一種高強度超聲偶聯乳化劑促進油脂結晶的方法與流程

2023-08-02 12:31:11 1

本發明涉及一種高強度超聲偶聯乳化劑促進油脂結晶的方法，屬於油脂結晶改善與控制領域。

背景技術：

隨著人們對棕櫚油及其分提油脂的消費量越來越大，其產品的功能特性也越來越受到消費者的重視，但是棕櫚油及其分提油脂在使用過程中存在著一些缺陷，比如，以棕櫚油為基料油的起酥油、人造奶油結晶較慢，從而容易形成大的球晶，在儲藏過程中會出現起砂、後硬現象，嚴重影響產品的功能性，亟需對棕櫚油的結晶特性進行改善。

目前改善棕櫚油結晶缺陷的方法主要包括對棕櫚油進行分提、復配、酯交換、氫化等。同時，人們也在積極探索和研究新的技術，以期能夠在不改變原料油的基礎上更好的控制油脂結晶過程。向體系中添加乳化劑是改變油脂結晶的一種新興方法，乳化劑對油脂結晶的影響與油脂和乳化劑分子結構上的相似性有很大關係。

超聲波是頻率大於20kHz的一種彈性機械波。根據超聲強度和頻率的大小，可將超聲波技術的應用分為以下三類：①高強度超聲波：20～100kHz(破壞性)；②低強度超聲波：100kHz～1MHz(非破壞性)；③診斷超聲波：1～10MHz(非破壞性)。高強度超聲波的能量來源於它在物質介質中導致的介質粒子機械振動，這種振動與周圍的媒介相互作用，能產生空化效應，在空化氣泡周圍更易形成晶核，即初次成核，而空穴效應崩裂閉合的瞬間，會使之前存在於冰晶末端的晶體被擊碎，形成了許多的晶體碎片，這些晶體碎片又可以充當新的晶核，促進二次成核，縮短油脂結晶誘導時間，加速結晶。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種改善油脂結晶的方法，達到提高棕櫚油及棕櫚油基復配油脂結晶速率、改善其結晶形態的目的。

本發明的技術方案包括如下步驟：

(1)將脂消除結晶記憶；

(2)在60-85℃條件下，向油脂中加入乳化劑，所述乳化劑為聚甘油脂肪酸酯、蒸餾單硬脂酸甘油酯、硬酯醯乳酸鈉或丙二醇脂肪酸酯，攪拌均勻；

(3)冷卻降溫至20-35℃；

(4)使用高強度超聲對步驟(3)所得樣品進行處理，超聲功率為190-285W，超聲時間為10-60s，其中超聲儀每開5s後關停5s。

在本發明的一種實施方式中，所述油脂為棕櫚油或棕櫚油基復配油脂。

在本發明的一種實施方式中，步驟(1)所述消除結晶記憶是在60-85℃放置5-40min，以消除結晶記憶。

在本發明的一種實施方式中，步驟(2)所述乳化劑的用量是棕櫚油或棕櫚油基復配油脂的0.5％-1.5％。

在本發明的一種實施方式中，步驟(2)以150-400rpm的速率攪拌樣品5-30min。

所述棕櫚油是熔點24-60℃範圍的棕櫚油分提油脂；所述棕櫚油基復配油脂是棕櫚油與植物油按質量比為3-5:1復配的油脂。

本方法利用高強度超聲偶聯乳化劑改善棕櫚油及棕櫚油基復配油脂的結晶速率和結晶形態，本發明取得了以下有益效果：

(1)採用高強度超聲偶聯乳化劑的方法改善了棕櫚油及棕櫚油基復配油脂的結晶性質，相比於單獨採用高強度超聲，偶聯具有促進油脂結晶效果的乳化劑以後，效果更優。

(2)提高了棕櫚油及棕櫚油基復配油脂的結晶速率，相同條件存儲相同時間後，經過高強度超聲偶聯乳化劑處理的棕櫚油樣品結晶量變大，結晶晶體粒徑變小。

(3)方法簡單，成本低廉，效果明顯。

附圖說明

圖1.高強度超聲偶聯乳化劑對棕櫚油結晶速率的影響。

圖2.乳化劑對棕櫚油結晶速率的抑制作用。

圖3.高強度超聲偶聯丙二醇脂肪酸酯對棕櫚油結晶形態的影響；(A)原料油未經過處理，(B)原料油高強度超聲處理，(C)原料油添加丙二醇脂肪酸酯，(D)原料油高強度超聲偶聯丙二醇脂肪酸酯處理。

具體實施方式

下述實施例使用臺式核磁共振儀測定其恆溫結晶速率。

實施例1

取30g棕櫚油於潔淨乾燥容器中，置於80℃水浴鍋中水浴30min，消除結晶記憶。加入0.3g蒸餾單硬脂酸甘油酯，使用控溫磁力攪拌儀在80℃條件下以200rpm的速率攪拌樣品20min。稱取10g樣品於50mL離心管中，冰水浴冷卻樣品至30℃。使用高強度超聲對樣品進行處理，超聲功率為237.5W，超聲時間為30s(含脈衝停，開5s，關5s)。移取3-4mL樣品於核磁專用玻璃管中，使用臺式核磁共振儀每隔30s測定其固體脂肪含量。蓋玻片、載玻片放入30℃恆溫箱中預熱30min後，對樣品分別制樣後，置於4℃恆溫箱恆溫保持12h，進行顯微鏡晶體微觀結構觀察。通過Avrami方程分析其結晶動力學常數，所得結晶速率常數k值為0.0365，較未加乳化劑、未超聲樣品速率常數k值0.00143大，結晶速率加塊，結晶量變大，晶體粒徑變小。

實施例2

取30g棕櫚油於潔淨乾燥容器中，置於80℃水浴鍋中水浴30min，消除結晶記憶。加入0.3g聚甘油脂肪酸酯，使用控溫磁力攪拌儀在80℃條件下以200rpm的速率攪拌樣品20min。稱取10g樣品於50mL離心管中，冰水浴冷卻至30℃。使用高強度超聲對樣品進行處理，超聲功率為237.5W，超聲時間為30s(含脈衝停，開5s，關5s)。移取3-4mL樣品於核磁專用玻璃管中，使用臺式核磁共振儀每隔30s測定其固體脂肪含量。蓋玻片、載玻片放入30℃恆溫箱中預熱30min後，對樣品分別制樣後，置於4℃恆溫箱恆溫保持12h，進行顯微鏡晶體微觀結構觀察。通過Avrami方程分析其結晶動力學常數，所得結晶速率常數k值為0.0313，較未加乳化劑、未超聲樣品速率常數k值0.00143大，結晶速率加塊，結晶量變大，晶體粒徑變小。

實施例3

取30g棕櫚油基復配油脂(24℃棕櫚液油：54℃棕櫚硬脂：大豆油＝45:35:20,w/w/w)與潔淨乾燥容器中，置於80℃水浴鍋中水浴30min，消除結晶記憶。加入0.3g丙二醇脂肪酸酯，使用控溫磁力攪拌儀在80℃條件下以200rpm的速率攪拌樣品20min。稱取10g樣品於50mL離心管中，冰水浴冷卻至30℃。使用高強度超聲對樣品進行處理，超聲功率為237.5W，超聲時間為30s(含脈衝停，開5s，關5s)。移取3-4mL樣品於核磁專用玻璃管中，使用臺式核磁共振儀每隔30s測定其固體脂肪含量。蓋玻片、載玻片放入30℃恆溫箱中預熱30min後，對樣品分別制樣後，置於4℃恆溫箱恆溫保持12h，進行顯微鏡晶體微觀結構觀察。通過Avrami方程分析其結晶動力學常數，所得結晶速率常數k值為0.00251，較未加乳化劑、未超聲樣品速率常數k值0.00143大，從圖3可以看出超聲結合乳化劑處理條件下結晶速率加塊、結晶量變大、晶體粒徑變小。

實施例4

在實施例3的基礎上，將乳化劑分別替換為蔗糖酯、棕櫚酸性蔗糖酯，其餘反應條件保持一致，通過Avrami方程分析其結晶動力學常數，結果表明分別採用蔗糖酯、棕櫚酸型蔗糖酯為乳化劑時，所得結晶速率常數k值分別為0.00002、3.54E-7，較未加乳化劑、未超聲樣品速率常數k值0.00143小，結晶速率減慢，結晶量變小，晶體粒徑變大。

實施例5

在實施例3的基礎上，將乳化劑替換為硬酯醯乳酸鈉，其餘反應條件保持一致，通過Avrami方程分析其結晶動力學常數，結果表明採用硬酯醯乳酸鈉為乳化劑時，所得結晶速率常數k值分別為0.00729，較未加乳化劑、未超聲樣品速率常數k值0.00143大，結晶速率加塊，結晶量變大，晶體粒徑變小。

雖然本發明已以較佳實施例公開如上，但其並非用以限定本發明，任何熟悉此技術的人，在不脫離本發明的精神和範圍內，都可做各種的改動與修飾，因此本發明的保護範圍應該以權利要求書所界定的為準。