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稳定型花生酱的研制 阎 杰 (仲恺农业技术学院 化学与化工系,广州,510225) 摘 要 确定了稳定型花生酱生产的操作要点,重点研究了工艺流程、 稳定剂种类及用量对成品酱体态、 口感及 稳定性的影响。结果表明,花生仁经破碎、 混合配料、 粗磨、 精磨,以14 %蛋白粉、115 %单甘酯混合作为稳定剂, 再辅以适量的抗氧化剂和调味料,可得到风味、 色泽、 质地、 口感均极佳的产品。 关键词 花生酱,稳定剂,工艺参数 第一作者:博士,讲师。 收稿日期:2005 - 02 - 11 ,改回日期:2005 - 05 - 05 花生具有很高的营养价值,素有 “绿色牛乳” 之 称。由花生制得的花生酱具有特殊风味及良好的口 感,食用方便,是美味的佐餐或调料食品。在美国,与 可口可乐和汉堡包一样,花生酱已成为其饮食文化的 一部分,有94 %的家庭食用,年人均115kg1。在东 欧、 港台和东南亚,人们喜食花生酱,而这些国家和地 区缺乏花生资源,故其售价较高,如台湾省,花生仁每 公斤价格约为新台币67元,折合人民币22元,约为 大陆市场价的46倍2。 我国花生资源丰富,总产量达500多万t ,居世界 第2位,但花生制品的档次低。花生酱虽早有生产, 但贮藏中易产生析油现象,上浮的油脂极易氧化、 酸 败,非油脂部分自然沉降形成坚硬的固形物,从而使 产品的风味、 涂抹性、 感官质量降低、 贮存期缩短,这 严重制约了我国花生酱行业的发展。近几年,部分企 业从国外引进了先进的生产工艺及设备,提高了产品 质量,但受制于经济发展的不平衡,从总体上看,我国 的生产技术仍较落后。因此,充分利用我国的原材 料,加强花生酱及其系列产品的研究,开发出适合我 国国情的生产工艺和产品,对我国花生食品的深加 工、 精加工和外贸出口都具有重要的意义。 1 材料与方法 111 原辅料 花生仁:质量符合G B15331986标准。精盐,味 精,葡萄糖,乳化剂(食品级单甘酯、 蔗糖酯、 磷脂 ) , 氢 化油,花生蛋白粉,大豆蛋白粉,环糊精,花生粕。 112 仪器设备 鼓风干燥箱,立式胶体磨(国产 ) , 多功能粉碎机, 托盘天平,电子天平。 113 试验方法 11311 工艺流程 工艺流程1:原料预处理 粗磨 配料(剧烈搅 拌) 精磨 后处理 成品 工艺流程2 :原料预处理 混合配料 粗磨 精 磨 后处理 成品 工艺流程3 :原料预处理 破碎 混合配料 粗 磨 精磨 后处理 成品 本文将这3种流程进行了对比试验。 11312 操作要点 1131211 原料预处理 花生仁的精选:花生极易受到黄曲霉毒素的污 染,精选是有效地降低花生中黄曲霉毒素含量,确保 花生酱卫生指标的基本措施。选择籽粒饱满,仁色乳 白,气味正常的花生仁作为原料,一定要剔除外壳、 石 子、 铁屑、 土块等杂物以及破损、 变色、 霉烂、 虫蛀、 瘪 粒及未成熟粒。 烘烤:这是直接决定花生酱风味、 口感和色泽的 关键工序。烘烤不足则香气淡薄,且产品有生花生 味,烘烤过头则会产生焦糊苦味,色泽深暗。然而,烘 烤的最佳条件,现有的文献报道差异极大36。本文 通过试验后确定,烘烤温度150160,每30 min翻 动一次,时间45 h适宜。 冷却:烤熟的花生仁应迅速降温至45 以下(冷 风机 ) , 以防余热导致花生焦糊。 脱红衣与拣选:红衣中含有单宁和色素,胚芽含 有一种涩味素,留存下来的红衣与胚芽不仅会使产品 出现杂色斑,还会使产品带苦涩味,影响产品的色泽、 风味和口感。因此,冷却的花生仁需破碎为23瓣, 然后用风选法去除红衣,用筛子筛出胚芽。再拣选, 去除烘烤过度和未去净红衣的花生仁,使红衣的留存 率不超过5 %。 1131212 花生酱的磨制 在研磨过程中,酱体温度迅速升高。若使用一次 食品与发酵工业FOOD AND FERMENTATION INDUSTRIES 140 2005 Vol. 31 No. 6 (Total 210) 研磨法,产品的出口温度高达100以上,油脂易发 生氧化和聚合反应、 还原糖与蛋白质中的游离氨基起 缩合反应,同时,花生本身的抗氧化物也受到破坏,这 些情形会造成产品颜色变深、 品质下降,严重影响其 风味。因此,本试验采用国产胶体磨进行2次研磨, 先粗磨,后精磨。 粗磨:若此阶段产品粒径过小,则出口温度过高, 会出现上述缺陷,同时设备磨损严重;若产品粒径过 大,则产品流动性差,操作困难,同时将增加精磨设备 的负荷。在研磨过程中可根据设备及原料的特点灵 活操作,但出口温度控制在8082。 精磨:目的在于进一步磨细酱料,使酱体细腻、 顺 滑。精磨的细度不仅会影响产品的组织特性和稳定 剂用量,还直接关系到花生酱的适口性及口融性。研 磨得粗,花生油释放少,成品酱硬度增加,口感差;磨 得细,酱质地细腻,流动性增加,口感好。但粒径过 细,表面能增大,颗粒易聚集,稳定剂用量大,这对相 关工艺提出了更高的要求,同时也要求更精良、 耐磨 损的设备。因为花生细胞的大小多为40m左右7, 故成品粒径应 40m ,综合这些因素,通过试验确定 精磨细度在710m较合适,出口温度控制在68 以下。 1131213 产品后处理 冷却:刚精磨后的乳化体处于不稳定的高能量状 态,一方面,酱体温度高,粘度低,分子间剧烈的运动 极易破坏尚未完全稳定的乳化网状结构;另一方面, 由于成品颗粒粒径小,表面能大,颗粒相互聚集的趋 势大。这时若不能迅速排除其热量,分子的剧烈运动 以及颗粒的聚集将使油脂离析出来。 从理论上讲,物系冷却的速度越快,温度越低,成 品的稳定性越好,生产中常用冷风机或冷冻机冷却到 50 以下进行包装。本文在试验过程中采用水浴冷 却至50 以下进行包装。 后熟:将包装好的产品静置48 h以上,目的是为 了让花生酱乳化体中的网络状结构完全稳固定型。 在此期间,任何物理的或机械的作用都会对酱体的稳 定性、 坚硬度有极大的影响。因此,应尽量避免对产 品的碰撞、 频繁搬动或振动。 11313 产品析油观察方法 样品于室温 (20 25)放置,观察酱面析油情 况。若酱面24h无明显析油,用牙签在酱体中划出一 锥型孔(呈 “V” 型 ) , 孔顶端30 左右,继续放置48h ,在 此期间不断观察锥型孔内的析油情况。 2 结果及讨论 211 最佳工艺流程的确定 为了保证产品的均一性、 稳定性,生产中配料要 均匀加入,但试验发现,实际操作难度较大。采用工 艺流程1 ,粗磨后由于酱体粘稠,即使剧烈搅拌,加入 的配料也难以均匀分散。在大生产中,由于设备死 角,配料结团等原因,产品的均匀性、 稳定性更难以保 证。采用工艺流程2 ,由于各配料粒径差异大,混合 料在运输及粗磨过程中易再次出现分级现象,无法保 证均匀性。针对此问题,本文进行了大量试验,结果 表明,工艺流程3能达到极好的效果。与流程1、 流 程2相比,流程3所得产品的均匀性、 稳定性均大大 改善。其具体操作为:将预处理得到的花生仁破碎成 78瓣,成为花生碎。将稳定剂、 甜味剂、 食盐等混 匀后加入花生碎中,混合,然后再进行研磨。 212 稳定剂种类及用量的确定 从理论上讲,花生经过研磨,形成典型的多相分 散体系,存在大量的相界面,比表面积很大,表面自由 能很高。根据能量最低原理,为了降低表面自由能, 花生酱体中的微粒具有强烈的聚集趋势。因此,该分 散体系是典型的热力学不稳定体系,而且微粒越小, 聚集趋势就越大。聚集的结果是粒径变大,分散度下 降。根据Stokes定律,微粒在粘性液体中的沉降速度 可用公式表示为: = 2gr2(1-2) 9 式中:为微粒沉降速度, m/ s;g为重力加速度 常数,m/ s2;r为微粒半径,m;1、2分别为微粒和分散 介质的密度,kg/ m3;为分散介质的粘度,Pas。 很显然,在花生酱体中,固形物微粒的密度1大 于分散介质(油脂)的密度2,故油脂将上浮,固形物 则聚集沉降,从而出现析油现象。若长时间放置,由 于花生油中饱和脂肪酸含量高,固体脂肪会结晶析 出,呈乳白色,严重影响其商品价值。因此,从根本上 讲,花生酱生产的一个关键问题是解决该分散系的稳 定问题。 为了使酱体稳定,需要降低分散系的表面自由 能。这取决于2方面,一是要求设备具备这方面的功 能,换言之,花生酱的磨制设备既要能将烘好的花生 仁磨细,又能使酱体形成类似于 “油包水” 的稳定结 构。二是天然花生仁中能降低表面自由能的组分极 少,这要求在配料中加入适当的表面活性剂(乳化 研究简报 2005年第31卷第6期(总第210期) 141 剂 ) , 这也是最常用的稳定多相分散系的方法。另外, 一些填充剂可吸附在微粒表面形成机械性或电性保 护膜,防止微粒间的相互聚结,同时,增加介质粘度也 是常见的稳定方法。 花生酱生产中常用的添加剂有稳定剂、 抗氧化 剂、 糖、 盐等。其中,稳定剂是保证体态的最重要添加 剂,它的用量与研磨细度及研磨温度有关,研磨越细、 温度越高,稳定剂用量越大。同样条件下,产品稳定 剂含量越高,产品硬度、 粘着性也增高,而涂沫性变 差。 理想的稳定剂能赋予花生酱良好的口感、 口融性 和涂抹性,增加香味;具有快速凝固性,能阻止油脂析 出。目前报道的稳定剂主要有单甘酯、 蔗糖脂肪酸 酯、 大豆磷脂等乳化剂,以及氢化油、 棕榈油、 花生粕 等填充剂。 21211 乳化剂的影响 根据表1 ,蔗糖酯、 磷脂以及它们与单甘酯的混 合物,其乳化效果均不及单甘酯,而且蔗糖酯价格较 高,磷脂色泽深并有一定的豆腥味。 单甘酯为两性分子,它的极性头部为未酯化的自 由羟基,非极性尾部为长的碳氢链。在花生酱中,其 极性头部吸附呈极性的酱体颗粒,非极性尾部伸入外 层油脂中,形成W/ O的缓冲结构,使得相碰撞的颗粒 不聚集,同时W/ O型结构也降低了两相之间的界面 张力,降低了表面自由能,提高了两相间的兼容性。 另外,单甘酯熔点高,常温下为晶体,晶格网状结构可 增加酱体的稳定性,防止分层。故选择单甘酯进行下 一步试验。结果见表2。 表1 乳化剂效果试验 稳定剂用量/ %效 果 单甘酯2不析油,味略苦 蔗糖酯2析 油 磷 脂2析 油 单甘酯+蔗糖酯2析 油 单甘酯+磷脂2析 油 表2 单甘酯用量试验 用量/ %效 果 0176 h明显析油 11115 h明显析油 11524 h明显析油 118酱面光亮,析油量极少,无明显苦味 210不析油,体态光滑,味略苦 213不析油,酱面有裂纹,味略苦 215酱面有裂纹,味苦 表1中,乳化剂用量为花生仁质量的2 % ,混合 乳化剂为各种乳化剂等质量混合。表1、 表2基本配 方(质量比 ) : 花生仁100 ,精盐1 ,蔗糖粉3 ,葡萄糖 215 ,另加TBHQ为花生仁质量的0102 %(下文采用基 本配方与此相同)。 由表2可以看出,当单甘酯用量在118 %以下时, 体系存在明显的析油现象,当用量在210 %以上时, 体系不析油,但有明显的苦味,且用量大,成本高,酱 体较硬,口融性、 涂沫性差,酱面有裂纹。因此,单独 以单甘酯为稳定剂效果并不佳。 21212 氢化油的影响 有文献报道添加氢化油作为稳定剂7,棕榈油因 为熔点较高,不经氢化可直接使用,且成本较低,据报 道8,花生酱添加量为210 %215 % ,于2124 贮 存1a以上,仍未见分层,且质地更柔软。本文采用市 售氢化油进行了试验,结果如表3所示。 表3 氢化油作为稳定剂试验 氢化油 种类 氢化油 用量/ % 单甘酯 用量/ % 效 果 熔点3615015906 h均明显析油 熔点51 1906 h均明显析油 1811212 h均明显析油 811524 h明显析油 811824 h明显析油 8210不析油,口感较滑,微苦 9210不析油,较硬,酱面无光泽 氢化油加入方法:高温将氢化油熔化,加入单甘酯, 搅匀,加入其他添加剂,混匀,再逐步混入花生碎中。 由表3可以看出,仅加氢化油,不加单甘酯,很难使 酱体在放置过程中不析油。再与表2进行对比,发现加 入氢化油,为使酱体不析油,加入的乳化剂不但没减少, 反而有所增加。这主要是因为花生中油脂含量较高,油 脂中不饱和脂肪酸含量高,常温下呈液态,加入一定量 的氢化油之后,体系含油量更高,使酱体稳定所需的乳 化剂自然更多。若加入的氢化油量过大,它与花生油的 混合物冷却至室温之后呈固态,则酱体不会析油,但可 以推知,满足此条件的氢化油用量较大,生产成本高,产 品的香味较淡。由此可知,单独加氢化油或加氢化油与 乳化剂并不是理想的选择。 21213 植物蛋白粉的影响 有资料以脱脂花生粕为原料生产花生酱8,也有 以脱脂麦胚为填充剂的报道6,本文进行了类似试 验,结果显示,产品硬度大,涂沫性差,口感粗糙。本 文选择花生蛋白粉与大豆蛋白粉进行试验,结果见表 4。 食品与发酵工业FOOD AND FERMENTATION INDUSTRIES 142 2005 Vol. 31 No. 6 (Total 210) 表4 填充剂试验 种 类用量/ %效 果 花生蛋白粉 824h明显析油 1248h明显析油 16无明显析油,口感滑顺,酱面光亮 20不析油,硬度大,口感粗糙,香味较淡 大豆蛋白粉 824h明显析油 1248h明显析油 16无明显析油,口感滑顺,酱面光亮 20不析油,硬度大,口感粗糙,香味较淡 单甘酯用量为花生质量的112 % ,蛋白粉用量以 花生质量为基准。 根据表4 ,以蛋白粉和单甘酯混合作为稳定剂能 达到较为理想的效果。蛋白粉用量大,单甘酯的用量 可以适当减少,但蛋白粉用量超过20 %之后成品酱 硬度大,口感粗糙,香味较淡;蛋白粉的用量少,单甘 酯的用量需适当增大,但根据表2 ,单甘酯的用量超 过118 %之后,成品酱口味较差。在此范围内,本文 经多次试验,发现花生蛋白粉用量为14 % ,单甘酯用 量为115 %时,所制得的花生酱呈黄褐色,有光泽,色 泽均匀一致;花生香味浓郁、 纯正自然,口感柔滑,不 粘牙;形态呈均匀粘稠膏状,组织细腻、 柔软,无析油、 沉降现象;其理化、 卫生指标均满足行业标准 (QB的要求。 3 结 论 花生酱制作工艺虽不复杂,但各工序的操作、 稳 定剂的种类及用量对成品酱体态、 口感及稳定性的影 响很大。按本文所提出的工艺流程,以蛋白粉与单甘 酯混合作为稳定剂(用量分别为花生仁质量的14 %、 115 %) ,再添加适量的抗氧化剂和调味料,可得到风 味、 色泽、 质地、 口感均佳的产品。 致谢:衷心感谢陈杰、 陈金德等同事在实验过程 中给予的大力帮助。 参考文献 1 赵志强,万书波,束春德编 1 花生的食品加工与综合利用 M1 北京:中国轻工业出版社,199818 2 http :/ / qdnj1qingdao1gov1cn/ department/ nongji1nsf/ shiqu 3 杨 湄 1 花生酱加工技术J 1中国油料,1994 ,16(4) :7273 4 Mahamat Sorto ,Shen Jianfu , Dong Shaohua1Wheat Germ Peanut Butter Processing TechnologyJ 1Journal of Zhejiang Agricultural University , 1999 , 25(3) : 318320 5 倪元颖,蔡同一,陈少洲,等 1 花生酱:绿色牛奶J 1 中国 食品工业,1995 ,(11) :1618 6 葛毅强,孙爱东,倪元颖,等 1 脱脂麦胚花生酱的研制J 1 食品工业科技,1999 ,20(4) : 3638 7 陆 恒 1 稳定性花生酱实用技术J 1 食品与机械,1999 , 72(4) :3132 8 周秀琴 1 未氢化棕榈油作花生酱稳定剂J 1 粮食与油脂, 1996 ,(4) :48 9 毛丽萍,李凤翔 1 低脂营养花生酱的生产技术J 1 河北农 业科技,1995(11) :30 Study on Preparation of Stabilized Peanut Butter Yan Jie (Department of Chemistry and Chemical Engineering, Zhongkai University of Agriculture and T echnology , Guangzhou , 510225 , China ) ABSTRACT Essential operations for production of stabilized peanut but