利用蒸馏单硬脂酸甘油酯制备玉米胚芽油基凝胶油的研究

刘日斌，李 园，卢婉仪，古镒姗

(1.韶关学院英东食品科学与工程学院， 广东 韶关 512005； 2.郑州思念食品有限公司， 郑州 450044)

油脂改性

利用蒸馏单硬脂酸甘油酯制备玉米胚芽油基凝胶油的研究

刘日斌1，李 园2，卢婉仪1，古镒姗1

(1.韶关学院英东食品科学与工程学院， 广东 韶关 512005； 2.郑州思念食品有限公司， 郑州 450044)

以玉米胚芽油为原料、蒸馏单硬脂酸甘油酯为凝胶因子，利用加热搅拌和冷却方法制备玉米胚芽油基凝胶油，研究不同工艺条件对玉米胚芽油基凝胶油硬度的影响。结合单因素实验和正交实验优化得到玉米胚芽油基凝胶油最佳制备工艺条件为：蒸馏单硬脂酸甘油酯添加量8%，加热温度90℃，加热时间45 min，搅拌速率200 r/min，冷却温度5℃。在最佳工艺条件下,玉米胚芽油基凝胶油硬度为2.69 N、黏度力为4.08 N、持油率为99.971%。

凝胶油；蒸馏单硬脂酸甘油酯；玉米胚芽油；硬度

随着人们饮食结构的改变，人们越来越偏爱膨化类、焙烤类、涂抹类等食品，其中反式脂肪酸的含量严重超标[1]。研究表明，通过饮食过多地摄入反式脂肪酸和饱和脂肪酸对人体健康产生不利的影响，如增加糖尿病、肥胖和心血管疾病等代谢综合征的风险[2-4]。因此，积极研发低/零反式脂肪酸和低饱和脂肪酸的食品专用油脂具有重要现实意义。

凝胶油是一种热可逆的黏弹性液体状或固体状的脂类混合物，它由亲脂性液体与少量(<10%)的小分子有机凝胶因子组成，是一种近十年研究较多的新型凝胶油构造方法[5-7]。相比于其他固态油脂，凝胶油具有低反式脂肪酸、半固态油脂黏弹性等突出优点[8-9]。最近，一些研究人员将制取的凝胶油替代固体脂肪成功应用于冰淇淋[9]、香肠[10]和饼干[4]等食品中。

本研究以蒸馏单硬脂酸甘油酯为凝胶因子，采用加热及冷却等工序将玉米胚芽油制备成玉米胚芽油基凝胶油，得到的凝胶油既可防止玉米胚芽油中不饱和脂肪酸[11]被氧化，又可以赋予其涂抹性和黏弹性等功能特性，扩展玉米胚芽油在食品工业中的运用范围。

1 材料与方法

1.1 实验材料

玉米胚芽油，山东西王食品有限公司；蒸馏单硬脂酸甘油酯，广州市佳力士食品有限公司。

TP-114电子天平；90-1恒温磁力搅拌器；TMS-PRO质构仪；LPR16-W台式高速冷冻离心机。

1.2 实验方法

1.2.1 样品制备

向40 g玉米胚芽油中添加一定量的蒸馏单硬脂酸甘油酯，在一定温度下恒速磁力搅拌溶解后，再加热一定时间，随后在一定温度下冷却24 h，取出放置于室温2 h后备用。

1.2.2 硬度测定

用质构仪进行玉米胚芽油基凝胶油硬度测定。质构仪参数：10 mm柱形探头，实验前速度100 mm/min，实验测试速度30 mm/min，起始力0.15 N，穿刺距离10 mm，回程速度100 mm/min。做3次平行实验，取平均值。

1.2.3 黏度力测定

用质构仪进行玉米胚芽油基凝胶油黏度力测试。质构仪参数：球形探头，回程距离50 mm，实验测试速度30 mm/min，回程速度100 mm/min。做3次平行实验，取平均值。

1.2.4 持油性测定[12]

称取1.5 g左右(m1)玉米胚芽油基凝胶油于4 mL 离心管(空管称重，m2)中，将离心管置于台式高速冷冻离心机中，在转速8 000 r/min、温度20℃下离心15 min，取出离心管，倒置以使析出的油完全沥出，称重(m3)，做3次平行实验，取平均值。持油率=(m3-m2)/m1×100%。

2 结果与讨论

2.1 单因素实验

2.1.1 蒸馏单硬脂酸甘油酯添加量的影响

向40 g玉米胚芽油中分别添加4%、6%、8%、10%和12%的蒸馏单硬脂酸甘油酯，在80℃、200 r/min下恒速磁力搅拌，待完全溶解后再加热15 min，随后置于0℃冷却24 h，得到蒸馏单硬脂酸甘油酯添加量与玉米胚芽油基凝胶油硬度和黏度力之间的关系，如图1所示。

由图1可知，随着蒸馏单硬脂酸甘油酯添加量的增大，玉米胚芽油基凝胶油硬度、黏度力随之增加。这是因为蒸馏单硬脂酸甘油酯在新的半固体状态体系中形成了网络结构。蒸馏单硬脂酸甘油酯添加量的增加，使得凝胶网络更加稠密紧致，骨架作用越来越强，对液体油的固化作用更强，这将有益于其在食品中的运用。综合考虑成本和成品营养等因素，选择蒸馏单硬脂酸甘油酯添加量为8%。

图1 蒸馏单硬脂酸甘油酯添加量对硬度和黏度力的影响

2.1.2 加热时间的影响

向40 g玉米胚芽油中添加8%蒸馏单硬脂酸甘油酯，在80℃、200 r/min下恒速磁力搅拌，待完全溶解后再分别加热15、30、45、60 min，随后置于0℃冷却24 h，得到加热时间与玉米胚芽油基凝胶油硬度、黏度力之间的关系，如图2所示。

图2 加热时间对硬度和黏度力的影响

由图2可知，加热时间在15～30 min内，玉米胚芽油基凝胶油硬度变化不大，而黏度力下降；延长加热时间至45 min，玉米胚芽油基凝胶油的硬度和黏度力上升较快；加热时间继续延长至60 min，玉米胚芽油基凝胶油硬度和黏度力增加相对比较平缓。综合考虑能耗和加热时间过长对油脂品质影响不好，因此选择加热时间为45 min。

2.1.3 搅拌速率的影响

向40 g玉米胚芽油中添加8%蒸馏单硬脂酸甘油酯，分别在80℃和100、200、300、400 r/min下恒速磁力搅拌，待完全溶解后再加热15 min，随后置于0℃冷却24 h，得到搅拌速率与玉米胚芽油基凝胶油硬度、黏度力之间的关系，如图3所示。

由图3可知，随着搅拌速率的增大，玉米胚芽油基凝胶油硬度和黏度力也随之增大。搅拌速率的增加虽然促进了凝胶的形成，但体系的松弛程度却受到微观结构碳链间作用的影响，较高的搅拌速率会影响相邻结构的交联作用[13]。同时考虑到在实际操作中，使用400 r/min的搅拌速率会有飞溅的情况。因此，选择搅拌速率300 r/min。

图3 搅拌速率对硬度和黏度力的影响

2.1.4 加热温度的影响

向40 g玉米胚芽油中添加8%蒸馏单硬脂酸甘油酯，分别在70、75、80、85、90℃和200 r/min下恒速磁力搅拌，待完全溶解后再加热15 min，随后置于0℃冷却24 h，得到加热温度与玉米胚芽油基凝胶油硬度、黏度力之间的关系，如图4所示。

图4 加热温度对硬度和黏度力的影响

由图4可知，加热温度在70～80℃时，玉米胚芽油基凝胶油硬度先升高随后降低，黏度力先降低随后升高。随着加热温度由80℃继续升高到90℃时，玉米胚芽油基凝胶油硬度和黏度力都上升得比较快。综合考虑过高的温度对玉米胚芽油基凝胶油的品质不好，因此选择加热温度为85℃。

2.1.5 冷却温度的影响

向40 g玉米胚芽油中添加8%蒸馏单硬脂酸甘油酯，在80℃、200 r/min下恒速磁力搅拌，待完全溶解后再加热15 min，随后分别置于-15、-10、0、5℃下冷却24 h，得到冷却温度与玉米胚芽油基凝胶油硬度、黏度力之间的关系，如图5所示。

图5 冷却温度对硬度和黏度力的影响

由图5可知，当冷却温度从-15℃升高到0℃时，玉米胚芽油基凝胶油的硬度从0.37 N升高至0.52 N；当冷却温度从0℃升高至5℃时，玉米胚芽油基凝胶油硬度又下降到0.37 N。黏度力变化趋势与硬度相同。这是因为低温冷却促进晶体网络的形成，当温度过低时所形成的晶体网络尺寸较小，而当温度过高时结晶晶体又会从油相析出，都不能有效地包络住液体油相。因此，选择较佳的冷却温度为0℃。

2.2 正交实验

在单因素实验的基础上，综合考虑蒸馏单硬脂酸甘油酯对玉米胚芽油基凝胶油硬度的影响及其作为食品添加剂在食品运用中应少量添加的原则，故选定蒸馏单硬脂酸甘油酯的添加量为8%。选取加热温度、加热时间、搅拌速率、冷却温度为考察因素，以玉米胚芽油基凝胶油的硬度为指标，采用L9(34)设计正交实验，正交实验因素水平见表1，正交实验结果与分析见表2。

表1 正交实验因素水平

表2 正交实验结果与分析

由表2可知，影响玉米胚芽油基凝胶油硬度的主次顺序为：加热温度>冷却温度>加热时间>搅拌速率；最优工艺条件组合为A3B2C1D3，即玉米胚芽油基凝胶油的最优制备工艺条件为：加热温度90℃，加热时间45 min，搅拌速率200 r/min，冷却温度5℃。

2.3 验证实验

在蒸馏单硬脂酸甘油酯添加量8%、加热温度90℃、加热时间45 min、搅拌速率200 r/min、冷却温度5℃条件下进行验证实验，得到玉米胚芽油基凝胶油硬度为2.69 N、黏度力为4.08 N、持油率为99.971%。

3 结 论

以蒸馏单硬脂酸甘油酯为凝胶因子、玉米胚芽油为原料，制备玉米胚芽油基凝胶油，通过单因素实验和正交实验确定玉米胚芽油基凝胶油的最优制备工艺条件为：蒸馏单硬脂酸甘油酯添加量8%，加热温度90℃，加热时间45 min，搅拌速率200 r/min，冷却温度5℃。在最优制备工艺条件下，所得玉米胚芽油基凝胶油硬度为2.69 N、黏度力为4.08 N、持油率为99.971%。持油率高说明凝胶网络对油脂的固定作用较好、黏度适宜，有利于凝胶油脂涂抹运用。

玉米胚芽油含有80%～85%不饱和脂肪酸，因此由8%蒸馏单硬脂酸甘油酯制备的玉米胚芽油基凝胶油中仍含有72%～77%的不饱和脂肪酸，同时根据GB 2760规定，单硬脂酸甘油酯可按生产需要添加于各类食品中，所以该玉米胚芽油基凝胶油是一种比较健康的新型油脂。

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Preparation of corn germ oil organogel with distilled glycerin monostearate

LIU Ribin1, LI Yuan2, LU Wanyi1, GU Yishan1

(1.Yingdong College of Food Science and Technology, Shaoguan College, Shaoguan 512005,Guangdong, China;2.Zhengzhou Synear Food Co., Ltd.，Zhengzhou 450044, China)

Corn germ oil organogel was prepared by adding corn germ oil and distilled glycerin monostearate by the way of stirring with heating and cooling. The effects of different process conditions on the firmness of corn germ oil organogel were explored. The preparation conditions of corn germ oil organogel were optimized by single factor experiment and orthogonal experiment as follows: dosage of distilled glycerin monostearate 8%, heating temperature 90℃, heating time 45 min, cooling temperature 5℃, stirring speed 200 r/min. Under the optimal conditions，the firmness of corn germ oil organogel reached 2.69 N, the viscosity force reached 4.08 N, and the oil-holding rate reached 99.971%.

organogel; distilled glycerin monostearate; corn germ oil; firmness

2016-02-21；

2016-10-26

2015年韶关学院大学生创新创业训练计划项目(Sycxcy2015—054)

刘日斌(1988)，男，助理实验师，硕士，研究方向为油脂与植物蛋白工程(E-mail)liuribin2010@126.com。

TS225.6;TQ644

A

1003-7969(2017)01-0066-04