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如何制作优质含乳脂涂抹产品?

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:如果生产脂肪含量为60%的产品,不需要添加乳化剂;生产脂肪含量≤40%产品,可添加乳脂肪中分离出的软质脂肪,以降低产品熔点。乳化剂使用量不可过高,否则造成产品蜡质口感。Flack研究了乳化剂种类及其配比,对于脂肪含量为20%~40%涂抹物性质的影响。高支链含量淀粉和麦芽糊精,热稳定性好,能够提高水包油型涂抹产品稳定性。此方式生产脂肪涂抹物体为油包水型乳状液,微观结构为球状结构,与搅打方式生产的奶油结构类似。

如何制作优质含乳脂涂抹产品?

天然奶油风味良好,饱和脂肪酸含量高。低温条件下,饱和脂肪酸为固态,难于涂抹,这限制其加工和应用。且随着人们健康意识的增强,低脂肪以及不饱和脂肪酸食品逐渐受到消费者青睐。高不饱和脂肪酸含量涂抹物,从营养健康和产品应用角度考虑,都具备一定的优势,目前此类产品已经在乳品市场占有一席之地。

(一)纯乳脂涂抹产品

1. 模拟人造奶油生产方式

人造奶油工艺是分别制备好脂肪相和水相,并将二者混合,采用片式热交换器进行杀菌和冷却后,通过高速搅拌、均质或者乳化泵等处理,形成较为稳定的油包水型乳状液。所形成的乳状液经片式热交换器迅速冷却后,会形成油包水型乳状液结晶。冷却过程中应当控制冷却速率和冷却器压力,防止过高的剪切速率破坏乳状液体系。

脂肪相来源为乳脂,包括稀奶油和无水奶油(AMF)等。AMF融化温度应高于40℃,防止形成部分结晶。如果生产脂肪含量为60%的产品,不需要添加乳化剂;生产脂肪含量≤40%产品,可添加乳脂肪中分离出的软质脂肪,以降低产品熔点

乳化剂能够降低油水界面张力,提高乳状液稳定性。常用的乳化剂为单甘酯类和卵磷脂,使用时先将少量AMF融化,再加入0.5%~1.25%乳化剂,然后与水相和其他乳成分混合。乳化剂使用量不可过高,否则造成产品蜡质口感。Flack研究了乳化剂种类及其配比,对于脂肪含量为20%~40%涂抹物性质的影响。

蛋白质来源为酪乳、脱脂奶粉、乳清蛋白和酪蛋白酸钠等,这些成分先溶于水相,然后再与脂肪相混合。乳蛋白能够提高液相的黏度,有助于体系的稳定,增加产品的口感和风味。但如果蛋白质含量添加量≥12g/100g,会形成“白垩”的口感缺陷。

常用稳定剂包括淀粉、果胶海藻酸钠菊粉卡拉胶等。高支链含量淀粉和麦芽糊精,热稳定性好,能够提高水包油型涂抹产品稳定性。Andersen和Hansen研究发现,海藻酸钠虽然本身没有特殊风味,但是能够赋予产品奶油风味,同时改善产品顺滑度。

近年来,大量研究证明通过调整饲料中脂肪酸种类,可有效调整原料乳中不饱和脂肪酸含量Murphy。牛乳中长链脂肪酸,如C18脂肪酸和约60%的C16脂肪酸等,主要来源于饲料。奶牛消化体统中的微生物,能够水解和氢化摄入的不饱和脂肪酸,形成饱和和部分饱和脂肪酸,这些脂肪酸进入血液并随着血液输送到乳腺。乳腺中δ-9硬脂酰去饱和酶能将大部分的C18:0脂肪酸和硬脂酸转化成单不饱和的C18:1脂肪酸和油酸

Dale农场在1999年首先提出“纯正(Pure)”的天然乳脂涂抹物概念,并在2003年以“P ure”单独注册了品牌名,这也是为数不多的只是通过调整乳饲料成分,来改善奶油涂抹性,并成功商业化产品。夏季奶牛主要摄入新鲜牧草,饲养员根据详细饲喂清单,在饲料中补充油菜籽和油酸,防止油菜籽中的不饱和脂肪酸被微生物氢化,同时保证在动物瘤胃中进行正常的消化吸收。按照此方法饲养的奶牛产出牛乳中,不饱和脂肪酸尤其是单不饱和脂肪酸C18:1油酸含量增加,乳脂肪的碘化值IV<45碘/g脂肪。以这种乳脂肪为原料加工成的奶油,低温下质地仍较软,室温条件兼具较好保形性和涂抹性。

还可在稀奶油或者奶油中加入低熔点乳脂肪,来改善奶油的涂抹性。乳脂肪中甘油三酯熔点不同,通过分馏,可制备高熔点的硬脂酸和低熔点的油酸。如果乳脂肪中硬脂酸的比例为30%~40%,则在低温下具有较好的涂抹性。奶油加工中,可在原料稀奶油中加入部分油酸,并通过搅打使油酸与稀奶油乳化。实际生产中,通常在原料稀奶油中添加多种不同熔点的脂肪酸,其效果优于强化单一种类脂肪酸。增加产品的水分和空气含量也能够一定程度改善其涂抹性。

2. 相转化

Pedersen提供了直接以稀奶油为原料,来制备低脂肪涂抹物的方法。首先加热40%脂肪含量的稀奶油至70℃,加入2%结冷胶或者卡拉胶。0.6%的单甘酯和少量AMF,使用片式热交换器进行冷却至18~20℃,高速剪切条件下进行相转化形成油包水型乳状液,最后压炼、冷却至14℃后包装即可。此方式生产脂肪涂抹物体为油包水型乳状液,微观结构为球状结构,与搅打方式生产的奶油结构类似。与人造奶油工艺比较,此法制得的产品质地均一,类似于普通奶油,低温下难于涂抹,通过强化软质乳脂肪,可改善产品涂抹性。Pedersen还提供了60%脂肪含量的脂肪涂抹物生产方式,所用稀奶油原料的脂肪含量为60%,后续工艺同上述40%脂肪含量产品,但是这种产品无需添加其他成分即具有较好涂抹性。

3. 增加水分和空气含量

传统批量和连续奶油生产工艺,通过控制搅打速率和温度、压炼强度等,可降低奶油中水分含量至16%。但如果生产脂肪含量为70%,水分含量为25%~30%的产品,上述工艺具有一定的技术难度。Nielsen描述了APV生产高水分含量脂肪涂抹物的工艺,是将奶油(80%脂肪含量)融化后,一定温度条件下与酪蛋白酸钠溶液混合。根据终产品脂肪含量及其质地的需求,来确定酪蛋白溶液添加量,最后通过片式热交换器冷却进行包装即可。

普通压炼方式生产奶油,产品中气体含量为0.5%~1.0%,提高产品中空气含量有助于改善涂抹性。打发奶油兴起于美国,在北美市场广为流行,这类产品是在奶油中充入空气或者惰性气体,增加产品体积。打发奶油中气体含量通常为50%~100%,惰性气体不仅增加产品体积,还能提高氧化稳定性。充气温度不能过高,防止产品形成较硬的质地和松散的结构。Fisker和Jansen研究表明最佳的打发温度为13~16℃。打发奶油中水相分散情况类似于普通奶油,产品呈现固态泡沫状质地,比普通奶油更易于涂抹,如果不添加色素,色泽偏白。Lynch和O’Mahony提供了脂肪含量10%~45%的水包油性涂抹物的生产工艺,其打发率为200%。脂肪相可以为乳脂肪来源,也可为乳脂肪和植物油混合,同时加入合适的稳定剂和乳化剂。此类产品声称在4~25℃范围内,都有较好的涂抹性。美国农业部对打发奶油的分级制订了标准,规定打发奶油是在奶油中均匀的充入无菌空气或者惰性气体,添加或不添加食盐,色素等制成的脂肪含量不少于80%的产品。此标准还对打发奶油的酸度、质地、游离水分含量和色泽等进行了规定。打发奶油在21℃下可以放置7d。(www.xing528.com)

(二)混合脂肪涂抹物

饱和脂肪酸低温下涂抹性差,且大量报道指出饱和脂肪酸与心血管疾病发病率相关。植物油中不饱和脂肪酸含量较高,与乳脂肪混合,更有益于健康,而且能够改善产品的涂抹性。1969年,瑞士品牌“Bregott”布里高特上市,脂肪含量为80%,其中动物乳脂和大豆油各占64%和16%。Bregott品牌受到消费者广泛喜爱,逐渐在市场占有一定的份额,部分国家混合脂肪涂抹物的销量已经超过了普通奶油。

常用植物油种类包括大豆油、油菜籽油葵花籽油、橄榄油或者棉籽油等,来取代20%~30%或者更多乳脂肪。油菜籽油富含油酸,芥酸含量较低,有助于提高产品涂抹性。欧盟No.2991/94(EU,1994)条款规定混合脂肪涂抹物中脂肪含量为10%~80%。添加的植物油含量不能过高,否则会降低产品中固态脂肪含量,影响产品质地,室温下(20℃)会出现“油析”等现象。但如果采用人造奶油的生产经验,也能够生产出品质较好的涂抹产品。

英国Crest乳品品牌包括奶油和不同脂肪含量涂抹产品,如脂肪含量分别为72%的Clover品牌和19%的St. Ivel Gold品牌。Clover品牌产品是通过搅打工艺生产的,配方包括植物油、酪乳(29%脂肪含量)、水分、脱脂乳、奶油、食盐、乳化剂、香精、维生素A和维生素D以及色素等。Clover品牌产品中接近50%的脂肪为植物油,需要加入一些固态脂肪来提高产品质地,避免室温下的油析现象。Clover品牌产品中水分含量为20%,略高于奶油(约为16%),配方中的乳化剂有助于油相和水相较好的混合和分散。St Ivel Gold Extra Light+n-3(19%脂肪含量)是健康概念的低脂肪涂抹类产品,强调低脂肪同时强化长链n-3脂肪酸、二十碳五烯酸(C20:5,EPA)、二十二碳六烯酸(C22:6,DHA),补充每日必需氨基酸。St Ivel Gold中的液相主要为脱脂乳、酪乳、变性淀粉,淀粉和蛋白质成分,这些成分都有助于提高乳状液的黏度和稳定性。

混合脂肪涂抹产品的竞品定位为人造奶油,人造奶油因含有反式脂肪酸,随着消费者健康意识增加,该类产品不具备竞争优势。目前很多国家法规要求,在产品标签上明确标识反式脂肪酸含量,这也驱使生产商在其产品中,尽可能不添加或者少添加反式脂肪酸。近年来,已有大量对脂肪结构进行修饰的研究,来改善产品的营养、理化性质等。如在甘油三酯侧链中引入新的脂肪酸,或者通过化学、酶促反应或者基因工程改变原有脂肪酸的位置。混合脂肪涂抹物可通过搅打工艺、人造奶油加工工艺和稀奶油相转化等方式制成。

1. 搅打工艺

搅打工艺类似于奶油加工,分为批量式和连续式生产。批量生产工艺中,将植物油和稀奶油在搅打罐中搅打,搅打温度低于奶油搅打工艺,因为植物油在较低的温度下仍为液态。搅打过程中,植物油与稀奶油乳化,并形成奶油颗粒。此种方式形成的颗粒质地较软,排出酪乳同时反复用冷水冲洗奶油颗粒,否则后续压炼工艺中,很难将颗粒内部多余的水分挤出去。压炼时间和压力大小均小于普通奶油,过度压炼会加剧产品出油现象。

连续式生产工艺中,植物油与稀奶油先加入存储罐,也可以直接通过管道输送至连续搅打设备中。搅打之前,预先降低稀奶油和植物油的温度降低至5~7℃。搅打温度与植物油种类有关,必须保证植物油在搅打过程中不会形成结晶。采用植物油和稀奶油混合后搅打工艺,后续会有较多植物油会排放酪乳中,限制酪乳后续的加工应用。为解决此问题,APV公司调整植物油添加工艺,即在酪乳和脂肪相分离完成后再加入植物油。Berntsen详细描述了此工艺流程,搅打完成后,植物油、乳酸浓缩物、盐类和发酵剂等同时在压炼区1加入,压炼区使用夹套冰水循环冷却,在低温下压炼形成颗粒。当产品离开压炼区2时,温度为13~16℃,接着用片式热交换器冷却至10~12℃,这种方式加工的产品质地较硬,便于包装。

2. 人造奶油生产工艺

混合脂肪涂抹物还可以模拟人造奶油生产工艺,将脱脂乳粉或者其他乳蛋白产品加水溶解,制成为水相。同时将熔融AMF和植物油混合,加热至40℃左右并加入合适的乳化剂,制备成油相。将水相和油相混合,并使用片式热交换器冷却形成结晶。

Dungey等研究了不同工艺参数对混合脂肪涂抹产品质构的影响,包括流速、冷却温度、冷却器的搅拌速率,植物油的添加量和添加工艺等。研究发现,第一段冷却后,加入全部或者一部分植物油,比在乳化前加入植物油,制成的产品质地更软。植物油添加量每提高1%,硬度下降2%。植物油的种类,对于产品的质地没有显著影响。

人造奶油生产工艺也适用于低脂肪混合涂抹产品,脂肪相的制备比较简单,通过优化植物油的添加量和工艺,即可以制成较好的质地产品。水相的制备相对复杂,1960年最初发展起来的低脂肪涂抹物产品中,不含有蛋白质成分,主要通过胶体和乳化剂来稳定体系,制得的产品具有蜡质口感。1970年瑞典品牌lätt & lagom上市一种高蛋白质低脂肪涂抹物。在1980—1990年期间,随着蛋白质价格的上涨,低蛋白质和中等蛋白质含量产品越来越多,主要通过添加增稠剂和稳定剂,如结冷胶,海藻酸钠和淀粉等,来改善产品的质地。

3. 稀奶油相转化

稀奶油首先经相转化处理,再加入植物油,可制得混合脂肪涂抹物,具体为:采用板式热交换器(Plate Heat Exchanger,PHE),预热40%脂肪含量稀奶油至60℃,接着用特殊的分离器进一步浓缩稀奶油至脂肪含量为80%。分离浓缩过程,需要控制好参数,保证脂肪球结构不受到破坏。最后冷却至20℃,泵入保持罐中进行预结晶处理,过夜成熟老化。接着将成熟好的稀奶油与植物油以适当的比例混合,选择性加入食盐,发酵剂和乳酸浓缩物。混合物经高压泵泵入一系列的刮板式冷却器进行冷却,促使体系由水包油型乳状液转化为油包水型乳状液。在每两个刮板式冷却器之间,都有对乳状液进行高强度的机械剪切装置,此时产品仍为半液态。第二阶段冷却完成后泵送产品至奶油储存罐中,在罐中进行硬化直至形成均一的质地,最后进行包装即可。

使用稀奶油相转化工艺生产低脂肪涂抹产品时,可使用浓缩稀奶油为原料,而浓缩稀奶油中含有大量天然的乳化剂,因此不需要额外添加乳化剂,可根据实际生产中所需的蛋白质和乳糖含量加水稀释即可。

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