以樟樹籽仁油、油茶籽油、全氫化棕櫚油為原料的起酥油基料油的表征

毛錦遠，馬曉雨，胡振瀛，余寧翔，朱雪梅，熊 華

(南昌大學 食品科學與技術國家重點實驗室，南昌 330047)

起酥油作為一種可食用油部分替代豬油和奶油，加入到焙烤食品(餡餅皮和面包等)和其他預制食品中，能獲得理想的口感和保質期的延長。在20世紀初，為了緩解起酥油基料油供不應求的現狀，油脂氫化技術得到了大規模應用并同時促進了部分氫化植物油的使用[1]。然而，部分氫化技術可能導致反式脂肪酸(TFA)的形成。據報道，TFA的攝入可能對人類血脂有不良影響，最明顯的是LDL和HDL比率的改變[2]。此外，起酥油帶來脂肪的過量攝入，是造成超重和肥胖的主要原因[3]，一種有效策略是用中鏈脂肪酸(MCFA)代替部分常規膳食中的長鏈脂肪酸(LCFA)，因為其與普通植物油脂中LCFA的代謝途徑不同，可以大幅減少人體脂肪沉積[4]。

樟樹(Cinnamomumcamphora(L.)Presl)又名香樟、烏樟、芳樟、樟木等，是樟科(Lauraceae)樟屬常綠高大喬木，產于我國東南及西南各地，江西是樟樹資源總量最多的省份[5]。樟樹籽仁油癸酸和月桂酸含量占90%以上，均勻分布在甘油三酯sn-1，2和3位上，不僅食用安全、無毒副作用，還具有抗動脈粥樣硬化的功能[6]，是天然的中碳鏈油脂資源。目前對樟樹籽仁油的研究利用較少[7-9]，將樟樹籽仁油應用于起酥油的制備，可以拓寬樟樹籽仁油的應用范圍。

油茶籽油不飽和脂肪酸(USFA)含量高，在我國傳統用于胃痛和燒傷的輔助治療藥物和高檔烹飪油，在降低心血管疾病風險、增強免疫力、降低膽固醇水平、預防和治療高血壓以及預防某些癌癥方面也具有顯著效果[10]。全氫化棕櫚油則具有高棕櫚酸含量，其具有的天然β′結晶形式不僅提供了良好的通氣能力，而且還有利于某些脂肪產品的熔融和結晶，因而被廣泛應用于食品加工的各個領域[11]。

本研究采用樟樹籽仁油、油茶籽油、全氫化棕櫚油為原料，以不同的比例混合后在專一性脂肪酶Lipozyme TL IM的催化下進行sn-1,3位隨機酯交換制備起酥油基料油，以物理混合物(PB)為對照，分析酯交換后產品(IP)的脂肪酸組成及熔點、多晶形式、微觀結構、甘油三酯(TAG)組成等，以期獲得帶有能被快速吸收的中鏈脂肪酸(MCFA)的起酥油基料油，并為商業起酥油提供一定的理論和實踐支持。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

1.1.1 原料與試劑

樟樹籽取自南昌大學校園，采用有機溶劑浸提得到樟樹籽仁油(CCSO)；油茶籽油(COO)、全氫化棕櫚油(FHPO)分別購于江西天玉油脂有限公司和浙江望園科技有限公司；GLC-463脂肪酸甲酯混標(標準品)購于美國Sigma公司；正己烷(色譜純)購于美國Tedia公司；其他試劑均為分析純。

1.1.2 儀器與設備

Agilent6890B氣相色譜儀、Agilent 1260高效液相色譜儀，美國Agilent公司；DSC1差示掃描量熱儀，瑞士Mettler toledo集團；D1 system型多功能X射線衍射儀，英國BEDE公司；RHB1 S25型磁力攪拌器，德國IKA公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 起酥油基料油的制備

參考Zhao等[12]的方法，并做少量修改。按照一定的質量比(2∶2∶4, 2∶2∶5, 2∶2∶6, 2∶2∶7)分別稱取CCSO、COO、FHPO于50 mL具塞錐形瓶中，反應體系油脂總質量為20 g。向反應體系加入2 g專一性脂肪酶Lipozyme TL IM，并在65℃下水浴磁力攪拌反應 8 h，攪拌轉速為300 r/min。反應完成后，在4 200 r/min下離心4 min，除去酶并收集反應產物。向產物中加入正己烷、酚酞，用0.5 mol/L KOH的乙醇溶液滴定，待溶液粉紅色30 s不褪色，加入溫水洗滌至粉紅色消失，靜置，分層，將有機層通過無水硫酸鈉除去水分，40℃下氮吹至正己烷完全揮發。

1.2.2 滑動熔點(SMP)的測定

根據 AOCS Official Method Cc 3-25方法測定滑動熔點。

1.2.3 脂肪酸組成的測定

甲酯化：取2 mg油樣，加入1.5 mL正己烷、40 μL乙酸甲酯和100 μL NaOCH3/CH3OH溶液，37℃甲酯化20 min，然后在-18℃冷凍10 min，取出后迅速加入60 μL草酸，離心除去沉淀，過無水硫酸鈉柱子，過0.44 μm濾膜，氮氣吹干，加入1 mL正己烷，進行GC分析。GC分析條件：CP-Sil88熔融石英毛細管色譜柱；載氣為H2，燃燒氣為N2、H2和空氣；進樣口溫度250℃；檢測器溫度250℃；柱內流速1.8 mL/min；程序升溫過程為45℃保持4 min，以13℃/min升至175℃，保持27 min，再以4℃/min升至215℃，保持35 min，總測定時間86 min；進樣量1 μL，不分流。通過與脂肪酸甲酯標準品對照進行定性，采用面積歸一化法確定各脂肪酸的相對含量。

1.2.4 X射線衍射光譜分析

樣品在70℃完全熔化后置于矩形塑料模具上，并在25℃下放置24 h，通過D1 system型多功能X射線衍射儀分析樣品的晶型，在 25℃條件下，儀器配置銅靶管射線源(波長=1.541 8 ?)，管壓40 kV，管流40 mA，掃描角度2θ為32°～60°，掃描速度為2(°)/min。

1.2.5 油脂微觀結構分析

將油樣在70℃下熔化以破壞原有的晶體結構。向60℃預熱的載玻片上滴加10 μL的油液，用經過同樣預熱處理的蓋玻片小心地覆蓋，保證玻片內不存在氣泡且油脂厚度均勻。4℃下恒溫放置24 h。油脂微觀結構的觀察采用尼康ECLIPSE Ti-U多端口倒置顯微鏡中配備的微分干涉(DIC)顯微鏡，放大倍數為400倍。

1.2.6 差示掃描熱量分析及固體脂肪含量(SFC)計算

利用差示掃描熱量儀分析樣品的熔融曲線。稱取6～10 mg樣品置于鋁盤中，蓋上鋁蓋后置于DSC內，以空鋁盤作為對照，進行分析。加熱樣品至80℃，保持10 min，再以10℃/min冷卻至-60℃，保持10 min，后以5℃/min升溫至80℃，得到樣品的熔融曲線。每個樣品做一次平行實驗。通過熔融曲線分析得到油脂的SFC。

1.2.7 TAG組成測定

精確稱取10 mg樣品溶解在2 mL二氯甲烷中，經0.22 μm有機過濾膜過濾后，取10 μL濾液進行高效液相色譜檢測，通過比較保留時間和碳當量數(ECN)鑒定TAG。液相色譜條件為：Nova-Pak C18色譜柱(150 mm×3.9 mm)，70℃下操作的蒸發光散射檢測器(Alltech 3300，USA)，氣體流速1.8 L/min，洗脫溶劑是正己烷-異丙醇(體積比1∶1)(溶劑A)和乙腈(溶劑B)的二元溶劑系統，洗脫液流速0.8 mL/ min，洗脫程序為0～10 min, 60% A; 20～50 min, 56% A; 50～60 min, 60% A; 60～70 min, 60% A。

1.2.8 統計分析

采用Origin 8.0軟件繪圖，所有數據結果均以“平均值±標準偏差”表示。使用IBM SPSS Statistics 19軟件進行單因素方差分析(ANOVA)以確定差值的顯著性。

2 結果與分析

2.1 樣品的脂肪酸組成及滑動熔點(見表1、表2)

表1 CCSO、COO、FHPO、PB和IP的脂肪酸組成 %

由表1可知，所有樣品中均未檢測到TFA。CCSO中含有較多的MCFA(癸酸C10∶0, 46.56%；月桂酸C12∶0, 43.70%)，高于椰子油中的MCFA(約為61.4%)[13]，這與趙曼麗等[14]的研究結果一致。CCSO含有98.98%飽和脂肪酸(SFA)，而COO中的不飽和(UFA)含量高達88.51%，主要為油酸(79.92%)。FHPO中含有99.99%的SFA，主要是棕櫚酸(C16∶0, 60.58%)和硬脂酸(C18∶0, 37.22%)。IP中含有36.69%～45.35%的棕櫚酸、21.79%～26.07%的硬脂酸、13.94%～21.82%的油酸，特別是IP中仍有12.21%～16.91%的MCFA(主要是癸酸和月桂酸)被保留?？傮w而言，IP在滿足了所需合成目的的前提下，既保留了MCFA含量，利于吸收，又保證了LCFA提供的能量。對比相同混合比例條件下的PB，IP的C12∶0均存在顯著性差異(p<0.05,p<0.01)，MCFA含量無顯著性差異，混合比例2∶2∶6和2∶2∶7的SFA和UFA含量存在顯著性差異(p<0.05,p<0.01)。由表2可知，IP和PB的滑動熔點均隨混合比例中FHPO的增大而升高，且相同混合比例下IP高于PB。

表2 PB和IP的滑動熔點 ℃

2.2 油脂的多晶形式和微觀結構

圖1為PB和IP的X射線衍射圖譜。衍射強度在4.6 ?，表示β晶型；衍射強度在3.8、4.2 ?或者4.3 ?，表示β′晶型；衍射強度在4.15 ?，表示α晶型[15]。由圖1可看出，4.02 ?僅在PB中出現，而IP則表現為單一的β′晶型，這可能歸因于PB油脂結晶順序不同，高熔點的FHPO先結晶，使油脂有利于形成β′晶型，但由于FHPO中脂肪酸鏈非常對稱，比較穩定，在結晶時又傾向于β晶型，造成了4.02 ?峰型的存在，而酯交換反應則避免了這一問題。

從油脂的微觀結構(圖2)可以看出，PB的結構具有密集的不規則葉狀晶體，并且許多團簇被拉伸(約55 μm)，而在IP中觀察到小的球狀晶體(約20 μm)，這些球狀晶體可以在乳化階段圍繞在氣泡周圍且穩定氣泡，并使其成為焙烤產品中的“小孔”，為烘焙產品提供光滑細膩的口感[16]。

圖2 PB(B)和IP(B′)的晶體微觀結構

2.3 DSC熔融曲線(見圖3)

從圖3可以看出，PB出現的第一個熔化峰在12.6℃，這可能是物理混合的CCSO和COO協同作用的結果，在54.8℃出現了一個強峰，很明顯這是底物FHPO的高熔點導致的。但是IP只在37.7℃產生了一個響應值相對較弱的峰，結合圖2的微觀結構可以說明已經合成了符合條件的起酥油。

圖3 PB(B)和IP(B′)的DSC熔融曲線

2.4 SFC曲線(見圖4)

從圖4可以看出，PB的SFC曲線在0～15℃下降，15～40℃趨于平緩，之后急劇下降，然而，IP顯示的SFC曲線則一直呈現陡峭下降的趨勢，具有狹窄的塑性范圍，類似于商業烘焙起酥油中的高穩定性起酥油。此外，優質的起酥油在40℃需具備一定的SFC(6.97%～10.84%)以維持產品的塑性，使產品有一定的疏松度；而在55℃左右則需要完全熔化[17]。從圖4可以看到，相較于PB，IP在40℃左右，3個比例(2∶2∶4, 2∶2∶5, 2∶2∶6)的SFC分別為5.2%、4.0%、7.7%，極大地降低了油脂的粗糙感和砂粒感。且4個比例的IP中在50℃就已經為0，與PB差異明顯，是理想的高穩定起酥油基料油。

圖4 不同比例PB和IP的SFC曲線

2.5 甘油三酯(TAG)組成(見表3)

從表3可以看出，PB中的PPO、PPP和PPS分別為21.83%、21.83%和30.54%，然而在IP中大幅減少到7.18%、ND和10.17%，值得一提的是，LaCC/CLaC在PB中高達19.48%，而在IP中未檢測到，可能是TAG在酯交換反應過程中生成了新種類的TAG造成的，并且這些新產生的TAG會引起PB和IP之間一些物理特性(SMP，SFC等)的差異。酯交換之后，產生的不同且多種結構類型的TAG實現了一定理化特性(SMP，SFC等)和營養功能(MCFA，UFA)的起酥油的用途。

3 結 論

通過表征物理混合物(PB)和酯交換后產品(IP)的脂肪酸組成、熔點變化、多晶形式、TAG的組成發現，IP在滿足了所需合成目的的前提下，既保留了MCFA (12.21%～16.91%)含量，利于吸收，又保證了LCFA提供的能量。微觀結構上也表現為更小(約20 μm)的球狀晶體形式，適合于起酥油的應用；從DSC熔融曲線發現，IP在37.7℃只產生了一個響應值較弱的峰形，SFC曲線則表現一直陡峭下降的趨勢，具有狹窄的塑性范圍，是理想的高穩定起酥油基料油。這些物理性質的變化，都是因為酯交換反應后甘油三酯結構發生了改變。