CN114806699A - 基于强化脂肪晶体内部结构的牛油硬度改良方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于强化脂肪晶体内部结构的牛油硬度改良方法，包括以下步骤：S1，预处理；S2，熔炼过滤；S3，精炼；S4，均质：将精制牛油与脂肪结晶改良剂混合引入至反应釜中，在80℃‑90℃的条件下，控制搅拌速度在45‑55r/min下搅拌35min‑50min，得到均匀的精制牛油‑脂肪结晶改良剂混合物，将混合物引至暂存罐，在65℃条件下进行暂存；S5，冷却结晶：将暂存后的精制牛油‑脂肪结晶改良剂混合物导入冷却装置中，通过程序降温后灌装得到固体成品牛油，形成更加紧密有序、空间填充度大的结晶网络，并在相应的剪切力的作用下，与牛油中的脂肪晶体进行充分交联混合，使脂肪晶体相互聚集，并形成具有特定方式排列的三维网络晶体结构，以增加其晶体结构的尺寸，使结晶网络进一步密集化，从而增加牛油的硬度。
Description
技术领域
本发明涉及食用动物油脂加工技术领域，具体涉及基于强化脂肪晶体内部结构的牛油硬度改良方法。
背景技术
牛油通常也称之为牛脂，当牛喂养到屠宰重量时，脂肪组织在它们身体的许多部位聚集，主要包括皮下脂肪(处在表皮下、肌肉表面之上)和肌肉脂肪(处于肌肉之间)，屠宰分割的脂肪精炼后才可作为食用牛油。由于食用牛油是生产牛油火锅底料的最主要原料，因此牛油的品质好坏对于火锅底料质量有着至关重要的作用。目前市面上的零售牛油火锅底料大多存在硬度较低，成型性差的缺陷，易受外界温度波动的影响，在夏季的存储运输中易出现软化析油的现象，使产品的外观变差、口感变差等问题并产生消费者的投诉。如何从油脂端来解决牛油火锅底料在40℃左右下软化析油问题，已成为食用牛油加工的研究热点。
发明内容
本发明目的在于提供基于强化脂肪晶体内部结构的牛油硬度改良方法，用于解决上述背景技术中提出的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
基于强化脂肪晶体内部结构的牛油硬度改良方法，包括以下步骤：
S1，预处理：选取优质的牛脂肪组织原料，利用搅碎机将牛脂肪切碎成5-7cm的牛脂肪组织碎块；S2，熔炼过滤：将经预处理得到的牛脂肪碎块注入卧式低温真空熔炼罐中，逐渐加热至145℃以上，高温熔炼得到油脂，经过滤后得到待精炼牛油，俗称毛油；S3，精炼：将毛油在110-120℃下引入脱色塔中，并加入1-3％的活性白土搅拌30min，使油与活性白土充分混合进行脱色反应；之后将经脱色反应的油泵送至叶片过滤器并保持压力在0.05-0.45MPa的条件下过滤，滤出的油再泵送至1um柱式过滤器中精滤；随后，将油引至脱酸脱臭塔中，在真空环境下于塔底部注入的高压高温水蒸汽混合，控制混合时间为0.5h-1.2h，温度为220℃-280℃，真空范围为0.07-0.09MPa；去除毛油中游离脂肪酸及异味物质后降温至80℃，得到精制牛油；S4，均质乳化：将精制牛油与脂肪结晶改良剂混合引入至反应釜中，在80℃-90℃的条件下，控制搅拌速度在45-55r/min下搅拌35min-50min，得到均匀的精制牛油-脂肪结晶改良剂混合物，将混合物引至暂存罐，在65℃条件下进行暂存；S5，冷却结晶：将暂存后的精制牛油-脂肪结晶改良剂混合物导入急冷捏合冷却装置中，通过程序降温后得到固体成品牛油。
这里需要说明的是，传统牛油火锅底料大都存在温度较高时，牛油火锅底料容易出现软化析油现象，从而造成牛油火锅底料理化性质出现劣化，影响火锅底料的货架期以及降低最终食用者的感官评价，而众所周知，脂肪结晶网络结构可以影响油脂的机械性能，具体来说，就是甘油三酯的结晶行为影响脂肪结晶网络结构，目前在食品工业中大多都是通过选择合适的油脂类型、超声或高压处理以及加入乳化剂等方法来改变或影响脂肪结晶网络结构，从而调控脂肪基食品的品质，其中乳化剂法因具有经济、方便操作的特点而受到了行业内的广泛关注，但是乳化剂法在牛油制备过程中，乳化剂的添加会对牛油的品质及口味造成极大的影响，基于此，本方案在牛油精制后，添加棕榈硬脂、全氢化棕榈油以及全氢化大豆油进行混合制备，并通过程序多级降温后，对牛油脂肪的结晶行为进行促进，具体来说，由于棕榈硬脂与牛油相容性较好，在牛油内部的甘油三酯结晶时，棕榈硬脂与甘油三酯在过冷和过饱和度的驱动下，先结晶形成特定的晶核，然后脂肪晶体再在晶核表面连续生长形成多晶型体，形成更加紧密有序、空间填充度大的结晶网络，并在相应的剪切力的作用下，与牛油中的脂肪晶体进行充分交联混合，使脂肪晶体相互聚集，并形成具有特定方式排列的三维网络晶体结构，以增加其晶体结构的尺寸，使结晶网络进一步密集化，从而增加牛油的硬度，另外本方案通过添加全氢化棕榈油和全氢化大豆油，使得牛油中的油脂种类更加丰富，对应产生的凝胶结晶也更加稳固，进一步来说，全氢化大豆油和全氢化棕榈油与牛油混合后，其相容性好，能大大丰富牛油产品的脂肪酸种类，使甘油三酯间的排列更为紧密，以使结晶更加细腻，改善牛油成品的硬度和光泽度，同时添加氢化大豆油及氢化棕榈油后，能有效降低牛油脂肪中的胆固醇和反式脂肪酸的含量，以使牛油制品更加健康。
进一步地，所述步骤S5中，程序降温具体过程为：先控制冷却速率在15℃/min-20℃/min条件下，降温至45℃-55℃；然后控制冷却速率在10℃/min-15℃/min条件下，降温至10℃-20℃，静置15min。
进一步地，所述步骤S4中，加入的脂肪结晶改良剂总量不超过油脂总量的5％。
更进一步地，所述步骤S4中，加入的结晶改良剂为棕榈硬酯、食用全氢化棕榈油以及食用全氢化大豆油的复配，复配比例为1:1.3-2.1:2.2-3。
优选地，所述步骤S2中，过滤包括初滤和二次精滤，其中初滤采用捞渣机、板框式压滤机或叶片过滤机，用于滤掉油脂中的油渣和大分子杂质，而二次精滤采用柱式过滤器。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明在牛油精制后，添加棕榈硬脂、全氢化棕榈油以及全氢化大豆油进行混合制备，并在通过程序多级降温后，通过不同的温度对牛油脂肪的结晶行为进行促进，以使牛油冷却结晶时，先结晶形成特定的晶核，然后脂肪晶体再在晶核表面连续生长形成多晶型体，并进一步生长形成更大的晶体结构，在范德华力的作用下进一步聚集成粒子簇，同时聚集成粒子簇后在搅拌剪切力的作用下，使这些晶体粒子簇进一步聚集，形成紧密有序、空间填充度大的结晶网络，与牛油中的脂肪晶体进行充分交联混合，使脂肪晶体相互聚集，并形成具有特定方式排列的三维网络晶体结构，以增加其晶体结构的尺寸，使结晶网络进一步密集化，从而增加牛油的硬度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1所示，本实施例提供基于强化脂肪晶体内部结构的牛油硬度改良方法，包括以下步骤：S1，预处理：选取优质的牛脂肪组织原料，利用搅碎机将牛脂肪切碎成5-7cm的牛脂肪组织碎块；S2，熔炼过滤：将经预处理得到的牛脂肪碎块注入卧式低温真空熔炼罐中，逐渐加热至145℃以上，高温熔炼得到油脂，经过滤后得到待精炼牛油，俗称毛油，而过滤具体包括初滤和二次精滤，其中初滤采用捞渣机、板框式压滤机或叶片过滤机，用于滤掉油脂中的油渣和大分子杂质，而二次精滤采用柱式过滤器；S3，精炼：将毛油在110-120℃下引入脱色塔中，并加入1-3％的活性白土搅拌30min，使油与活性白土充分混合进行脱色反应；之后将经脱色反应的油泵送至叶片过滤器并保持压力在0.05-0.45MPa的条件下过滤，滤出的油再泵送至1um柱式过滤器中精滤；随后，将油引至脱酸脱臭塔中，在真空环境下于塔底部注入的高压高温水蒸汽混合，控制混合时间为0.5h-1.2h，温度为220℃-280℃，真空范围为0.07-0.09MPa；去除毛油中游离脂肪酸及异味物质后降温至80℃，得到精制牛油；S4，均质乳化：将精制牛油与占油脂总量5％的脂肪结晶改良剂混合引入至反应釜中，在80℃-90℃的条件下，控制搅拌速度在45-55r/min下搅拌35min-50min，得到均匀的精制牛油-脂肪结晶改良剂混合物，将混合物引至暂存罐，在65℃条件下进行暂存，其中加入的结晶改良剂为棕榈硬酯、食用全氢化棕榈油以及食用全氢化大豆油的复配，复配比例为1:1.3-2.1:2.2-3，这里需要说明的是结晶改良剂的加入，可以进一步丰富油脂中的脂肪酸含量及种类，减少牛油中不饱和脂肪酸的含量，以使甘油三酯间的排列更为紧密，以使结晶更加细腻，改善牛油成品的硬度和光泽度；S5，冷却结晶：将暂存后的精制牛油-脂肪结晶改良剂混合物导入急冷捏合冷却装置中，通过程序降温后得到固体成品牛油，其中，程序降温具体过程为：先控制冷却速率在15℃/min-20℃/min条件下，降温至45℃-55℃；然后控制冷却速率在10℃/min-15℃/min条件下，降温至10℃-20℃，静置15min，以便于构建内部脂肪结晶架构。
需要说明的是，传统牛油火锅底料大都存在气温较高时，牛油火锅底料容易出现软化析油现象，从而造成牛油火锅底料理化性质出现劣化，影响火锅底料的货架期以及降级最终食用者的感官评价，而众所周知，脂肪结晶网络结构可以影响油脂的机械性能，就是甘油三酯的结晶行为影响脂肪结晶网络结构，目前在食品工业中大多都是通过选择合适的油脂类型、超声或高压处理以及加入乳化剂等方法来改变或影响脂肪结晶网络结构，从而调控脂肪基食品的品质，其中乳化剂法因具有经济、方便操作的特点而受到了行业内的广泛关注，但是乳化剂法在牛油制备过程中，乳化剂的添加会对牛油的品质及口味造成极大的影响，基于此，本方案在牛油精制后，添加棕榈硬脂、全氢化棕榈油以及全氢化大豆油进行混合制备，并通过程序多级降温后，对牛油脂肪的结晶行为进行促进，具体来说，由于棕榈硬脂与牛油相容性较好，牛油与棕榈硬脂混合油脂的内部甘油三酯在结晶时，在过冷和过饱和度的驱动下，混合油脂的甘油三酯先结晶形成大量极不稳定的呈六方晶系的α晶型，然后随着降温速率的改变，促使不稳定的α晶型再在晶核表面连续生长形成更加稳定的β′晶型，也就是混合结晶成同时含有二倍链长和三倍链长两种层状结构的β′晶型体(β′晶型体成细针状，其具有很大的表面积，能提供脂肪良好的塑性)，最终形成更加紧密有序、空间填充度大的结晶网络，并在相应的剪切力的作用下，棕榈硬脂与牛油中的脂肪晶体进行充分交联混合，使脂肪晶体相互聚集，以增加其晶体结构的尺寸，使结晶网络进一步密集化，从而增加牛油的硬度，并形成具有特定方式排列的三维网络晶体结构，使油脂结晶更加均匀，形成的晶体更加规则，调整牛油的不良结晶行为，另外本方案通过添加全氢化棕榈油和全氢化大豆油，使得牛油中的油脂种类更加丰富，对应产生的脂肪结晶也更加稳固。
作为优选，实施例1的具体步骤为：S1，预处理：选取优质的牛脂肪组织原料，利用搅碎机将牛脂肪切碎成5cm的牛脂肪组织碎块；S2，熔炼过滤：将经预处理得到的牛脂肪碎块注入卧式低温真空熔炼罐中，逐渐加热至150℃，高温熔炼得到油脂，经过滤后得到待精炼牛油，俗称毛油，而过滤具体包括初滤和二次精滤，其中初滤采用捞渣机、板框式压滤机或叶片过滤机，用于滤掉油脂中的油渣和大分子杂质，而二次精滤采用柱式过滤器；S3，精炼：将毛油在115℃下引入脱色塔中，并加入2.8％的活性白土搅拌30min，使油与活性白土充分混合进行脱色反应；之后将经脱色反应的油泵送至叶片过滤器并保持压力在0.35MPa的条件下过滤，滤出的油再泵送至1um柱式过滤器中精滤；随后，将油引至脱酸脱臭塔中，在真空环境下于塔底部注入的高压高温水蒸汽混合，控制混合时间为0.6h，温度为230℃，真空范围为0.07-0.09MPa；去除毛油中游离脂肪酸及异味物质后降温至80℃，得到精制牛油；S4，均质乳化：将精制牛油与占油脂总量4％的脂肪结晶改良剂混合引入至反应釜中，在90℃的条件下，控制搅拌速度在50r/min下搅拌35min，得到均匀的精制牛油-脂肪结晶改良剂混合物，将混合物引至暂存罐，在65℃条件下进行暂存，其中加入的结晶改良剂为棕榈硬酯、食用全氢化棕榈油以及食用全氢化大豆油的复配，复配比例为1:1.5:2.4，这里需要说明的是结晶改良剂的加入，可以进一步丰富油脂中的脂肪酸含量及种类，减少牛油中不饱和脂肪酸的含量，以使甘油三酯间的排列更为紧密，以使结晶更加细腻，改善牛油成品的硬度和光泽度；S5，冷却结晶：将暂存后的精制牛油-脂肪结晶改良剂混合物导入急冷捏合冷却装置中，通过程序降温后得到固体成品牛油，其中，程序降温具体过程为：先控制冷却速率在18℃/min条件下，降温至55℃；然后控制冷却速率在15℃/min条件下，降温至10℃，静置15min，以便于构建内部脂肪结晶架构
实施例2
本实施例仅记述区别于实施例1的部分，其中具体步骤为：S1，预处理：选取优质的牛脂肪组织原料，利用搅碎机将牛脂肪切碎成6cm的牛脂肪组织碎块；S2，熔炼过滤：将经预处理得到的牛脂肪碎块注入卧式低温真空熔炼罐中，逐渐加热至155℃以上，高温熔炼得到油脂，经过滤后得到待精炼牛油，俗称毛油，而过滤具体包括初滤和二次精滤，其中初滤采用捞渣机、板框式压滤机或叶片过滤机，用于滤掉油脂中的油渣和大分子杂质，而二次精滤采用柱式过滤器；S3，精炼：将毛油在120℃下引入脱色塔中，并加入2.8％的活性白土搅拌30min，使油与活性白土充分混合进行脱色反应；之后将经脱色反应的油泵送至叶片过滤器并保持压力在0.45MPa的条件下过滤，滤出的油再泵送至1um柱式过滤器中精滤；随后，将油引至脱酸脱臭塔中，在真空环境下于塔底部注入的高压高温水蒸汽混合，控制混合时间为1h，温度为240℃，真空范围为0.07-0.09MPa；去除毛油中游离脂肪酸及异味物质后降温至80℃，得到精制牛油；S4，均质乳化：将精制牛油与占油脂总量3.8％的脂肪结晶改良剂混合引入至反应釜中，在80℃-90℃的条件下，控制搅拌速度在40r/min下搅拌35min，得到均匀的精制牛油-脂肪结晶改良剂混合物，将混合物引至暂存罐，在65℃条件下进行暂存，其中加入的结晶改良剂为棕榈硬酯、食用全氢化棕榈油以及食用全氢化大豆油的复配，复配比例为1:1.7:2.6，这里需要说明的是结晶改良剂的加入，可以进一步丰富油脂中的脂肪酸含量及种类，减少牛油中不饱和脂肪酸的含量，以使甘油三酯间的排列更为紧密，以使结晶更加细腻，改善牛油成品的硬度和光泽度；S5，冷却结晶：将暂存后的精制牛油-脂肪结晶改良剂混合物导入急冷捏合冷却装置中，通过程序降温后得到固体成品牛油，其中，程序降温具体过程为：先控制冷却速率在15℃/min条件下，降温至45℃；然后控制冷却速率在15℃/min条件下，降温至10℃，静置15min，以便于构建内部脂肪结晶架构。
另外还需要说明的是，在上述实施例中，本方法通过温度逐渐加热提炼油脂，可将牛脂肪组织中的油脂逐渐提炼出来，以提高出油率，同时避免油脂在高温下，发生水解反应，而对油脂中的营养物质造成破坏，以此提升牛油的品质，同时通过结晶改良剂的混合添加，调整油相配方，在制备牛油时，大大改善了牛油分子组成和结晶特性，抑制砂砾晶体的产生，有效避免牛油出现起砂，以使牛油结构更为细腻致密，光泽度更好，且硬度更高。
基于上述实施例，申请人对比市售牛油进行了实验对比，得到以下表1内的数据：
固体脂肪含量检验：GB/T 37517-2019；
熔点检测：GB/T 12766-2008。
结果如下表所示：
表1固体脂肪含量/％
| 温度梯度/℃ | 实施例1 | 实施例2 | 市售牛油 |
| 10 | 66.81±0.63 | 70.82±1.1 | 62.69±0.86 |
| 20 | 48.69±0.82 | 53.56±0.91 | 43.54±0.17 |
| 30 | 29.42±0.45 | 34.68±0.7 | 24.07±0.55 |
| 40 | 12.93±0.97 | 17.70±0.56 | 9.06±0.17 |
| 50 | 4.68±0.09 | 10.54±0.24 | 0 |
表2牛油的理化指标表
| 类别 | 实施例1 | 实施例2 | 市售牛油 |
| 熔点(℃) | 45.8±0.54 | 48.6±0.91 | 41.5±0.83 |
| β'晶型(％) | 97.88±0.08 | 98.58±0.12 | 92.88±0.06 |
| 硬度(g) | 147.47±4.75 | 153.47±5.25 | 110.56±3.50 |
由上表1和表2可知，根据上表的数据可以看出，通过本发明生产得到的牛油成品在硬度和固体脂肪含量方面得到了明显提升，提升了牛油的硬度以及光泽度，从而提高了牛油品质，延长了牛油火锅底料的货架期，同时牛油成品中β'晶型的含量得到提升，在抑制牛油脂肪砂砾晶体生成方面具有较好的发挥，显著改善了牛油火锅料的品质以及口感，同时牛油理化性质指标均优于国标《GB 10146-2015食品安全国家标准食用动物油脂》中的规定，保证了牛油产品的安全指标。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.基于强化脂肪晶体内部结构的牛油硬度改良方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，预处理：选取优质的牛脂肪组织原料，利用搅碎机将牛脂肪切碎成5-7cm的牛脂肪组织碎块；
S2，熔炼过滤：将经预处理得到的牛脂肪碎块注入卧式低温真空熔炼罐中，逐渐加热至145℃以上，高温熔炼得到油脂，经过滤后得到待精炼牛油，俗称毛油；
S3，精炼：将毛油在110-120℃下引入脱色塔中，并加入1-3％的活性白土搅拌30min，使油与活性白土充分混合进行脱色反应；之后将经脱色反应的油泵送至叶片过滤器并保持压力在0.05-0.45MPa的条件下过滤，滤出的油再泵送至柱式过滤器中精滤；随后，将油引至脱酸脱臭塔中，在真空环境下于塔底部注入的高压高温水蒸汽混合，控制混合时间为0.5h-1.2h，温度为220℃-280℃，真空范围为0.07-0.09MPa；去除毛油中游离脂肪酸及异味物质后降温至80℃，得到精制牛油；
S4，均质乳化：将精制牛油与脂肪结晶改良剂混合引入至反应釜中，在80℃-90℃的条件下，控制搅拌速度在45-55r/min下搅拌35min-50min，得到均匀的精制牛油-脂肪结晶改良剂混合物，将混合物引至暂存罐，在65℃条件下进行暂存；
S5，冷却结晶：将暂存后的精制牛油-脂肪结晶改良剂混合物导入急冷捏合冷却装置中，通过程序降温后得到固体成品牛油。
2.根据权利要求1所述的基于强化脂肪晶体内部结构的牛油硬度改良方法，其特征在于，所述步骤S5中，程序降温具体过程为：先控制冷却速率为15℃/min-20℃/min，降温至45℃-55℃；然后控制冷却速率为10℃/min-15℃/min条件下，降温至10℃-20℃，静置15min。
3.根据权利要求1所述的基于强化脂肪晶体内部结构的牛油硬度改良方法，其特征在于，所述步骤S4中，加入的脂肪结晶改良剂总量不超过油脂总量的5％。
4.根据权利要求3所述的基于强化脂肪晶体内部结构的牛油硬度改良方法，其特征在于，所述步骤S4中，加入的脂肪结晶改良剂为棕榈硬酯、食用全氢化棕榈油以及食用全氢化大豆油的复配，复配比例为1:1.3-2.1:2.2-3。.
5.根据权利要求1所述的基于强化脂肪晶体内部结构的牛油硬度改良方法，其特征在于，所述步骤S2中，过滤包括初滤和二次精滤，其中初滤采用捞渣机、板框式压滤机或叶片过滤机，用于滤掉油脂中的油渣和大分子杂质，而二次精滤采用柱式过滤器。
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