芒果仁油基耐熱型巧克力油脂的制備及其抗霜性能研究

芒果仁油基耐熱型巧克力油脂的制備及其抗霜性能研究油脂是巧克力產(chǎn)品的主要成分,對維持產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)完整和品質(zhì)特性十分重要。經(jīng)典巧克力用油主要為可可脂（CB）。當(dāng)經(jīng)典巧克力進(jìn)入亞熱帶和熱帶市場時(shí),易出現(xiàn)不耐熱和起霜兩大品質(zhì)問題同時(shí)，目前CB資源日益短缺，價(jià)格不斷上揚(yáng)，嚴(yán)重制約了行業(yè)的發(fā)展。尋找新資源，開發(fā)耐熱型可可脂替代品（又稱可可脂改良劑,CBI）,以部分替代CB，對改善巧克力品質(zhì)和緩解“可可脂荒”具有重要意義。本文以全球第二大熱帶水果芒果（MangiferaindicaL.）的加工副產(chǎn)物芒果仁為原料，采用先進(jìn)適用技術(shù)，制取CBI,進(jìn)而與CB復(fù)配,制備耐熱抗霜的巧克力油脂，并應(yīng)用于巧克力產(chǎn)品,主要內(nèi)容如下:首先，針對不同來源芒果仁油（MKF）的組成與性質(zhì)差異大的問題，在資源調(diào)查基礎(chǔ)上，系統(tǒng)研究我國15種代表性MKF的組成和特性。結(jié)果表明，MKF含有30.0%⁵5.4%的StOSt（St,硬脂酸;O,油酸；即1,3-硬脂酸-2-油酸甘油三酯），是制備CBI的合適原料。但MKF也含有17.7%⁴7.4%的StOO、POO（P,棕櫚酸）和OOO等低熔點(diǎn)甘油三酯、1.8%⁴.2%的甘油二酯和1.9%⁶.6%的游離脂肪酸等非目標(biāo)組分，會(huì)影響巧克力的耐熱與抗霜性能，需通過分提除去。通過聚類分析法優(yōu)選出黃皮芒、扁桃芒、粵西芒、金煌芒和象牙芒等5種資源量豐富的芒果，它們的仁油適宜作為工業(yè)化開發(fā)優(yōu)質(zhì)CBI的原料。其次，鑒于傳統(tǒng)分提溶劑存在選擇性低（如正己烷）或法規(guī)上受限（如丙酮）等問題，本文通過優(yōu)選溶劑，開發(fā)了以2-甲基戊烷為新型溶劑制備MKF硬脂的三級(jí)分提技術(shù)。通過多元方差分析和線性回歸擬合，發(fā)現(xiàn)溶劑極性（LogP值）與三級(jí)硬脂滑動(dòng)熔點(diǎn)變化率具有顯著相關(guān)性。2-甲基戊烷分提顯著降低了所得三級(jí)硬脂中非目標(biāo)組分的含量,StOO、OO和OOO等從分提前的34.8%降至9.7%,甘油二酯從4.0%降至0.8%,目標(biāo)組分StOSt從44.7%富集至69.2%,sn-2位油酸含量從81.5%提高至89.1%,得率達(dá)47%⁵l%?；瑒?dòng)熔點(diǎn)、固體脂肪含量、熔化-結(jié)晶行為等指標(biāo)均表明，所得MKF三級(jí)硬脂的熱穩(wěn)定性顯著高于CB,其作為CBI在CB中添加10%³0%時(shí),兩者在室溫下相容性理想。再次,針對三級(jí)硬脂添加量高于30%時(shí)體系相容性不佳,可能導(dǎo)致巧克力霜變的問題，引入富含POP的硬棕櫚油中間分提物，以MKF三級(jí)硬脂、CB和硬棕櫚油中間分提物為原料,通過三元復(fù)合，制備耐熱型巧克力油脂。結(jié)果表明,添加10%的硬棕櫚油中間分提物即可顯著提高體系的相容性,當(dāng)硬棕櫚油中間分提物/三級(jí)硬脂/CB=10/55/35時(shí),可獲得相容性最佳的物理復(fù)合油脂,它含有60.9%的StOSt、21.1%的POSt和9.5%的POP。當(dāng)硬棕櫚油中間分提物添加量提高時(shí),可通過酶促酯交換法改善三元體系的相容性,其中硬棕櫚油中間分提物/三級(jí)硬脂/CB=20/60/20的酯交換油具有與物理復(fù)合油脂相近的甘油三酯組成，含有55.7%⁵9.0啲StOSt、23.4%²3.8啲POSt和8.2%^ll.1啲POP。熱學(xué)性質(zhì)研究表明,物理復(fù)合油脂和酯交換油脂的熱穩(wěn)定性顯著高于CB,且在體溫時(shí)（約37°C）已呈流態(tài);兩者經(jīng)穩(wěn)定化處理后均可得到與CB相同的B₂晶型和相似的結(jié)晶形態(tài)。結(jié)晶動(dòng)力學(xué)研究表明，這兩種三元復(fù)合油脂的晶體在室溫下均瞬時(shí)成核并呈盤狀生長與傾向于球狀生長的CB晶體相比，能形成更均勻、緊密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),從而提高巧克力的調(diào)溫效率,延緩產(chǎn)品起霜。最后，為開拓芒果仁油CBI在巧克力產(chǎn)品中的應(yīng)用,分別以物理復(fù)合油脂、酯交換油脂作為巧克力用油,通過改進(jìn)和優(yōu)化調(diào)溫技術(shù),制備耐熱型黑巧克力產(chǎn)品。熱穩(wěn)定性試驗(yàn)表明,兩種自制巧克力產(chǎn)品的抗形變性、抗斷強(qiáng)度和熔化行為均優(yōu)于CB制得的巧克力，且在接近于體溫37°C時(shí)已完全熔化，在口中無嚼蠟感，而CB制得的巧克力在32C已全熔化。霜變穩(wěn)定性試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，兩種自制巧克力產(chǎn)品均在第60天左右起霜，比CB制得的巧克力晚了55天，說明抗霜性顯著提高。通過對新鮮巧克力整體、霜變巧克力基質(zhì)和霜表面的微觀結(jié)構(gòu)、甘油三酯組成和晶型變化分析，結(jié)合油脂結(jié)晶動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)物理復(fù)合油脂、酯交換油脂的晶體在盤狀生長的過程中，形成了比CB更加緊密的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，同時(shí)其高含量的StOSt使得破壞這種結(jié)構(gòu)需要更大的外力，因此在高溫下能夠保持巧克力的結(jié)構(gòu)完整性，延緩后續(xù)可能發(fā)生的油脂熔化、重結(jié)晶、晶型轉(zhuǎn)變等一系列導(dǎo)