的調(diào)和油樣離心分離率為1.7%。

2.2.3 調(diào)和溫度與時(shí)間的研究調(diào)和溫度、調(diào)和時(shí)間對(duì)固態(tài)油脂的熔化和調(diào)和劑溶解等有影響，是調(diào)和油樣體系穩(wěn)定性的重要因素。斯潘60 添加0.6g /kg，時(shí)間15min，攪拌速度300～500r /min，考察溫度對(duì)調(diào)和油樣穩(wěn)定性的影響，結(jié)果見圖4; 溫度65℃，攪拌速度300～500r /min，考察時(shí)間對(duì)調(diào)和油樣穩(wěn)定性的影響，結(jié)果見圖5。調(diào)和工藝影響油樣的品質(zhì)，充分的攪拌過程有利于調(diào)和油樣的穩(wěn)定性。從圖4 可看出，調(diào)和溫度的升高離心分離率呈降低趨勢，穩(wěn)定性逐漸增加。當(dāng)調(diào)和溫度為60℃時(shí)離心分離率僅為1.8%，調(diào)和油樣穩(wěn)定性較好; 溫度超過60℃后，調(diào)和油樣的定性變化不大。初步確定調(diào)和溫度為60℃。如圖5 所示，隨著時(shí)間的延長，調(diào)和油樣體系的離心分離率先降低后增加。當(dāng)調(diào)和時(shí)間為20min時(shí)，其穩(wěn)定性最好，此時(shí)的離心分離率僅為1.4%; 調(diào)和時(shí)間超過20min 后，離心分離率上升。調(diào)和時(shí)間控制在20min 即可。

2.2.4 調(diào)和效果按照調(diào)和劑斯潘60 添加量為0.6g /kg，調(diào)和時(shí)間為20min，調(diào)和溫度為60℃，進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，得到的調(diào)和油樣的離心分離率1.3%，圖5 調(diào)和時(shí)間對(duì)離心分離率的影響Fig.5 Effect of blending time on separation rate穩(wěn)定性較好。

2.2.5 油脂氧化穩(wěn)定性比較利用油脂氧化穩(wěn)定測試儀，采用Ｒancimat 法對(duì)調(diào)和油樣及大豆油的氧化穩(wěn)定性進(jìn)行測定，結(jié)果見圖6。油脂的誘導(dǎo)時(shí)間隨溫度的增加逐漸減小，誘導(dǎo)時(shí)間長氧化穩(wěn)定性好。油脂的氧化穩(wěn)定性強(qiáng)弱: 調(diào)和油樣＞ 大豆油。調(diào)和油樣因加入了飽和脂肪酸含量較高的棕櫚硬脂，其在各個(gè)溫度下的誘導(dǎo)時(shí)間較大豆油增加了13.4% ～ 20.3%，氧化穩(wěn)定性優(yōu)于大豆油。

3 結(jié)論

3.1 相容性分析表明，棕櫚硬脂與大豆油體系在考察溫度范圍內(nèi)有共晶現(xiàn)象，相容性較差。棕櫚硬脂所占比例為50% 時(shí)，ΔSFC 達(dá)到－6.8%，共晶現(xiàn)象嚴(yán)重。在考慮該兩種油脂調(diào)和使用時(shí)，應(yīng)盡量避免平均使用。

3.2 卵磷脂、斯潘60 和單甘酯作為調(diào)和劑，能改善棕櫚硬脂與大豆油調(diào)和油樣體系的穩(wěn)定性。不同調(diào)和劑不同用量對(duì)油樣的調(diào)和改善效果不同，調(diào)和劑之間有存在顯著交互作用。

3.3 選用斯潘60 添加量0.6g /kg 作為調(diào)和劑; 單因素實(shí)驗(yàn)確定最佳調(diào)和工藝條件為: 調(diào)和時(shí)間20min，調(diào)和溫度60℃。

3.4 本研究所制備的調(diào)和油樣品，離心分離率為1.3%，在各個(gè)測定溫度下較大豆油的氧化誘導(dǎo)時(shí)間延長了13.4%～20.3%，穩(wěn)定性較好。