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椰子油粉末油脂制备工艺研究



全 文 :粮食与油脂24 2011 年第 9期
椰子油粉末油脂制备工艺研究
高红日 1,郑联合 1,陈 艳 1,潘善甫 1,李卫华 2
(1. 海南省粮油科学研究所, 海南琼海 571400;
2. 上海科茂粮油食品质量检测有限公司, 上海 200136)
摘 要:以低温压榨椰子油为芯材,采用乳化与喷雾干燥相结合方法制备椰子油粉末油脂。通过
单因素试验并经正交试验确定最佳制备工艺参数:乳化剂单甘油酯与蔗糖酯质量比为 1∶4、乳
化剂与芯材比为 3.0%、壁材明胶与多孔淀粉比为 1∶6、乳化温度为 60℃、固形物浓度为 20%,均
质压力为 40 MPa、进风口温度为 195℃、进料速度为 20 ml/min,在该条件下,制备产品含油率为
48%、表面含油率为 1.81%、包埋率为 96%。
关键词:椰子油;粉末油脂;喷雾干燥
Study on preparation technology of coconut oil powder
GAO Hong-ri1,ZHENG Lian-he1,CHEN Yan1,PAN Shan-fu1,LI Wei-hua2
(1. Hainan Institute of Grain and Oil Sciences,Hainan Qionghai 571400,China;
2. Shanghai Kemao Cereal Oil and Food Quality Inspection Co.,Ltd.,Shanghai 200136,China)
Abstract:The cold–pressed coconut oil as core material,then the coconut oil powder was
prepared by using the emulsify and spray–drying technology. The optimal preparation parameters
of coconut oil powder were determined by orthogonal experiments,the optimal parameters were
as follows:mass ratio of emulsifier monoglycerides to sucrose esters 1∶4,emulsifier 3.0%,mass
ratio of composite wall materials gelatin to porous starch 1∶6,emulsifying temperature70℃,solid
concent 20%; homogenity pressure 40 MPa,inlet temperature 195℃,charging rate 20 ml/min.
Under the optimum conditions,the oil content was 48%,the surface oil content was 1.81% and the
embedding efficiency was 96%.
Key words:coconut oil;coconut oil powder;spray–drying
中图分类号:TS225.1+9 文献标识码:A 文章编号:1008―9578(2011)09―0024―03
收稿日期:2011–07–10
椰子油系从椰子果肉提取油脂,在常温 23℃以下
呈白或淡黄色固态,具有浓郁椰香味;但其流动性差,
在食品工业大量使用时,很难均匀分散于食品原料
中,并在称取、填充、包装、及容器清洗时都会造成困
难。将椰子油粉末化,可强化对食品中脂质氧化控制、
增强稳定性、利于食品中香味和机能性成分控制与释
放、改善食感、及其保存性、计量性、流通性等,拓宽椰
子油在食品中应用,提高椰子油附加值。本实验以椰
子油为芯材,食用明胶、多孔淀粉为壁材,对制备椰子
油粉末油脂工艺条件进行研究,以期为深度开发椰子
油产品提供技术依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料与仪器
椰子油:海南本地椰子果低温压榨制得;木薯多
孔淀粉:重庆泰威生物工程股份有限公司;食用明胶:
沧州市金箭明胶有限公司;分子蒸馏单甘油酯(HLB
值 =4):东莞新宝精化有限公司;SL–SE–13 蔗糖酯
(HLB 值 =13):柳州三柳食品化工有限公司;石油醚、
无水乙醚、无水乙醇均为分析纯。
DK–98–11A 电热恒温水浴锅;天津市泰斯特仪
器有限公司;HJ–5多功能搅拌器;江苏金坛市富华仪
器有限公司;DS–1 高速组织捣碎机;上海标本模型
厂;JHG–Q54–P60试验用高压均质机;上海张堰轻工
设备有限公司;NDJ–1 旋转粘度计;上海安德仪器有
限公司;Labplant SD–basic实验室喷雾干燥机;英国
LabPlant 公司。
1.2 制备工艺流程
纯净水 椰子油 乳化剂
壁材→溶解→高速搅拌乳化→均质→喷雾干燥→成品
↓ ↓ ↓
1.3 检测方法
1.3.1 表面含油率测定〔2〕
准确称取 2 g 样品,将样品放在已知重量滤纸上
(滤纸已折叠好放在 Φ 50 mm 玻璃漏斗上),然后用
50 ml 石油醚洗涤样品,收集洗涤液,回收石油醚,称
重得洗涤油重。
表面含油率(%)=被洗涤出油重/样品重×100%
1.3.2 包埋率测定
包埋率(%)= [(含油率-表面含油率)/含油
率]×100%
1.3.3 产品含油率测定
产品含油率采取索氏抽提法测定。
含油率= [(接收瓶和油质量-接收瓶质量)/样
品质量]×100%
1.4 试验方法
1.4.1 芯材、壁材选择
本试验芯材为食用椰子油,壁材为按一定比例食
用明胶和多孔淀粉。明胶作为壁材骨架物质具有乳化
作用,可替代部分乳化剂,可使乳化微细油滴与其发
粮食与油脂2011 年第 9期 25
生凝聚反应,成膜包覆成微胶囊。多孔淀粉系木薯淀
粉经酶反应制得新型变性淀粉,与天然淀粉相比,多
孔淀粉拥有主要特性有:较大比孔容和比表面积、良
好吸附性(吸水、吸油能力)、堆积密度和颗粒密度低、
结构疏松,水分子易于进入淀粉内部,容易糊化;干燥
状态下具有良好机械强度,分散在水及其它溶剂中能
保持明显结构完整性;包裹条件较温和,可避免发生
一些反应,及风味物质损失〔3〕。其与明胶配合,可提
高体系固形物浓度,有助于降低干燥时能耗,降减生
产成本。
1.4.2 椰子油粉末油脂乳化液配制
称取 9克食用明胶于烧杯中,加入 200 ml 纯净水
先溶解,称取一定量蔗糖酯于烧杯中加入 100 ml 纯净
水溶解,将两种溶液混和,在 70℃水浴中,搅拌状态下
缓缓加入 39克多孔淀粉于混和液中混和成壁材溶液。
将一定量单甘油酯溶于 50 ml 椰子油配成芯材溶液;
在搅拌状态下,将芯材溶液滴到壁材溶液中,在 70℃
水浴搅拌状态下继续乳化 30 min,然后倒入组织捣碎
机中高速乳化 5 min,形成 O/W 乳化液,测其乳化稳
定性。
2 结果与讨论
2.1 乳化剂 HLB 值确定
本试验以蔗糖酯和单甘油酯为乳化剂,选取蔗糖
酯与单甘油酯质量比分别为10∶0、9∶1、8∶2、7∶3、
6∶ 4、5∶ 5,以乳化液乳化稳定性和粘度作为测定指
标,确定乳化剂最佳配比并得出乳化最佳 HLB 值。
表 1 不同乳化剂配比和 HLB 值对乳化稳定性
及粘度影响
蔗糖酯∶单甘油酯 HLB 值 乳化稳定性 /% 粘度 /cp
10 ∶ 0 13.0 91 30
9 ∶ 1 12.1 95 36
8 ∶ 2 11.2 98 42
7 ∶ 3 10.3 92 47
4 ∶ 6 9.4 87 51
由表 1 可看出,当蔗糖酯与单甘油酯质量比为
8∶ 2(4∶ 1),即 HLB 值为 11.2 时,乳化稳定性最好。
2.2 乳化剂与芯材比例确定
根据乳化最佳 HLB 值,以 4 ∶ 1 蔗糖酯和单甘油
酯为乳化剂,固形物浓度 20%、乳化温度为 70℃、壁材
比为 1 ∶ 5、测定乳化剂与芯材比分别为 0.5%、1.0%、
1.5%、2.0%、3.0%、4.0% 时乳化液稳定性,确定最佳乳
化剂与芯材比例。
表 2 乳化剂 / 芯材对乳化液稳定性影响
乳化剂 / 芯材 /% 乳化稳定性 粘度 /cp
0.5 82.3 19
1.0 86.5 23
1.5 98.2 30
2.0 100.0 42
3.0 100.0 45
4.0 100.0 53
由表 2 可看出,乳化剂 / 芯材大于 2% 时,乳化稳
定性最好;但乳化剂含量越高,粘度也越大,从而影响
喷雾干燥效果。所以本试验乳化剂 / 芯材比例以 2%
为宜。
2.3 乳化温度确定
试验选择乳化温度分别为 30℃、40℃、50℃、
60℃、70℃、80℃,以 4 ∶ 1 蔗糖酯和单甘油酯为乳化
剂、乳化剂与芯材比为 2.0%、壁材比例 1 ∶ 5、固形物
浓度 20%,测定乳化液乳化稳定性。
从图 1 可看出,乳化温度为 70℃时,乳化稳定性
最好。
2.4 壁材比例确定
试验选择明胶与多孔淀粉质量比分别为 1 ∶ 0、
1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25,乳化温度为70℃、
以 4 ∶ 1 蔗糖酯和单甘油酯为乳化剂、乳化剂与芯材
比为 2.0%、固形物浓度 20%,测定其乳化液乳化稳
定性。
从图2可看出,明胶与多孔淀粉质量比为1∶5时,
乳化稳定性最好;但此时乳化液粘度达72 cp,粘度过
大,不利于喷雾。明胶与多孔淀粉质量比为 1∶ 6时,
乳化稳定性也达到 98%,乳化液粘度为 42 cp,粘度适
合,所以选定明胶与多孔淀粉质量比为 1∶ 6。
2.5 固形物浓度确定
在乳化温度为 70℃、以 4 ∶ 1 蔗糖酯与单甘油酯
为乳化剂、乳化剂与芯材比为2.0%、壁材比例1∶6条
件下,改变固形物浓度,选择固形物浓度分别为 10%、
15%、20%、25%、30%、35%、40%,测 定 其 乳 化 液 乳 化
稳定性。
由图 3 可见,乳化液固形物浓度在 35%、40% 时,
乳化稳定性较好;但在试验中,当固形物浓度达 25%
时,产生粘壁现象,而当固形物浓度达 30%,由于固形
粮食与油脂26 2011 年第 9期
物浓度过大,溶液粘度较大、流动性差,致使后面均
质和喷雾干燥都难于进行。故选择固形物浓度宜为
20%。
2.6 正交试验结果
为优化最佳乳化条件,本试验在芯材 / 壁材比为
50%、单甘油酯与蔗糖酯比为 1 ∶ 4 条件下对乳化剂 /
芯材、乳化温度、壁材比(明胶与多孔淀粉)、固形物浓
度等因素进行 4 因素 3 水平正交试验,试验设计表见
表 3。
表 3 乳化工艺正交试验 L9(34)因素水平表
水平 A温度 /℃
B
乳化剂 / 芯材 /%
C
壁材比
D
固形物浓度 /%
1 60 1.5 1 ∶ 4 10
2 70 2.0 1 ∶ 5 15
3 80 3.0 1 ∶ 6 20
以表面含油率为指标的乳化工艺正交试验结果
见表 4。
表 4 正交试验结果表
序号
A
温度
/℃
B
乳化剂 / 芯材
/%
C
壁材比
D
固形物浓度
/%
表面含油率
/%
1 1 1 1 1 1.72
2 1 2 2 2 2.06
3 1 3 3 3 1.24
4 2 1 2 3 1.29
5 2 2 3 1 1.95
6 2 3 1 2 2.08
7 3 1 3 2 2.19
8 3 2 1 3 2.12
9 3 3 2 1 2.71
K1 5.02 5.20 5.92 6.38
K2 5.32 6.13 6.06 6.33
K3 7.02 6.03 5.38 4.65
R 2.00 0.93 0.68 1.73
产品表面含油率应越少越好,由表 4 可见,影响
表面含油率因素主次顺序为 A > D > B > C ,最佳
水平组合为:A1B3C3D3,即乳化温度为 60℃、乳化剂 /
芯材为 3.0%、壁材比为 1 ∶ 6、固形物浓度 20%,在此
条件下,产品表面含油率最低,为 1.24%。
2.7 均质、喷雾干燥条件选择
以最佳乳化条件下,对均质、喷雾干燥条件进行
正交试验,以表面含油率为指标进行优化。本试验所
用Labplant SD–basic实验室喷雾干燥机出风口温度
为不可控,可控条件为喷头压力、进料速度、进风口温
度。本试验以均质压力、喷头压力、进料速度、进风口
温度等因素进行 4 因素 3 水平正交试验,试验设计表
见表 5。
表 5 均质、喷雾干燥条件正交试验
L9(34)因素水平表
水平
A
均质压力
/MPa
B
进风口温度
/℃
C
进料速度
/ml/min
D
喷头压力
/MPa
1 30 165 10 0.2
2 40 180 15 0.3
3 50 195 20 0.4
以表面含油率为指标的均质、喷雾干燥条件正交
试验结果见表 6
表 6 正交试验结果表
序号
A
均质压力
/MPa
B
进风口温度
/℃
C
进料速度
/ml/min
D
喷头压力
/MPa
表面含油率
/%
1 1 1 1 1 5.07
2 1 2 2 2 4.59
3 1 3 3 3 3.12
4 2 1 2 3 4.15
5 2 2 3 1 3.21
6 2 3 1 2 1.81
7 3 1 3 2 1.87
8 3 2 1 3 2.23
9 3 3 2 1 5.27
K1 12.78 11.09 9.11 13.55
K2 9.17 10.03 14.01 8.27
K3 9.37 10.20 8.20 9.50
R 3.61 1.06 5.81 5.28
由表 6 可见,影响表面含油率主次因素为 C > D
> A > B,最优水平组合为 A2B3C1D2,即均质压力为
40 MPa、进风口温度为 195℃、进料速度为 10 ml/min、
喷头压力为 0.30 MPa,表面含油率为 1.81%。
3 结论
本研究以压榨椰子油为原料,采用乳化和喷雾干
燥相结合方法制备椰子油粉末油脂。在乳化温度为
60℃、乳化剂与芯材比为 3.0%、壁材比为 1 ∶ 6、固形
物浓度 20%,均质压力为 40 MPa、均质二次;喷雾干
燥进风口温度为 195℃、进料速度为 10 ml/min 的最
佳工艺条件下,制得椰子油粉末油脂含油率为 48%、
表面含油率为 1.81%、包埋率为 96%。
〔参考文献〕
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