代可可脂_类可可脂_天然可可脂的组成及性质分析.docx

文章编号: 1003- 7969( 2007) 10- 0038- 05中图分类号: TS225.6文献标识码: A代可可脂、类可可脂、天然可可脂的组成及性质分析孙晓洋, 毕艳兰, 杨国龙( 河南工业大学粮油食品学院, 450052 郑州市嵩山南路 140 号)摘要: 对代可可脂( 月桂酸型和非月桂酸型) 、类可可脂、天然可可脂的组成及性质进行比较研究, 主要包括 Sn - 2 位和总脂肪酸组成分析、熔化特性、产品成分和氧化稳定性分析。结果表明, 天 然可可脂和类可可脂脂肪酸组成较相似, 但与代可可脂则差异较大; 天然可可脂、类可可脂和月桂 酸型代可可脂的 DSC 曲线图上出现一个陡峭而又强烈的吸收峰, 表明熔化范围较窄, 成分单一, 而非月桂酸型代可可脂的 DSC 曲线图上出现两个吸收峰, 表明熔化范围较宽, 成分复杂; 天然可 可脂、类可可脂和代可可脂中甘三酯含量均大于 94%; 利用 Rancimat 测定的天然可可脂、代可可 脂的氧化稳定性相对类可可脂的较好。关键词: 代可可脂; 类可可脂; 天然可可脂; 脂肪酸组成; 氧化稳定性Composition and pr oper ties analysis of cocoa butter r eplace, cocoabutter equivalent and cocoa butterSUN Xiao- yang, BI Yan- lan, YANG Guo- long( Faculty of Food Science and Engineering, Henan University of Technology,450052 Zhengzhou,China)Ab st r a ct : Comparative study was carried out among cocoa butter replace (nonlauric and lauric),cocoa butter equivalent and cocoa butter, mainly including fatty acids composition analysis of Sn - 2 position and total sample, melting properties, components and oxidative stability. The results showed that cocoa butter was similar to cocoa butter equivalent in total, but it was greatly different from cocoa butter replace; cocoa butter, cocoa butter equivalent and cocoa butter subs - titute displayed a steeping and strong exotherm peak in DSC curves, indicating the narrow melti - ng range and a single component, but cocoa butter replace displayed two exotherm peaks, indi - cating the wide melting range and complex components; the content of triacylglycerol in cocoa butter, cocoa butter equivalent and cocoa butter replace was more than 94% oxidative stability of cocoa butter equivalent determined by Rancimat was inferior to cocoa butter and cocoa butter replace.Key wor ds: cocoa butter replace; cocoa butter equivalents; cocoa butter; fatty acid comp -osition; oxidative stability天然可可脂( cocoa butter 或 cacao butter, 简称CB) 是可可豆经压榨法制得的具有特殊功能的油脂, 盛产于热带( 主要在非洲) , 常温下为乳黄色固体, 外观类似白蜡, 具有芳香气味。可可豆生产主要 为赤道南北 20 纬度以内地区, 由于可可脂的原料生 产受到气候条件的严格限制, 其产量远远不能满足 人们的需求, 因此天然可可脂的代用品应运而生。根 据所采用的油脂原料和加工工艺的不同, 可可脂代 用品可以分为代可可脂和类可可脂 ( cocoa butter收稿日期: 2007 - 05 - 23作者简介: 孙晓洋( 1981 - ) , 男, 在读硕士; 主要从事油脂 检测及油脂化学方面的研究工作。通讯作者: 毕艳兰 副教授2007 年第 32 卷第 10 期中 国油 脂39equivalent, 简称 CBE) 两大类, 代可可脂又分为月桂酸型( cocoa butter substitute, 简称 CBS) 和非月桂酸表 1 可可脂产品的部分理化指标项 目CBCBECBRCBS水分及挥发物含量( %)酸值(mgKOH / g)过氧化值( mmol / kg)0.162.850.140.040.341.010.030.110.160.020.320.02 1 3型( cocoa butter replace, 简称 CBR) 两种 。本实验对可可脂产品的主要脂肪酸组成、产品成分、熔化特性和氧化稳定性进行比较研究,供参考。1材料与方法1.1材料为其开发与应用提2.2可可脂全样和 Sn - 2 位脂肪酸组成及含量比较( 见表 2)表 2CB、CBE 、CBR 和 CBS 的 Sn - 2 位和全样脂肪酸组成( % )天然可可脂( 江苏林芝山阳集团有限公司) ; 类可可脂 ( 利用 Lipozyme IM 脂肪酶催化茶籽油酯交换制备) ; 月桂酸型和非月桂酸型代可可脂( 日本不 二制油有限公司惠赠) 。1.2主要仪器脂肪酸样 品12 014 016 018 018 1 18 2 18 3CB 全样CB Sn - 2 位CBE 全样CBE Sn - 2 位CBR 全样CBR Sn - 2 位CBS 全样CBS Sn - 2 位-48.8854.07-23.4727.0524.002.9321.586.6833.798.7511.967.3839.153.0034.842.636.072.6512.688.9032.7286.6735.4085.6857.8982.74-2.376.672.074.911.215.30-0.13-6890N 型气相色谱分析仪薄 层 色 谱 - 火 焰 离 子 检 测 仪( 美国 Agient 公司) ;( Mitsubishi KagakuIatron, Inc) ; DSC204( 德国 Netzsch分析仪( 上海顾村电光仪器厂) 。1.3实验方法公司) ; 三用紫外1.3.1测定。酸值的测定按 GB / T 5009.37 - 2003 方法注: - 表示不含或者未检测到从表 2 可以看出, 天然可可脂全样中棕榈酸、硬脂酸、油酸和亚油酸含量分别为 24.00% 、39.15% 、32.72%和 2.37%, Sn - 2 位上分别为 2.93% 、3.00% 、86.67%和 6.67%, 这与可可脂的典型脂肪酸组成( 棕 榈酸 25.5%, 硬脂酸 34.0% , 油酸 35.1% , 亚油酸 73.4%, 其他 2.0%) 相似。根据油脂脂肪酸分布和甘三酯组分的关系利, 用 1, 3 - 随机 - 2 - 随机分布学 说计算天然可可脂中油酸 - 二饱和脂肪酸甘油酯 ( - POP+- StOSt +- POSt) 含量约为 76% , 与文献 8报道一致。SI 值表示硬脂酸在油脂中主要甘三酯 ( POP、POS、SOS) 1, 3 - 位上的含量与在主要甘三酯1, 3 - 位上的所有脂肪酸总含量的比值, 天然可可脂1.3.2水分及挥发物含量的测定 按 GB / T 5528 -1995 方法测定。1.3.3过氧化值的测定方法测定。按 GB / T 5009.37 - 2005 41.3.4脂肪酸组成分析条件检测器: 氢焰离子化检测器; 毛细管脂肪酸分析柱: 30.0 m320 m0.50 m; 进样口温度: 230 ; 柱温: 210 ; 检测器 温 度 : 300 ; 氮 气 流 速 : 1.0 mL / min; 氢 气 流 速 :35 mL / min; 空气流速: 400 mL / min。 51.3.5油脂组成成分分析用薄层色谱- 火焰离子检测仪( TLC - FID) 定量检测油样中甘一酯、甘二酯、甘三酯及脂肪酸含量。样品溶解在正己烷中 配制成浓度为 10 20 mg / mL 的溶液, 取 1 L 样点于薄层色谱棒上, 在苯 / 三氯甲烷 / 乙酸( 50 20 910的 SI 值约为 0.57 , 利用甘三酯组分含量计算软件计算得到天然可可脂的 SI 值为 0.62, 与天然可可脂 110.7, V / V / V)析。溶剂体系下展开, 然后进行仪器分的 SI 值基本符合 。用软件计算类可可脂中油酸 -二饱和脂肪酸甘油酯 ( - POP+- StOSt+- POSt) 含 量约为 75%, SI 值为 0.63, 表明类可可脂甘三酯组 分与天然可可脂较为相似。非月桂酸型代可可脂 Sn- 2 位脂肪酸组成及含量与天然可可脂较相似, 但总 脂肪酸组成则相差较大, SI 值为 0.14, 其甘三酯组分 与天然可可脂相差较大, 同时其脂肪酸组成与棕榈TLC - FID 操作条件: 氢气流速 130 mL / min; 空气流速 1 700 mL / min; 扫描速度: 30 s / 棒。1.3.6DSC 分析 见参考文献 6 。 61.3.7氧化稳定性分析 利用 Rancimat 测定油脂氧化稳定性。样品量: 5 g; 温度: 110 ; 空气流速:10 L / h。2结果与讨论2.1可可脂产品部分理化指标测定结果比较( 见表1) 12油中间分提物的 较为相似且不含月桂酸, 据此推测其原料可能是棕榈油。月桂酸型代可可脂全样脂 肪酸中月桂酸和豆蔻酸含量在 70%以上, 在 Sn - 2位脂肪酸组成中其含量大于 80%,而棕榈酸和硬脂中 国油脂2007 年第 32 卷第 10 期40酸含量相对较低, 这与椰子油( coconut oil) 的主要脂表 3 CB、CBE 、CBR 和 CBS 组分( % ) 1, 13肪酸组成( 月桂酸: 44% 52%, 豆蔻酸: 13% 游离脂肪酸样 品甘三酯甘二酯甘一酯19% , 棕榈酸: 8% 11% , 硬脂酸: 1% 3% ) 较为相似, 可能是椰子油或棕榈仁油的改性产品。CBCBE CBR CBS94.4599.6397.2198.224.130.201.561.61-1.420.171.230.172.3可可脂产品组成成分分析比较利用 TLC - FID 检测天然可可脂、类可可脂和代注: - 表示不含或者未检测到可可脂的主要组成成分, 结果见图 1 图 4 和表 3。从表 3 可见, 天然可可脂、类可可脂和两种代可可脂中甘三酯含量都在 94%以上; 天然可可脂中含 有 4%左右的甘二酯, 非月桂酸型代可可脂和月桂酸 型代可可脂中含有 1.5%左右的甘二酯, 类可可脂中 基本不含甘二酯; 天然可可脂和非月桂酸型代可可 脂中含有 1.3%左右的游离脂肪酸, 类可可脂和月桂 酸型代可可脂中含有 0.15%左右的游离脂肪酸。2.4 可可脂产品的 DSC 分析比较DSC 在研究结晶动力学和甘三酯混合物在动态 条件下的熔点方面非常有用, 是对固体脂肪含量测 定方法和各种熔点测定方法的补充。利用 DSC 分析 天然可可脂、类可可脂和代可可脂的升温曲线, 如图5 所示。图 1天然可可脂的 TLC - FID 图谱图 2类可可脂的 TLC - FID 图谱图 5 天然可可脂、类可可脂和代可可脂的 DSC 升温曲线从图 5 可以看出, 天然可可脂、类可可脂和月桂酸型代可可脂有较为相似的熔化特性, 非月桂酸型 代可可脂在较低的温度下有一较微弱的吸收峰。天 然可可脂的 DSC 曲线图上出现一个陡峭而又强烈 的吸收峰, 表现出单一的晶体特性, 其主要甘油三酯 POP、POS 和 SOS 相容性好, 因其没有经过调温处理 处于 晶型, 熔化范围为 21 24 ( 在最稳定的 结晶状态下熔化范围为 32 35 14 ) 。类可可脂与 天然可可脂一样只出现一个陡峭而又强烈的吸收 峰, 但是熔化范围比天然可可脂的稍宽, 同样因为没 有经过调温处理而处于 晶型, 其熔点也较低,同时 从脂肪酸组成中可以看出类可可脂中油酸含量比天 然可可脂中的高, 这使得类可可脂的熔化起始温度 比天然可可脂的低 15 。非月桂酸型代可可脂在较低图 3 非月桂酸型代可可脂的 TLC - FID 图谱图 4 月桂酸型代可可脂的 TLC - FID 图谱2007 年第 32 卷第 10 期中 国油脂41的温度出现较小的吸收峰可能是由于低熔点甘三酯( OOO, 含量约为 17%) 的存在。月桂酸型代可可脂也 出现一个陡峭而又强烈的吸收峰。由于代可可脂不 需要经过调温处理, 其熔化范围处于 33 37 。根 据天然可可脂、类可可脂和两种代可可脂的脂肪酸 组成含量, 结合其 DSC 升温曲线可以看出, 随着饱 和脂肪酸含量的升高, 熔化吸热峰向高温偏移。峰越 尖锐, 峰的熔点范围越窄, 说明甘三酯成分相对单 一, 由此可知可可脂、类可可脂和月桂酸型代可可脂 较非月桂酸型代可可脂甘三酯成分相对单一。利用 DSC 分别分析天然可可脂与类可可脂和 天然可可脂与非月桂酸型代可可脂的等比例 ( 质量 比) 混合物的升温曲线, 如图 6 所示。图 7 天然可可脂、类可可脂和代可可脂的氧化稳定性测定 16和酸的含量 。天然可可脂和类可可脂的不饱和酸含量相当, 但经薄层色谱法检测天然可可脂中含有 一定量的具有抗氧化性能的维生素 E, 这使其具有 相对较好的氧化稳定性, 天然可可脂的电导率在测 定初始阶段的升高可能是由于其含有的特殊香味物 质的挥发造成的。类可可脂在制备过程中受反应温 度、反应时间等因素的影响过氧化值相对较高, 这也 是检测初始阶段电导率较代可可脂高的原因, 从可 可脂产品理化指标的测定结果上也得到了反映。非 月桂酸型代可可脂与天然类可可脂具有相似的氧化 稳定性, 可能是因为虽然非月桂酸型代可可脂中油 酸含量较天然可可脂和类可可脂中的高, 但亚油酸 含量相对较低, 理论上亚油酸的氧化速度明显高于 油酸的氧化速度, 同时经薄层色谱法检测非月桂酸 型代可可脂中含有少量的维生素 E 等抗氧化性物图 6 天然可可脂与类可可脂及天然可可脂与非月桂酸型代可可脂的等比例混合物的 DSC 升温曲线从图 6 中可以明显观察出天然可可脂与类可可脂的等比混合物的 DSC 曲线图上出现一个陡峭而 又强烈的吸收峰, 表现出单一的晶体特性, 说明天然 可可脂与类可可脂的等比例混合物的成分相对单 一。天然可可脂与非月桂酸型代可可脂的等比混合 物的 DSC 曲线图上出现两个吸收峰, 第一个吸收峰 的极值温度与天然可可脂的较为相似, 而第二个吸 收峰的极值温度相对较高, 说明天然可可脂与非月 桂酸型代可可脂的等比例混合物的成分相对差异较 大, 这从天然可可脂和非月桂酸型代可可脂的 Sn -2 位和全样脂肪酸组成上的差异可以得到印证。2.5 氧化稳定性比较由于可可脂产品来源不同, 其氧化稳定性会有 差异, 利用 Rancimat 测定可可脂产品的氧化稳定 性, 如图 7 所示。从图 7 可以看出, 类可可脂诱导时间为 27.6 h, 而天然可可脂、代可可脂在接近 100 h 时其电导率 变化一直较为缓慢, 这表明天然可可脂和代可可脂 都具有较好的氧化稳定性, 而类可可脂的氧化稳定 性相对天然可可脂和代可可脂的较差。油脂氧化稳 定性与其不饱和酸含量有很大关系, 尤其是多不饱 17质 。月桂酸型代可可脂中几乎不含有不饱和脂肪酸, 并且经检测其中也含有维生素 E, 故其氧化稳定 性相对最优。3结 论天然可可脂和类可可脂脂肪酸组成较相似, 但 与代可可脂差异较大; 天然可可脂、类可可脂和月桂 酸型代可可脂熔化范围较窄, 成分相对单一, 而非月 桂酸型代可可脂的熔化范围相对较宽, 成分相对复 杂; 天然可可脂、类可可脂和代可可脂中甘三酯含量 均大于 94%; 天然可可脂、代可可脂氧化稳定性相对 类可可脂较优。参考文献: 1 2毕艳兰. 油脂化学 M . 北京: 化学工业出版社, 2005.Zaidul I S M, Nik Norulaini M A, Mohd Omar A K, et al. 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