棕櫚油是世界上應(yīng)用最廣泛的食用油脂之一,棕櫚油的脂肪酸組成中亞油酸和亞麻酸含量較低,因而具有良好的熱穩(wěn)定性和氧化穩(wěn)定性。由于棕櫚油飽和酸含量很高,不需加氫就具有較高的固脂含量和適中的稠度、熔點(diǎn),而且它還具有令人愉快的風(fēng)味。
　　
　　棕櫚油可以被結(jié)晶分提得到棕櫚軟脂和棕櫚硬脂,如采用二次結(jié)晶分提,還可以得到物性類似可可脂的中等熔點(diǎn)餾分。這種餾分是一種熱敏性脂。結(jié)晶分提工藝的差異,尤其是結(jié)晶分提溫度的不同,可以得到各種物性的棕櫚軟脂或硬脂。棕櫚油本身可以被加氫,或可將棕櫚硬脂和軟脂或其他植物油摻和后適度選擇氫化,這樣又可以得到各種不同物化性質(zhì)的氫化棕櫚油。
　　
　　由于棕櫚系列油脂種類多,資源豐富,價格與其他植物油相比仍然具有良好的市場競爭力,所以各種棕櫚油被廣泛應(yīng)用于制備人造奶油、起酥油方面,對它們的結(jié)晶習(xí)性進(jìn)行研究,無疑對如何用好這些油脂和進(jìn)一步提高各種食用固脂制品的品質(zhì)具有實(shí)用意義。
　　
　　1實(shí)驗(yàn)材料
　　
　　1.1棕櫚油
　　
　　全精煉(RBD級)棕櫚油,經(jīng)測定其毛細(xì)管上升熔點(diǎn)為43.5℃,游離脂肪酸含量為0.06%。
　　
　　1.2棕櫚軟脂
　　
　　全精煉(RBD級)棕櫚軟脂,經(jīng)測定其毛細(xì)管上升熔點(diǎn)為31.8℃,游離脂肪酸含量為0.08%。
　　
　　1.3棕櫚硬脂
　　
　　全精煉棕櫚硬脂,經(jīng)測定其毛細(xì)管上升熔點(diǎn)為51℃,游離脂肪酸含量為0.05%。
　　
　　1.4氫化棕櫚油
　　
　　棕櫚硬脂和軟脂的混配物經(jīng)非選擇性氫化反應(yīng),并精煉而成,其毛細(xì)管上升熔點(diǎn)為44.6℃,游離脂肪酸含量為0.12%。
　　
　　2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法
　　
　　2.1油脂的脂肪酸組分分析
　　
　　油樣按IUPAC,Ⅱ、D119法制備脂肪酸甲酯。采用島津公司GC-14B型氣相色譜儀分析測定,分析參數(shù):Φ3×3m不銹鋼柱,載體:ChromosorbWAW2DMCS,80-100目,固定液:DEGS,涂漬量10%,柱溫170℃,汽化室230℃,進(jìn)樣口210℃,N2流速65ml/min。
　　
　　2.2油樣的固脂百分含量(SFC)值的測定
　　
　　2.2.1油樣的調(diào)溫處理
　　
　　裝入油樣后的樣品試管置于80℃水浴15min,使脂肪全熔后,轉(zhuǎn)置60℃水浴0.5h,然后放入0℃水浴中24h,最后由低溫向高溫,在每一測定溫度處停放0.5h,后入NMR儀測SFC值。
　　
　　2.2.2儀器與參數(shù)
　　
　　采用Bruker公司Minispec120/100RTS脈沖核磁共振儀測定,測定參數(shù)為:
　　
　　DUR01:11s;DUR02:59s;offset:01135;Cons:114750;
　　
　　EHN:3;ATT:38;RD:21000;BW:High;MODE:diode。
　　
　　2.3油樣結(jié)晶速度的測定
　　
　　2.3.1樣品處理方法
　　
　　把待測結(jié)晶速度的樣品試管放入80℃水浴中15min,使其完全熔融,然后放入60℃水浴,恒溫0.5h。接著放入T溫(0℃或10℃或20℃)水浴中,從插入T溫水浴的瞬時開始計(jì)時,每隔3min或5min,用NMR儀測一次固脂含量,直到測得的SFC值變化不大,或總歷時2h以上為止。NMR儀測定時除將ENH改為2外,其余參數(shù)不變。
　　
　　2.3.2結(jié)晶速率計(jì)算
　　
　　在t時間測得的SFC值除以樣品按2.2法測得在同一溫度時的SFC值的商值則為結(jié)晶率。由于在相同條件下測定,所以結(jié)晶率曲線可以代表油樣在該溫度下的結(jié)晶速度曲線。
　　
　　3測定結(jié)果
　　
　　3.1棕櫚系列四種油脂的脂肪酸組成測定結(jié)果如表1所示。
　　
　　3.2棕櫚系列四種油脂在各種溫度下的固體脂肪百分含量(SFC)測定結(jié)果如表2所示。

　　
　　3.3棕櫚系列四種油脂在0℃、10℃、20℃條件下各自的結(jié)晶速度測定結(jié)果見圖1.2.3
　　
　　4討論
　　
　　通過對四種油樣的脂肪酸組分和SFC值的測定,結(jié)果表明這四種油均是制備行業(yè)用人造奶油、起酥油的適宜原料。
　　
　　眾所周知,行業(yè)用人造奶油、起酥油有許多品種,每一種都有特有的SFC曲線要求。許多工程技術(shù)人員常常根據(jù)產(chǎn)品的SFC要求來進(jìn)行產(chǎn)品油相的復(fù)配,在這過程中人們常常忽略了所選用的基料在結(jié)晶速度方面的差異,而只重視復(fù)配物的SFC值是否與產(chǎn)品要求相吻合,其實(shí)原料油脂結(jié)晶速度習(xí)性是影響產(chǎn)品品質(zhì)的重要因素。
　　
　　棕櫚油的結(jié)晶較為緩慢已成定論,以棕櫚油為主料的產(chǎn)品常因此而導(dǎo)致包裝后產(chǎn)品發(fā)生后結(jié)晶現(xiàn)象,從而影響產(chǎn)品質(zhì)構(gòu),危及其功能性。從我們測得的四種棕櫚油的結(jié)晶情況來看,在相同結(jié)晶條件下,它們的結(jié)晶速度均慢于牛脂系列?，F(xiàn)將它們在冷卻結(jié)晶方面的特性討論如下:
　　
　　4.1棕櫚軟脂
　　
　　棕櫚軟脂是上述四種油中最為緩慢的一種油。從圖1、2、3可以看出,在非迅速冷卻條件下,棕櫚軟脂結(jié)晶尤為緩慢。因此,對那些并不具備激冷捏合裝備———密封刮板換熱器(A單元)的生產(chǎn)人造奶油、起酥油的廠商而言,棕櫚軟脂的應(yīng)用要慎重。根據(jù)圖1所示,在冬季人造奶油、起酥油配方中,棕櫚軟脂的比率不宜過大,以免發(fā)生嚴(yán)重的后結(jié)晶現(xiàn)象,即在產(chǎn)品灌裝口流出的產(chǎn)品柔滑細(xì)膩有光澤,但稍停片刻就會十分堅(jiān)硬,失去可塑性和光澤。在加工工藝參數(shù)上也會反映出棕櫚軟脂的緩慢結(jié)晶習(xí)性的作用,即A單元出口料溫偏低、及A、B兩單元料溫溫差偏小。
　　
　　4.2棕櫚油
　　
　　棕櫚油的結(jié)晶速度比棕櫚硬脂慢。在0℃下其結(jié)晶率曲線形狀與棕櫚軟脂十分相似,可以看出它也是一種緩慢結(jié)晶的脂。棕櫚油中約含7%PPP和43%的POP和36%POO和PleO(P—棕櫚酸基,O—油酸基,le—亞油酸基),根據(jù)Rossel的研究成果,認(rèn)為PPP/POP二元物系呈現(xiàn)出明顯的偏晶行為,而POP/POO二元物系呈明顯的共晶行為。甘油三酯間的相互作用導(dǎo)致棕櫚油無論在0℃還是在10℃或20℃下結(jié)晶,都在結(jié)晶過程發(fā)生的初始階段內(nèi)出現(xiàn)結(jié)晶率上升格外遲緩的現(xiàn)象,這一現(xiàn)象在10℃下結(jié)晶尤為明顯。在采用棕櫚油為主要基料的人造奶油、起酥油生產(chǎn)過程中需對此特加重視。

　　
　　4.3棕櫚硬脂
　　
　　與棕櫚軟脂和棕櫚油相比,棕櫚硬脂的結(jié)晶速度有了較大的提高,這應(yīng)歸因于棕櫚硬脂富含的高熔點(diǎn)、三飽和脂肪酸對脂肪結(jié)晶過程的加速作用。
　　
　　但棕櫚油中存在的PPP與POP之間的相互作用,仍能反映在棕櫚硬脂的結(jié)晶行為中。圖3所示可以看出在較高溫度(20℃)下結(jié)晶,POP餾分對PPP結(jié)晶過程的影響有所減弱。此條件下棕櫚硬脂的起始結(jié)晶階段速度增幅較快,這一點(diǎn)啟示我們在以棕櫚硬脂為主基料的人造奶油、起酥油的生產(chǎn)工藝中,采用預(yù)結(jié)晶工藝對產(chǎn)品品質(zhì)的提高是有益的。在10℃條件下結(jié)晶棕櫚硬脂結(jié)晶后期的結(jié)晶率超出1100。我們多次測試的結(jié)果均如此。這意味著采用緩慢結(jié)晶工藝與采用速冷結(jié)晶工藝,將產(chǎn)生不同的固脂含量,也就是說在迅速冷卻結(jié)晶下,高熔點(diǎn)餾分與其他餾分會形成一種低熔點(diǎn)的共晶物。
　　
　　但在緩慢冷卻條件下,高熔點(diǎn)餾分與其他餾分形成共晶的可能性減弱。在較高溫度(20℃)時,由于P0P類餾分的熔點(diǎn)為34℃～35℃,而PPP類餾分的熔點(diǎn)≥56℃,很明顯此時POP類餾分的結(jié)晶推動力很小,所以它對PPP類餾分結(jié)晶過程的影響也有所減弱。在10℃條件下發(fā)生的現(xiàn)象,在20℃時沒有發(fā)現(xiàn)。在10℃條件下棕櫚硬脂在結(jié)晶后期的結(jié)晶率大于110現(xiàn)象,提示我們不同的冷卻速度將導(dǎo)致產(chǎn)品有不同的可熔性。這一觀點(diǎn)與一些文獻(xiàn)的報道情況很一致。
　　
　　4.4氫化棕櫚油
　　
　　從表1所示可以看出,氫化棕櫚油的亞油酸含量比棕櫚硬脂低得多,所以氫化棕櫚油的氧化穩(wěn)定性比棕櫚硬脂好。并且從表2可以明顯看到氫化棕櫚油在40℃以下溫度區(qū)的SFC均比棕櫚硬脂的高,但45℃的SFC值反而較低,所以可以用氫化棕櫚油來調(diào)節(jié)人造奶油、起酥油油相的塑性和抗熱能力的優(yōu)良原料。
　　
　　從圖1、2中可以看出,在相同結(jié)晶條件下,氫化棕櫚油的起始結(jié)晶速度要比棕櫚硬脂低,其結(jié)晶率上升幅度不大,尤其在10℃或20℃條件下更為明顯,這一現(xiàn)象與氫化棕櫚油所含的高熔點(diǎn)、三飽和型酯要比棕櫚硬脂少有關(guān)。