《食品科学》：中粮营养健康研究院有限公司王风艳高级工程师等：椰子甘油二 ...

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搅打稀奶油是由油脂、乳化剂、蛋白质以及稳定剂等制备而成的O/W乳液，经过溶解、混合、乳化、剪切、均质、快速冷却等工序制备而成的搅打充气类食品。油脂是搅打稀奶油中的重要成分，油脂的添加量会对稀奶油的组织结构、口感以及搅打性能等产生显著的影响。根据所用油脂的不同，搅打稀奶油可分为动物奶油、复合脂奶油和植脂奶油。目前，复合脂奶油在奶油类产品市场上占比逐步提升，且基料油普遍使用的是氢化植物油。氢化植物油成本低廉，制备的复合脂奶油稳定性良好，但会导致产品中反式脂肪酸含量升高，诱发心脑血管疾病等问题。目前已有一些替代氢化植物油的研究，但多为部分替代，同时也存在工艺时间长、乳液稳定性差或者泡沫稳定性差的缺点。其中刘莹利用水溶剂提取法提取花生油，将其作为基料油制备新型植脂搅打稀奶油，显著提高了搅打起泡率，但是奶油裱花之后仍存在较多气孔，泡沫稳定性有待改善。因此，寻找一种成分健康且应用效果优异的基料油是当前亟待解决的核心问题。
椰子甘油二酯（CO-DAG）是一种特殊的新型健康油脂，具有独特的脂肪酸成分和甘油酯的结构，在常温条件下具有较高的熔点，且不含反式脂肪酸，因此具有替代氢化植物油制备复合脂奶油的应用潜力。同时，CO-DAG能够抑制体内的脂肪积聚，并有助于调整血糖的代谢等，营养价值极高。目前，甘油二酯油的理化性质和制备技术已被广泛研究报道，有关CO-DAG在植脂末和人造奶油方面的研究较多，但是在复合脂奶油方面的研究还鲜有报道。
河南工业大学粮油食品学院的董慧杰，中粮营养健康研究院有限公司的酉琳娜、王风艳*等人通过分析CO-DAG与奶油配比对混合油脂结晶行为、复合脂奶油产品乳液稳定性及应用过程中搅打性能各指标的影响，探究其影响机理，以期为生产口感及性能优异的低热量健康型复合脂奶油产品提供理论参考。同时与市售复合脂奶油进行对比，探索CO-DAG在食品专用油脂基料中的应用潜力，以期为其工业化生产及应用提供理论指导。


一 CO-DAG和奶油混合油脂热力学性质的分析




差示扫描量热法是一种通过升温和降温程序对油脂的结晶熔化过程进行分析的技术。通常，与油脂的结晶过程相比，油脂的熔化过程更加复杂。从熔化曲线可以看出，CO-DAG与奶油的二元混合体系存在2 个明显的吸热峰，分别在15 ℃和30 ℃附近，随着混合油脂中CO-DAG添加量的增加，30 ℃附近的吸热峰逐渐向高温区移动（图1A），焓变增加，说明油脂中高熔点组分增加。与结晶曲线中的放热峰相比，吸热峰面积普遍小于放热峰，说明样品吸热熔化所需的热能多于冷却结晶释放的热能。从结晶曲线可以看出，在15～25 ℃的温度范围内，混合油脂存在一个明显的放热峰，起始结晶温度随着CO-DAG含量的增加而升高（图1B），主要是因为CO-DAG中高熔点脂肪酸含量增加使油脂的结晶温度升高，表明油脂结晶所需的过冷度变小，更容易发生结晶。此外，Miklos等发现当DAG含量较多时，可以促进晶体的成核和生长。
二CO-DAG与奶油混合油脂的SFC分析


SFC曲线能够反映不同温度下油脂体系中固态脂肪的含量，SFC对油脂的应用特性具有重要影响，研究表明，在10 ℃时SFC与产品经过低温冷藏后的延展性和稳定性密切相关；在15 ℃和25 ℃时SFC与油脂的热抗性及泡沫稳定性有关；在35 ℃时SFC则反映产品的口融性，这决定了食品的风味和口感。由图2可知，所有油脂的SFC均随着温度升高而降低，并在10～30 ℃之间快速降低。SFC曲线与复合脂奶油最终产品的质地和口感有着密切关系，当复配油脂（CO-DAG与奶油）比例分别为3∶7、6∶4和8∶2时SFC在35 ℃条件下均为0%，完全熔化，说明具有良好的口融性。其中复配油脂（CO-DAG-奶油）配比为6∶4时有着相对陡峭的SFC曲线，油脂熔点范围窄，脂肪的结晶速率比较快，结晶特性好，复合脂奶油在搅打过程中形成的脂肪网络结构较紧密，有助于形成更加均匀的气泡结构，因此使搅打后的奶油稳定性更好，同时也说明奶油产品在口中的熔化速度较快，能够提供更加顺滑的口感。
三 CO-DAG和奶油混合油脂的晶型分析


油脂在不同的条件下能形成不同的晶体类型，主要有α晶型、β’晶型和β晶型。有研究表明，α晶型的短间距d在4.15 Å附近，β’晶型的d在4.20 Å和3.80 Å附近，而β型晶体的d出现在4.60 Å附近，并且4.20 Å和3.88 Å也属于β’型晶体。
由图3可知，不同比例的油脂分别在短间距4.63、3.84 Å处出峰。其中，4.63 Å和3.84 Å处的峰分别代表油脂具有β晶型和β’晶型的晶体，因此，不同比例的油脂同时含有β型和β’型晶体，其中β’晶型的出现，主要是由于1,2-DAG呈现出一定的β’晶型。随着CO-DAG含量的增加，在4.63 Å和3.84 Å处的峰逐渐明显，β型和β’型晶体增多，其中β’型晶体的峰面积大于β型晶体的峰面积。β’晶型通常被认为是搅打稀奶油的理想晶型，因为它的晶体尺寸细小、呈针状，能够形成精细的结晶网络，有助于包裹液油和空气，同时使其具有良好的口感和光亮的表面。
四CO-DAG与奶油配比对复合脂奶油乳浊液表观黏度的影响


表观黏度是流体力学中一个重要的参数，它描述了流体在剪切速率下抵抗变形的能力。表观黏度与食品的口感、风味等感官特性具有密切的联系。由图4可知，随着剪切速率的增加，乳浊液的表观黏度呈现下降趋势，并在达到一定水平后趋于稳定，表现出一种非线性变化，说明剪切效应对乳浊液的表观黏度影响很大，乳浊液呈现剪切稀化现象，属于非牛顿流体。
表观黏度在一定程度上可以表征乳浊液的稳定状态，乳浊液黏度越高，体系阻力越大，脂肪球碰撞的可能性也就越低，这大大减小了由于脂肪球聚集而引起分层失稳的概率，从而使搅打前乳浊液更稳定。在相同剪切速率下，随着CO-DAG添加量的增加，乳浊液的表观黏度越高，乳浊液越稳定。这可能是因为CO-DAG在乳浊液中形成结晶网络结构，这种结构在剪切作用下不易破坏，从而增加乳浊液的表观黏度，也有可能是因为CO-DAG在乳滴表面形成一层膜，增强了乳滴之间的稳定性，减少了乳滴的聚集，从而导致乳浊液表观黏度的增加。
五CO-DAG和奶油配比对复合脂奶油搅打时间和搅打起泡率的影响


复合脂奶油可通过搅打时间、搅打起泡率等指标评估其搅打特性。有研究表明，复合脂奶油的搅打时间与脂肪球的聚集速度有关，部分聚集速度越慢，则需要更长的搅打时间以形成充气结构稳定最终产物。搅打起泡率能够反映搅打奶油的保气性，这与复合脂奶油的配方及结构有关，同时也与脂肪部分聚集速率有较大关系。
由图5可知，随着CO-DAG含量的增加，复合脂奶油的搅打时间呈现先延长后缩短的趋势。这主要是因为CO-DAG作为一种天然乳化剂，在CO-DAG与奶油配比为4∶6以下有助于体系包裹更多的空气并稳定油-水界面，导致初期需要更长的搅打时间形成均匀的乳浊液。随着CO-DAG添加量的进一步提高，搅打时间缩短，这主要是因为CO-DAG的添加促进脂肪球的部分聚集，在搅打过程中加快泡沫结构的形成，从而缩短了搅打时间。复合脂奶油的搅打起泡率呈现先增加后降低的趋势，这主要是因为当CO-DAG与奶油配比为4∶6以下时，CO-DAG的添加使得乳浊液油-水界面的稳定性较好，搅打过程中促进空气的包裹，从而提高搅打起泡率，但当CO-DAG与奶油配比为4∶6以上时乳浊液表观黏度较大，由脂肪球聚集导致的分层失稳现象得到了抑制，这有利于稀奶油乳液的保存，但不利于搅打，从而导致搅打起泡率的降低。综上，当CO-DAG与奶油配比为6∶4时，搅打时间为106 s，搅打起泡率高达265.1%，搅打奶油综合品质较优。
六CO-DAG和奶油配比对复合脂奶油泡沫稳定性的影响


泡沫稳定性是评估复合脂奶油质量的重要指标之一，奶油的泡沫稳定性决定了搅打奶油的结构稳定性。泡沫结构析水、气泡聚合以及气体散逸都是导致泡沫不稳定的原因。由图6可知，当CO-DAG与奶油配比为6∶4时，搅打奶油的泡沫稳定性相对较好。随着CO-DAG与奶油配比的增加，搅打奶油的失水率呈逐渐降低趋势，这主要是因为CO-DAG作为脂肪结晶的成核位点，能够促进形成更加稳定的β’晶型，这种晶型具有较好的耐热性和较小的晶体尺寸，有助于维持泡沫结构的稳定性，减少失水。






裱花可以用于直观评估搅打奶油的保形能力，保形能力越好的样品，其会形成硬挺的尖峰，边缘锋利。由图7可以看出，随着CO-DAG与奶油配比的增加，搅打奶油的塑性逐渐增强，挺立度增加。当CO-DAG与奶油配比为3∶7和4∶6时，质地较软，不能形成挺立的尖峰，裱花塑性能力相对较弱。当CO-DAG与奶油配比为6∶4时，搅打奶油在20 ℃放置3 h后依然保持锋利的边缘并且组织结构相对细腻。当CO-DAG与奶油配比为7∶3和8∶2时，搅打奶油塑性较好，纹路上部分呈较多锯齿状，此时的硬度较大，在20 ℃放置3 h后，其内部结构变得粗糙。综上，当CO-DAG与奶油配比为6∶4时，复合脂奶油的泡沫稳定性最好，此时奶油裱花纹路清晰，塑性较好，优于市售复合脂奶油。
七CO-DAG和奶油配比对复合脂奶油硬度的影响


泡沫硬度决定搅打奶油能否形成坚挺的形状。硬度太高和太低都会导致搅打奶油可塑性变差，用搅打奶油裱花时，其硬度太高则涂抹性差，硬度过低则易塌陷，因此搅打奶油的硬度应在适合范围内。
由图8可知，随着CO-DAG添加量的增加，搅打奶油的硬度增加，这主要是因为CO-DAG分子中脂肪酸的排列较为容易，增加了游离羟基间形成的氢键强度，这导致其晶体网络中的结晶堆积更为紧密，从而增加了搅打奶油的硬度。其中CO-DAG与奶油配比为4∶6、5∶5、6∶4、7∶3和8∶2时，硬度（1.496～2.875 N）均在市售复合脂奶油的硬度范围内（1.447～3.772 N）。当CO-DAG与奶油配比为3∶7时，搅打起泡率较高，搅打过程中充入气体较多，口感较绵密，但是质地较软，裱花塑性能力相对较弱，适合制作慕斯、爆浆蛋糕、奶盖和冰淇淋。
八CO-DAG和奶油配比对复合脂奶油黏弹性的影响










搅打稀奶油的流变特性可用振荡频率扫描表征。频率变化对黏弹性的影响可通过G’（储能模量）和G”（损耗模量）衡量。当G’＞G”时，说明弹性成分占主导地位，表现出固体特征，当G’＜G”时，说明黏性成分占主导地位，体系表现出液体特征。由图9、10可知，随着振荡频率的增加，乳浊液和搅打奶油的G’普遍增加并始终大于G”，即弹性占主导，表现出典型的弹性网络流变行为，使得体系呈现出固体的特性。
在同一频率下，乳浊液以及搅打奶油的G’和G”随CO-DAG和奶油配比增加而逐渐增加，这主要是因为在奶油体系中大分子产生了更多的分子连接区域，形成了更为紧密的凝胶网络结构。当CO-DAG与奶油配比为8∶2时搅打奶油的G’和G”最大，说明其固体特征较多，与硬度测试结果相印证。频率扫描结果也可以通过咀嚼间接地模拟出食品的口感，有研究表明，口感与G’、G”有关，若固体特性较多，则入口的爽滑感较差。随着油脂配比的增加，搅打奶油的硬度逐渐升高，G’始终大于G”，弹性成分占优势，其入口即化感逐渐降低。
九CO-DAG和奶油配比对复合脂奶油感官评价的影响


由表2可知，随着油脂配比的增加，复合脂奶油的入口即化感逐渐降低，与搅打奶油的黏弹性结果相印证，这主要是因为搅打奶油的熔点增加，口融性降低，从而导致入口即化感降低。搅打奶油的塑性、挺立度、细腻度和光泽度也逐渐增加，主要是因为随着CO-DAG添加量的增加，促进形成更加细腻光滑的β’晶型，其表现形态为细小针状，具有更大的接触表面积，使得晶体网络中结晶堆积得更为紧密，从而使搅打奶油表现出更加细腻的质地和光亮的表面。同时泡沫结构形成更坚实的骨架，搅打奶油的硬度增加，使得其塑性和挺立度提升。与市售产品进行对比，自制产品的感官评价总体较好，这可能是因为甘油二酯不但可以作为功能性油脂，还具有乳化性质，当添加量适当增加时，乳液混合体系更加细腻均匀，使得形成的搅打奶油表面越来越细腻以及充气网络结构更加紧密坚固。同时本研究还发现自制奶油的入口即化感可以与市售产品相媲美，但是细腻度方面与市售产品相比仍有差别，后续可以进一步改善提高复合脂奶油的性能和品质。
十 结论
本实验探究了CO-DAG和奶油不同配比对油脂结晶行为、复合脂奶油乳液性质、搅打性能以及感官品质的影响。结果表明，随着CO-DAG含量的增加，油脂的吸热和放热峰向高温方向移动，促进油脂结晶。当CO DAG与奶油配比为6∶4时，脂肪结晶速率较快，在搅打过程中形成的脂肪网络结构较紧密，有助于形成更加均匀的气泡结构，泡沫稳定性好，同时也说明奶油产品具有良好的入口即化感。X射线衍射图谱结果进一步证实，CO-DAG的添加促进了β’晶型的形成，有助于形成精细的结晶网络，使得搅打奶油具有更加细腻的质地和光亮的表面，同时泡沫结构形成更坚实的骨架，搅打奶油的硬度增加，使得搅打奶油的塑性和挺立度增加。流变学特性分析表明，CO-DAG的添加提高了乳浊液的表观黏度，增强了乳浊液的稳定性，同时G’始终大于G”。搅打特性结果显示，复合脂奶油的搅打时间和搅打起泡率均呈现先增加后降低的趋势。当CO-DAG与奶油配比为6∶4时，搅打时间为106 s，搅打起泡率高达265.1%，裱花之后的塑性和挺立度较好，入口即化感良好，优于市售复合脂奶油。在实际生产应用中既要满足复合脂奶油乳浊液稳定性好，又要保证搅打性能高，CO-DAG与奶油最佳配比为6∶4。研究结果可为CO-DAG基复合脂奶油的制备和应用提供理论指导。
引文格式：
董慧杰, 酉琳娜, 陈焱, 等. 椰子甘油二酯与奶油配比对复合脂奶油体系油脂结晶及品质的影响[J]. 食品科学, 2025, 46(22): 178-185. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250521-140.
DONG Huijie, YOU Linna, CHEN Yan, et al. Effect of the ratio of coconut diglycerides to cream on fat crystallization and quality of whipped cream[J]. Food Science, 2025, 46(22): 178-185. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250521-140.
实习编辑：俞逸岚；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网




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