葵花籽油基油凝膠在面包及冰淇淋產(chǎn)品中的應(yīng)用研究

孟 宗,張夢蕾,劉元法

(江南大學(xué) 食品學(xué)院，食品科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 無錫 214122)

液態(tài)植物油凝膠化，是一種非傳統(tǒng)油脂改性策略，通過向植物油中添加一種或多種凝膠劑，凝膠因子通過結(jié)晶或自組裝模式捕集液體油形成多種形態(tài)(如帶狀、纖維狀)的結(jié)構(gòu)，繼而形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，阻止液態(tài)油的流動(dòng)，這種凝膠化作用使液體植物油在凝膠劑的幫助下結(jié)構(gòu)化，產(chǎn)生具有固態(tài)脂肪特性的油凝膠[1]，在食品工業(yè)中具有代替或部分代替固態(tài)脂肪的潛力。油凝膠中使用的凝膠劑有植物蠟、植物甾醇、神經(jīng)酰胺、羥基脂肪酸、長鏈脂肪酸、長鏈脂肪醇、單甘酯等。按照種類和功能，凝膠劑大致可進(jìn)行如下分類(見表1)。

在各種凝膠劑中，植物蠟為食品級(jí)原料，由于其來源廣泛，凝膠性能優(yōu)良，形成凝膠所需要的添加量低，蠟基油凝膠具有代替或部分代替固態(tài)脂肪的潛力。同時(shí)，由于植物蠟由復(fù)雜的分子混合物組成，包括蠟酯、烴、脂肪酸和脂肪醇，所以不同來源的植物蠟顯示出不同的物理化學(xué)特性，食品應(yīng)用性能差異較大[3-5]。因此，使用不同的蠟基油凝膠作為烘烤體系中的固體脂肪替代物具有實(shí)際意義。本文探究了7%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))植物蠟(米糠蠟、蜂蠟、棕櫚蠟)與葵花籽油制備的油凝膠在面包和冰淇淋的應(yīng)用性能，為植物蠟基油凝膠的應(yīng)用提供參考。

表1 不同凝膠劑及其功能[2]

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

精煉商業(yè)化葵花籽油，購于網(wǎng)上商城；蜂蠟(食品級(jí))，鄭州市食代添驕生物科技有限公司；棕櫚蠟(食品級(jí))，廣東紅獅進(jìn)出口有限公司；米糠蠟(食品級(jí))，湖州南潯圣濤植物科技有限公司。酵母、食用鹽、綿白糖、商用起酥油、新西蘭大黃油、安佳淡奶油、雞蛋、脫脂牛奶等，購于本地超市。

SM-603型烤箱；TA.XTPlus物性分析儀，英國SMS公司；SM-50型面團(tuán)攪拌機(jī)，上海早苗食品有限公司；GC-2010PLUS型氣相色譜儀，日本島津公司；Eppendorf centrifuge 5840R冷凍離心機(jī)，德國艾本德公司；ICM-150家用全自動(dòng)制冷DIY商用雪糕機(jī)；Brookfield dV2T型黏度計(jì)，上海人和科學(xué)儀器有限公司；奧豪斯MB120水分分析儀。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 油凝膠樣品的制備

將裝有適量葵花籽油的燒杯預(yù)先放到多點(diǎn)磁力攪拌儀上110℃加熱，分別按葵花籽油質(zhì)量的7%稱取米糠蠟、蜂蠟和棕櫚蠟，加入葵花籽油中，使用轉(zhuǎn)子以350 r/min攪拌至蠟熔化，溶液變得澄清后繼續(xù)攪拌15 min，然后冷卻至室溫，放入4℃恒溫培養(yǎng)箱儲(chǔ)存24 h，分別得到米糠蠟油凝膠、蜂蠟油凝膠和棕櫚蠟油凝膠。

1.2.2 面包烘焙及評(píng)價(jià)[6]

1.2.2.1 面包配方

高筋粉500 g，酵母5 g，綿白糖100 g，鹽5 g，奶粉20 g，改良劑1.5 g，水270 g，蛋液50 g，油脂75 g(分別為起酥油、黃油、葵花籽油和油凝膠)。

1.2.2.2 面包制作

將面包配方中所有干性物料混勻，加入蛋液和水，用和面機(jī)攪至成團(tuán)，使其拉開呈鋸齒狀，然后加入對應(yīng)的油脂攪拌均勻，再快攪至拉開呈薄膜狀，取出，放置室溫下醒發(fā)30 min，翻面繼續(xù)醒發(fā)30 min，然后切成約50 g的面團(tuán)，搓圓松弛15 min，再放入醒發(fā)箱繼續(xù)醒發(fā)1 h，取出進(jìn)行烘烤。醒發(fā)條件為：溫度38℃，濕度75%～85%。烘烤條件為：上火溫度200℃，下火溫度200℃。

1.2.2.3 外觀形態(tài)觀測

將面包用切片機(jī)進(jìn)行切片，對切片的面包進(jìn)行拍照，觀察其外觀形態(tài)。

1.2.2.4 烘焙損失率測定

烘焙前稱取約50 g面團(tuán)，記錄準(zhǔn)確質(zhì)量，記為m1，烘焙后稱取面包的質(zhì)量，記為m2，按下式計(jì)算面包的烘焙損失率。

烘焙損失率=(1-m2/m1)×100%

1.2.2.5 質(zhì)構(gòu)特性測定

用面包切片機(jī)將面包切成厚度約為10 mm的薄片，置于P/36探頭下測定面包全質(zhì)構(gòu)。測定條件：測試前速度5 mm/s，測試速度2 mm/s，測試后速度5 mm/s，壓縮程度70%，觸發(fā)力5 g。每組面包測定3次，取平均值。

1.2.2.6 比容測定

按照GB/T 20981—2007測定。取1 000 mL燒杯，將小米加入燒杯中至裝滿，用直尺將小米刮平，將小米倒入量筒中測量體積，記為V1。倒出小米，取待測面包樣品，稱重，記為m，放入燒杯，然后加入小米裝滿燒杯并填滿燒杯與面包之間的縫隙，取出面包，用量筒測量使用的小米的體積，記為V2，按下式計(jì)算比容。

比容=(V1-V2)/m

1.2.2.7 水分測定

將面包撕碎放入水分分析儀進(jìn)行測定，每組面包進(jìn)行3次平行實(shí)驗(yàn)，取平均值。

1.2.2.8 感官評(píng)定

感官評(píng)定員對面包的形態(tài)、色澤、組織、滋味氣味和狀態(tài)進(jìn)行感官評(píng)定。使用模糊數(shù)學(xué)h函數(shù)法對感官評(píng)定的結(jié)果進(jìn)行分析。論域?yàn)镚，G={g1，g2，g3，g4，g5}={形態(tài)，色澤，組織，滋味氣味，狀態(tài)}。權(quán)重向量為t，t={t1，t2，t3，t4，t5}={0.2，0.2，0.2，0.3，0.1}。使用公式h=g1t1+g2t2+g3t3+g4t4+g5t5計(jì)算h值。h值越大，說明樣品面包的綜合評(píng)分越高，即感官性能越好。

1.2.2.9 脂肪酸組成測定

將面包撕碎放入燒杯，加入100 mL正己烷提取其中的油脂，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮至干，殘留物為脂肪提取物。分別取6個(gè)面包樣品的脂肪提取物以及6種面包的原料油約20 mg，加入2 mL 0.5 mol/L的KOH-CH3OH溶液，65℃水浴振蕩30 min進(jìn)行皂化，然后加入2 mL BF3-CH3OH溶液，放入70℃水浴中反應(yīng)10 min，取出加入2 mL正己烷，劇烈振蕩3～4 min，待其靜置分層后取上清液于小離心管中，加入無水硫酸鈉脫除其中的少量水分，過膜到氣相進(jìn)樣小瓶中，按文獻(xiàn)[7]進(jìn)行氣相色譜分析測定脂肪酸組成及含量。

1.2.3 冰淇淋制作及評(píng)價(jià)[8]

1.2.3.1 冰淇淋配方(見表2)

表2 冰淇淋配方

1.2.3.2 冰淇淋制作

將蛋黃和綿白糖混合進(jìn)行打發(fā)，打發(fā)至蓬松發(fā)白備用。牛奶加熱煮沸，加入蛋黃和綿白糖的混合物中，邊加邊攪打，然后過篩至奶鍋，小火加熱，攪拌防止糊底，待混合物能在刮刀上薄薄掛上一層時(shí)加入油相，攪拌均勻，停止加熱，并放入4℃冰箱進(jìn)行冷藏老化，然后倒入冰淇淋機(jī)攪拌1.5 h成型，再放入-18℃冰箱進(jìn)行硬化。

1.2.3.3 外觀形態(tài)觀測

將冰淇淋放入容器中，進(jìn)行俯拍，觀察其形態(tài)。

1.2.3.4 漿液黏度測定

取經(jīng)4℃老化的冰淇淋漿液，選用LV-03(63)轉(zhuǎn)子，用黏度計(jì)測量在剪切速率150 r/min時(shí)的黏度，測定溫度為19.6℃。

1.2.3.5 融化性測定

取硬化48 h以上的冰淇淋樣品稱重，同時(shí)取干凈燒杯稱重。將冰淇淋放在預(yù)先保存在37℃恒溫箱的布氏漏斗中，將布氏漏斗放在燒杯上使融化的冰淇淋漿液流入燒杯，45 min后取出燒杯稱重，按下式計(jì)算融化率。

融化率=融化的冰淇淋漿液質(zhì)量/冰淇淋總質(zhì)量×100%

1.2.3.6 膨脹率測定

冰淇淋凝凍前后分別稱量相同體積的冰淇淋漿液和冰淇淋成品的質(zhì)量，分別計(jì)為m漿液、m成品，按下式計(jì)算膨脹率。

膨脹率=(m漿液-m成品)/m成品×100%

1.2.3.7 硬度測定

采用物性分析儀進(jìn)行測定，測定條件：使用P/5探針，測試前速度8 mm/s，測試速度2 mm/s，測試后速度8 mm/s，下壓深度15 mm，觸發(fā)力5 g。每個(gè)樣品進(jìn)行3次平行對照，取平均值。

1.2.3.8 感官評(píng)定

按1.2.2.8的方法對冰淇淋進(jìn)行感官評(píng)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 面包評(píng)價(jià)

2.1.1 外觀形態(tài)

將黃油、起酥油、植物油(葵花籽油)、米糠蠟油凝膠、蜂蠟油凝膠、棕櫚蠟油凝膠制成的面包，切成1 cm的薄片，對其剖切面進(jìn)行拍攝，結(jié)果如圖1所示。

由圖1可見，用黃油、起酥油制作的面包，氣泡較小而均勻，用蜂蠟油凝膠和棕櫚蠟油凝膠制作的面包次之，而用植物油和米糠蠟油凝膠制作的面包氣泡較大且不均勻?？傮w來說，用本實(shí)驗(yàn)油凝膠制作的面包外觀可以達(dá)到市售面包的要求。

2.1.2 烘焙損失率

面包的烘焙損失是在烘烤過程中，由于面包心和外部表皮水分蒸發(fā)而導(dǎo)致面團(tuán)質(zhì)量的減少。不同面包樣品的烘焙損失率如圖2所示。

由圖2可知，用植物油和油凝膠制作的面包損失率均比黃油和起酥油制作的面包小，這在工業(yè)上具有一定的優(yōu)勢。

圖2 不同面包的烘焙損失率

2.1.3 質(zhì)構(gòu)特性

面包的彈性和回復(fù)性與其品質(zhì)成正相關(guān)，數(shù)值越大，面包越柔軟筋道；硬度、膠著性和咀嚼性與面包品質(zhì)成負(fù)相關(guān)，數(shù)值越大，面包越硬，缺乏彈性與綿軟感。面包的質(zhì)構(gòu)特性見表3。

表3 不同面包的質(zhì)構(gòu)特性

由表3可見，6種面包在全質(zhì)構(gòu)評(píng)價(jià)指標(biāo)上差異不大，說明油凝膠具有替代或部分替代烘焙用油脂的性能。

2.1.4 比容

黃油和起酥油在面包的曝氣中起著重要的作用?？諝庠谠牧系幕旌想A段進(jìn)入脂肪相中，然后在烘烤過程黃油和起酥油熔化時(shí)釋放到水相中，從而產(chǎn)生泡沫結(jié)構(gòu)。通過測定面包的比容，可分析油凝膠對面包充氣的影響。不同面包的比容如圖3所示。

圖3 不同面包的比容

由圖3可見，起酥油面包的比容最大，植物油面包的比容最小，黃油面包和3種油凝膠面包介于中間。用油凝膠全部替代起酥油會(huì)導(dǎo)致較少的空氣摻入到面包中。在3種油凝膠面包中，蜂蠟油凝膠面包的比容相對較大，具有替代傳統(tǒng)烘焙脂肪制作面包的潛力。

2.1.5 水分

不同面包的水分含量如圖4所示。

圖4 不同面包的水分含量

由圖4可見，用黃油和起酥油制作的面包水分含量更高，而用植物油和3種油凝膠制作的面包水分含量均比傳統(tǒng)烘焙脂肪制作的面包低。其中，蜂蠟油凝膠制作的面包在水分保持方面稍顯優(yōu)勢。

2.1.6 感官評(píng)定

由不同油脂制作的6種面包，在形態(tài)上均完整、豐滿，無黑泡，無明顯焦斑；在色澤上，均具有面包應(yīng)有的正常色澤(金黃色、淡棕色或棕灰色)，其中，蜂蠟油凝膠和棕櫚蠟油凝膠制備的面包更為金黃，而其余4個(gè)樣品呈淡棕色；在氣味和滋味方面，均具有發(fā)酵和烘焙后面包的香味，松軟適口，無異味，但黃油和起酥油制備的面包香味更為濃郁，其余樣品氣味和滋味較為寡淡；在狀態(tài)方面，均無霉變、無生蟲、無其他正常視力可見的外來異物。表4總結(jié)了感官評(píng)定員對不同面包樣品各項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)定分?jǐn)?shù)。由表4可見，黃油面包在各項(xiàng)指標(biāo)上均取得了最高的分?jǐn)?shù)，而對比起酥油面包和植物油面包，油凝膠面包在各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)上均無太大劣勢，在有些性質(zhì)上甚至更好，如色澤和形態(tài)。說明在感官方面，油凝膠也具有替代或部分替代傳統(tǒng)烘焙脂肪的潛力。

表4 不同面包的感官評(píng)分

2.1.7 脂肪酸組成

表5和表6分別為6種用于烘焙的原料油脂和相應(yīng)烘焙的面包的脂肪酸組成。

由表5、表6可見，由植物蠟油凝膠制備的面包中，飽和脂肪酸含量遠(yuǎn)低于不飽和脂肪酸含量，而黃油和起酥油制備的面包中，飽和脂肪酸含量均高于不飽和脂肪酸含量，這與原料油中的含量趨勢相同。因此，用油凝膠制備的面包比傳統(tǒng)烘焙用起酥油和黃油制備的面包，具有低飽和脂肪酸的特性，有助于降低飽和脂肪酸對健康的不利影響[9-10]。然而，由于其不飽和脂肪酸含量高，油凝膠面包在儲(chǔ)存期間可能存在與氧化穩(wěn)定性相關(guān)的質(zhì)量問題[11]。因此，需要進(jìn)一步研究用油凝膠替代黃油或起酥油對面包貨架期的影響。

表5 面包烘焙用原料油及油凝膠脂肪酸組成 %

表6 面包脂肪酸組成 %

2.2 冰淇淋評(píng)價(jià)

2.2.1 外觀

如圖5所示，從左往右分別為用淡奶油、黃油、米糠蠟油凝膠、蜂蠟油凝膠、棕櫚蠟油凝膠制備的冰淇淋。從外觀來看，所有冰淇淋樣品均呈現(xiàn)軟式冰淇淋應(yīng)該具備的外觀形態(tài)。從色澤上來看，淡奶油制備的冰淇淋發(fā)白，而其余冰淇淋樣品均呈淡黃色。用油凝膠制作的冰淇淋均能達(dá)到市售冰淇淋的外觀要求。

圖5 不同冰淇淋的外觀

2.2.2 漿液黏度

不同冰淇淋漿液的黏度如圖6所示。由圖6可見，黃油制備的冰淇淋漿液黏度最低，而淡奶油制備的冰淇淋漿液黏度最高，油凝膠制備的冰淇淋漿液的黏度處于兩者之間。

圖6 不同冰淇淋漿液的黏度

2.2.3 融化性

對于冰淇淋產(chǎn)品來說，融化性是一項(xiàng)非常重要的指標(biāo)，可以用融化率來表示。融化率越高，說明冰淇淋的抗融化性能越差，而冰淇淋的外觀必須靠其抗融化性能來支撐。因此，本實(shí)驗(yàn)測定了不同冰淇淋樣品的融化率，結(jié)果如圖7所示。

圖7 不同冰淇淋的融化性

由圖7可見，淡奶油制備的冰淇淋融化率最低，米糠蠟油凝膠冰淇淋的融化率最高，5種冰淇淋抗融化性能大小為淡奶油冰淇淋>蜂蠟油凝膠冰淇淋> 棕櫚蠟油凝膠冰淇淋>黃油冰淇淋>米糠蠟油凝膠冰淇淋。說明在抗融化性能方面，油凝膠冰淇淋總體上來說與市售冰淇淋相比無太大劣勢，其中，蜂蠟和和棕櫚蠟油凝膠冰淇淋的抗融化性能甚至比黃油冰淇淋好。

2.2.4 膨脹率

在軟冰淇淋凝凍過程中，冰淇淋中的脂肪、蛋白質(zhì)結(jié)合形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，同時(shí)在攪拌過程中空氣不斷充入與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)結(jié)合。測定了不同冰淇淋的膨脹率，結(jié)果如圖8所示。

圖8 不同冰淇淋的膨脹率

由圖8可見，油凝膠冰淇淋膨脹率<<黃油冰淇淋膨脹率<<淡奶油冰淇淋膨脹率。淡奶油膨脹率能達(dá)到100%以上，這是由于凝凍過程中的攪拌使淡奶油打發(fā)所致。黃油冰淇淋膨脹率為45%左右，油凝膠冰淇淋膨脹率甚至不足20%，這或許與油凝膠在冰淇淋漿液中的乳化效果不好，導(dǎo)致脂肪蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)受影響從而進(jìn)一步減弱結(jié)合空氣能力。

2.2.5 硬度

不同冰淇淋的硬度如圖9所示。

圖9 不同冰淇淋的硬度

由圖9可見，淡奶油冰淇淋硬度<黃油冰淇淋硬度<油凝膠冰淇淋硬度，這與冰淇淋的膨脹率有關(guān)。膨脹率的增大意味著冰淇淋中混入了更多的空氣，因此冰淇淋的結(jié)構(gòu)會(huì)更為疏松綿軟。

2.2.6 感官評(píng)定

表7總結(jié)了感官評(píng)定員對不同冰淇淋樣品各項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)定分?jǐn)?shù)。由表7可見，從總體上來說，5種冰淇淋樣品的感官評(píng)分差異不大，從形態(tài)、色澤、組織狀態(tài)上來說，油凝膠冰淇淋完全具有替代市售冰淇淋的潛力，但在口感上會(huì)有少許的蠟感，因此可以通過減少油凝膠的使用量來改善這一問題。

表7 不同冰淇淋的感官評(píng)分

3 結(jié) 論

本研究以液態(tài)植物油葵花籽油為基料油，選取具有較大食品工業(yè)應(yīng)用前景的植物蠟(米糠蠟、蜂蠟、棕櫚蠟)作為凝膠劑形成油凝膠，以黃油、起酥油、葵花籽油作對照烘焙面包，以黃油、淡奶油作對照制作冰淇淋，探究不同油脂制備的面包和冰淇淋的物性，結(jié)果表明：

(1)在面包烘焙評(píng)價(jià)中，油凝膠制作的面包在感官評(píng)定和質(zhì)構(gòu)方面，與對照組相比均無太大劣勢，同時(shí)，烘焙損失率小，且飽和脂肪酸含量較低。

(2)在冰淇淋應(yīng)用評(píng)價(jià)中，油凝膠冰淇淋從組織狀態(tài)和色澤來看，符合軟式冰淇淋外觀要求，但從口感來說，油凝膠冰淇淋會(huì)有少許蠟感。在抗融化性能方面，油凝膠冰淇淋對比黃油和淡奶油冰淇淋無劣勢，蜂蠟油凝膠冰淇淋和棕櫚蠟油凝膠冰淇淋的抗融化性能好于黃油冰淇淋，但在膨脹率方面，油凝膠冰淇淋膨脹率較低，不利于冰淇淋形成疏松綿軟結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致產(chǎn)品硬度變大，還需進(jìn)一步改進(jìn)。