◎ 張晨萍，連麗強

（忻州師范學院，山西 忻州 034000）

奶油（Cream）分為天然奶油（Natural cream）和人造奶油（Margarine），天然奶油是指從羊奶、牛奶等乳品中提取的白色或黃色脂肪性半固體食品，因此天然奶油又稱動物脂奶油，它熱量過高，不宜過多食用，且提取成本昂貴[1]。人造奶油是含有一定水分的具有可塑性的乳化狀產品[2]，以油包水型（W/O）[3]較為普遍，根據基料不同，可分為動物油基人造奶油和植物油基人造奶油。

植物油基人造奶油基料包括葵花籽油、玉米油、椰油、棕櫚油等，人造奶油的制備方法多樣，得到的人造奶油產品質量也參差不齊。市售人造奶油多由植物油氫化[4]制備而成，它是將植物油部分氫化以后加入乳化劑[5]、抗氧化劑、著色劑以及其他食品添加劑模仿天然奶油的味道制成，該過程會產生大量反式脂肪酸[6]，危害人體健康。另外，雖然通過酯交換法[7]得到的人造奶油反式脂肪酸含量較低，但是酯交換法是可逆反應，具有反應速度慢、反應不徹底的缺點[8-9]。本文以不含反式脂肪酸的大豆油和棕櫚油硬脂為基料制備人造奶油，以國家標準[10]人造奶油品質特性為參考，對工藝進一步改進，確保得到的人造奶油產品品質佳、不含反式脂肪酸、同時易于保存，為健康無糖人造奶油的實際生產提供理論依據。

1 材料

1.1 實驗材料

大豆油：中糧福臨門食品營銷有限公司；棕櫚油硬脂：益海（廣州）糧油工業(yè)有限公司；全脂奶粉：荷蘭皇家菲仕蘭有限公司。

1.2 主要儀器與試劑

1.2.1 主要儀器

BN0332分析天平：上海桂戈生物技術股份有限公司；THZ-82A水浴恒溫振蕩器：江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司。

1.2.2 試劑

食品級大豆卵磷脂：好用食品添加劑有限公司；食品級單硬脂酸甘油酯：北京生東科技有限公司；食品級丙二醇脂肪酸酯：石家莊方曉生物科技有限公司；食品級維生素E：祥盛食品添加劑有限公司；食品級L-抗壞血酸棕櫚酸酯：中原食品添加劑有限公司。

2 試驗方法

2.1 人造奶油配制方法

在大燒杯中稱取50 g大豆油和棕櫚油硬脂，按一定比例混合。攪拌并加入一定比例和不同種類的乳化劑，置于一定溫度的水浴恒溫振蕩器中乳化一段時間。稱取全脂奶粉，加入蒸餾水溶解，用轉速為1 500 r/min的打蛋器攪打6 min，形成均勻的渾濁液。將渾濁液放入-16 ℃冰箱中，快速攪打到凝固狀態(tài)，凝固后再攪打3 min，最后將得到的固體奶油進行理化指標的檢測。

2.2 單因素實驗

將大豆油和棕櫚油硬脂分別按30∶20、27.5∶22.5、25∶25、22.5∶27.5和20∶30比例放入大燒杯中，單乳化劑評價分析：以大豆卵磷脂、丙二醇脂肪酸酯、單硬脂酸甘油酯作為乳化劑，添加量為0.3%、0.5%、0.7%。復配乳化劑評價分析：將大豆卵磷脂、丙二醇脂肪酸酯、單硬脂酸甘油酯三種乳化劑兩兩按1∶3、1∶1、3∶1復配，乳化時間分別設為10、20、30 min和40 min，乳化溫度設置為55、60、65 ℃和70 ℃，測定其理化性質。

2.3 正交試驗

在單因素實驗的基礎上，綜合考慮油相配比、乳化劑、乳化時間和乳化溫度4個因素對人造奶油理化性質的影響，進行三水平四因素L9（34）的正交試驗，各因素水平見表1。

表1 正交試驗因素水平表

2.4 人造奶油理化指標的測定

2.4.1 感官評定

將40組人造奶油樣品置于潔凈一次性紙杯中，由10位評審員對人造奶油的色澤（10分）、結構質地（30分）、滋味氣味（60分）三個方面做感官評分，最后綜合各得分之和確定優(yōu)質奶油。具體人造奶油感官評分標準見表2。

表2 人造奶油感官評分標準表

2.4.2 水分以及揮發(fā)物含量測定

測定方法參照GB 5009.236-2016[11]。精確稱取10 g試樣，置于105 ℃的電熱干燥箱中1 h，再移入干燥器中，冷卻至室溫，稱量。重復加熱、冷卻和稱量，直到連續(xù)兩次稱量的差值不超過4 mg。

2.4.3 熔點測定

測定方法參照GB 5536-1985[12]。取潔凈干燥的毛細管3支，分別吸取試樣達10 mm高度，用酒精噴燈封閉管端，4 ℃冷藏過夜，將管扎在溫度計上，使試樣與水銀相平，置于燒杯中水浴加熱，至試樣完全變成透明液體為止，立即讀出溫度。

2.4.4 打發(fā)倍數測定

在500 mL燒杯中加入50 g人造奶油樣品，1 500 r/min攪打，直到軟尖峰出現為止。

用干燥的瓶蓋注滿未打發(fā)的樣品，稱重并記錄，用同一瓶蓋裝入打發(fā)后的人造奶油，注意不要混入氣泡，裝滿后用玻璃棒抹平，保證與注滿未打發(fā)的人造奶油乳狀液的體積相同，然后稱重記錄。打發(fā)倍數[13]計算公式為：

式（1）中：N為打發(fā)倍數；m1為未打發(fā)的人造奶油和瓶蓋的總質量，單位為g；m2為打發(fā)后的人造奶油和瓶蓋的總質量，單位為g；m0為空瓶蓋的質量，單位為g。計算結果保留小數點后兩位。

2.4.5 反式脂肪酸測定

利用氣相色譜-質譜聯用技術（GC-MS）[14]分析人造奶油樣品中游離脂肪酸的種類，以匹配度確定化合物的名稱，面積歸一化法計算其百分含量。

2.4.6 數據處理

采用Design-Expert 8.0.6對實驗數據進行分析。

3 結果與分析

3.1 單因素實驗分析

3.1.1 油相配比影響因子

由表3可知，大豆油∶棕櫚油硬脂為25∶25時人造奶油的熔點最高，為37.0 ℃。但是產品的水分及其揮發(fā)物和打發(fā)倍數呈現不規(guī)則變化，可能是由于油相配比的不同使得大豆卵磷脂與丙二醇脂肪酸酯的乳化作用不盡相同，其中油相配比為22.5∶27.5時，產品的打發(fā)倍數最高為1.36。中華人民共和國農業(yè)行業(yè)標準NY 479-2002《人造奶油》要求人造奶油的水分含量不超過16%，表3五組人造奶油產品的水分及其揮發(fā)物含量基本符合該國家標準。在感官評定中，油相配比為22.5∶27.5的人造奶油產品得分最高為86分。因此選擇油相配比為22.5∶27.5更合適。

表3 各油相配比的理化指標結果表

3.1.2 乳化劑影響因子

由表4可見，添加量為0.3%和0.5%的丙二醇脂肪酸酯水分及其揮發(fā)物含量明顯超出國家標準NY 479-2002《人造奶油》的規(guī)定。LST 3217-1987《人造奶油（人造黃油）》規(guī)定，人造奶油的熔點范圍是28～38 ℃，表4中9組熔點符合該規(guī)定。其中3種乳化劑添加量為0.5%時產品的打發(fā)倍數均高于添加量為0.3%時的打發(fā)倍數。當單硬脂酸甘油酯的添加量高于0.5%時，人造奶油產品的打發(fā)倍數改變不大，而當大豆卵磷脂和丙二醇脂肪酸酯的添加量高于0.5%時，人造奶油產品的打發(fā)倍數降低。因此，以添加量為0.5%的大豆卵磷脂、0.5%的單硬脂酸甘油酯和0.7%丙二醇脂肪酸酯3種乳化劑做單乳化劑添加時，更適宜制備人造奶油產品。

表4 各單乳化劑的理化指標結果表

由表5可以看到，一些乳化劑的復配具有協同作用，其中以1∶1（添加量為0.5%）復配的3組產品的打發(fā)倍數較其他復配組的高。

以大豆卵磷脂∶丙二醇脂肪酸酯1∶1和3∶1作為復配乳化劑時，產品的水分及其揮發(fā)物含量符合NY479-2002《人造奶油》的規(guī)定。從感官評定來看，以大豆卵磷脂∶丙二醇脂肪酸酯1∶1作為復配乳化劑的產品得分最高為86分。綜上，大豆卵磷脂∶丙二醇脂肪酸酯1∶1適合作為實驗室制備人造奶油的復配乳化劑。

表5 各復配乳化劑的理化指標結果表

3.1.3 乳化時間影響因子

表6表明，乳化時間低于20 min的產品打發(fā)倍數較低。乳化時間為30 min和40 min產品的水分及其揮發(fā)物含量和熔點符合國家標準的規(guī)定。而乳化時間為30 min的產品打發(fā)倍數最高為1.36，綜上，應選擇30 min作為實驗室制備人造奶油的乳化時間。

表6 各乳化時間的理化指標結果表

3.1.4 乳化溫度影響因子

乳化溫度在一定程度上能夠影響人造奶油的乳化效果，以合適的溫度進行乳化反應能夠提高生產效率和產品品質；不合適的乳化溫度導致人造奶油品質差，溫度過高可能會產生反式脂肪酸，對人體不利。由表7可知，4組人造奶油產品的水分及其揮發(fā)物含量和熔點均符合國家標準。其中乳化溫度為60 ℃時產品的打發(fā)倍數最高為1.41，其感官評分得分最高為89分。綜上，60 ℃為人造奶油的最適乳化溫度。

表7 各乳化溫度的理化指標結果表

3.2 正交試驗分析

從表8可知，9組人造奶油產品的水分及其揮發(fā)物含量和熔點符合國家標準的規(guī)定。從表9可知，各個因素對人造奶油打發(fā)倍數的影響順序為B＞A＞C＞D，即乳化劑以及添加量＞油相配比＞乳化時間＞乳化溫度。A2B3C3D1是最佳的水平組合，即油相配比22.5∶27.5、乳化劑丙二醇脂肪酸酯0.7%、乳化時間40 min和乳化溫度55 ℃，此條件下打發(fā)倍數為1.41。

表8 正交試驗的理化指標結果表

表9 正交試驗直觀分析表

3.3 反式脂肪酸含量分析

油相配比為大豆油∶棕櫚油硬脂=22.5∶27.5（油相比重占80%），乳化劑為大豆卵磷脂：丙二醇脂肪酸酯=1∶1（添加量0.5%），乳化時間為30 min，乳化溫度為60 ℃的條件下制作的人造奶油產品A脂肪酸測定的結果如圖1所示。

圖1 人造奶油產品A脂肪酸圖

油相配比為大豆油∶棕櫚油硬脂=20∶30（油相比重占80%），乳化劑為丙二醇脂肪酸酯，添加量0.7%，乳化時間為30 min，乳化溫度為55 ℃的條件下制作的人造奶油產品B脂肪酸測定的結果如圖2所示。

圖2 人造奶油產品B脂肪酸圖

從表10可以看出，兩組人造奶油產品都檢出14種脂肪酸，包括了6種飽和脂肪酸和8種不飽和脂肪酸，未檢出反式脂肪酸，實現了制備零反式脂肪酸人造奶油的目標。

表10 脂肪酸測定結果表

4 結論

棕櫚油硬脂所占比例升高能夠使人造奶油產品的熔點升高。根據正交試驗直觀分析表（表9）得出，比較人造奶油產品的打發(fā)倍數時應該優(yōu)先考慮乳化劑對其影響。本實驗測得所有產品的水分及其揮發(fā)物含量和熔點大部分在國家標準規(guī)定的范圍內，但是水分及其揮發(fā)物含量在13%～16%為最適，熔點越高越利于奶油的儲存。乳化時間和乳化溫度均會影響奶油的乳化效果，過高或過低都會導致奶油品質變差。

本文以大豆油和棕櫚油硬脂為原料，綜合考慮了人造奶油理化性質的影響因素。為了獲得最優(yōu)工藝條件，在對油相配比、乳化劑、乳化時間和乳化溫度4個因素作單因素實驗的基礎上，設計正交試驗對其進行優(yōu)化，得出制備零反式脂肪酸人造奶油的最優(yōu)工藝條件為：油相配比22.5∶27.5（油相比重占80%），乳化劑為大豆卵磷脂，丙二醇∶脂肪酸酯=1∶1（添加量0.5%），乳化時間30 min，乳化溫度60 ℃，此條件下產品的打發(fā)倍數最高為1.41。