毛錦遠(yuǎn)，馬曉雨，胡振瀛，余寧翔，朱雪梅，熊 華

(南昌大學(xué) 食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南昌 330047)

起酥油作為一種可食用油部分替代豬油和奶油，加入到焙烤食品(餡餅皮和面包等)和其他預(yù)制食品中，能獲得理想的口感和保質(zhì)期的延長(zhǎng)。在20世紀(jì)初，為了緩解起酥油基料油供不應(yīng)求的現(xiàn)狀，油脂氫化技術(shù)得到了大規(guī)模應(yīng)用并同時(shí)促進(jìn)了部分氫化植物油的使用[1]。然而，部分氫化技術(shù)可能導(dǎo)致反式脂肪酸(TFA)的形成。據(jù)報(bào)道，TFA的攝入可能對(duì)人類血脂有不良影響，最明顯的是LDL和HDL比率的改變[2]。此外，起酥油帶來(lái)脂肪的過(guò)量攝入，是造成超重和肥胖的主要原因[3]，一種有效策略是用中鏈脂肪酸(MCFA)代替部分常規(guī)膳食中的長(zhǎng)鏈脂肪酸(LCFA)，因?yàn)槠渑c普通植物油脂中LCFA的代謝途徑不同，可以大幅減少人體脂肪沉積[4]。

樟樹(shù)(Cinnamomumcamphora(L.)Presl)又名香樟、烏樟、芳樟、樟木等，是樟科(Lauraceae)樟屬常綠高大喬木，產(chǎn)于我國(guó)東南及西南各地，江西是樟樹(shù)資源總量最多的省份[5]。樟樹(shù)籽仁油癸酸和月桂酸含量占90%以上，均勻分布在甘油三酯sn-1，2和3位上，不僅食用安全、無(wú)毒副作用，還具有抗動(dòng)脈粥樣硬化的功能[6]，是天然的中碳鏈油脂資源。目前對(duì)樟樹(shù)籽仁油的研究利用較少[7-9]，將樟樹(shù)籽仁油應(yīng)用于起酥油的制備，可以拓寬樟樹(shù)籽仁油的應(yīng)用范圍。

油茶籽油不飽和脂肪酸(USFA)含量高，在我國(guó)傳統(tǒng)用于胃痛和燒傷的輔助治療藥物和高檔烹飪油，在降低心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)、增強(qiáng)免疫力、降低膽固醇水平、預(yù)防和治療高血壓以及預(yù)防某些癌癥方面也具有顯著效果[10]。全氫化棕櫚油則具有高棕櫚酸含量，其具有的天然β′結(jié)晶形式不僅提供了良好的通氣能力，而且還有利于某些脂肪產(chǎn)品的熔融和結(jié)晶，因而被廣泛應(yīng)用于食品加工的各個(gè)領(lǐng)域[11]。

本研究采用樟樹(shù)籽仁油、油茶籽油、全氫化棕櫚油為原料，以不同的比例混合后在專一性脂肪酶Lipozyme TL IM的催化下進(jìn)行sn-1,3位隨機(jī)酯交換制備起酥油基料油，以物理混合物(PB)為對(duì)照，分析酯交換后產(chǎn)品(IP)的脂肪酸組成及熔點(diǎn)、多晶形式、微觀結(jié)構(gòu)、甘油三酯(TAG)組成等，以期獲得帶有能被快速吸收的中鏈脂肪酸(MCFA)的起酥油基料油，并為商業(yè)起酥油提供一定的理論和實(shí)踐支持。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1.1 原料與試劑

樟樹(shù)籽取自南昌大學(xué)校園，采用有機(jī)溶劑浸提得到樟樹(shù)籽仁油(CCSO)；油茶籽油(COO)、全氫化棕櫚油(FHPO)分別購(gòu)于江西天玉油脂有限公司和浙江望園科技有限公司；GLC-463脂肪酸甲酯混標(biāo)(標(biāo)準(zhǔn)品)購(gòu)于美國(guó)Sigma公司；正己烷(色譜純)購(gòu)于美國(guó)Tedia公司；其他試劑均為分析純。

1.1.2 儀器與設(shè)備

Agilent6890B氣相色譜儀、Agilent 1260高效液相色譜儀，美國(guó)Agilent公司；DSC1差示掃描量熱儀，瑞士Mettler toledo集團(tuán)；D1 system型多功能X射線衍射儀，英國(guó)BEDE公司；RHB1 S25型磁力攪拌器，德國(guó)IKA公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 起酥油基料油的制備

參考Zhao等[12]的方法，并做少量修改。按照一定的質(zhì)量比(2∶2∶4, 2∶2∶5, 2∶2∶6, 2∶2∶7)分別稱取CCSO、COO、FHPO于50 mL具塞錐形瓶中，反應(yīng)體系油脂總質(zhì)量為20 g。向反應(yīng)體系加入2 g專一性脂肪酶Lipozyme TL IM，并在65℃下水浴磁力攪拌反應(yīng) 8 h，攪拌轉(zhuǎn)速為300 r/min。反應(yīng)完成后，在4 200 r/min下離心4 min，除去酶并收集反應(yīng)產(chǎn)物。向產(chǎn)物中加入正己烷、酚酞，用0.5 mol/L KOH的乙醇溶液滴定，待溶液粉紅色30 s不褪色，加入溫水洗滌至粉紅色消失，靜置，分層，將有機(jī)層通過(guò)無(wú)水硫酸鈉除去水分，40℃下氮吹至正己烷完全揮發(fā)。

1.2.2 滑動(dòng)熔點(diǎn)(SMP)的測(cè)定

根據(jù) AOCS Official Method Cc 3-25方法測(cè)定滑動(dòng)熔點(diǎn)。

1.2.3 脂肪酸組成的測(cè)定

甲酯化：取2 mg油樣，加入1.5 mL正己烷、40 μL乙酸甲酯和100 μL NaOCH3/CH3OH溶液，37℃甲酯化20 min，然后在-18℃冷凍10 min，取出后迅速加入60 μL草酸，離心除去沉淀，過(guò)無(wú)水硫酸鈉柱子，過(guò)0.44 μm濾膜，氮?dú)獯蹈?，加? mL正己烷，進(jìn)行GC分析。GC分析條件：CP-Sil88熔融石英毛細(xì)管色譜柱；載氣為H2，燃燒氣為N2、H2和空氣；進(jìn)樣口溫度250℃；檢測(cè)器溫度250℃；柱內(nèi)流速1.8 mL/min；程序升溫過(guò)程為45℃保持4 min，以13℃/min升至175℃，保持27 min，再以4℃/min升至215℃，保持35 min，總測(cè)定時(shí)間86 min；進(jìn)樣量1 μL，不分流。通過(guò)與脂肪酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)品對(duì)照進(jìn)行定性，采用面積歸一化法確定各脂肪酸的相對(duì)含量。

1.2.4 X射線衍射光譜分析

樣品在70℃完全熔化后置于矩形塑料模具上，并在25℃下放置24 h，通過(guò)D1 system型多功能X射線衍射儀分析樣品的晶型，在 25℃條件下，儀器配置銅靶管射線源(波長(zhǎng)=1.541 8 ?)，管壓40 kV，管流40 mA，掃描角度2θ為32°～60°，掃描速度為2(°)/min。

1.2.5 油脂微觀結(jié)構(gòu)分析

將油樣在70℃下熔化以破壞原有的晶體結(jié)構(gòu)。向60℃預(yù)熱的載玻片上滴加10 μL的油液，用經(jīng)過(guò)同樣預(yù)熱處理的蓋玻片小心地覆蓋，保證玻片內(nèi)不存在氣泡且油脂厚度均勻。4℃下恒溫放置24 h。油脂微觀結(jié)構(gòu)的觀察采用尼康ECLIPSE Ti-U多端口倒置顯微鏡中配備的微分干涉(DIC)顯微鏡，放大倍數(shù)為400倍。

1.2.6 差示掃描熱量分析及固體脂肪含量(SFC)計(jì)算

利用差示掃描熱量?jī)x分析樣品的熔融曲線。稱取6～10 mg樣品置于鋁盤(pán)中，蓋上鋁蓋后置于DSC內(nèi)，以空鋁盤(pán)作為對(duì)照，進(jìn)行分析。加熱樣品至80℃，保持10 min，再以10℃/min冷卻至-60℃，保持10 min，后以5℃/min升溫至80℃，得到樣品的熔融曲線。每個(gè)樣品做一次平行實(shí)驗(yàn)。通過(guò)熔融曲線分析得到油脂的SFC。

1.2.7 TAG組成測(cè)定

精確稱取10 mg樣品溶解在2 mL二氯甲烷中，經(jīng)0.22 μm有機(jī)過(guò)濾膜過(guò)濾后，取10 μL濾液進(jìn)行高效液相色譜檢測(cè)，通過(guò)比較保留時(shí)間和碳當(dāng)量數(shù)(ECN)鑒定TAG。液相色譜條件為：Nova-Pak C18色譜柱(150 mm×3.9 mm)，70℃下操作的蒸發(fā)光散射檢測(cè)器(Alltech 3300，USA)，氣體流速1.8 L/min，洗脫溶劑是正己烷-異丙醇(體積比1∶1)(溶劑A)和乙腈(溶劑B)的二元溶劑系統(tǒng)，洗脫液流速0.8 mL/ min，洗脫程序?yàn)?～10 min, 60% A; 20～50 min, 56% A; 50～60 min, 60% A; 60～70 min, 60% A。

1.2.8 統(tǒng)計(jì)分析

采用Origin 8.0軟件繪圖，所有數(shù)據(jù)結(jié)果均以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差”表示。使用IBM SPSS Statistics 19軟件進(jìn)行單因素方差分析(ANOVA)以確定差值的顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 樣品的脂肪酸組成及滑動(dòng)熔點(diǎn)(見(jiàn)表1、表2)

表1 CCSO、COO、FHPO、PB和IP的脂肪酸組成 %

由表1可知，所有樣品中均未檢測(cè)到TFA。CCSO中含有較多的MCFA(癸酸C10∶0, 46.56%；月桂酸C12∶0, 43.70%)，高于椰子油中的MCFA(約為61.4%)[13]，這與趙曼麗等[14]的研究結(jié)果一致。CCSO含有98.98%飽和脂肪酸(SFA)，而COO中的不飽和(UFA)含量高達(dá)88.51%，主要為油酸(79.92%)。FHPO中含有99.99%的SFA，主要是棕櫚酸(C16∶0, 60.58%)和硬脂酸(C18∶0, 37.22%)。IP中含有36.69%～45.35%的棕櫚酸、21.79%～26.07%的硬脂酸、13.94%～21.82%的油酸，特別是IP中仍有12.21%～16.91%的MCFA(主要是癸酸和月桂酸)被保留?？傮w而言，IP在滿足了所需合成目的的前提下，既保留了MCFA含量，利于吸收，又保證了LCFA提供的能量。對(duì)比相同混合比例條件下的PB，IP的C12∶0均存在顯著性差異(p<0.05,p<0.01)，MCFA含量無(wú)顯著性差異，混合比例2∶2∶6和2∶2∶7的SFA和UFA含量存在顯著性差異(p<0.05,p<0.01)。由表2可知，IP和PB的滑動(dòng)熔點(diǎn)均隨混合比例中FHPO的增大而升高，且相同混合比例下IP高于PB。

表2 PB和IP的滑動(dòng)熔點(diǎn) ℃

2.2 油脂的多晶形式和微觀結(jié)構(gòu)

圖1為PB和IP的X射線衍射圖譜。衍射強(qiáng)度在4.6 ?，表示β晶型；衍射強(qiáng)度在3.8、4.2 ?或者4.3 ?，表示β′晶型；衍射強(qiáng)度在4.15 ?，表示α晶型[15]。由圖1可看出，4.02 ?僅在PB中出現(xiàn)，而IP則表現(xiàn)為單一的β′晶型，這可能歸因于PB油脂結(jié)晶順序不同，高熔點(diǎn)的FHPO先結(jié)晶，使油脂有利于形成β′晶型，但由于FHPO中脂肪酸鏈非常對(duì)稱，比較穩(wěn)定，在結(jié)晶時(shí)又傾向于β晶型，造成了4.02 ?峰型的存在，而酯交換反應(yīng)則避免了這一問(wèn)題。

從油脂的微觀結(jié)構(gòu)(圖2)可以看出，PB的結(jié)構(gòu)具有密集的不規(guī)則葉狀晶體，并且許多團(tuán)簇被拉伸(約55 μm)，而在IP中觀察到小的球狀晶體(約20 μm)，這些球狀晶體可以在乳化階段圍繞在氣泡周圍且穩(wěn)定氣泡，并使其成為焙烤產(chǎn)品中的“小孔”，為烘焙產(chǎn)品提供光滑細(xì)膩的口感[16]。

圖2 PB(B)和IP(B′)的晶體微觀結(jié)構(gòu)

2.3 DSC熔融曲線(見(jiàn)圖3)

從圖3可以看出，PB出現(xiàn)的第一個(gè)熔化峰在12.6℃，這可能是物理混合的CCSO和COO協(xié)同作用的結(jié)果，在54.8℃出現(xiàn)了一個(gè)強(qiáng)峰，很明顯這是底物FHPO的高熔點(diǎn)導(dǎo)致的。但是IP只在37.7℃產(chǎn)生了一個(gè)響應(yīng)值相對(duì)較弱的峰，結(jié)合圖2的微觀結(jié)構(gòu)可以說(shuō)明已經(jīng)合成了符合條件的起酥油。

圖3 PB(B)和IP(B′)的DSC熔融曲線

2.4 SFC曲線(見(jiàn)圖4)

從圖4可以看出，PB的SFC曲線在0～15℃下降，15～40℃趨于平緩，之后急劇下降，然而，IP顯示的SFC曲線則一直呈現(xiàn)陡峭下降的趨勢(shì)，具有狹窄的塑性范圍，類似于商業(yè)烘焙起酥油中的高穩(wěn)定性起酥油。此外，優(yōu)質(zhì)的起酥油在40℃需具備一定的SFC(6.97%～10.84%)以維持產(chǎn)品的塑性，使產(chǎn)品有一定的疏松度；而在55℃左右則需要完全熔化[17]。從圖4可以看到，相較于PB，IP在40℃左右，3個(gè)比例(2∶2∶4, 2∶2∶5, 2∶2∶6)的SFC分別為5.2%、4.0%、7.7%，極大地降低了油脂的粗糙感和砂粒感。且4個(gè)比例的IP中在50℃就已經(jīng)為0，與PB差異明顯，是理想的高穩(wěn)定起酥油基料油。

圖4 不同比例PB和IP的SFC曲線

2.5 甘油三酯(TAG)組成(見(jiàn)表3)

從表3可以看出，PB中的PPO、PPP和PPS分別為21.83%、21.83%和30.54%，然而在IP中大幅減少到7.18%、ND和10.17%，值得一提的是，LaCC/CLaC在PB中高達(dá)19.48%，而在IP中未檢測(cè)到，可能是TAG在酯交換反應(yīng)過(guò)程中生成了新種類的TAG造成的，并且這些新產(chǎn)生的TAG會(huì)引起PB和IP之間一些物理特性(SMP，SFC等)的差異。酯交換之后，產(chǎn)生的不同且多種結(jié)構(gòu)類型的TAG實(shí)現(xiàn)了一定理化特性(SMP，SFC等)和營(yíng)養(yǎng)功能(MCFA，UFA)的起酥油的用途。

3 結(jié) 論

通過(guò)表征物理混合物(PB)和酯交換后產(chǎn)品(IP)的脂肪酸組成、熔點(diǎn)變化、多晶形式、TAG的組成發(fā)現(xiàn)，IP在滿足了所需合成目的的前提下，既保留了MCFA (12.21%～16.91%)含量，利于吸收，又保證了LCFA提供的能量。微觀結(jié)構(gòu)上也表現(xiàn)為更小(約20 μm)的球狀晶體形式，適合于起酥油的應(yīng)用；從DSC熔融曲線發(fā)現(xiàn)，IP在37.7℃只產(chǎn)生了一個(gè)響應(yīng)值較弱的峰形，SFC曲線則表現(xiàn)一直陡峭下降的趨勢(shì)，具有狹窄的塑性范圍，是理想的高穩(wěn)定起酥油基料油。這些物理性質(zhì)的變化，都是因?yàn)轷ソ粨Q反應(yīng)后甘油三酯結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變。