60%牛油粉末油脂的乳化技术

粉末油脂是通过使用乳化剂、蛋白质、糊精、抗氧化剂和调味剂等物质与油脂混合，采用乳化和喷雾干燥工艺制成的粉末状产品[1]．粉末油脂具有良好的水溶性，不易氧化，能保持油脂原有的活性，提高色、香、味及营养价值，广泛应用于固体饮料、焙烤食品、婴幼儿配方奶粉、速冻食品、冰淇淋、肉制品等的加工制作[2]．

粉末油脂生产中的乳化剂种类及乳化工艺是关键，乳化好坏直接关系产品品质．为了提高粉末油脂品质，国内学者对其开展了大量的研究．高红日等[3]、祝爱侠等[4]采用蔗糖酯和单甘酯复合，收到了良好的成效；王兰甜等[5]对乳化牛油的生产工艺进行了研究．在乳化剂方面，国内多采用甘油脂与蔗糖脂非离子乳化剂配合使用，国外则利用非离子与阴离子乳化剂复配来提高产品的乳化效果和包埋率．国内外粉末油脂产品中以棕榈油产品居多，动物性油脂粉末油脂报道甚少．牛油因其具有独特的风味、高营养价值等特点，在中东地区深受消费者喜爱．为了开发适合于中东地区清真牛油粉末油脂产品，提高粉末油脂的载油量，拓展国际市场，本研究以牛油为芯材，对乳化剂组成和用量开展研究，旨在为牛油的开发利用提供依据[6]．

1 材料与方法

1.1 试验材料

牛油购自献县永盛斋油脂加工厂；葡萄糖浆、麦芽糊精、酪蛋白酸钠、阿拉伯胶、分子蒸馏单甘脂(GMS)、聚甘油脂肪酸酯(PGFE)、司盘60、双乙酰酒石酸单双甘油酯(DATEM)、柠檬酸脂肪酸甘油酯(CITREM)、硬脂酰乳酸钠(SSL)、石油醚(分析纯，沸程30～60℃)购自于食品添加剂公司．

1.2 仪器与设备

电子精密天平、DNJ-5S型电热恒温水浴锅、乳化剪切机、离心机、磁力搅拌器．

1.3 试验方法

参考苏虹等[7]的研究报告，做部分修改，对载油量60%的牛油粉末油脂乳化配方和工艺进行研究，壁材中碳水化合物用量为40%，阿拉伯胶2.5%，酪蛋白酸钠4%，磷酸氢二钾1.5%，三聚磷酸钠0.5%，配料总固形物40%．经预实验确定，选用两种非离子乳化剂和两种阴离子乳化剂复配效果最好.每类超过2种，乳化效果没有显著提升，而低于2种时，乳化效果显著下降.

1.3.1 非离子型乳化剂筛选 根据《食品添加剂使用标准》(GB2760-2014)[8]，GMS、PGFE在水油状乳化制品中的最大使用量为20 g/kg，司盘60在水油状乳化制品中的最大使用量为15 g/kg，故分别设置GMS、PGFE用量为总固形物的0.75%，1.00%，1.25%，1.50%，1.75%，2.00%，司盘60用量为总固形物的0.20%，0.50%，0.75%，1.00%，1.25%，1.50%进行单因素筛选试验．

2.1.4 响应面结果分析 GMS(X1)、PGFE(X2)、DATEM(X3)和CITREM(X4)之间的交互作用对复配体系乳化稳定性的影响如图1～6所示．由图1可知，PGME用量一定时，GMS用量再1.25%～ 1.50%时，复配体系乳化稳定性随GMS用量的增大而增大，达到极大值后，复配体系乳化稳定性随GMS用量的增大又逐渐减小；GMS用量一定，复配体系乳化稳定性随PGFE用量的增加呈现先增大后减小的趋势．由图2可知，当GMS用量在1.45%～1.55%的范围内，DATEM用量达到0.85%时，复配体系乳化稳定性达到最大值，DATEM用量大于0.85%后，交互作用对复配体系乳化稳定性影响趋势减缓切趋于平行．由图3可知，GMS用量在1.45%～1.55%之间，CITIEM用量在0.85%～0.90%范围内，复配体系乳化稳定性有极大值；GMS用量大于1.50%，CITEM用量小于0.80%或大于0.90%，均会降低复配体系乳化稳定性．由图4可知，PGFE用量和DATEM用量对复配体系乳化稳定性的影响存在协同作用，即在一定范围内，二者同时增大时，才能提高复配体系乳化稳定性；PGFE 用量1.70%～1.80%，DATEM用量0.80%～0.90%时，体系乳化稳定性最大．由图5可知，当CITREM用量不变时，随着PGFE用量的增大，复配体系的乳化稳定性呈现先增大后减小的趋势；当固定PGFE用量不变时，复配体系的乳化稳定性随DATEM用量的增大也呈现先增大后又减小的趋势；PGFE、DATEM用量分别为1.75%、0.85%左右时体系乳化稳定性达到最大值．由图6可知，DATEM用量与CITREM用量交互作用中，DATEM用量在0.24%～0.85%范围内，复配体系乳化稳定性随DATEM用量的增大而增大，当DATEM用量大于0.85%后复配体系乳化稳定性趋于平缓；DATEM用量一定，体系乳化稳定性随CITREM用量的增加呈现先增大后逐渐平行的趋势．

水库工程以防洪、兴利为主，且防洪高水位高于正常蓄水位，按库容法分摊固定资产和成本费用时，应先将防洪和兴利共用库容即重复库容分摊防洪和兴利后，再分摊固定资产和成本费用。即：

式中，表面油含量为石油醚浸泡提取5 min后，蒸馏回收石油醚，80 ℃烘干1.5 h后所测油脂的质量；总油含量为热水溶解、石油醚萃取2次，80 ℃烘干，所测油脂的质量．

表1 响应面设计因素及水平

Table 1 Independent variables and corresponding levels by Box-Behnken design

因素水平123X1:GMS-101X2:PGFE-101X3:DATEM-101X4:CITREM-101

2.1.1 非离子型乳化剂筛选 非离子型乳化剂对乳化稳定性的影响见表2，GMS的用量为1.50%时，乳化稳定性最高，为69.3%，与用量为1.25%时差异显著(P<0.05)，与用量为1.75%，2.00%时差异不显著(P>0.05)；PGFE用量为1.75%时，乳化稳定性最高，为64.8%，与用量为1.50%时差异显著(P<0.05)，与用量为2.00%时差异不显著(P>0.05)；司盘60的用量为1.25%时乳化稳定性最大，为54.7%；当GMS用量为1.50%、PGFE用量为1.75%时，其乳化稳定性均大于司盘60用量为1.25%时(P<0.05),这可能是因为司盘60的HLB值较高，分子中亲油基团较少，当体系载油量较高时，其亲油性无法满足乳化的需求，而表现出乳化能力不佳．故非离子乳化剂选择GMS和PGFE．

1.4 指标测定

1.4.1 乳化稳定性 将10 mL乳状液置于刻度离心管中，在70 ℃恒温水浴锅中保温10 min，转速4 000 r/min离心3 min，以分层液体积占总体积比例来判断乳化稳定性[9]．

1.4.2 包埋率 包埋率(%)=(1-表面油含量/总油含量)×100%

考虑到满足绿化带处道路建筑限界的要求，同时尽量减少对绿化的影响，因此将喷洒装置分别安装于两侧防撞缘石内侧。每隔1.5 m在绿化带中埋设一个边长为15 cm的混凝土基础，喷洒装置通过角钢和螺栓固定在混凝土块上方的方形钢柱上，安装后的喷嘴距离路面高度为58 cm。安装位置示意如图7所示。

1.3.3 配方优选响应面试验 在单因素试验的基础上，分别筛选出两种非离子型和阴离子型乳化剂，以其用量为自变量(Xi)，复配体系乳化稳定性为响应值(Y),运用Box-Behnken模型设计四因素三水平二次回归方程，拟合自变量与复配体系乳化稳定性之间的函数关系．试验因素水平见表1．

设计意图 继续让学生探究直角三角形中，特殊度数的角的对边与邻边的比值是否为固定值，为猜想、归纳一般结论提供素材.同时为后面求特殊角的正弦函数值、余弦函数值做准备.

2 结果与分析

2.1 乳化剂筛选

1.3.4 乳化条件优选 以乳化时间10 min、乳化温度70 ℃、乳化剪切机转速8 000 r/min为基础，固定其他条件，设置乳化时间5，10，15，20，25 min，乳化温度55，60，65，70，75，80 ℃，乳化剪切机转速7 000，8 000，9 000，10 000，11 000 r/min，重复3次，以乳化稳定性为指标，进行单因素对比试验[6]．在单因素试验的基础上，采用L9(34)正交试验，优化最佳乳化条件，并进行验证试验．

由回归模型的方差分析(表5)可以看出：模型P<0.000 1，模型极显著；失拟项P=0.069 8>0.05，失拟项不想住；决定系数(R2)为0.954 9，校正系数为0.909 8，该模型能解释90.98%响应值的变化，因而该模型拟合程度良好，试验误差小．

她觉得自己已经不配再穿它们了。她在整理它们的时候，看到了那一年生日，简东亮送她的那双GUCCI鞋，她早已经知道，那不是A货，是正版的GUCCI。因为当初认定了他不会买这么贵的鞋给她，所以一次也没有打开过，后来打开了，她认出了那是正版。

表2 非离子乳化剂对复配体系乳化稳定性的影响

Table 2 Effects of non-ionic emulsifier on emulsifying stability of compound system

用量%乳化稳定性%GMSPGFE司盘600.75(0.25)46.2±0.443.5±0.433.7±0.21.00(0.50)52.8±0.250.2±0.236.3±0.21.25(0.75)59.5±0.3bA51.5±0.344.5±0.2bcC1.50(1.00)69.3±0.2aA55.3±0.3bB49.8±0.31.75(1.25)67.0±0.3aA64.8±0.4aB54.7±0.3aC2.00(1.50)66.7±0.1aA61.5±0.2aB50.8±0.2abC

括号内为司盘60用量；小写字母表示同列数值间的方差比较；大写字母表示不同列之间的方差比较．

而在《十日谈》中，薄伽丘正是在很多时候摆脱了这种二元对立[11]的简单结构，如第七天故事的主题为“妻子捉弄丈夫的故事”，而第八天的故事主题为“互相捉弄的故事”。这二十个故事足足占了整部作品五分之一的笔墨。仔细品味作家的语言，会发现薄伽丘笔下的那些捉弄丈夫的妻子，并非“魔鬼”，她们的结局也不都是悲惨的。相反，她们中有人凭借智慧得到了自己想要的东西，有人沉湎于婚外情中，却无法引起读者的愤恨，有人为自己的蠢笨付出代价，却只是为了博读者一笑。作品中，更多的女性像男性一样享受肉欲满足所带来的快感。可以说，薄伽丘并没有以一种胜利者的姿态对女性抱有同情的态度，在很多时候，他笔下的女性与男性并无差别。

2.1.2 阴离子型乳化剂筛选 阴离子型乳化剂对乳化稳定性的影响见表3，DATEM的用量为0.80%时，乳化稳定性最高，为72.8%，与用量为0.60%时差异显著(P<0.05)，与用量为1.00%时差异不显著(P>0.05)；CITREM用量为1.00%时，乳化稳定性最高，为71.5%，与用量为0.80%时差异不显著(P>0.05)，与用量为0.60%时差异显著(P<0.05)；SSL的用量为0.60%时乳化稳定性最大，为64.0%；当DATEM和CITREM用量为0.08%时，其乳化稳定性均大于SSL用量为0.60%时(P<0.05),这可能是因为SSL的溶解性不如DATEM和CITREM，因此在体系中没有完全溶解导致乳化能力降低．故阴离子乳化剂选择DATEM和CITREM．

表3 阴离子乳化剂对复配体系乳化稳定性的影响

Table 3 Effects of anionic emulsifier on Emulsifying stability of compound system

用量%乳化稳定性%DATEMCITREMSSL0.2045.3±0.139.6±0.241.7±0.30.4051.5±0.358.7±0.2Ac52.2±0.30.6060.5±0.2bA67.5±0.4bA64.0±0.2aB0.8072.8±0.2aA70.7±0.1abA63.7±0.5aB1.0070.3±0.3aA71.5±0.3aA59.3±0.2bB

小写字母表示同列数值间的方差比较；大写字母表示不同列之间的方差比较．

由于非离子乳化剂易吸引水中的H+，呈假阳离子性质，当加入阴离子乳化剂时，由于异性相吸，2种表面活性剂在界面上更加紧密地排列[10]，使乳状液持久稳定的存在，故选择非离子乳化剂和阴离子乳化剂复配使用．试验数据表明，GMS 1.50%、PGFE 1.75%、DATEM 0.80%、CITREM 0.80%用量较为适宜．

2.1.3 非离子与阴离子乳化剂用量响应面试验 在单因素试验的基础上，利用响应面法确定复配体系最佳用量配比，试验结果见表4．采用Design Expert软件对表试验数据进行回归分析，得二次多元回归模型：

为了对结合梁的动力性能有更深入的研究，设计了6片钢-混凝土简支结合梁，通过变化模型列车的载重和速度，测试了结合梁模型在移动荷载作用下的动力响应，并根据试验结果对结合梁动力响应的变化规律进行了分析。

对于钾盐钾肥的调整定位，不仅抒发了钾盐人的心声，也让政策找准了发力点。《中国农资》传媒“钾肥观察家”认为，对于中国钾盐产业来说，在深入调研的基础上，将国产、进口、境外开发三方协调、统筹规划才是制胜之道。

1.3.2 阴离子型乳化剂筛选 根据《食品添加剂使用标准 GB2760-2014》[8]，DATEM、SSL在水油状乳化制品中的最大使用量为10 g/kg，柠檬酸脂肪酸甘油酯在水油状乳化制品中的使用量为根据需要适量使用，故分别设置DATEM、SSL、柠檬酸脂肪酸甘油酯用量为总固形物的0.2%，0.4%，0.6%，0.8%，1%进行单因素筛选试验．

表4 响应面试验设计及结果

Table 4 The results and conditions of response surface experiment

序号因素X1X2X3X4乳化稳定性Y/%序号因素X1X2X3X4乳化稳定性Y/%1-1-10053.416011067.721-10045.017-10-1043.43-110031.21810-1057.34110064.119-101066.7500-1-148.220101057.06001-176.7210-10-154.2700-1187.022010-146.88001163.4230-10152.39-100-137.424010166.910100-158.725000087.011-100177.626000086.412100159.827000090.1130-1-1047.128000083.51401-1059.029000087.1150-11064.7

表5 回归模型方差分析

Table 5 Variance analysis of regression model

方差来源平方和自由度均方F值P值显著性模型7 067.2114504.8021.18<0.000 1**X190.75190.753.810.071 3X227.00127.001.130.305 1X3225.331225.339.460.008 2**X4602.081602.0825.270.000 2**X1X2420.251420.2517.640.000 9**X1X3132.251132.255.550.033 6*X1X4380.251380.2515.960.001 3**X2X320.25120.250.850.372 2X2X4121.001121.005.080.040 8*X3X4676.001676.0028.370.000 1**X212 532.2712 532.27106.27<0.000 1**X222 500.3312 500.33104.92<0.000 1**X23511.871511.8721.480.000 4**X24682.601682.6028.640.000 1**残差333.621423.83失拟308.421030.844.900.069 8误差25.2046.30总回归7 400.8328R2=0.954 9 R2Adj=0.909 8

图1 GMS与PGFE的响应面 Figure 1 Effects of GMS and PGFE on viscosity response surface

图2 GMS与CITREM的响应面 Figure 2 Effects of GMS and CITREM on viscosity response surface

图3 GMS与DATEM的响应面 Figure 3 Effects of GMS and DATEM on viscosity response surface

图4 PGFE与CITREM的响应面 Figure 4 Effects of PGFE and CITREM on viscosity response surface

图5 PGFE与DATEM的响应面 Figure 5 Effects of PGFE and DATEM on viscosity response surface

图6 DAITM与CITREM的响应面 Figure 6 Effects of DATEM and CITREM on viscosity response surface

2.1.5 响应面试验验证结果 本试验优化得出60%牛油粉末油脂复配体系的最佳乳化剂用量组合为：GMS 1.50%、 PGFE 1.78%、DATEM 0.78%、CITREM 0.83%．复配体系的乳化稳定性理论值为88.13%．在GMS 1.50%、 PGFE 1.78%、DATEM 0.78%、CITREM 0.83%用量下进行验证试验，测定复配体系的乳化稳定性为90.78%，较预测值高2.65%，其相对误差约为3.01%，且高于单因素试验的最大值(72.80%)．由此证明，应用响应面优化粉末油脂乳化剂复配配方的模型较为理想．

2.2 乳化条件优化

2.2.1 温度对乳化稳定性的影响 温度对乳化稳定性的影响见图7．乳化稳定性随温度的升高呈现出先增大后减小的趋势．当温度在60～70 ℃范围内时，乳化稳定性随温度的升高而增大，在70 ℃时达到最大值(92.7%)，超过70 ℃，稳定性下降，结果与马菲菲等[11]的研究报道一致．其原因可能是温度过低，乳化剂活化分子百分数低，且溶解不完全，影响乳化效果；温度过高，乳化剂易发生热变性，降低乳化效果．

2.2.2 乳化时间对乳化稳定性的影响 乳化时间对乳化稳定性的影响见图8．乳化稳定性随乳化时间的延长也呈现出先增大后减小的趋势．在5～10 min内，稳定性随时间的延长而逐渐增大，在15 min时达到最大值(93.7%)，超过15 min，乳化稳定性又随时间的延长而降低．结果与杨晓慧等[12]的研究报道一致．这可能是因为时间过短，壁材吸水不充分，分散不均匀；时间过长，分子热运动导致的破乳现象增加，从而降低了乳化稳定性．

图7 温度对复配体系乳化稳定性的影响 Figure 7 Effects of temperature on Emulsifying stability of compound system

图8 时间对复配体系乳化稳定性的影响 Figure 8 Effects of time on Emulsifying stability of compound system

2.2.3 剪切转速对乳化稳定性的影响 剪切转速对乳化稳定性的影响见图9．乳化稳定性随剪切转速的增大呈现出先增大后逐渐平稳的趋势．剪切转速在7 000～9 000 r/min时，稳定性随转速的增大而明显增大，达到10 000 r/min时，稳定性达到最大值，为94.4%，超过10 000 r/min时，稳定性几乎不再增大．结果与杨晓慧等的研究报道一致．剪切力能加速物料乳化、分散，降低粘度，增加乳化稳定性，但达到一定值时，稳定性逐渐趋于恒定．故剪切转速应选择10 000 r/min．

近些年，我国海军规模发展迅速，对舰艇的支援保障能力要求进一步增加。本中心组建卫生运输船医疗队以后，一直承担一定的训练任务。笔者自2015年担任卫生运输船医疗队队长以来，以担负医疗队规范化建设试点为契机，多次参与修订应急保障计划方案，规范快速反应流程和工作规程，参与制定了药品耗材携运行、物资器材维护补充、保障能力评估、训练大纲与考核、维持性经费等相关标准。2016年7月下旬，医疗队以某型登陆舰为平台，开展大型军事演习带动演练，取得了较好效果，同时也发现一些不足，需要进一步完善提高。

2.2.4 乳化条件优选 由表6可知，最优组合为A2B2C2．极差分析表明，影响乳化稳定性的主次因素依次为乳化温度>乳化时间>剪切转速．

经验证试验，A2B2C2乳化稳定性平均为94.5%．既最优条件为乳化时间15 min，乳化温度70 ℃，乳化剪切转速10 000 r/min．在此条件下制得的成品经测定，表面油含量为4.72%，总油含量为54.23%，包埋率达91.29%．

表6 正交试验结果

Table 6 The results of orthogonal experiment

序号A:乳化时间/minB:乳化温度/℃C:剪切转速/(r·min-1)乳化稳定性/%11(10)1(65)1(9 000)85.3212(70)2(10 000)94.8313(75)3(11 000)89.742(15)1288.4522394.3623190.273(20)1385.7832187.3933287.6K1269.8259.4262.8K2272.9276.4270.8K3260.6267.5269.5k189.986.587.6k290.092.190.3k386.986.289.9R4.15.62.7

图9 乳化剪切转速对复配体系乳化稳定性的影响 Figure 9 Effects of rotational speed on Emulsifying stability of compound system

3 结论

1) 单因素试验表明，非离子型乳化剂GMS、PGFE，阴离子乳化剂DATEM、CITREM对60%高载油量牛油粉末油脂的乳化效果较好．其最佳组合为(占总固形物)：GMS 1.50%， PGFE 1.78%，DATEM 0.78%，CITREM 0.83%．在此用量条件下，复配体系乳化稳定性的试验值为90.78%，与预测值之间的相对误差约为3.01%．回归模型方差分析极显著，拟合较好．

2) 采用试验优选的乳化剂组合，在乳化温度70 ℃，乳化时间10 min,乳化剪切转速10 000 r/min的条件下，乳化稳定性平均为94.5%，包埋率可达到91.29%．

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