棕櫚油是世界上應用最廣泛的食用油脂之一,棕櫚油的脂肪酸組成中亞油酸和亞麻酸含量較低,因而具有良好的熱穩定性和氧化穩定性。由于棕櫚油飽和酸含量很高,不需加氫就具有較高的固脂含量和適中的稠度、熔點,而且它還具有令人愉快的風味。
　　
　　棕櫚油可以被結晶分提得到棕櫚軟脂和棕櫚硬脂,如采用二次結晶分提,還可以得到物性類似可可脂的中等熔點餾分。這種餾分是一種熱敏性脂。結晶分提工藝的差異,尤其是結晶分提溫度的不同,可以得到各種物性的棕櫚軟脂或硬脂。棕櫚油本身可以被加氫,或可將棕櫚硬脂和軟脂或其他植物油摻和后適度選擇氫化,這樣又可以得到各種不同物化性質的氫化棕櫚油。
　　
　　由于棕櫚系列油脂種類多,資源豐富,價格與其他植物油相比仍然具有良好的市場競爭力,所以各種棕櫚油被廣泛應用于制備人造奶油、起酥油方面,對它們的結晶習性進行研究,無疑對如何用好這些油脂和進一步提高各種食用固脂制品的品質具有實用意義。
　　
　　1實驗材料
　　
　　1.1棕櫚油
　　
　　全精煉(RBD級)棕櫚油,經測定其毛細管上升熔點為43.5℃,游離脂肪酸含量為0.06%。
　　
　　1.2棕櫚軟脂
　　
　　全精煉(RBD級)棕櫚軟脂,經測定其毛細管上升熔點為31.8℃,游離脂肪酸含量為0.08%。
　　
　　1.3棕櫚硬脂
　　
　　全精煉棕櫚硬脂,經測定其毛細管上升熔點為51℃,游離脂肪酸含量為0.05%。
　　
　　1.4氫化棕櫚油
　　
　　棕櫚硬脂和軟脂的混配物經非選擇性氫化反應,并精煉而成,其毛細管上升熔點為44.6℃,游離脂肪酸含量為0.12%。
　　
　　2實驗內容和方法
　　
　　2.1油脂的脂肪酸組分分析
　　
　　油樣按IUPAC,Ⅱ、D119法制備脂肪酸甲酯。采用島津公司GC-14B型氣相色譜儀分析測定,分析參數:Φ3×3m不銹鋼柱,載體:ChromosorbWAW2DMCS,80-100目,固定液:DEGS,涂漬量10%,柱溫170℃,汽化室230℃,進樣口210℃,N2流速65ml/min。
　　
　　2.2油樣的固脂百分含量(SFC)值的測定
　　
　　2.2.1油樣的調溫處理
　　
　　裝入油樣后的樣品試管置于80℃水浴15min,使脂肪全熔后,轉置60℃水浴0.5h,然后放入0℃水浴中24h,最后由低溫向高溫,在每一測定溫度處停放0.5h,后入NMR儀測SFC值。
　　
　　2.2.2儀器與參數
　　
　　采用Bruker公司Minispec120/100RTS脈沖核磁共振儀測定,測定參數為:
　　
　　DUR01:11s;DUR02:59s;offset:01135;Cons:114750;
　　
　　EHN:3;ATT:38;RD:21000;BW:High;MODE:diode。
　　
　　2.3油樣結晶速度的測定
　　
　　2.3.1樣品處理方法
　　
　　把待測結晶速度的樣品試管放入80℃水浴中15min,使其完全熔融,然后放入60℃水浴,恒溫0.5h。接著放入T溫(0℃或10℃或20℃)水浴中,從插入T溫水浴的瞬時開始計時,每隔3min或5min,用NMR儀測一次固脂含量,直到測得的SFC值變化不大,或總歷時2h以上為止。NMR儀測定時除將ENH改為2外,其余參數不變。
　　
　　2.3.2結晶速率計算
　　
　　在t時間測得的SFC值除以樣品按2.2法測得在同一溫度時的SFC值的商值則為結晶率。由于在相同條件下測定,所以結晶率曲線可以代表油樣在該溫度下的結晶速度曲線。
　　
　　3測定結果
　　
　　3.1棕櫚系列四種油脂的脂肪酸組成測定結果如表1所示。
　　
　　3.2棕櫚系列四種油脂在各種溫度下的固體脂肪百分含量(SFC)測定結果如表2所示。

　　
　　3.3棕櫚系列四種油脂在0℃、10℃、20℃條件下各自的結晶速度測定結果見圖1.2.3
　　
　　4討論
　　
　　通過對四種油樣的脂肪酸組分和SFC值的測定,結果表明這四種油均是制備行業用人造奶油、起酥油的適宜原料。
　　
　　眾所周知,行業用人造奶油、起酥油有許多品種,每一種都有特有的SFC曲線要求。許多工程技術人員常常根據產品的SFC要求來進行產品油相的復配,在這過程中人們常常忽略了所選用的基料在結晶速度方面的差異,而只重視復配物的SFC值是否與產品要求相吻合,其實原料油脂結晶速度習性是影響產品品質的重要因素。
　　
　　棕櫚油的結晶較為緩慢已成定論,以棕櫚油為主料的產品常因此而導致包裝后產品發生后結晶現象,從而影響產品質構,危及其功能性。從我們測得的四種棕櫚油的結晶情況來看,在相同結晶條件下,它們的結晶速度均慢于牛脂系列。現將它們在冷卻結晶方面的特性討論如下:
　　
　　4.1棕櫚軟脂
　　
　　棕櫚軟脂是上述四種油中最為緩慢的一種油。從圖1、2、3可以看出,在非迅速冷卻條件下,棕櫚軟脂結晶尤為緩慢。因此,對那些并不具備激冷捏合裝備———密封刮板換熱器(A單元)的生產人造奶油、起酥油的廠商而言,棕櫚軟脂的應用要慎重。根據圖1所示,在冬季人造奶油、起酥油配方中,棕櫚軟脂的比率不宜過大,以免發生嚴重的后結晶現象,即在產品灌裝口流出的產品柔滑細膩有光澤,但稍停片刻就會十分堅硬,失去可塑性和光澤。在加工工藝參數上也會反映出棕櫚軟脂的緩慢結晶習性的作用,即A單元出口料溫偏低、及A、B兩單元料溫溫差偏小。
　　
　　4.2棕櫚油
　　
　　棕櫚油的結晶速度比棕櫚硬脂慢。在0℃下其結晶率曲線形狀與棕櫚軟脂十分相似,可以看出它也是一種緩慢結晶的脂。棕櫚油中約含7%PPP和43%的POP和36%POO和PleO(P—棕櫚酸基,O—油酸基,le—亞油酸基),根據Rossel的研究成果,認為PPP/POP二元物系呈現出明顯的偏晶行為,而POP/POO二元物系呈明顯的共晶行為。甘油三酯間的相互作用導致棕櫚油無論在0℃還是在10℃或20℃下結晶,都在結晶過程發生的初始階段內出現結晶率上升格外遲緩的現象,這一現象在10℃下結晶尤為明顯。在采用棕櫚油為主要基料的人造奶油、起酥油生產過程中需對此特加重視。

　　
　　4.3棕櫚硬脂
　　
　　與棕櫚軟脂和棕櫚油相比,棕櫚硬脂的結晶速度有了較大的提高,這應歸因于棕櫚硬脂富含的高熔點、三飽和脂肪酸對脂肪結晶過程的加速作用。
　　
　　但棕櫚油中存在的PPP與POP之間的相互作用,仍能反映在棕櫚硬脂的結晶行為中。圖3所示可以看出在較高溫度(20℃)下結晶,POP餾分對PPP結晶過程的影響有所減弱。此條件下棕櫚硬脂的起始結晶階段速度增幅較快,這一點啟示我們在以棕櫚硬脂為主基料的人造奶油、起酥油的生產工藝中,采用預結晶工藝對產品品質的提高是有益的。在10℃條件下結晶棕櫚硬脂結晶后期的結晶率超出1100。我們多次測試的結果均如此。這意味著采用緩慢結晶工藝與采用速冷結晶工藝,將產生不同的固脂含量,也就是說在迅速冷卻結晶下,高熔點餾分與其他餾分會形成一種低熔點的共晶物。
　　
　　但在緩慢冷卻條件下,高熔點餾分與其他餾分形成共晶的可能性減弱。在較高溫度(20℃)時,由于P0P類餾分的熔點為34℃～35℃,而PPP類餾分的熔點≥56℃,很明顯此時POP類餾分的結晶推動力很小,所以它對PPP類餾分結晶過程的影響也有所減弱。在10℃條件下發生的現象,在20℃時沒有發現。在10℃條件下棕櫚硬脂在結晶后期的結晶率大于110現象,提示我們不同的冷卻速度將導致產品有不同的可熔性。這一觀點與一些文獻的報道情況很一致。
　　
　　4.4氫化棕櫚油
　　
　　從表1所示可以看出,氫化棕櫚油的亞油酸含量比棕櫚硬脂低得多,所以氫化棕櫚油的氧化穩定性比棕櫚硬脂好。并且從表2可以明顯看到氫化棕櫚油在40℃以下溫度區的SFC均比棕櫚硬脂的高,但45℃的SFC值反而較低,所以可以用氫化棕櫚油來調節人造奶油、起酥油油相的塑性和抗熱能力的優良原料。
　　
　　從圖1、2中可以看出,在相同結晶條件下,氫化棕櫚油的起始結晶速度要比棕櫚硬脂低,其結晶率上升幅度不大,尤其在10℃或20℃條件下更為明顯,這一現象與氫化棕櫚油所含的高熔點、三飽和型酯要比棕櫚硬脂少有關。