利用蜂蠟制備菜籽油基凝膠油的研究

張 琳，肖建輝，涂 瑾，牛麗亞

(1.江西農業大學 食品科學與工程學院，南昌 330045; 2.天津科技大學 天津市紙漿造紙重點實驗室，天津 300457)

凝膠油是添加小分子有機凝膠因子到植物油中并在一定的加工條件(如加熱、冷卻)下形成的一種黏彈性液體狀或固體狀的脂類混合物。相比于其他固態油脂，凝膠油具有半固態油脂黏彈性、低反式脂肪酸和飽和脂肪酸等優點，被廣泛應用于食品等領域[1-3]。

菜籽油是我國主要的食用油之一，其油酸含量較高，亞油酸、亞麻酸含量合理[4-5]。凝膠因子是凝膠油中關鍵組成部分，據文獻報道，用于制備凝膠油的凝膠因子主要有單甘酯、米糠蠟、谷維素-谷甾醇等[1]。蜂蠟是由工蜂蠟腺分泌的用于建巢的復雜有機混合物，其主要成分有游離脂肪酸、游離脂肪醇和碳水化合物等[6-7]。用蜂蠟制備的凝膠油與米糠蠟、巴西棕櫚蠟凝膠油同屬于結晶模式凝膠油[2]。目前對于蜂蠟作為凝膠劑制備凝膠油的研究較少。

課題組前期以菜籽油為基料油，米糠蠟和單甘酯為復合凝膠劑，采用加熱攪拌及冷卻的工藝制備菜籽油基凝膠油[3]。本研究以蜂蠟為凝膠劑，菜籽油為基料油，研究蜂蠟添加量、加熱溫度、加熱時間及冷卻時間對凝膠油漏油率及硬度的影響。然后用制備的凝膠油制作餅干，與相同配方下的黃油餅干進行比較，以期擴展蜂蠟及菜籽油在食品工業中的應用范圍。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

壓榨菜籽油，山東魯花集團有限公司；蜂蠟，江西農業大學蜜蜂研究所。

數顯恒溫水浴箱，金壇市科析儀器有限公司；電子天平，賽多利斯科學儀器有限公司；TEE32型TA-XT plus物性測定儀，英國Stable Micro Systems公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 凝膠油的制備

常溫下的蜂蠟為固體且不易分解成小塊添加到菜籽油中，所以需將大塊蜂蠟放入燒杯中，用加熱套加熱至蜂蠟變軟。加熱過程中切忌加熱至蜂蠟完全融化至液態，防止蜂蠟中的酯類物質因高溫被破壞。

稱取5.0 g的菜籽油于燒杯中，加入一定比例的蜂蠟，用保鮮膜將燒杯封口，混合均勻，置于水浴鍋中加熱攪拌，加熱一定時間后取出，置于4℃冰箱中，靜置冷卻一定時間后，取出備用。

1.2.2 凝膠油漏油率測定

稱量濾紙的質量并記為W1。稱取凝膠油樣品，置于濾紙上，稱量其質量并記為W2(所取的樣品質量要小于1.0 g)。將上述濾紙放置在小培養皿上懸空，放入4℃的冰箱中靜置12 h后，取出，刮去濾紙上沒有被吸附的凝膠油，稱量此時濾紙質量并記為W3，并按照下式計算漏油率：

1.2.3 凝膠油硬度的測定

采用物性測定儀測定凝膠油硬度[3]。測試條件為：探頭P36，測前速度2.0 mm/s、測中速度1.0 mm/s、測后速度2.0 mm/s、壓縮比例50%。

1.2.4 餅干制作

餅干的制作參照李明娟等[8]的方法，餅干的配方如表1所示。其中面火溫度190℃，底火溫度170℃，焙烤時間15 min。

表1 餅干的配方

1.2.5 餅干硬度和脆性的測定

選擇形狀相同、厚度均一的樣品，用物性測定儀進行硬度和脆性的測定。測試條件為：探頭HDP/BS，測前速度2.0 mm/s、測中速度1.0 mm/s、測后速度1.0 mm/s、壓縮比例50%。

1.2.6 數據處理

每個指標測定均做3次平行試驗，取平均值，試驗結果以“平均值±標準差”的形式表示。

2 結果與討論

2.1 不同蜂蠟添加量對凝膠油的影響

在加熱溫度80℃、加熱時間30 min、冷卻時間24 h條件下，不同蜂蠟添加量對菜籽油基凝膠油的影響如圖1所示。

圖1 不同蜂蠟添加量對凝膠油的影響

從圖1可以看出，隨著蜂蠟添加量的增加，凝膠油的硬度呈增大趨勢，漏油率呈減少趨勢。在蜂蠟添加量為2%～8%之間時，漏油率下降迅速。漏油率與硬度有相關性，一般來說硬度越大，漏油率越低。這與凝膠油內部形成的網絡結構有關，網絡結構越穩定、均一，漏油率就會越低且硬度相應地發生改變。不同凝膠劑制備的凝膠油硬度相差較大，雖然蜂蠟與米糠蠟同屬于結晶模式凝膠劑，但相比于課題組前期用米糠蠟與單甘酯制備的菜籽油基凝膠油，蜂蠟制備的凝膠油硬度更大，這可能與凝膠油微觀結構及其分子間作用力有關[2-3]。當蜂蠟添加量小于6%時，所制備的凝膠油太軟，但當蜂蠟添加量為12%時，所制備的凝膠油硬度過大，已經不具備可替代黃油的能力。因此，后期試驗選擇蜂蠟添加量為6%～10%，期望所制備的凝膠油軟硬適中(硬度在1 000 g左右)。

2.2 不同加熱溫度對凝膠油的影響

蜂蠟添加量分別為6%、8%、10%，在加熱時間30 min、冷卻時間24 h條件下，不同加熱溫度對凝膠油的影響如圖2和圖3所示。

圖2 不同加熱溫度對凝膠油硬度的影響

圖3 不同加熱溫度對凝膠油漏油率的影響

蜂蠟的熔點隨來源及加工提取方法的不同而不同，一般在62～67℃之間。加熱溫度過高會破壞菜籽油的穩定性和活性，因此加熱溫度選擇80～95℃。從圖2、圖3可以看出，不同加熱溫度下，隨著蜂蠟添加量的增加，凝膠油的漏油率和硬度無明顯變化規律，但10%蜂蠟添加量組的硬度均為最大，漏油率均為最低。同一蜂蠟添加量下，在90℃時漏油率均最低，其中10%蜂蠟添加量組漏油率僅為5.01%。此外，凝膠油的硬度在80℃時最大，85℃時顯著下降，90℃又小幅升高。綜合考慮，后期試驗選擇加熱溫度為90℃。

2.3 不同加熱時間對凝膠油的影響

蜂蠟添加量分別為6%、8%、10%，在加熱溫度90℃、冷卻時間24 h條件下，不同加熱時間對凝膠油的影響如圖4和圖5所示。

圖4 不同加熱時間對凝膠油硬度的影響

圖5 不同加熱時間對凝膠油漏油率的影響

從圖4、圖5可以看出，不同蜂蠟添加量組加熱時間30 min時的硬度均為最大，漏油率均為最低，且此時10%添加量組的硬度為最大，可達889.5 g，漏油率最低，為6.01%。此外，隨著加熱時間的延長，漏油率呈現先上升后下降的趨勢，但不同蜂蠟添加量組凝膠油漏油率的上升和下降趨勢的轉折點不同。可見，加熱時間選擇30 min較為合適。

2.4 不同冷卻時間對凝膠油的影響

蜂蠟添加量分別為6%、8%、10%，在加熱溫度90℃、加熱時間30 min條件下，不同冷卻時間對凝膠油的影響如圖6和圖7所示。

圖6 不同冷卻時間對凝膠油硬度的影響

圖7 不同冷卻時間對凝膠油漏油率的影響

從圖6、圖7可以看出，不同蜂蠟添加量組冷卻時間為24 h時的漏油率均為最低，且此時10%添加量組的漏油率最低，為6.01%。除6%蜂蠟添加組冷卻72h的硬度明顯增大外，不同試驗組的硬度仍以10%蜂蠟添加量組為最大。這可能是因為硬度主要受凝膠油體系蜂蠟中長鏈結構形成的網絡結構的影響。6%蜂蠟添加量及以下組是一個“相對穩定性較差”的體系。在該體系下隨著冷卻時間的延長，復合物的硬度先減小后增大。而8%和10%蜂蠟添加量組體系相對穩定，對于硬度的影響主要是蜂蠟添加量。綜合考慮，選擇冷卻時間24 h進行下一步試驗。

2.5 凝膠油餅干

選擇蜂蠟添加量10%，90℃下加熱30 min，冷卻24 h的凝膠油進行餅干的制作，并與黃油制作的餅干進行對比，結果如表2所示。

表2 黃油餅干和凝膠油餅干對比

用于餅干制作的凝膠油和黃油在表觀形狀上有一定差別。黃油餅干的顏色呈現出鮮艷的黃色，而凝膠油餅干的顏色為暗黃色。從餅干的口感上來比較，凝膠油餅干散發出菜籽油的香味，與黃油餅干味道有很大的不同。從表2可以看出，凝膠油餅干的硬度和脆性均略高于黃油餅干。

3 結 論

本研究以菜籽油為基料油，蜂蠟為凝膠劑，探討了蜂蠟添加量及制備條件對凝膠油的影響。結果表明，隨著蜂蠟添加量的增加，所制備的凝膠油漏油率降低且硬度增大。不同溫度(80～95℃)下加熱制備的凝膠油，隨著加熱溫度的升高，漏油率雖無明顯變化趨勢，但均以90℃時為最低，此時凝膠油硬度也最為合適。不同加熱時間(30～120 min)制備的凝膠油漏油率大致呈現先上升后下降的趨勢，以加熱時間30 min時漏油率為最低，硬度為最大。不同冷卻時間(24～72 h)下凝膠油的漏油率與硬度呈現相反趨勢，漏油率先上升后下降，硬度呈現先下降再上升的趨勢，除6%蜂蠟添加量組外，以冷卻時間24 h 時漏油率為最低，硬度為最大。進一步選擇蜂蠟添加量10%、90℃下加熱30 min、冷卻24 h的凝膠油進行餅干的制作，發現硬度和脆性均略高于相同條件下制作的黃油餅干。