孟 宗,张梦蕾,刘元法

(江南大学 食品学院，食品科学与技术国家重点实验室，江苏 无锡 214122)

液态植物油凝胶化，是一种非传统油脂改性策略，通过向植物油中添加一种或多种凝胶剂，凝胶因子通过结晶或自组装模式捕集液体油形成多种形态(如带状、纤维状)的结构，继而形成三维网络结构，阻止液态油的流动，这种凝胶化作用使液体植物油在凝胶剂的帮助下结构化，产生具有固态脂肪特性的油凝胶[1]，在食品工业中具有代替或部分代替固态脂肪的潜力。油凝胶中使用的凝胶剂有植物蜡、植物甾醇、神经酰胺、羟基脂肪酸、长链脂肪酸、长链脂肪醇、单甘酯等。按照种类和功能，凝胶剂大致可进行如下分类(见表1)。

在各种凝胶剂中，植物蜡为食品级原料，由于其来源广泛，凝胶性能优良，形成凝胶所需要的添加量低，蜡基油凝胶具有代替或部分代替固态脂肪的潜力。同时，由于植物蜡由复杂的分子混合物组成，包括蜡酯、烃、脂肪酸和脂肪醇，所以不同来源的植物蜡显示出不同的物理化学特性，食品应用性能差异较大[3-5]。因此，使用不同的蜡基油凝胶作为烘烤体系中的固体脂肪替代物具有实际意义。本文探究了7%(质量分数)植物蜡(米糠蜡、蜂蜡、棕榈蜡)与葵花籽油制备的油凝胶在面包和冰淇淋的应用性能，为植物蜡基油凝胶的应用提供参考。

表1 不同凝胶剂及其功能[2]

1 材料与方法

1.1 实验材料

精炼商业化葵花籽油，购于网上商城；蜂蜡(食品级)，郑州市食代添骄生物科技有限公司；棕榈蜡(食品级)，广东红狮进出口有限公司；米糠蜡(食品级)，湖州南浔圣涛植物科技有限公司。酵母、食用盐、绵白糖、商用起酥油、新西兰大黄油、安佳淡奶油、鸡蛋、脱脂牛奶等，购于本地超市。

SM-603型烤箱；TA.XTPlus物性分析仪，英国SMS公司；SM-50型面团搅拌机，上海早苗食品有限公司；GC-2010PLUS型气相色谱仪，日本岛津公司；Eppendorf centrifuge 5840R冷冻离心机，德国艾本德公司；ICM-150家用全自动制冷DIY商用雪糕机；Brookfield dV2T型黏度计，上海人和科学仪器有限公司；奥豪斯MB120水分分析仪。

1.2 实验方法

1.2.1 油凝胶样品的制备

将装有适量葵花籽油的烧杯预先放到多点磁力搅拌仪上110℃加热，分别按葵花籽油质量的7%称取米糠蜡、蜂蜡和棕榈蜡，加入葵花籽油中，使用转子以350 r/min搅拌至蜡熔化，溶液变得澄清后继续搅拌15 min，然后冷却至室温，放入4℃恒温培养箱储存24 h，分别得到米糠蜡油凝胶、蜂蜡油凝胶和棕榈蜡油凝胶。

1.2.2 面包烘焙及评价[6]

1.2.2.1 面包配方

高筋粉500 g，酵母5 g，绵白糖100 g，盐5 g，奶粉20 g，改良剂1.5 g，水270 g，蛋液50 g，油脂75 g(分别为起酥油、黄油、葵花籽油和油凝胶)。

1.2.2.2 面包制作

将面包配方中所有干性物料混匀，加入蛋液和水，用和面机搅至成团，使其拉开呈锯齿状，然后加入对应的油脂搅拌均匀，再快搅至拉开呈薄膜状，取出，放置室温下醒发30 min，翻面继续醒发30 min，然后切成约50 g的面团，搓圆松弛15 min，再放入醒发箱继续醒发1 h，取出进行烘烤。醒发条件为：温度38℃，湿度75%～85%。烘烤条件为：上火温度200℃，下火温度200℃。

1.2.2.3 外观形态观测

将面包用切片机进行切片，对切片的面包进行拍照，观察其外观形态。

1.2.2.4 烘焙损失率测定

烘焙前称取约50 g面团，记录准确质量，记为m1，烘焙后称取面包的质量，记为m2，按下式计算面包的烘焙损失率。

烘焙损失率=(1-m2/m1)×100%

1.2.2.5 质构特性测定

用面包切片机将面包切成厚度约为10 mm的薄片，置于P/36探头下测定面包全质构。测定条件：测试前速度5 mm/s，测试速度2 mm/s，测试后速度5 mm/s，压缩程度70%，触发力5 g。每组面包测定3次，取平均值。

1.2.2.6 比容测定

按照GB/T 20981—2007测定。取1 000 mL烧杯，将小米加入烧杯中至装满，用直尺将小米刮平，将小米倒入量筒中测量体积，记为V1。倒出小米，取待测面包样品，称重，记为m，放入烧杯，然后加入小米装满烧杯并填满烧杯与面包之间的缝隙，取出面包，用量筒测量使用的小米的体积，记为V2，按下式计算比容。

比容=(V1-V2)/m

1.2.2.7 水分测定

将面包撕碎放入水分分析仪进行测定，每组面包进行3次平行实验，取平均值。

1.2.2.8 感官评定

感官评定员对面包的形态、色泽、组织、滋味气味和状态进行感官评定。使用模糊数学h函数法对感官评定的结果进行分析。论域为G，G={g1，g2，g3，g4，g5}={形态，色泽，组织，滋味气味，状态}。权重向量为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计算h值。h值越大，说明样品面包的综合评分越高，即感官性能越好。

1.2.2.9 脂肪酸组成测定

将面包撕碎放入烧杯，加入100 mL正己烷提取其中的油脂，用旋转蒸发仪浓缩至干，残留物为脂肪提取物。分别取6个面包样品的脂肪提取物以及6种面包的原料油约20 mg，加入2 mL 0.5 mol/L的KOH-CH3OH溶液，65℃水浴振荡30 min进行皂化，然后加入2 mL BF3-CH3OH溶液，放入70℃水浴中反应10 min，取出加入2 mL正己烷，剧烈振荡3～4 min，待其静置分层后取上清液于小离心管中，加入无水硫酸钠脱除其中的少量水分，过膜到气相进样小瓶中，按文献[7]进行气相色谱分析测定脂肪酸组成及含量。

1.2.3 冰淇淋制作及评价[8]

1.2.3.1 冰淇淋配方(见表2)

表2 冰淇淋配方

1.2.3.2 冰淇淋制作

将蛋黄和绵白糖混合进行打发，打发至蓬松发白备用。牛奶加热煮沸，加入蛋黄和绵白糖的混合物中，边加边搅打，然后过筛至奶锅，小火加热，搅拌防止糊底，待混合物能在刮刀上薄薄挂上一层时加入油相，搅拌均匀，停止加热，并放入4℃冰箱进行冷藏老化，然后倒入冰淇淋机搅拌1.5 h成型，再放入-18℃冰箱进行硬化。

1.2.3.3 外观形态观测

将冰淇淋放入容器中，进行俯拍，观察其形态。

1.2.3.4 浆液黏度测定

取经4℃老化的冰淇淋浆液，选用LV-03(63)转子，用黏度计测量在剪切速率150 r/min时的黏度，测定温度为19.6℃。

1.2.3.5 融化性测定

取硬化48 h以上的冰淇淋样品称重，同时取干净烧杯称重。将冰淇淋放在预先保存在37℃恒温箱的布氏漏斗中，将布氏漏斗放在烧杯上使融化的冰淇淋浆液流入烧杯，45 min后取出烧杯称重，按下式计算融化率。

融化率=融化的冰淇淋浆液质量/冰淇淋总质量×100%

1.2.3.6 膨胀率测定

冰淇淋凝冻前后分别称量相同体积的冰淇淋浆液和冰淇淋成品的质量，分别计为m浆液、m成品，按下式计算膨胀率。

膨胀率=(m浆液-m成品)/m成品×100%

1.2.3.7 硬度测定

采用物性分析仪进行测定，测定条件：使用P/5探针，测试前速度8 mm/s，测试速度2 mm/s，测试后速度8 mm/s，下压深度15 mm，触发力5 g。每个样品进行3次平行对照，取平均值。

1.2.3.8 感官评定

按1.2.2.8的方法对冰淇淋进行感官评定。

2 结果与讨论

2.1 面包评价

2.1.1 外观形态

将黄油、起酥油、植物油(葵花籽油)、米糠蜡油凝胶、蜂蜡油凝胶、棕榈蜡油凝胶制成的面包，切成1 cm的薄片，对其剖切面进行拍摄，结果如图1所示。

由图1可见，用黄油、起酥油制作的面包，气泡较小而均匀，用蜂蜡油凝胶和棕榈蜡油凝胶制作的面包次之，而用植物油和米糠蜡油凝胶制作的面包气泡较大且不均匀。总体来说，用本实验油凝胶制作的面包外观可以达到市售面包的要求。

2.1.2 烘焙损失率

面包的烘焙损失是在烘烤过程中，由于面包心和外部表皮水分蒸发而导致面团质量的减少。不同面包样品的烘焙损失率如图2所示。

由图2可知，用植物油和油凝胶制作的面包损失率均比黄油和起酥油制作的面包小，这在工业上具有一定的优势。

图2 不同面包的烘焙损失率

2.1.3 质构特性

面包的弹性和回复性与其品质成正相关，数值越大，面包越柔软筋道；硬度、胶着性和咀嚼性与面包品质成负相关，数值越大，面包越硬，缺乏弹性与绵软感。面包的质构特性见表3。

表3 不同面包的质构特性

由表3可见，6种面包在全质构评价指标上差异不大，说明油凝胶具有替代或部分替代烘焙用油脂的性能。

2.1.4 比容

黄油和起酥油在面包的曝气中起着重要的作用。空气在原材料的混合阶段进入脂肪相中，然后在烘烤过程黄油和起酥油熔化时释放到水相中，从而产生泡沫结构。通过测定面包的比容，可分析油凝胶对面包充气的影响。不同面包的比容如图3所示。

图3 不同面包的比容

由图3可见，起酥油面包的比容最大，植物油面包的比容最小，黄油面包和3种油凝胶面包介于中间。用油凝胶全部替代起酥油会导致较少的空气掺入到面包中。在3种油凝胶面包中，蜂蜡油凝胶面包的比容相对较大，具有替代传统烘焙脂肪制作面包的潜力。

2.1.5 水分

不同面包的水分含量如图4所示。

图4 不同面包的水分含量

由图4可见，用黄油和起酥油制作的面包水分含量更高，而用植物油和3种油凝胶制作的面包水分含量均比传统烘焙脂肪制作的面包低。其中，蜂蜡油凝胶制作的面包在水分保持方面稍显优势。

2.1.6 感官评定

由不同油脂制作的6种面包，在形态上均完整、丰满，无黑泡，无明显焦斑；在色泽上，均具有面包应有的正常色泽(金黄色、淡棕色或棕灰色)，其中，蜂蜡油凝胶和棕榈蜡油凝胶制备的面包更为金黄，而其余4个样品呈淡棕色；在气味和滋味方面，均具有发酵和烘焙后面包的香味，松软适口，无异味，但黄油和起酥油制备的面包香味更为浓郁，其余样品气味和滋味较为寡淡；在状态方面，均无霉变、无生虫、无其他正常视力可见的外来异物。表4总结了感官评定员对不同面包样品各项指标的评定分数。由表4可见，黄油面包在各项指标上均取得了最高的分数，而对比起酥油面包和植物油面包，油凝胶面包在各项评价指标上均无太大劣势，在有些性质上甚至更好，如色泽和形态。说明在感官方面，油凝胶也具有替代或部分替代传统烘焙脂肪的潜力。

表4 不同面包的感官评分

2.1.7 脂肪酸组成

表5和表6分别为6种用于烘焙的原料油脂和相应烘焙的面包的脂肪酸组成。

由表5、表6可见，由植物蜡油凝胶制备的面包中，饱和脂肪酸含量远低于不饱和脂肪酸含量，而黄油和起酥油制备的面包中，饱和脂肪酸含量均高于不饱和脂肪酸含量，这与原料油中的含量趋势相同。因此，用油凝胶制备的面包比传统烘焙用起酥油和黄油制备的面包，具有低饱和脂肪酸的特性，有助于降低饱和脂肪酸对健康的不利影响[9-10]。然而，由于其不饱和脂肪酸含量高，油凝胶面包在储存期间可能存在与氧化稳定性相关的质量问题[11]。因此，需要进一步研究用油凝胶替代黄油或起酥油对面包货架期的影响。

表5 面包烘焙用原料油及油凝胶脂肪酸组成 %

表6 面包脂肪酸组成 %

2.2 冰淇淋评价

2.2.1 外观

如图5所示，从左往右分别为用淡奶油、黄油、米糠蜡油凝胶、蜂蜡油凝胶、棕榈蜡油凝胶制备的冰淇淋。从外观来看，所有冰淇淋样品均呈现软式冰淇淋应该具备的外观形态。从色泽上来看，淡奶油制备的冰淇淋发白，而其余冰淇淋样品均呈淡黄色。用油凝胶制作的冰淇淋均能达到市售冰淇淋的外观要求。

图5 不同冰淇淋的外观

2.2.2 浆液黏度

不同冰淇淋浆液的黏度如图6所示。由图6可见，黄油制备的冰淇淋浆液黏度最低，而淡奶油制备的冰淇淋浆液黏度最高，油凝胶制备的冰淇淋浆液的黏度处于两者之间。

图6 不同冰淇淋浆液的黏度

2.2.3 融化性

对于冰淇淋产品来说，融化性是一项非常重要的指标，可以用融化率来表示。融化率越高，说明冰淇淋的抗融化性能越差，而冰淇淋的外观必须靠其抗融化性能来支撑。因此，本实验测定了不同冰淇淋样品的融化率，结果如图7所示。

图7 不同冰淇淋的融化性

由图7可见，淡奶油制备的冰淇淋融化率最低，米糠蜡油凝胶冰淇淋的融化率最高，5种冰淇淋抗融化性能大小为淡奶油冰淇淋>蜂蜡油凝胶冰淇淋> 棕榈蜡油凝胶冰淇淋>黄油冰淇淋>米糠蜡油凝胶冰淇淋。说明在抗融化性能方面，油凝胶冰淇淋总体上来说与市售冰淇淋相比无太大劣势，其中，蜂蜡和和棕榈蜡油凝胶冰淇淋的抗融化性能甚至比黄油冰淇淋好。

2.2.4 膨胀率

在软冰淇淋凝冻过程中，冰淇淋中的脂肪、蛋白质结合形成三维网络结构，同时在搅拌过程中空气不断充入与网络结构结合。测定了不同冰淇淋的膨胀率，结果如图8所示。

图8 不同冰淇淋的膨胀率

由图8可见，油凝胶冰淇淋膨胀率<<黄油冰淇淋膨胀率<<淡奶油冰淇淋膨胀率。淡奶油膨胀率能达到100%以上，这是由于凝冻过程中的搅拌使淡奶油打发所致。黄油冰淇淋膨胀率为45%左右，油凝胶冰淇淋膨胀率甚至不足20%，这或许与油凝胶在冰淇淋浆液中的乳化效果不好，导致脂肪蛋白质网络结构受影响从而进一步减弱结合空气能力。

2.2.5 硬度

不同冰淇淋的硬度如图9所示。

图9 不同冰淇淋的硬度

由图9可见，淡奶油冰淇淋硬度<黄油冰淇淋硬度<油凝胶冰淇淋硬度，这与冰淇淋的膨胀率有关。膨胀率的增大意味着冰淇淋中混入了更多的空气，因此冰淇淋的结构会更为疏松绵软。

2.2.6 感官评定

表7总结了感官评定员对不同冰淇淋样品各项指标的评定分数。由表7可见，从总体上来说，5种冰淇淋样品的感官评分差异不大，从形态、色泽、组织状态上来说，油凝胶冰淇淋完全具有替代市售冰淇淋的潜力，但在口感上会有少许的蜡感，因此可以通过减少油凝胶的使用量来改善这一问题。

表7 不同冰淇淋的感官评分

3 结 论

本研究以液态植物油葵花籽油为基料油，选取具有较大食品工业应用前景的植物蜡(米糠蜡、蜂蜡、棕榈蜡)作为凝胶剂形成油凝胶，以黄油、起酥油、葵花籽油作对照烘焙面包，以黄油、淡奶油作对照制作冰淇淋，探究不同油脂制备的面包和冰淇淋的物性，结果表明：

(1)在面包烘焙评价中，油凝胶制作的面包在感官评定和质构方面，与对照组相比均无太大劣势，同时，烘焙损失率小，且饱和脂肪酸含量较低。

(2)在冰淇淋应用评价中，油凝胶冰淇淋从组织状态和色泽来看，符合软式冰淇淋外观要求，但从口感来说，油凝胶冰淇淋会有少许蜡感。在抗融化性能方面，油凝胶冰淇淋对比黄油和淡奶油冰淇淋无劣势，蜂蜡油凝胶冰淇淋和棕榈蜡油凝胶冰淇淋的抗融化性能好于黄油冰淇淋，但在膨胀率方面，油凝胶冰淇淋膨胀率较低，不利于冰淇淋形成疏松绵软结构，导致产品硬度变大，还需进一步改进。