荷载VC油脂凝胶的制备及其在人造奶油中的应用研究
作者单位：华南理工大学
学位级别：硕士
导师姓名：刘国琴
授予年度：2017年
学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 083202[工学-粮食、油脂及植物蛋白工程]
摘 要：传统塑性脂肪(如人造奶油)中的不健康脂肪(含有饱和脂肪酸与反式脂肪酸)十分不利于人体健康,过多摄入会使体内胆固醇水平增加,导致血栓、动脉硬化以及心脑血管等慢性疾病,因此迫切需要寻找一种替代传统人造奶油等塑性脂肪的生产、加工途径。油脂凝胶的纯物理自组装制备过程、不含反式脂肪酸的特点使其备受瞩目,由于脂质品营养成分单一、储藏期的不稳定性在一定程度上限制了其在食品方面的应用。本研究利用单甘酯既具备乳化剂的效果又具有凝胶剂的特点,用其作为凝胶剂制备荷载水溶性营养素V的油脂凝胶,并依此为基础,模拟人造奶油制备过程,制备油脂凝胶基人造奶油,以期代替市场上部分高反式脂肪酸含量的人造奶油商品。具体研究结果如下:(1)研究了荷载V油脂凝胶的物理性能。重点从单甘酯添加量、结晶温度及基质油相三方面对凝胶体系流变学特性、固体脂肪含量、硬度和热力学行为影响方面进行阐述。结果表明,油脂凝胶体系中的单甘酯能通过自组装方式与液态油脂在网络交联处产生非共价作用──氢键,同时单甘酯添加量多的凝胶体系能形成更多结晶,而使网络结构更加致密。综合考虑形成凝胶的性能与生产成本,研究均采用12%(w/w)的单甘酯添加量;在0℃的结晶温度下更利于晶体生长,过冷度的存在易使小晶体簇积聚形成大的晶体簇,而在较高温度下,晶体会发生部分熔融;基质油相对油脂凝胶宏观性能的影响主要取决于油相同凝胶剂的作用程度以及自身的固有性质,不同油相基质的油脂凝胶强度表现为玉米油基山茶油基亚麻油基,这是由于高不饱和度的油相与凝胶剂产生更强的氢键作用,以及同油相自身具有分离作用的流动性共同叠加的结果。(2)研究了影响油脂凝胶V荷载水平的因素及稳定性情况。单甘酯影响体系荷载水平的本质在于单甘酯添加量多的体系形成的网络结构更致密从而束缚了更多的V,最高包埋率和荷载率分别为72.407±1.204%和2.123±0.145 mg/g;V的浓度与成胶温度对荷载能力均呈双重作用,即在较低浓度下随着浓度的增加可以增加其荷载量,而当浓度过高时(超过10 mg/m L),其制备难度加大,由于多余的V不溶解反而使荷载量降低;在低温下,随着成胶温度增加,V的荷载量随之增加,但V对热敏感,超过某一温度(80℃)会自动热分解而使荷载能力降低。在油脂凝胶储存期的物理稳定性截油率方面,单甘酯添加量与结晶温度都是通过影响油脂凝胶体系网络的致密程度对截油率产生影响。一般来说,在单甘酯添加量多时,适合晶体(β′和β型)生长的结晶温度(0℃)下,形成的凝胶体系有更高的OBC(Oil Binding Capacity)值;基料油相影响体系截油率的原因与其流动性有关。油相不饱和程度越高,其黏度越低,更易流动,而具有更低的OBC值,因此不同油相凝胶体系截油能力大小为山茶油基玉米油基亚麻油基。在评价体系氧化稳定性时发现,空载凝胶和纯玉米油体系变化相似,其过氧化值在6个单位时间内均已超标;而在次级氧化中,三个体系茴香胺值大小为荷载V油脂凝胶(荷载率1.8mg/g)空载凝胶玉米油。以上说明空载油脂凝胶的三维网络结构不能阻止初级氧化,但能抑制次级氧化;荷载V的油脂凝胶在初级氧化和次级氧化过程均具有良好的稳定性,说明V的荷载能够显著提高油脂凝胶体系抗氧化能力。(3)油脂凝胶基人造奶油与市售产品性能的比较研究。对几种市售人造奶油样品和实验室制备的油脂凝胶基人造奶油样品进行质构特性、固体脂肪含量、晶型、涂抹性能、不饱和脂肪酸含量和反式脂肪酸含量测定与分析,发现实验室制备的油脂凝胶基人造奶油具备类似市售人造奶油的特性,如均具有低的SFC值、较宽的塑性范围、主要晶型均为β′晶型。但个别性质优于市售人造奶油,如实验室制备的油脂凝胶基人造奶油具有更高的不饱和脂肪酸含量与更好的涂抹性能;且具有最低的反式脂肪酸含量(1.119±0.033%),符合我国对反式脂肪酸的限量规定(3%)。本论文从荷载V油脂凝胶的基础物理性能方面研究到荷载能力、储存期稳定性的考察,再到最后感官评价以及与市售产品的比较,为油脂凝胶基础性研究以及在人造奶油方面的进一步应用提供了方法借鉴和理论支持。
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