粉末油脂的研究狀況及在飼料中的應(yīng)用

■聶留俊 王曉曉

(山東和實(shí)集團(tuán)，山東青島266061)

粉末油脂是指將植物油或動(dòng)物油、包囊壁材、優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)、乳化劑及其它營(yíng)養(yǎng)成分，采用現(xiàn)代生物工程、食品高新技術(shù)——微膠囊技術(shù)加工而成的水包油型（O/W）乳化液并經(jīng)過(guò)噴霧干燥技術(shù)形成的固體粉狀油脂。

目前，市場(chǎng)上的粉末油脂大都是以植物油為原料制成的，因此又稱其為植脂末。粉末油脂以其穩(wěn)定性好、流動(dòng)性好、營(yíng)養(yǎng)全面、營(yíng)養(yǎng)成分易吸收等特點(diǎn)，正越來(lái)越受到乳品（嬰幼兒、中老年及孕婦奶粉等）、嬰兒食品（嬰幼兒米粉）、糕點(diǎn)、冷食、飲品、面食、糖果等食品行業(yè)的青睞[1]。

隨著國(guó)內(nèi)養(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展，飼用粉末油脂作為飼料中的能量添加劑以其便于添加、營(yíng)養(yǎng)全面等特點(diǎn)越來(lái)越多地運(yùn)用到飼料生產(chǎn)中。本文主要探討國(guó)內(nèi)粉末油脂的研究現(xiàn)狀及其在飼料中的應(yīng)用情況。

1 粉末油脂的研究現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)粉末油脂技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)已相當(dāng)成熟，其技術(shù)難點(diǎn)為乳化液的穩(wěn)定和噴霧干燥的控制。吳嘉根等[2]采用微膠囊技術(shù)制取粉末油脂：其工藝流程為：植物油脂和親油乳化劑+包埋劑、親水乳化劑、變性淀粉→混合和乳化→O/W乳化液→均質(zhì)→乳化液→噴霧干燥→產(chǎn)品。通過(guò)單因素和正交試驗(yàn)得出包埋劑15%～30%，變性淀粉20%～50%，植物油脂25%～50%的配方。最佳乳化條件為乳化溫度70℃，加水量4倍于基料，乳化劑量為3%，穩(wěn)定劑為0.25%。噴霧干燥時(shí)，較佳的條件為進(jìn)風(fēng)溫度200～230℃，出風(fēng)溫度為70～85℃，進(jìn)料速度為20～25 ml/min,噴頭壓力為0.12 MPa。

金增輝[3]運(yùn)用微膠囊技術(shù)加工成功能性米胚芽油粉末油脂。其工藝流程如圖1所示。

芯材制備：把功能性油脂置于反應(yīng)鍋內(nèi)加熱到70～80℃，按配方所設(shè)定配料及配比加入親油性乳化劑和食品功能因子，攪拌均勻。壁材制備：把清水置于反應(yīng)鍋內(nèi)加熱至60℃，按配方所設(shè)定的配料及配比加入親水性乳化劑、復(fù)合包埋劑、NaCl、食用香精、增味劑等，攪拌均勻?；旌霞訜幔喊延拖嗪退嗷旌虾蠹訜岬?0～80℃，充分?jǐn)嚢?。乳化均質(zhì)：混合液用高剪切混合乳化機(jī)進(jìn)行混合、分散、超細(xì)化、乳化，均質(zhì)成永不分層均一乳化液，均質(zhì)壓力為30～40 MPa。噴霧干燥：內(nèi)置流化床噴霧干燥器，干燥空氣進(jìn)口溫度控制在(190±2)℃，出口溫度75℃，進(jìn)料溫度為(55±5)℃。粉體經(jīng)流化床干燥，復(fù)經(jīng)流化床冷卻后即為功能性粉末米胚芽油。

圖1 米胚芽油粉末油脂的生產(chǎn)工藝流程

祝愛(ài)俠等[4]以殼聚糖和麥芽糊精為壁材，對(duì)單甘酯與蔗糖酯進(jìn)行復(fù)配，確定單甘酯和蔗糖的質(zhì)量比為1∶9，此時(shí)HLB值為12.1，配比數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 單甘酯和蔗糖酯復(fù)配HLB和乳化穩(wěn)定性

以殼聚糖和麥芽糊精為壁材，1∶9的單甘酯與蔗糖酯為乳化劑時(shí)，乳化劑添加量為1%。通過(guò)正交試驗(yàn)分析得出最佳乳化條件為：乳化溫度為60℃，乳化時(shí)間為10 min，壁材含量為10%，壁材比為1∶10。

熊華等[5]對(duì)乳化油脂粉生產(chǎn)工藝進(jìn)行簡(jiǎn)介,工藝流程如圖2所示。

主要設(shè)備有：水相和油相化料鍋、混合調(diào)和鍋、臥式膠體磨、均質(zhì)機(jī)、噴霧干燥系統(tǒng)（包括噴霧塔、流化床、高壓噴霧泵、高壓噴槍等）、螺旋攪拌混合機(jī)、包裝機(jī)械供熱系統(tǒng)（鍋爐、熱交換器等）、冷卻系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、真空系統(tǒng)。

李亮等[6]研究了飼用微膠囊水溶乳化油脂粉的生產(chǎn)工藝，其工藝如圖3所示。

圖2 乳化油脂粉生產(chǎn)工藝

圖3 飼用微膠囊水溶乳化油脂粉的生產(chǎn)工藝

將植物油脂（大豆油、棕櫚油、椰子油）混合均勻，加熱到80℃，然后加入油溶性乳化劑和油溶性維生素A、E、D、K;同時(shí)在熱水中加入包囊材料（糖漿、乳糖、乳清粉等）、水溶性乳化劑、水溶維生素、微量元素，制成混合液。在強(qiáng)烈攪拌下將熔化好的調(diào)配油脂逐漸加入上述包囊材料水溶液，形成水包油型混合液；經(jīng)過(guò)膠體磨和均質(zhì)機(jī)對(duì)混合物進(jìn)行充分乳化，形成穩(wěn)定的乳化液。水包油型乳化液經(jīng)噴霧干燥得到微膠囊水溶乳化油脂粉，噴霧干燥料液固形物為50%～65%，進(jìn)料溫度為60～80 ℃，進(jìn)風(fēng)溫度150～175 ℃，出風(fēng)溫度為78～90℃，產(chǎn)品水分在4%以內(nèi)。

富校軼等[7]進(jìn)行了粉末油脂壁材乳化穩(wěn)定性的研究，指出壁材包括填充物和骨架物質(zhì)。其中填充物在噴物干燥時(shí)，會(huì)代替失去的水分子而使骨架物質(zhì)保持類似水合態(tài)時(shí)的穩(wěn)定性，減輕膜在噴霧干燥時(shí)的損壞，使油相分子在噴霧干燥中滲出膜表面的幾率大為減少。常見(jiàn)的填充物有麥芽糊精、蔗糖、葡萄糖等（見(jiàn)表2）。由表2比較得知，麥芽糊精是填充物中的最佳選擇。

表2 常見(jiàn)填充物的物性指標(biāo)

研究最終確定采用：CMC+麥芽糊精，阿拉伯膠+麥芽糊精，明膠+麥芽糊精，黃元膠+大豆蛋白+麥芽糊精為微膠囊化油脂的壁材。同時(shí)，以蔗糖酯、單甘酯作為乳化劑，最佳比例為4∶1，HLB值為12.8。

高紅日等[8]研究了椰子油粉末油脂制備的工藝。椰子油系從椰子果肉提取油脂，在常溫23℃以下呈白或淡黃色固態(tài)，具有濃郁椰香味。由于其流動(dòng)性差，在食品工業(yè)大量使用時(shí)，很難均勻分散于食品原料中。以低溫壓榨椰子油為芯材，采用乳化與噴霧干燥相結(jié)合方法制備椰子油粉末油脂。制備方法為：稱取9 g食用明膠于燒杯中，加入200 ml純凈水溶解，稱取一定量蔗糖酯于燒杯中加入100 ml純凈水溶解，將兩種溶液混和，在70℃水浴中，攪拌狀態(tài)下緩緩加入39 g多孔淀粉于混和液中混合成壁材溶液。將一定量單甘酯溶于50 ml椰子油配成芯材溶液；在攪拌狀態(tài)下，將芯材溶液滴到壁材溶液中，在70℃水浴攪拌下繼續(xù)乳化30 min，然后倒入組織搗碎機(jī)中高速乳化5 min，形成O/W乳化液，測(cè)其乳化穩(wěn)定性。

最佳工藝參數(shù)：乳化劑單甘酯與蔗糖酯質(zhì)量比為1∶4、乳化劑與芯材比為3.0%、壁材明膠與多孔淀粉比為1∶6、乳化溫度為60℃、固形物濃度為20%，均質(zhì)壓力為40 MPa、進(jìn)風(fēng)溫度為195℃、進(jìn)料速度為10 ml/min，制備產(chǎn)品含油率為48%、表面含油率為1.81%、包埋率為96%。

陳明星等[9]研究了玉米胚芽油微膠囊化技術(shù)制備粉末油脂的工藝（見(jiàn)圖4），其工藝為：

圖4 玉米胚芽油微膠囊粉末油脂的工藝流程

稱取一定量玉米胚芽油，加入一定量水和壁材，壁材以大豆分離蛋白、環(huán)糊精和可溶性淀粉為原料，淀粉的加入量占總壁材的1/3，以蔗糖酯和單甘酯為乳化劑，乳化劑的HLB值為5.5～6.5，乳化劑加入量為2%。在70℃下乳化20 min，在30～40 MPa下進(jìn)行均質(zhì)，噴霧干燥進(jìn)風(fēng)口溫度220℃，出風(fēng)口溫度85℃進(jìn)行噴霧干燥。

玉米胚芽油微膠囊化的最佳條件為：壁材β-環(huán)糊精與大豆分離蛋白的質(zhì)量比為1∶1，芯材添加量為40%，固形物濃度為15%，芯材的包埋率為90.9%。

張小勇等[10]研究了冷榨菜籽油粉末油脂的制備。其工藝流程如圖5所示。

圖5 冷榨菜籽油粉末油脂的工藝流程

試驗(yàn)確定：大豆分離蛋白與麥芽糊精質(zhì)量比為1∶1，乳化劑添加量1.5%，總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%。在此條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，測(cè)得乳化穩(wěn)定性為96.3%。采用正交試驗(yàn)確定的最佳噴霧干燥工藝參數(shù)為：均質(zhì)次數(shù)3次，均質(zhì)壓力35 MPa，進(jìn)料溫度45℃，壓縮空氣壓力在0.18～0.20 MPa，進(jìn)風(fēng)溫度180℃，出風(fēng)溫度80℃，冷榨菜籽油粉末油脂的包埋率可達(dá)到88.6%。

2 粉末油脂在飼料中的應(yīng)用

飼料粉末油脂在飼料中又稱為均衡脂肪粉、飼用乳化油粉等。由于豬、牛、羊、禽、魚(yú)、蝦等動(dòng)物性能和品種的改進(jìn)，養(yǎng)殖設(shè)施的進(jìn)步和飼養(yǎng)管理水平的提高，動(dòng)物生長(zhǎng)速度大幅度提高，因此動(dòng)物所需要充足的能量、維生素及微量元素是現(xiàn)在飼料行業(yè)必須考慮的因素。

飼用乳化油粉將油脂、維生素、微量元素等飼料營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)組合在一起，具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)[5]：①大幅度增加飼料油脂含量，為各種動(dòng)物提供需要的最佳脂肪酸組成;②由于包囊將油脂等有效成分與外界環(huán)境隔離，防止其變質(zhì)和損失，大大延長(zhǎng)保質(zhì)期;③有效成分乳化均質(zhì)后，成為微米級(jí)細(xì)小微粒，均勻分散在飼料中，易消化吸收，提高了飼料生物效價(jià)和利用率;④包囊壁材多為多糖物質(zhì)，大大提高了其適口性，增加動(dòng)物食欲;⑤油脂由液態(tài)變固態(tài)，便于運(yùn)輸和添加，并且使其稱量更準(zhǔn)確、方便。

喬岳等[11]將脂肪粉添加到肉雞中進(jìn)行對(duì)照試驗(yàn)。試驗(yàn)指出，添加脂肪粉的肉雞在死亡率上明顯低于未添加脂肪粉的肉雞，同時(shí)肉雞的品質(zhì)未發(fā)生變化。試驗(yàn)表明，飼料中添加2%～3%的脂肪粉是可行的，脂肪粉中含有肉雞生長(zhǎng)中所需的必需脂肪酸和均衡的微量元素和維生素，對(duì)提高肉雞生產(chǎn)性能有重要意義。

王石瑛[12]研究了脂肪粉對(duì)豬生長(zhǎng)的作用。試驗(yàn)以脂肪粉和豆油做對(duì)比，結(jié)果表明，脂肪粉完全可以替代過(guò)去所用的油脂作為生豬日糧能量的來(lái)源，在使用過(guò)程中可以清楚地體現(xiàn)使用脂肪粉的方便；脂肪粉能起到液體油脂的所有作用，有比液體油脂在動(dòng)物的增重、飼料消耗方面更具優(yōu)勢(shì)的其它作用，在防止液體油脂的添加對(duì)動(dòng)物身體所造成的表觀或隱含的影響方面有有效的功能。

劉桂武[13]研究了脂肪粉和脂肪酶的添加量對(duì)母豬和斷奶仔豬的影響。母豬添加2%脂肪粉與0.03%脂肪酶使用效果最為顯著，且母豬日糧中添加0.03%脂肪酶以減少1%脂肪粉的使用是可行的；日糧添加脂肪酶可顯著提高仔豬生長(zhǎng)性能，其中0.03%的脂肪酶提高效果優(yōu)于0.02%脂肪酶，1%的脂肪粉和0.03%的脂肪酶搭配添加效果最為顯著。

3 結(jié)論

粉末油脂作為油脂加工中的高端產(chǎn)品，以其營(yíng)養(yǎng)全面、使用方便的特點(diǎn)，正日益受到食品廠家的青睞。隨著粉末油脂技術(shù)不斷提高及加工成本的降低，飼料粉末油脂以其高能量、營(yíng)養(yǎng)均衡的特點(diǎn)將為家畜、家禽的健康生長(zhǎng)提供可靠的保證。