论文部分内容阅读
起酥油、人造奶油等塑性油脂产品消费需求的日益增长，促进了专用油脂产业的发展。专用油脂品质的优劣不仅与油脂的脂肪酸组成、宏观物理特性相关联，还受结晶方式和晶体网络结构的影响。甘油二酯（Diacylglycerols,DAGs）是一类具有调节身体脂肪、降低血液中甘油三酯（Triacylglycerols,TAGs）以及餐后血脂的功能性油脂，可以替代TAG减少饱和脂肪酸的摄入。本文以脂肪酶Lipase TL IM催化饱和单甘酯（Saturated monoglyceride,SMG）和棕榈油（Palm oil,PO,IV56）酯交换制备富含甘油二酯油脂（DAG-enriched oil,DEO），研究了DEO在20、25、30℃条件下的储藏稳定性；通过研究不同比例DEO与大豆油油脂混合物的相容性，确定适宜配比的油脂混合物作为制备人造奶油（Margarine）的基料油，最后以100wt%DEO和80wt%DEO-SYO为基料油制备人造奶油，进一步探究富含甘油二酯油脂制备的人造奶油的宏观物理特性（固体脂肪含量、硬度、流变等）与晶体微观结构（结晶行为、晶体网络结构）之间的关联。主要研究内容与结果如下：
（1）脂肪酶催化饱和单甘酯与棕榈油（IV56）酯交换制备富含甘油二酯油脂及其结晶特性研究
本研究采用脂肪酶Lipase TL IM催化SMG和PO（IV56）发生酯交换反应，生成富含甘油二酯油脂的酯交换油脂，经分子蒸馏（Molecular distillation,MD）分离纯化得到DEO（28.1wt%DAG），采用高效液相色谱（High performance liquid chromatography,HPLC）、气相色谱（Gas chromatography,GC）、差示热量扫描仪（Differential scanning calorimeter,DSC）、脉冲核磁共振仪（Pulsed nuclear magnetic resonance,pNMR）和X-射线衍射仪（X-ray diffraction,XRD）以及偏光显微镜（Polarized light microscope,PLM）对其理化特性与结晶特性进行分析。结果表明，经分子蒸馏除去高熔点单甘酯的DEO，其不饱和脂肪酸含量为40.5wt%，相比物理混合油脂，DEO的熔点和固体脂肪含量（Solid fat content,SFC）显著下降。XRD结果显示DEO的晶型以β和β混合晶型为主。PLM观察到DEO的晶体微观形态为细小、均匀的球型晶体。
（2）DEO油脂在不同贮藏温度下的贮藏稳定性
采用恒温贮藏模式，研究DEO和商业人造奶油基料油（Commerical Margarineoil,CMO）分别在20、25和30℃温度下存放8周，其SFC、硬度、结晶熔化性质以及晶型的变化。研究表明，贮藏温度越高，DEO和CMO的SFC值和硬度值越低，且随着贮藏时间的延长，硬度值和熔点都趋于逐渐增加，但是SFC值变化不显著。晶型和晶体微观形态结果表明DEO和CMO的油脂晶体在贮藏过程中发生了β向β型的晶型转变。
（3）富含甘油二酯油脂与大豆油的二元相容性分析
将DEO与大豆油（Soybean oil,SYO）按照不同的比例得到均匀的二元混合物（100wt%DEO,90wt%DEO-SYO,80wt%DEO-SYO,70wt%DEO-SYO,60wt%DEO-SYO），并对DEO和SYO混合物（DEO-SYO）的物理特性、相容性和晶型进行分析。结果表明，80wt%DEO-SYO的不饱和脂肪酸含量为44.1wt%，其SFC曲线和熔点都接近于CMO，且在10-50℃范围内相容性较好，所以选用80wt%DEO-SYO作为下一步制备人造奶油的基料油。
（4）不同乳化剂对DEO基人造奶油的质构、流变特性以及晶体网络微观结构的影响
选用单甘酯（Monoacylglycerol,MAG）、大豆卵磷脂（Soybean lecithin,SL）、蔗糖酯（Sucrose ester,SE）油包水型乳化剂制备DEO基人造奶油，探究不同乳化剂对100wt%DEO（100wt%DEOMAG,100wt%DEOSL,100wt%DEOSE）和80wt%DEO-SYO（80wt%DEO-SYOMAG,80wt%DEO-SYOSL,80wt%DEO-SYOSE）基人造奶油的质构、流变特性以及晶体网络微观结构的影响。结果表明，80wt%DEO-SYOSL的硬度与商业人造奶油（Commercial margarine,CM）最为接近，100wt%DEOSL和80wt%DEO-SYOSL的储存模量（Storage modulus,G）最低，晶型分析表明100wt%DEO和80wt%DEO-SYO基人造奶油都是β、β和α混合晶型，激光共聚焦显微镜（Confocal laser scanning microscopy,CLSM）的微观结构观察结果表明80wt%DEO-SYOSL的水滴粒径最小且分布均匀。
（1）脂肪酶催化饱和单甘酯与棕榈油（IV56）酯交换制备富含甘油二酯油脂及其结晶特性研究
本研究采用脂肪酶Lipase TL IM催化SMG和PO（IV56）发生酯交换反应，生成富含甘油二酯油脂的酯交换油脂，经分子蒸馏（Molecular distillation,MD）分离纯化得到DEO（28.1wt%DAG），采用高效液相色谱（High performance liquid chromatography,HPLC）、气相色谱（Gas chromatography,GC）、差示热量扫描仪（Differential scanning calorimeter,DSC）、脉冲核磁共振仪（Pulsed nuclear magnetic resonance,pNMR）和X-射线衍射仪（X-ray diffraction,XRD）以及偏光显微镜（Polarized light microscope,PLM）对其理化特性与结晶特性进行分析。结果表明，经分子蒸馏除去高熔点单甘酯的DEO，其不饱和脂肪酸含量为40.5wt%，相比物理混合油脂，DEO的熔点和固体脂肪含量（Solid fat content,SFC）显著下降。XRD结果显示DEO的晶型以β和β混合晶型为主。PLM观察到DEO的晶体微观形态为细小、均匀的球型晶体。
（2）DEO油脂在不同贮藏温度下的贮藏稳定性
采用恒温贮藏模式，研究DEO和商业人造奶油基料油（Commerical Margarineoil,CMO）分别在20、25和30℃温度下存放8周，其SFC、硬度、结晶熔化性质以及晶型的变化。研究表明，贮藏温度越高，DEO和CMO的SFC值和硬度值越低，且随着贮藏时间的延长，硬度值和熔点都趋于逐渐增加，但是SFC值变化不显著。晶型和晶体微观形态结果表明DEO和CMO的油脂晶体在贮藏过程中发生了β向β型的晶型转变。
（3）富含甘油二酯油脂与大豆油的二元相容性分析
将DEO与大豆油（Soybean oil,SYO）按照不同的比例得到均匀的二元混合物（100wt%DEO,90wt%DEO-SYO,80wt%DEO-SYO,70wt%DEO-SYO,60wt%DEO-SYO），并对DEO和SYO混合物（DEO-SYO）的物理特性、相容性和晶型进行分析。结果表明，80wt%DEO-SYO的不饱和脂肪酸含量为44.1wt%，其SFC曲线和熔点都接近于CMO，且在10-50℃范围内相容性较好，所以选用80wt%DEO-SYO作为下一步制备人造奶油的基料油。
（4）不同乳化剂对DEO基人造奶油的质构、流变特性以及晶体网络微观结构的影响
选用单甘酯（Monoacylglycerol,MAG）、大豆卵磷脂（Soybean lecithin,SL）、蔗糖酯（Sucrose ester,SE）油包水型乳化剂制备DEO基人造奶油，探究不同乳化剂对100wt%DEO（100wt%DEOMAG,100wt%DEOSL,100wt%DEOSE）和80wt%DEO-SYO（80wt%DEO-SYOMAG,80wt%DEO-SYOSL,80wt%DEO-SYOSE）基人造奶油的质构、流变特性以及晶体网络微观结构的影响。结果表明，80wt%DEO-SYOSL的硬度与商业人造奶油（Commercial margarine,CM）最为接近，100wt%DEOSL和80wt%DEO-SYOSL的储存模量（Storage modulus,G）最低，晶型分析表明100wt%DEO和80wt%DEO-SYO基人造奶油都是β、β和α混合晶型，激光共聚焦显微镜（Confocal laser scanning microscopy,CLSM）的微观结构观察结果表明80wt%DEO-SYOSL的水滴粒径最小且分布均匀。