CN115413714A - 一种速冻专用油脂及其制备方法和应用 - Google Patents
一种速冻专用油脂及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于油脂领域，涉及速冻专用油脂，特别是指一种速冻专用油脂及其制备方法和应用。通过将棕榈油与稻米油混合后先进行脱水脱气处理，再在脂肪酶的催化作用下进行酯交换反应，并对所得酯交换油脂进行脱酸处理；向酯交换油脂中加入乳化剂，加热混匀后再加入防腐剂和抗氧化剂，混合均匀后加水乳化，并进行预冷急冷捏合，最后熟化得到速冻专用油脂；该速冻专用油脂为β′晶型，晶体结构紧凑细小，分布均匀密集，具有较强包裹和稳定空气的能力；在20℃~35℃时具有较宽的塑性范围，说明该速冻专用油脂具有良好的塑形和可操作性；同时具有良好的乳化稳定性和持水性，可有效改善速冻食品的开裂率高、硬度高、风味差等问题。
Description
技术领域
本发明属于油脂领域，涉及速冻专用油脂，特别是指一种速冻专用油脂及其制备方法和应用。
背景技术
随着现代生活节奏的加快，年轻人下厨时间较少，意愿也不强烈。速冻食品不添加防腐剂，依靠低温即可保鲜保质，符合人们追求健康、卫生的消费观念，因而在家庭餐桌上愈加常见。随着生活水平的提高，如何提高速冻食品的品质和营养价值越来越受人们关注。速冻专用油脂作为速冻食品生产中的重要原料之一，对速冻食品的质量起着至关重要的作用。在速冻食品加工和冷冻储藏过程中，速冻专用油脂的乳化性和奶油特性可确保面皮和馅料在存储过程中品质的稳定，其具备的保水能力可减缓在急速冷冻时馅料体积剧烈膨胀导致面皮破裂现象的发生，从而减少速冻食品的开裂率。
目前，我国尚未建立速冻食品专用油脂的相关标准，存在产品结构单一、质量良莠不齐、总体水平不高，缺乏个性化、特色化、功能化等问题。市售的速冻专用油脂多为通用型人造奶油，其基料油为氢化植物油、棕榈油分提产品和精炼动物油脂或三者的简单混合。部分氢化植物油中的反式脂肪酸危害人体健康，棕榈油分提物结晶缓慢易导致产品出现“后硬”现象，动物脂肪的晶型颗粒大，口感不好。
为了解决上述问题和提高速冻专用油脂的品质，急需对油脂进行改性。酯交换技术是目前油脂改性方法中公认的生产低/零反脂肪酸专用油脂的最有效方法，仅通过改变甘油三酯上脂肪酸的分布来改变油脂的结晶性和熔融性，反应前后脂肪酸的种类和数量并不会改变，因此不会产生反式酸。专利CN 105695522A公开了一种速冻食品专用油脂及其制备方法，该专利先采用酯交换技术制备酯交换油脂，在对酯交换油脂进行再处理，最终制得用于速冻食品的专用油脂，但该专利所得的油脂在接近人体体温时固体脂肪含量较高（SFC35℃均大于10%），且仍存在较多的β晶型。
为了进一步提高速冻油脂的各种性能，本课题组进行了深入的探索。
发明内容
为了解决现有速冻油脂的晶型颗粒大、塑形范围窄、硬度高、风味差的技术问题，本发明提出一种速冻专用油脂及其制备方法和应用。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种速冻专用油脂的制备方法，步骤如下：
（1）将棕榈油与稻米油混合后先进行脱水脱气处理，再在脂肪酶的催化作用下进行酯交换反应，得酯交换油脂；
（2）酯交换油脂经脱酸处理后加入乳化剂，加热混匀后再加入防腐剂和抗氧化剂，混合均匀后加水乳化，并进行预冷急冷捏合，最后熟化得到速冻专用油脂。
其中，所述步骤（1）中棕榈油优选为棕榈硬脂。
优选的，所述步骤（步骤1）中棕榈油与稻米油的质量比为2:8~8:2，进一步优选为4:6~8:2。
优选的，所述步骤（1）中脱水脱气处理条件为90℃真空下处理1h。
优选的，所述步骤（1）中脂肪酶优选为固定化脂肪酶，进一步优选为1,3特异性脂肪酶或非特异性脂肪酶中的任意一种。
优选的，1,3特异性脂肪酶为Lipozyme RM IM或NS 40086或Lipozyme TL IM中的任意一种，非特异性脂肪酶为Novozyme 435,进一步优选为Lipozyme TL IM。
优选的，所述步骤（1）中脂肪酶添加量为2wt%~12wt%，进一步优选为4wt%~10wt%。
优选的，所述步骤（1）中反应温度为45~90℃，反应时间为0.5~8h，进一步优选反应温度为50~70℃，反应时间为2~6h。
优选的，所述步骤（1）中脱酸的方法为减压蒸馏、分子蒸馏或溶剂萃取法中的一种。
优选的，所述脱酸方法为减压蒸馏时，真空下初始温度160℃，待混合物停止沸腾后以5℃/min升至260℃，总蒸馏时间90min。
优选的，所述脱酸方法为分子蒸馏时，蒸发面温度为180~200℃，转速为120~140rpm，绝对压力为2~3Pa。
优选的，所述脱酸方法为溶剂萃取法时，所用溶剂为食品级极性溶剂，优选为95%乙醇。
优选的，所述步骤（2）中乳化剂为食品级，乳化剂为硬脂酰乳酸钙、卵磷脂、单硬脂酸甘油酯、蔗糖脂肪酸酯和司盘-60中的一种或几种。
优选的，当乳化剂为硬脂酰乳酸钙、单硬脂酸甘油酯及卵磷脂三者混合时，三者的质量比为3~5:3~5:1~3。
优选的，所述步骤（2）中防腐剂为食品级，优选为山梨酸钾或柠檬酸中的一种或两种物质的混合物。
优选的，所述步骤（2）中抗氧化剂为食品级，优选为丁基羟基茴香醚或二丁基羟基甲苯中的一种或两种物质的混合物。
优选的，所述步骤（2）速冻专用油脂是由以下重量份数的原料组成：酯交换油脂80~90份，水10~20份，乳化剂0.5~1.5份，防腐剂0.002~0.007份，抗氧化剂0.002~0.007份。
优选的，所述步骤（2）中制备条件为：在酯交换油脂中加入乳化剂，80℃下加热混匀后，加入防腐剂、抗氧化剂混合均匀，在60℃下加水乳化，乳化转速为1000rpm，乳化时间为20min。随后在45℃下进行预冷，在冰水浴中200rpm下急冷捏合，最后在温度为30℃下熟化24~48h得到速冻专用油脂。
本发明具有以下有益效果：
1、利用价格低廉的棕榈油和从副产物米糠中得到的稻米油为原料进行酶法酯交换反应，不仅提高了棕榈油的附加值和副产物米糠的高值化综合利用，也保证了其制备方法绿色无污染，且工艺简单，催化剂可重复利用。
2、本发明提供的速冻专用油脂为β′晶型，晶体结构紧凑细小，分布均匀密集，具有较强包裹和稳定空气的能力，可为速冻产品提供紧致的结构和细腻光滑的口感；其在20℃~35℃时具有较宽的塑性范围，说明该速冻专用油脂具有良好的塑形和可操作性；同时具有良好的乳化稳定性和持水性，可有效改善速冻食品的开裂率高、硬度高、风味差等问题。
3、本发明提供的速冻专用油脂不仅具有“零反式、低饱和”的组成特点，且富含谷维素、植物甾醇等具有特殊生理调节功能的生物活性成分，大大提高了速冻食品专用油脂的营养价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为物理混合速冻油1~5、市售速冻油1、2和实施例1~5的固体脂肪含量图。
图2为物理混合速冻油1~5、市售速冻油1、2和实施例1~5的热性质分析图。
图3为物理混合速冻油1~5的X-射线衍射图。
图4为市售速冻油1、2和实施例1~5的X-射线衍射图。
图5为市售速冻油1、2的偏光显微镜图像。
图6为实施例1~5的偏光显微镜图像。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例的速冻专用油脂的制备方法，步骤如下：
按下述重量配比称取原料，棕榈硬脂与稻米油重量比为4:6混合油200g，固定化酶Lipozyme TL IM 12g，硬脂酰乳酸钙0.22g，单硬脂酸甘油酯0.56g，大豆卵磷脂0.22g，山梨酸钾0.002g，二丁基羟基甲苯0.002g，水15g。
制备方法：取200g重量比为4:6棕榈硬脂与稻米油混合均匀后真空90℃脱水脱气1h，冷却至50℃加入12g固定化酶Lipozyme TL IM在300rpm搅拌的作用下反应2h得到酯交换油脂，并采用95%乙醇通过溶剂萃取法进行脱酸处理。取85g脱酸后的酯交换油脂中加入硬脂酰乳酸钙0.22g、单硬脂酸甘油酯0.56g、大豆卵磷脂0.22g、在80℃下加热混匀后，加入山梨酸钾0.002g、二丁基羟基甲苯0.002g混合均匀，在60℃下加水15g乳化，乳化转速为1000rpm，乳化时间为20min，然后在45℃下进行预冷，在冰水浴中200rpm下急冷捏合，最后在温度为25℃下熟化24h得到速冻专用油脂。
实施例2
本实施例的速冻专用油脂的制备方法，步骤如下：
按下述重量配比称取原料，棕榈硬脂与稻米油重量比为5:5混合油200g，固定化酶NS40086 10g，硬脂酰乳酸钙0.1g，单硬脂酸甘油酯0.45g，大豆卵磷脂0.45g，山梨酸钾0.005g，丁基羟基茴香醚0.005g，水17g。
制备方法：取200g重量比为5:5棕榈硬脂与稻米油混合均匀后真空90℃脱水脱气1h，冷却至50℃加入10g 固定化酶NS40086在300rpm搅拌的作用下反应3h得到酯交换油脂，并通过减压蒸馏进行脱酸处理。其中减压蒸馏的操作为在真空条件下初始温度160℃，待混合物停止沸腾后以5℃/min升至260℃，总蒸馏时间90min。取83g脱酸后的酯交换油脂中加入硬脂酰乳酸钙0.1g、单硬脂酸甘油酯0.45g、大豆卵磷脂0.45g、在80℃下加热混匀后，加入山梨酸钾0.005g、丁基羟基茴香醚0.005g混合均匀，在60℃下加水17g乳化，乳化转速为1000rpm，乳化时间为20min，然后在45℃下进行预冷，在冰水浴中200rpm下急冷捏合，最后在温度为25℃下熟化48h得到速冻专用油脂。
实施例3
本实施例的速冻专用油脂的制备方法，步骤如下：
按下述重量配比称取原料，棕榈硬脂与稻米油重量比为6:4混合油200g，固定化酶Lipozyme TL IM 16g，硬脂酰乳酸钙0.45g，单硬脂酸甘油酯0.45g，大豆卵磷脂0.10g，柠檬酸0.005g，二丁基羟基甲苯0.005g，水20g。
制备方法：取200g重量比为6:4棕榈硬脂与稻米油混合均匀后真空90℃脱水脱气1h，冷却至60℃加入16g 固定化Lipozyme TL IM酶在300rpm搅拌的作用下反应4h得到酯交换油脂，并通过分子蒸馏进行脱酸处理。其中分子蒸馏时的蒸发面温度为180~200℃，转速为120~140rpm，绝对压力为2~3Pa。取80g脱酸后的酯交换油脂中加入硬脂酰乳酸钙0.45g、单硬脂酸甘油酯0.45g、大豆卵磷脂0.10g、在80℃下加热混匀后，加入山梨酸钾0.005g、丁基羟基茴香醚0.005g混合均匀，在60℃下加水20g乳化，乳化转速为1000rpm，乳化时间为20min，然后在45℃下进行预冷，在冰水浴中200rpm下急冷捏合，最后在温度为25℃下熟化25h得到速冻专用油脂。
实施例4
本实施例的速冻专用油脂的制备方法，步骤如下：
按下述重量配比称取原料，棕榈硬脂与稻米油重量比为7:3混合油200g，固定化酶Novozyme435 14g，硬脂酰乳酸钙0.33g，单硬脂酸甘油酯0.33g，大豆卵磷脂0.34g，柠檬酸0.005g，丁基羟基茴香醚0.005g，水10g。
制备方法：取200g重量比为7:3棕榈硬脂与稻米油混合均匀后真空90℃脱水脱气1h，冷却至70℃加入14g 固定化酶NS40086在300rpm搅拌的作用下反应4h得到酯交换油脂，并采用95%乙醇进行脱酸处理。取90g脱酸后的酯交换油脂中加入硬脂酰乳酸钙0.33g、单硬脂酸甘油酯0.33g、大豆卵磷脂0.34g、在80℃下加热混匀后，加入山梨酸钾0.005g、丁基羟基茴香醚0.005g混合均匀，在60℃下加水15g乳化，乳化转速为1000rpm，乳化时间为20min，然后在45℃下进行预冷，在冰水浴中200rpm下急冷捏合，最后在温度为25℃下熟化35 h得到速冻专用油脂。
实施例5
本实施例的速冻专用油脂的制备方法，步骤如下：
按下述重量配比称取原料，棕榈硬脂与稻米油重量比为8:2混合油200g，固定化酶Lipozyme RM IM 10g，硬脂酰乳酸钙0.22g，单硬脂酸甘油酯0.56g，大豆卵磷脂0.22g，山梨酸钾0.002g，二丁基羟基甲苯0.002g，水15g。
制备方法：取200g重量比为8:2棕榈硬脂与稻米油混合均匀后真空90℃脱水脱气1h，冷却至60℃加入10g 固定化酶Lipozyme RM IM在300rpm搅拌的作用下反应6h得到酯交换油脂，并采用95%乙醇通过溶剂萃取法进行脱酸处理。取85g脱酸后的酯交换油脂中加入硬脂酰乳酸钙0.22g、单硬脂酸甘油酯0.56g、大豆卵磷脂0.22g、在80℃下加热混匀后，加入山梨酸钾0.002g、二丁基羟基甲苯0.002g混合均匀，在60℃下加水15g乳化，乳化转速为1000rpm，乳化时间为20min，然后在45℃下进行预冷，在冰水浴中200rpm下急冷捏合，最后在温度为25℃下熟化30 h得到速冻专用油脂。
实施例6
本实施例的速冻专用油脂的制备方法，步骤如下：
按下述重量配比称取原料，棕榈硬脂与稻米油重量比为2:8混合油200g，固定化Novozyme 435酶10g，司盘-60 0.5g，山梨酸钾0.007g，二丁基羟基甲苯0.007g，水20g。
制备方法：取200g重量比为8:2棕榈硬脂与稻米油混合均匀后真空90℃脱水脱气1h，冷却至60℃加入10g 固定化Lipozyme TL IM酶在300rpm搅拌的作用下反应6h得到酯交换油脂，并采用95%乙醇通过溶剂萃取法进行脱酸处理。取85g酯交换油脂中加入司盘-600.5g、在80℃下加热混匀后，加入山梨酸钾0.007g、二丁基羟基甲苯0.007g混合均匀，在60℃下加水15g乳化，乳化转速为1000rpm，乳化时间为20min，然后在45℃下进行预冷，在冰水浴中200rpm下急冷捏合，最后在温度为25℃下熟化40h得到速冻专用油脂。
对比例1
本对比例的速冻专用油脂的制备方法，步骤如下：
按下述重量配比称取原料：棕榈硬脂与稻米油重量比为4:6、5:5、6:4、7:3、8:2混合油200g，硬脂酰乳酸钙0.45g，单硬脂酸甘油酯0.45g，大豆卵磷脂0.10g，山梨酸钾0.005g，丁基羟基茴香醚0.005g，水15g。
物理混合油制备方法：将重量份数比为4:6、5:5、6:4、7:3、8:2的棕榈硬脂和稻米油加热融化后在60℃下搅拌30min分别得到物理混合速冻油脂1~5。
对比例2
本对比例的速冻专用油脂的制备方法，步骤如下：
市售速冻专用油脂1配料：精炼植物油，水，食品添加剂（单、双甘油脂肪酸酯，磷脂，柠檬酸，丁基羟基茴香醚，二丁基羟基甲苯）；
市售速冻专用油脂2配料：精炼植物油，水，食品添加剂（单、双甘油脂肪酸酯，磷脂，丁基羟基茴香醚，二丁基羟基甲苯，柠檬酸）。
实施效果例
1、分析了实施例1~5、市售速冻油1、市售速冻油2的脂肪酸组成、谷维素含量和甾醇含量，结果如表1和表2所示。
表1市售速冻油1、2和实施例1~5的脂肪酸组成
表2市售速冻油1、2和实施例1~5的谷维素含量与甾醇含量
越来越多的研究表明长期摄入过多的反式脂肪酸会危害人体健康，造成血脂升高、诱发细胞炎症、动脉粥硬化和冠心病等疾病。由表1、2可得，本发明所得的速冻专用油脂不含反式脂肪酸，因此相比于市售速冻油，食用自制速冻专用油脂对维持人体健康更有利。植物甾醇具有促进人体血液流动，降低血清胆固醇，预防心血管疾病等生理作用。谷维素可以降血脂，促进生长发育，调节神经，改善睡眠。另外谷维素还具有很明显的抗氧化作用。本申请的速冻专用油脂中的谷维素含量为市售速冻油脂的30倍左右，甾醇含量为市售速冻油脂的20倍左右；本发明的速冻专用油脂富含谷维素和甾醇等有益生物活性成分，提高了速冻专用油脂的营养价值，符合消费者追求营养、健康的消费理念。从组成和营养层面上可认为，自制速冻专用油脂优于市售油脂。
2、对比分析了物理混合速冻油1~5、市售速冻油1、市售速冻油2、实施例1-5的固体脂肪含量、热性质和X-射线衍射图，结果如图1-4所示。
由图1可得，物理混合油和市售速冻油1的SFC值较高，说明酯交换前油脂较硬、熔点较高，导致其口熔性较差。相比于物理混合油，本发明所得到的酯交换油脂SFC曲线平缓，每个温度下的SFC值均降低。其中实施例2~4速冻专用油脂的SFC20℃大于10%，SFC35℃小于10%，说明其持油性好、口感好。速冻专用油脂工作温度为20℃~25℃，上述三个实施例在此工作温度下的SFC值都处于15~25%范围内，说明酯交换油脂在工作温度下具备良好的塑形和可操作性。由图2可得，物理混合油和市售油的最高融化峰峰温较高，且在高熔点处的峰面积较大。本发明所得的速冻专用油脂融化峰温度较低，峰面积较小，且融化峰峰性较平缓，可以增加油脂融化时带来的爽口感。
速冻专用油脂应为β´晶型，因为由β´晶体构成的油脂光滑柔和、充气性好，具有很好的加工特性。由图3、4可得，本发明所得的速冻专用油速冻油在4.6Å左右的衍射峰很弱，在3.8和4.2Å存在着很强的衍射峰，说明自制速冻油形成β′晶型的趋势很强，晶型主要表现为β′晶型。速冻专用油脂晶型结构要求紧凑细小，具有较强包裹和稳定空气的能力，可为速冻产品提供光滑的结构；油脂的晶体网络结构还能够反映油脂产品的粘度和口感，其中细小晶体可产生紧致的结构和光滑细腻的口感。
3、表征了市售速冻油1、市售速冻油2和实施例1-5的偏光显微镜图像，结果如图5-6所示。
由图5可得，在200倍放大倍数下所观察到的偏光显微镜图，可以看出两种市售油存在多种晶体形态，晶体数量较少且成团分布，分布不规则，晶体尺寸较大，用于产品中颗粒大易起砂。而本发明所得的速冻专用油脂如图6所示：内部结晶中晶体呈球状或短针状，晶体数量较多，晶体尺寸很小，且整体均匀密集地分布与整个结晶网络结构中。因此相比于市售油，酯交换油脂外观组织细腻、光滑。总之，本发明提供的速冻专用油脂不仅具有良好的可塑性、口感和细小颗粒的β′晶型，而且不含反式酸，同时富含不饱和脂肪酸、谷维素、植物甾醇等生物活性成分。另外，本发明提供的制备方法绿色无污染，工艺简单，易实现工业化制备。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种速冻专用油脂的制备方法，其特征在于，步骤如下：
（1）棕榈油和稻米油经混合脱水脱气处理后，在脂肪酶的催化作用下进行酯交换反应，制得酯交换油脂；
（2）步骤（1）的酯交换油脂经脱酸处理后加入乳化剂，加热混匀后再加入防腐剂和抗氧化剂，混合均匀后加水乳化，并进行预冷急冷捏合，最后熟化得到速冻专用油脂。
2.根据权利要求1所述的速冻专用油脂的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中棕榈油为棕榈硬脂；棕榈油与稻米油的质量比为2:8~8:2。
3.根据权利要求2所述的速冻专用油脂的制备方法，其特征在于：所述脱水脱气处理的条件为90℃真空下处理1h。
4.根据权利要求3所述的速冻专用油脂的制备方法，其特征在于：所述脂肪酶为固定化脂肪酶，固定化脂肪酶为1,3特异性脂肪酶或非特异性脂肪酶；酯交换反应的温度为45~90℃，反应时间为0.5~8h；脂肪酶的添加量为棕榈油和稻米油总质量的2wt%~12wt%。
5.根据权利要求4所述的速冻专用油脂的制备方法，其特征在于：所述1,3特异性脂肪酶为Lipozyme RM IM或NS 40086或Lipozyme TL IM中的任意一种，非特异性脂肪酶为Novozyme 435；酯交换反应的温度为50~70℃，反应时间为2~6h；脂肪酶的添加量为棕榈油和稻米油总质量的4wt%~120wt%。
6.根据权利要求1-5任一项所述的速冻专用油脂的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中脱酸采用减压蒸馏、分子蒸馏或溶剂萃取法中的任一种。
7.根据权利要求6所述的速冻专用油脂的制备方法，其特征在于：所述乳化剂为硬脂酰乳酸钙、卵磷脂、单硬脂酸甘油酯、蔗糖脂肪酸酯和司盘-60中的一种或几种；防腐剂为山梨酸钾和/或柠檬酸；抗氧化剂为丁基羟基茴香醚和/或二丁基羟基甲苯；酯交换油脂、乳化剂、防腐剂、抗氧化剂和水的质量比为80~90:0.5~1.5:0.002~0.007:0.002~0.007:10~20。
8.根据权利要求7所述的速冻专用油脂的制备方法，其特征在于：所述乳化的温度为60℃、转速为1000rpm、时间为20min；预冷急冷捏合的预冷温度为45℃、急冷捏合为在冰水浴中200rpm下进行；熟化的温度为30℃、时间为24~48h。
9.利用权利要求1-5、7或8任一项所述的方法制备的速冻专用油脂，其特征在于：所述速冻专用油脂为β′晶型，晶体呈球状或短针状，具有微米级的晶体尺寸，且整体均匀密集地分布于整个结晶网络结构，具有在20℃~35℃时较宽的塑性范围。
10.权利要求9所述的速冻专用油脂在制备低开裂率、低硬度速冻食品中的应用。
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2022
- 2022-09-16 CN CN202211128784.7A patent/CN115413714B/zh active Active
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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