棕榈油是世界上应用最广泛的食用油脂之一,棕榈油的脂肪酸组成中亚油酸和亚麻酸含量较低,因而具有良好的热稳定性和氧化稳定性。由于棕榈油饱和酸含量很高,不需加氢就具有较高的固脂含量和适中的稠度、熔点,而且它还具有令人愉快的风味。
　　
　　棕榈油可以被结晶分提得到棕榈软脂和棕榈硬脂,如采用二次结晶分提,还可以得到物性类似可可脂的中等熔点馏分。这种馏分是一种热敏性脂。结晶分提工艺的差异,尤其是结晶分提温度的不同,可以得到各种物性的棕榈软脂或硬脂。棕榈油本身可以被加氢,或可将棕榈硬脂和软脂或其他植物油掺和后适度选择氢化,这样又可以得到各种不同物化性质的氢化棕榈油。
　　
　　由于棕榈系列油脂种类多,资源丰富,价格与其他植物油相比仍然具有良好的市场竞争力,所以各种棕榈油被广泛应用于制备人造奶油、起酥油方面,对它们的结晶习性进行研究,无疑对如何用好这些油脂和进一步提高各种食用固脂制品的品质具有实用意义。
　　
　　1实验材料
　　
　　1.1棕榈油
　　
　　全精炼(RBD级)棕榈油,经测定其毛细管上升熔点为43.5℃,游离脂肪酸含量为0.06%。
　　
　　1.2棕榈软脂
　　
　　全精炼(RBD级)棕榈软脂,经测定其毛细管上升熔点为31.8℃,游离脂肪酸含量为0.08%。
　　
　　1.3棕榈硬脂
　　
　　全精炼棕榈硬脂,经测定其毛细管上升熔点为51℃,游离脂肪酸含量为0.05%。
　　
　　1.4氢化棕榈油
　　
　　棕榈硬脂和软脂的混配物经非选择性氢化反应,并精炼而成,其毛细管上升熔点为44.6℃,游离脂肪酸含量为0.12%。
　　
　　2实验内容和方法
　　
　　2.1油脂的脂肪酸组分分析
　　
　　油样按IUPAC,Ⅱ、D119法制备脂肪酸甲酯。采用岛津公司GC-14B型气相色谱仪分析测定,分析参数:Φ3×3m不锈钢柱,载体:ChromosorbWAW2DMCS,80-100目,固定液:DEGS,涂渍量10%,柱温170℃,汽化室230℃,进样口210℃,N2流速65ml/min。
　　
　　2.2油样的固脂百分含量(SFC)值的测定
　　
　　2.2.1油样的调温处理
　　
　　装入油样后的样品试管置于80℃水浴15min,使脂肪全熔后,转置60℃水浴0.5h,然后放入0℃水浴中24h,最后由低温向高温,在每一测定温度处停放0.5h,后入NMR仪测SFC值。
　　
　　2.2.2仪器与参数
　　
　　采用Bruker公司Minispec120/100RTS脉冲核磁共振仪测定,测定参数为:
　　
　　DUR01:11s;DUR02:59s;offset:01135;Cons:114750;
　　
　　EHN:3;ATT:38;RD:21000;BW:High;MODE:diode。
　　
　　2.3油样结晶速度的测定
　　
　　2.3.1样品处理方法
　　
　　把待测结晶速度的样品试管放入80℃水浴中15min,使其完全熔融,然后放入60℃水浴,恒温0.5h。接着放入T温(0℃或10℃或20℃)水浴中,从插入T温水浴的瞬时开始计时,每隔3min或5min,用NMR仪测一次固脂含量,直到测得的SFC值变化不大,或总历时2h以上为止。NMR仪测定时除将ENH改为2外,其余参数不变。
　　
　　2.3.2结晶速率计算
　　
　　在t时间测得的SFC值除以样品按2.2法测得在同一温度时的SFC值的商值则为结晶率。由于在相同条件下测定,所以结晶率曲线可以代表油样在该温度下的结晶速度曲线。
　　
　　3测定结果
　　
　　3.1棕榈系列四种油脂的脂肪酸组成测定结果如表1所示。
　　
　　3.2棕榈系列四种油脂在各种温度下的固体脂肪百分含量(SFC)测定结果如表2所示。

　　
　　3.3棕榈系列四种油脂在0℃、10℃、20℃条件下各自的结晶速度测定结果见图1.2.3
　　
　　4讨论
　　
　　通过对四种油样的脂肪酸组分和SFC值的测定,结果表明这四种油均是制备行业用人造奶油、起酥油的适宜原料。
　　
　　众所周知,行业用人造奶油、起酥油有许多品种,每一种都有特有的SFC曲线要求。许多工程技术人员常常根据产品的SFC要求来进行产品油相的复配,在这过程中人们常常忽略了所选用的基料在结晶速度方面的差异,而只重视复配物的SFC值是否与产品要求相吻合,其实原料油脂结晶速度习性是影响产品品质的重要因素。
　　
　　棕榈油的结晶较为缓慢已成定论,以棕榈油为主料的产品常因此而导致包装后产品发生后结晶现象,从而影响产品质构,危及其功能性。从我们测得的四种棕榈油的结晶情况来看,在相同结晶条件下,它们的结晶速度均慢于牛脂系列。现将它们在冷却结晶方面的特性讨论如下:
　　
　　4.1棕榈软脂
　　
　　棕榈软脂是上述四种油中最为缓慢的一种油。从图1、2、3可以看出,在非迅速冷却条件下,棕榈软脂结晶尤为缓慢。因此,对那些并不具备激冷捏合装备———密封刮板换热器(A单元)的生产人造奶油、起酥油的厂商而言,棕榈软脂的应用要慎重。根据图1所示,在冬季人造奶油、起酥油配方中,棕榈软脂的比率不宜过大,以免发生严重的后结晶现象,即在产品灌装口流出的产品柔滑细腻有光泽,但稍停片刻就会十分坚硬,失去可塑性和光泽。在加工工艺参数上也会反映出棕榈软脂的缓慢结晶习性的作用,即A单元出口料温偏低、及A、B两单元料温温差偏小。
　　
　　4.2棕榈油
　　
　　棕榈油的结晶速度比棕榈硬脂慢。在0℃下其结晶率曲线形状与棕榈软脂十分相似,可以看出它也是一种缓慢结晶的脂。棕榈油中约含7%PPP和43%的POP和36%POO和PleO(P—棕榈酸基,O—油酸基,le—亚油酸基),根据Rossel的研究成果,认为PPP/POP二元物系呈现出明显的偏晶行为,而POP/POO二元物系呈明显的共晶行为。甘油三酯间的相互作用导致棕榈油无论在0℃还是在10℃或20℃下结晶,都在结晶过程发生的初始阶段内出现结晶率上升格外迟缓的现象,这一现象在10℃下结晶尤为明显。在采用棕榈油为主要基料的人造奶油、起酥油生产过程中需对此特加重视。

　　
　　4.3棕榈硬脂
　　
　　与棕榈软脂和棕榈油相比,棕榈硬脂的结晶速度有了较大的提高,这应归因于棕榈硬脂富含的高熔点、三饱和脂肪酸对脂肪结晶过程的加速作用。
　　
　　但棕榈油中存在的PPP与POP之间的相互作用,仍能反映在棕榈硬脂的结晶行为中。图3所示可以看出在较高温度(20℃)下结晶,POP馏分对PPP结晶过程的影响有所减弱。此条件下棕榈硬脂的起始结晶阶段速度增幅较快,这一点启示我们在以棕榈硬脂为主基料的人造奶油、起酥油的生产工艺中,采用预结晶工艺对产品品质的提高是有益的。在10℃条件下结晶棕榈硬脂结晶后期的结晶率超出1100。我们多次测试的结果均如此。这意味着采用缓慢结晶工艺与采用速冷结晶工艺,将产生不同的固脂含量,也就是说在迅速冷却结晶下,高熔点馏分与其他馏分会形成一种低熔点的共晶物。
　　
　　但在缓慢冷却条件下,高熔点馏分与其他馏分形成共晶的可能性减弱。在较高温度(20℃)时,由于P0P类馏分的熔点为34℃～35℃,而PPP类馏分的熔点≥56℃,很明显此时POP类馏分的结晶推动力很小,所以它对PPP类馏分结晶过程的影响也有所减弱。在10℃条件下发生的现象,在20℃时没有发现。在10℃条件下棕榈硬脂在结晶后期的结晶率大于110现象,提示我们不同的冷却速度将导致产品有不同的可熔性。这一观点与一些文献的报道情况很一致。
　　
　　4.4氢化棕榈油
　　
　　从表1所示可以看出,氢化棕榈油的亚油酸含量比棕榈硬脂低得多,所以氢化棕榈油的氧化稳定性比棕榈硬脂好。并且从表2可以明显看到氢化棕榈油在40℃以下温度区的SFC均比棕榈硬脂的高,但45℃的SFC值反而较低,所以可以用氢化棕榈油来调节人造奶油、起酥油油相的塑性和抗热能力的优良原料。
　　
　　从图1、2中可以看出,在相同结晶条件下,氢化棕榈油的起始结晶速度要比棕榈硬脂低,其结晶率上升幅度不大,尤其在10℃或20℃条件下更为明显,这一现象与氢化棕榈油所含的高熔点、三饱和型酯要比棕榈硬脂少有关。