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鸡油固体脂肪与5种起酥油基料油相容性研究

发布日期:2018-01-19 中国油脂网

魏超昆,刘关瑞,房 想,刘敦华
(宁夏大学 农学院,银川 750021)


摘要:以鸡油固体脂肪为研究对象,利用固体脂肪含量等温曲线(SFC-T)和固体脂肪含量偏差表(ΔSFC-T),研究了棕榈油(PO)、棕榈油软脂(POo)、棕榈油硬脂(St)、氢化棕榈油(HPO)及牛油(BT)与鸡油固体脂肪之间的二元相容性。结果表明: POo和St与鸡油固体脂肪的相容性最好,具体为POo含量为 10%~90%的混配油;St 含量为20%、60%、70%、80%和90%的混配油;其他油脂相容性较好的为PO 含量为30%和40%的混配油;HPO 含量为70%、80%和90%的混配油;BT含量为50%的混配油。对相容性较好的混配油进行塑性范围判断,得出满足起酥油塑性范围的混配油为:POo含量为20%和30%的混配油;St含量为20%的混配油;PO含量为30%和40%的混配油;BT含量为50%的混配油。
关键词:鸡油固体脂肪;相容性;二元混合;等温曲线;塑性范围
中图分类号:TS225.2;TQ641   文献标识码:A

文章编号:1003-7969(2016)11-0027-06
 

Compatibility of chicken solid fat with five kinds of shortening base oils
WEI Chaokun, LIU Guanrui, FANG Xiang, LIU Dunhua
(School of Agriculture, Ningxia University, Yinchuan 750021, China)


Abstract:With chicken solid fat as research object, its binary compatibilities with palm oil (PO), palm olein (POo), palm stearin (St), hydrogenated palm oil (HPO) and beef tallow (BT) were studied by SFC-T and ΔSFC-T. The results showed that the compatibilities of POo and St with chicken solid fat were the best among the five kinds of oils, and the mixed oils with contents of POo and St 10%-90% and 20%, 60%, 70%, 80%, 90%,respectively had good compatibility; and the compatibilities of PO,HPO and BT with chicken solid fat were good when the contents of them in binary mixture were 30% and 40%, 70%, 80% and 90%,and 50%,respectively. The plastic ranges of mixed oil with better compatibility were judged, and the results showed that mixed oils with POo content 20% and 30%, St content 20%,PO content 30% and 40%, and BT content 50% met the plastic range of shortening.
Key words:chicken solid fat; compatibility; binary mixture; isothermal curve; plastic range


  我国是继美国之后的世界第二大肉鸡生产国,目前基本形成了规模化屠宰分割,散养鸡已逐渐退出肉鸡市场[1-2]。肉鸡产业的迅猛发展也带来了大量鸡肉加工的副产物,如脂肪、骨骼、血液及羽毛等[1,3]。生产方式的集中也使得副产物的规模化综合利用变得可行[4]。
     目前常用起酥油按原料油来源可分为植物油基起酥油和动物油基起酥油,常用植物油中棕榈油已成为制造起酥油的主要原料[5-6]。此外,棕榈油可以通过分提得到不同熔点和固脂含量的硬脂和软脂,这些分提产物还可以氢化或酯交换再与动物油脂相互搭配,从而得到适合所有类型的起酥油基料油[7-9]。动物油来源主要为牛油和猪油,但是随着人们对营养健康的日益重视,动物油通过与植物油混合来降低油脂产品中胆固醇含量已成为一种发展趋势[8-9]。
     虽然油脂是多种甘油三酯的混合物,但是每类油脂中甘油三酯种类或含量一般是稳定的,因此可视作单一组分[10-11]。最简单的混合体系为二元混合,因此本实验选用棕榈油、棕榈油软脂、棕榈油硬脂、氢化棕榈油、牛油5种起酥油常用基料油,将其与鸡油固体脂肪两两混合,通过对二元体系相行为的研究,了解鸡油固体脂肪与5种油脂的相容性趋势,并对适宜组合的塑性范围进行分析,进而为开发鸡油基起酥油打下基础。
1 材料与方法
1.1 实验材料
1.1.1 原料与试剂
     鸡油、牛油(BT),市售;棕榈油(PO)、棕榈油软脂(POo)、棕榈油硬脂(St)、氢化棕榈油(HPO),马来西亚洲联公司;14%三氟化硼-甲醇试剂,分析纯;氢氧化钠、氯化钠、甲醇、正己烷,色谱纯。
1.1.2 仪器与设备
     GCMS-QP2010气质联用仪,日本岛津公司;NMI20型低场脉冲式核磁共振仪,上海纽迈电子科技有限公司;TF-HX-5C低温恒温水浴锅,上海田枫实业有限公司;DF-101S恒温磁力搅拌器,巩义市予华仪器有限公司。
1.2 实验方法
1.2.1 鸡油分提
     鲜鸡油经干法熬制后过滤得原料鸡油。原料鸡油加热到80 ℃保持30 min,以消除结晶记忆,之后置于60 ℃水浴中保持15 min。后以2 ℃/min的冷却速率降温至24 ℃,养晶10 h,利用冷冻离心机分离得固脂A和液油B。将液油B加热到80 ℃保持30 min,之后置于60 ℃水浴中保持15 min。后以05 ℃/min的冷却速率降温至20 ℃,养晶24 h, 利用冷冻离心机分离得固脂C和液油D。合并固脂A和固脂C,为本实验所用鸡油固体脂肪(CF)。
1.2.2 熔点测定
     按照GB/T 24892—2010《动植物油脂 在开口毛细管中熔点(滑点)的测定》进行熔点的测定。
1.2.3 脂肪酸组成测定
     脂肪酸甲酯的制备: 按GB/T 17376—2008《动植物油脂 脂肪酸甲酯制备》中三氟化硼甲酯化法进行。脂肪酸组成和含量测定: 按GB/T 17377—2008《动植物油脂 脂肪酸甲酯的气相色谱分析》进行。
1.2.4 固体脂肪含量(SFC)测定
     参考AOCS Cd 16-81及ISO 8292采用核磁共振法(间接法)测定样品的SFC。
1.2.5 相容性分析
     根据参考文献[8,10,12],两种油脂的相容性可以用二元等温曲线及ΔSFC来评价。二元等温曲线以混合油脂中不同基料油的含量为横坐标,以实测SFC为纵坐标绘制。ΔSFC是混合油脂的实测SFC与理论SFC间的差值。即:
     ΔSFC=SFC实测-SFC理论
     其中理论SFC按照下式计算[8,12]:
     SFC理论=x·SFCx+y·SFCy
     式中:x、y分别代表在混合油脂中X和Y组分的体积分数;SFCx、SFCy分别代表在某温度下X和Y组分的实测SFC。
     以温度为横坐标,以ΔSFC为纵坐标绘制偏差曲线。ΔSFC为正值,出现偏晶现象;反之,则出现共晶现象;ΔSFC越接近零,混合油脂的相容性越好,一般认为ΔSFC≤1.5%,混合油脂完全相容。
     根据实际应用经验,一般商业通用型烘焙起酥油的SFC要求为:10 ℃ 23%~40%,21.1 ℃ 16%~30%,26.7 ℃ 13%~27%,33.3 ℃ 7%~21%,40 ℃ 2%~11%[13-15]。可以对相容性较好的二元组合进行塑性范围适宜判断,为鸡油基起酥油的研制打下基础。
2 结果与讨论
2.1 原料油脂的性质
2.1.1 脂肪酸组成及熔点
     各原料油脂的脂肪酸组成及熔点见表1。

表1 各原料油的主要脂肪酸组成及熔点

QQ截图20180119152830
 注:ΣSFA指饱和脂肪酸总量; ΣUFA指不饱和脂肪酸总量。  从表1可看出,鸡油固体脂肪中饱和脂肪酸总量小于其他5种起酥油基料油的饱和脂肪酸总量,不饱和脂肪酸总量大于其他5种起酥油基料油的总量。鸡油固体脂肪中含量最多的是油酸(C18∶ 1)和棕榈酸(C16∶ 0),其次是亚油酸(C18∶ 2)和硬脂酸(C18∶ 0)。从熔点上看油脂中饱和脂肪酸含量越高,其熔点也就越高,但是鸡油固体脂肪的饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸含量与棕榈油软脂较为接近,而两者的熔点相差了约20 ℃。这是因为决定油脂熔点的往往是油脂中熔点最高的三饱和脂肪酸甘油三酯,而在油脂的分提过程中三饱和脂肪酸甘油三酯一般作为油脂结晶的晶种结晶析出。因此,鸡油固体脂肪中含有较多的三饱和脂肪酸甘油三酯,而棕榈油软脂中很少,造成了两者熔点的差异。

2.1.2 SFC
     各原料油脂的SFC与温度关系曲线见图1。
     由于油脂中固液两相可以相互转化,所以SFC仅是温度的函数,即在不同温度下,同一油样具有不同的SFC。而SFC-T曲线的形状仅与油脂的甘油三酯组成有关。因此,SFC常用来评价油脂的相容性和塑性范围等。从图1可看出,除了氢化棕榈油外,其他油脂的塑性范围都比较宽。较宽的塑性范围适合制作各种功能要求的起酥油,在可塑范围方面的差别使得产品可以满足不同功能要求[7,11]。


QQ截图20180119152130    

图1 各原料油脂的SFC-T曲线
2.2 棕榈油与鸡油固体脂肪混合体系相容性
     不同含量的棕榈油与鸡油固体脂肪二元等温曲线如图2所示。根据图2中的SFC,计算出棕榈油与鸡油固体脂肪混合体系ΔSFC,并绘制混合体系的偏差表ΔSFC-T,如表2所示。
    

QQ截图20180119152142
    

图2 鸡油固体脂肪与棕榈油的等温曲线

表2 鸡油固体脂肪与棕榈油的ΔSFC-T

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  利用等温曲线图来分析油脂间相容性,是一种非常有效、快速的方法。完全相容的二元混合物其等温曲线较为接近直线。结合图2和表2可以看出,整体来看大多数混合体出现较严重的共晶现象。从ΔSFC-T偏差表可以看出2种油脂的相容性并不好,只有在棕榈油含量为30%和40%时相容性相对较好。

     从焙烤专用起酥油对SFC要求看,结合图2发现当混配油中棕榈油含量为30%和40%时同时满足塑性范围要求。市售焙烤专用起酥油一般分为高熔点的44 ℃起酥油和低熔点的37 ℃起酥油。棕榈油熔点较低,与鸡油固体脂肪混配后可以作为低熔点起酥油的基料油。
2.3 棕榈油软脂与鸡油固体脂肪混合体系相容性
     不同含量的棕榈油软脂与鸡油固体脂肪二元等温曲线如图3所示。根据图3中的SFC,计算并绘制不同比例的棕榈油软脂与鸡油固体脂肪混合体系的偏差表ΔSFC-T,如表3所示。
    

QQ截图20180119152154
    

图3 鸡油固体脂肪与棕榈油软脂的等温曲线
  从图3可看出,棕榈油软脂与鸡油固体脂肪混合体系的等温曲线在10~35 ℃范围较为接近直线。从表3可看出,不同配比的棕榈油软脂与鸡油固体脂肪混合体系的ΔSFC整体较小,相容性良好。在棕榈油软脂含量为10%~90%时,都具有较为适宜的相容性。
     从焙烤专用起酥油对SFC要求看,结合图3发现只有混配油中棕榈油软脂含量为20%和30%时可以满足塑性范围要求,其他相容性较好的棕榈油软脂含量时不能提供相应塑性要求。因此,可以将上述比例的混配作为一种低熔点起酥油基料油。

表3 鸡油固体脂肪与棕榈油软脂的ΔSFC-T

QQ截图20180119152802
2.4 棕榈油硬脂与鸡油固体脂肪混合体系相容性

     不同含量的棕榈油硬脂与鸡油固体脂肪二元等温曲线如图4所示。根据图4中的SFC,计算并绘制不同比例的棕榈油硬脂与鸡油固体脂肪混合体系的偏差表ΔSFC-T,如表4所示。
     从图4可看出,棕榈油硬脂与鸡油固体脂肪混合体系的等温曲线整体来看较为接近直线,表明混合体系相容性较好。从表4可看出,棕榈油硬脂与鸡油固体脂肪混合体系的ΔSFC整体较小,相容性良好。棕榈油硬脂含量为20%、60%、70%、80%和90%时,相容性更好。在0~35 ℃范围内,棕榈油硬脂各比例都有较好的相容性。
     从焙烤专用起酥油对SFC要求看,结合图4发现只有混配油中棕榈油硬脂含量为20%时基本可以满足塑性范围要求,棕榈油硬脂含量60%、70%、80%和90%时油脂固体脂肪过多不合要求。鸡油固体脂肪和棕榈油硬脂的熔点都在44 ℃附近,因此,混配油可以作为高熔点起酥油的基料油。
    

QQ截图20180119152207
    

图4 鸡油固体脂肪与棕榈油硬脂的等温曲线

表4 鸡油固体脂肪与棕榈油硬脂的ΔSFC-T

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2.5 氢化棕榈油与鸡油固体脂肪混合体系相容性

     不同含量的氢化棕榈油与鸡油固体脂肪二元等温曲线如图5所示。根据图5中的SFC,计算并绘制不同比例的氢化棕榈油与鸡油固体脂肪混合体系的偏差表ΔSFC-T,如表5所示。
    

QQ截图20180119152220
    

图5 鸡油固体脂肪与氢化棕榈油的等温曲线
  从图5可看出,在0~45 ℃范围内,氢化棕榈油含量70%~90%,混合体系的等温曲线较为接近直线,从表5可看出,在温度大于等于30 ℃时,氢化棕榈油与鸡油固体脂肪混合体系整体来看,大多数混合体系出现较为严重的共晶现象。温度低于30 ℃,氢化棕榈油含量30%~60%时,混合体系整体来看出现一定程度的偏晶现象。在0~45 ℃范围,氢化棕榈油含量为70%、80%和90%时,相容性最好。
     从焙烤专用起酥油对SFC要求看,结合图5发现,在所有相容性适宜含量范围内的混合油脂,SFC明显高于焙烤起酥油的塑性范围,因此在本实验所取氢化棕榈油含量范围内,不适合选用氢化棕榈油作为起酥油基料油。

表5 鸡油固体脂肪与氢化棕榈油的ΔSFC-T

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2.6 牛油与鸡油固体脂肪混合体系相容性

     不同含量的牛油与鸡油固体脂肪二元等温曲线如图6所示。根据图6中的SFC,计算并绘制不同比例的牛油与鸡油固体脂肪混合体系的偏差表ΔSFC-T,如表6所示。
     从图6可看出,牛油与鸡油固体脂肪混合体系的等温曲线较为弯曲,表明混合体系相容性较差。从表6可看出,牛油含量小于40%,混合体系整体出现共晶现象;牛油含量大于60%,混合体系整体出现偏晶现象;牛油含量为50%,混合体系相容性较好。
    


QQ截图20180119152231    

图6 鸡油固体脂肪与牛油的等温曲线
  从焙烤专用起酥油对SFC要求看,结合图6发现,只有混配油中牛油含量为50%时,虽然在10 ℃和21.1 ℃附近SFC偏高,但是仍可以基本满足塑性范围要求。牛油熔点在47 ℃附近,与鸡油固体脂肪混合后可以作为高熔点焙烤专用起酥油的基料油。

表6 鸡油固体脂肪与牛油的ΔSFC-T

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3 结 论

     本实验选用棕榈油、棕榈油软脂、棕榈油硬脂、氢化棕榈油、牛油5种起酥油常用基料油,将其与鸡油固体脂肪两两混合,通过对二元体系相行为的研究,得出如下主要结论:
     (1)两种油脂的相容性不但与熔点有一定关系,还与两者的脂肪酸组成、甘油三酯组成、同质多晶特性等多方面因素有关。总体而言,棕榈油软脂和棕榈油硬脂与鸡油固体脂肪的相容性最好,具体为:棕榈油软脂含量为 10%~90%的混配油;棕榈油硬脂含量为20%、60%、70%、80%和90%的混配油。其他油脂相容性较好的为:棕榈油含量为30%、40%的混配油;氢化棕榈油含量为70%、80%和90%的混配油;牛油含量为50%的混配油。
     (2)对于塑性范围方面,在相容性研究的基础上结合商业通用型烘焙起酥油的SFC要求得,混配油满足起酥油塑性范围的混料为:棕榈油软脂含量为20%、30%的混配油;棕榈油硬含量为20%的混配油;棕榈油含量为30%、40%的混配油;牛油含量为50%的混配油。氢化棕榈油在相容性较好的范围内不符合起酥油塑性要求。
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