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    手工和機制酥油的品質比較研究

    時間:2020-04-15 來源:食品與發酵工業 作者:馬燕卿,羅婧文,王洪偉 本文字數:6767字

      摘    要: 牦牛酥油是藏區牧民的傳統食品,市場調研發現牧民更喜歡手工酥油。本文目的是尋找手工與機制酥油品質差異。以藏區牧民手工與機制牦牛酥油為研究對象,通過高效液相色譜儀、氣相色譜儀、氣質聯用、質構儀等實驗技術手段,分析了牦牛酥油的基本理化指標、質構、脂肪酸、Sn-2位脂肪酸和揮發性成分。結果表明,手工酥油水分含量13.32 g/100g、脂肪含量83.49 g/100g、拉絲長度0.24 mm與粘性5.84 mJ均顯著高于機制酥油(p<0.05),表明手工酥油口感優于機制酥油;但機制酥油的營養指標優于手工酥油,機制酥油蛋白質含量2.23 g/100g、不飽和脂肪酸含量37.52 %、Sn-2位棕櫚酸含量41.10 %均顯著高于手工酥油(p<0.05);部分手工酥油揮發性成分數量高于機制酥油,呈味物質更加豐富。本研究結果能夠為機制酥油的品質提升提供理論參考。

      關鍵詞: 牦牛酥油; 蛋白質; 脂肪酸; Sn-2位脂肪酸; 揮發性成分;

      Abstract: Yak butter is a traditional food for Tibetan herdsmen. Market research found that herdsmen prefer manual yak butter. The purpose of this paper is to find the difference of quality between manual and mechanical yak butter. The basic physical and chemical indexes, texture, fatty acid, Sn-2 fatty acid and volatile components of yak butter were analyzed by high performance liquid chromatography, gas chromatography, gas chromatography, texture analyzer and other experimental techniques in this study. The results showed that the moisture content was 13.32 g/100g, fat content was 83.49 g/100g, wiredrawing length was 0.24 mm and viscosity was 5.84 mJ of manual yak butter. They were significantly higher than those of mechanical yak butter (p<0.05). The number of volatile components of some manual yak butter was greater than that of the mechanical yak butter, and the flavor substances were more abundant. It was indicated that the taste of manual yak butter was better than that of mechanical yak butter. However, the nutritional index of mechanical yak butter was better than that of manual yak. The protein content was 2.23 g/100g, unsaturated fatty acid content was 37.52 % and Sn-2 palmitic acid content was 41.10 % of mechanical yak butter. They were significantly higher than those of manual yak butter (p<0.05). The results of this study can provide theoretical reference for the quality improvement of mechanical yak butter.

      Keyword: Yak butter; Protein; Fatty acid; Sn-2 fatty acid; Volatile components;

      牦牛酥油是從牦牛乳中分離出來的脂肪,是一種類似黃油的乳制品。酥油滋潤腸胃,和脾溫中,含多種維生素,營養價值頗高。喻峰等人[1]在研究西藏牦牛酥油脂肪酸成分時發現,西藏酥油與國產奶粉和牛奶脂肪中的飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸沒有顯著性差異,但酥油中功能性脂肪酸二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)明顯高于奶粉與牛奶。李婕紓等人[2]通過對6種市售西藏酥油理化指標分析,發現西藏酥油熔化溫度的范圍較大,具有較好的可塑性;且酥油產品均以β’晶型為主,可呈現出柔軟的質地。因此酥油具有可塑性、酪化性,酥性等功能特性,可用于糖果、面包、蛋糕的加工,起到酥化或軟化烘培食品、改善口感的作用;還可以制作奶油松餅、酥油茶等。

      牦牛酥油分手工和機制兩種,手工酥油是將鮮牦牛奶加溫煮熟,加入少量鹽冷卻后倒入圓形木桶中,打酥油者握緊木柄上下搗動使十字形圓盤在鮮奶中來回攪動撞擊,直到油水分離。用手取出浮在水面上的脂肪,壓裝在皮翼中,冷卻后制成手工酥油[1]。機制酥油生產過程是:原料乳檢驗→預處理→發酵→乳脂分離→標準化處理→殺菌→冷卻→物理成熟→攪拌→洗滌→濃縮→壓煉→包裝→冷藏[3]。市場調研顯示,盡管機制酥油價格低,但牧民更喜歡手工酥油,認為手工酥油滋味優于機制酥油。但又研究發現手工酥油存在食品安全隱患[4]。因此,發展生產效率高,且安全品質好的機制酥油是必然趨勢。但是關于手工和機制酥油品質差異問題,目前沒有報道,該問題的解決有助于靶向提高機制酥油的品質,加速牦牛酥油的工業化發展。
     

    手工和機制酥油的品質比較研究
     

      本研究以藏區牧民手工與機制牦牛酥油為原料,通過高效液相色譜儀、氣相色譜儀、氣質聯用、質構儀等檢測方法,對手工和機制牦牛酥油的基本理化指標、質構、脂肪酸、Sn-2位脂肪酸和揮發性成分進行分析,以期明確手工機制酥油兩者的差異,為機制牦牛酥油品質提升提供理論依據。

      1、 材料與方法

      1.1 、材料與試劑

      手工酥油(扎西、拉拉、羅桑、更落、班瑪仁海、阿旺、克周、旺堆、卓瑪、丹真來自藏區10個牧民家庭的手工牦牛酥油),機制酥油(來自不同牧場的機制酥油);并于-4 ℃冰箱中保存備用。

      37種C4~C24脂肪酸甲酯混標(產品編號18919-1 AMP | SUPELCO,美國Sigma - aldrich公司;豬胰脂肪酶(30000 μ/g,生物試劑純),重慶市鈦新化工有限公司;膽酸鈉、層析柱硅膠、氫氧化鉀、氯化鈣、甲醇、乙醚、正己烷、1,6-二氧六烷、石油醚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)、三羥甲基氨基甲烷(Tris):分析純,重慶市鈦新化工有限公司;無水乙醚、石油醚:色譜純,重慶市鈦新化工有限公司。

      1.2、 儀器與設備

      GC-2010氣相色譜儀(配有氫火焰檢測器),日本島津公司;LC-20A高效液相色譜儀,日本島津公司;7890B-5977B氣相質譜聯用儀,安捷倫公司;CT-3質構儀,博勒飛公司;SB-3200DTDN超聲波清洗機,寧波新芝生物科技股份有限公司;RE-52AA旋轉蒸發儀,上海亞榮生化儀器廠;GF254高效薄層層析硅膠板,北京貝洛生物科技有限公司;硅膠柱(柱長30 cm,內徑2 cm),重慶市鈦新化工有限公司;薄層色譜展開缸(200 mm×200 mm),上海信誼儀器廠。

      1.3 、實驗方法

      1.3.1、 酥油理化指標的分析

      水分參照GB 5009.236—2016執行;脂肪參照GB 5009.6—2016執行;蛋白質參照GB 5009.5—2016執行;酸價參照GB 5009.229—2016執行;過氧化值參照GB 5009.227—2016執行;α-生育酚參照GB 5009.82—2016執行;色澤參照GB/T 22460—2008執行[5,6,7,8,9,10,11]。

      1.3.2、 酥油質構特性分析

      測定方法應用質構剖面分析方法(texture profile analysis, TPA)[12],測定參數如下:測試速度(test speed):1.0mm/s,測后速度(post-test speed):1.0mm/s,循環次數(cycles):2.0,數據頻率(data frequency):10points/s,探頭類型(probe):TA2/1000,樣品規格:15.0mm高的正方體,每個樣品重復6次實驗。

      1.3.3、 酥油脂肪酸組成分析

      甲酯化方法:準確稱取1.0g酥油,裝入50 mL離心管,加入石油醚-乙醚(體積比=1:1)混合溶液20 mL,適當振搖,放置40 min。再加氫氧化鉀-甲醇(0.4 mol /L)溶液10 mL混勻,靜置30 min。沿瓶壁加入10 mL蒸餾水,靜置,待分層后,吸取上清液得甲酯化樣品,稀釋50倍后利用氣相色譜儀檢測。

      氣相色譜條件:色譜柱:DB-WAX(30 m × 0.246 mm × 0.25 mm);檢測器:氫火焰離子化檢測器(FID);升溫程序:185 ℃保持3 min;氣化室250 ℃;進樣溫度250 ℃;載氣:高純氦氣(60 mL/min),氫氣(40 mL/min),空氣(400 mL/min);進樣(1 μL)。

      1.3.4 、酥油Sn-2位脂肪酸組成分析

      采用硅膠柱分離法[13,14],30 g硅膠中加入石油醚調至糊狀填充層析柱。取酥油樣品1.0 g溶于15 ml 三氯甲烷,沿壁倒入層析柱,再用300 ml 洗脫液V(石油醚):V(乙醚)=9:1 洗脫,流速1~1.5 ml/min。收集液用旋轉蒸發儀減壓蒸發后得到酥油純甘油三脂。然后稱取酥油純甘油三脂0.1 g 于50 ml 離心管,加入胰脂肪酶40 mg 及Tris-HCl緩沖液(pH 8) 4 ml,搖勻1 min;依次加入2 g/L 的膽酸鈉溶液1 mL 和220 g/L的CaCl2 溶液0.4 ml,搖勻1 min;在18 kHz,80 W,40 ℃的超聲波清洗機中超聲2 min,加入6 mol/L 的鹽酸1 mL,搖勻;加入乙醚1 mL,搖勻,吸取上清液。用薄層層析硅膠板進行分離,顯色確定甘一酯的位置并刮下,用乙醚提取后除去溶劑,對甘一酯甲酯化后用氣相色譜儀分析。

      1.3.5、 酥油揮發性成分分析

      色譜條件:色譜柱:HP-5(30 m × 0.32 mm × 0.25 mm);載氣:He,流速1.5 mL/min;進樣口柱溫:250 ℃;進樣方式:不分流進樣;進樣量:1 μL;溶劑延遲:3 min;升溫程序:35 ℃保持4 min,5 ℃/min上升到150 ℃,10 ℃/min上升到230 ℃保持3 min。

      質譜條件:電離模式:電子轟擊源(EI);接口溫度:240 ℃;離子源溫度:230 ℃;掃描模式:SCAN。

      1.4 、數據處理

      用Excel 2010軟件對數據進行統計,采用SPSS 18.0 軟件進行顯著性檢驗,結果用(平均值±標準偏差)表示。酥油質構特性分析中重復6次,其余實驗重復3次。

      2 、結果與分析

      2.1、 手工與機制牦牛酥油基本理化指標差異

      手工與機制牦牛酥油的理化成分如圖1所示,手工酥油的水分含量為(13.32±1.54) g/100g,脂肪含量為(83.49±2.22) g/100g,顯著高于機制酥油的水分含量(9.34±0.41) g/100g和脂肪含量(78.62±1.46) g/100g (p<0.05);這是由于機制酥油采用離心機進行乳脂分離,機械轉速高,動力足,可以將牦牛乳中的水分和脂肪分離程度比人工高。手工牦牛酥油酸價(1.05±0.39) mg/g、過氧化值(0.03±0.01) g/100g的指標均低于機制酥油,但兩者的酸價和過氧化值均符合國家標準對食用動物油脂的規定[15]。機制酥油高于手工酥油是由于機械轉速高,產生的熱量大,加速了油脂的氧化,導致酸價和過氧化值增高。α-生育酚表現出抗氧性質,能減低亞油酸和亞麻油酸甲酯的自動氧化作用[16,17],手工酥油的α-生育酚含量為(4.37±0.03) mg/100g,顯著低于機制酥油(9.51±3.05) mg/100g(p<0.05);因此機制酥油在儲存方面可能會優于手工酥油。手工和機制酥油色澤指標中,機制酥油L值(89.83±0.4)顯著高于手工酥油L值(83.07±4.5),說明機制酥油比手工酥油亮度高,但a,b值無顯著差異(p<0.05)。

      表1 手工與機制酥油基本理化指標
    表1 手工與機制酥油基本理化指標

      
      注:同列小寫字母不同表明具有顯著性差異(p<0.05)。

      2.2、 手工與機制牦牛酥油的質構差異

      利用CT-3質構儀對分別對手工與機制酥油的硬度、粘性、彈力、拉絲長度、彈性、咀嚼性這6個性質進行比較,得到表2的結果。根據表2,可以得知手工酥油的硬度(1419.95±195.33) g低于機制(1532.33±248.11) g,無顯著差異(p<0.05);其次手工酥油的拉絲長度(0.24±0.05) mm與粘性(1.47±0.21) mJ均顯著高于機制酥油的拉絲長度(0.17±0.08) mm與粘性(1.18±0.07) mJ(p<0.05)。當酥油應用于面包、蛋糕中時,適當的硬度、拉絲長度和粘性能使得糕點柔軟拉絲,具有綿軟的口感;因此手工酥油會受到更多消費者的喜愛。

      表2 不同加工方式對酥油質構的影響
    表2 不同加工方式對酥油質構的影響

      
      注:同行小寫字母不同表明具有顯著性差異(p<0.05)。

      2.3、 手工與機制牦牛酥油的脂肪酸組成及結構差異

      2.3.1 、酥油脂肪酸組成含量分析

      牦牛酥油甲酯化后經過氣相色譜分析,結果如表3所示。手工牦牛酥油檢測出10種脂肪酸,機制酥油中檢測出13脂肪酸,兩者的主要脂肪酸均為肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、油酸。不飽和脂肪酸具有調節血脂、清理血栓、免疫調節、維護視網膜提高視力、補腦建腦等作用[18,19];手工酥油不飽和脂肪酸含量為(33.38±1.19) %,顯著低于機制酥油不飽和脂肪酸含量(37.52±2.95) %(p<0.05),可見機制酥油更有利于人體健康。

      表3 手工與機制牦牛酥油的脂肪酸組成及含量
    表3 手工與機制牦牛酥油的脂肪酸組成及含量

        
      注:同行小寫字母不同表明具有顯著性差異(p<0.05);MUFA:單不飽和脂肪酸,PUFA:多不飽和脂肪酸,UFA:不飽和脂肪酸,SFA:飽和脂肪酸;“-”表示含量很少或者未檢出。

      2.3.2、 酥油Sn-2位脂肪酸分析

      利用氣相色譜對酥油脂肪Sn-2位脂肪酸組成分析,結果如表4所示。手工酥油中Sn-2位脂肪酸中含量較高的是十四烷酸(14.91±0.72) %、棕櫚酸(40.01±2.22) %和油酸(17.05±2.95) %;機制酥油中Sn-2位脂肪酸中含量較高同手工酥油一致,十四烷酸(13.22±0.41) %、棕櫚酸(41.10±1.56) %和油酸(16.16±2.67) %。不同酥油的Sn-2位十四烷酸、棕櫚酸的含量間存在顯著性差異(p<0.05)。Sn-2位棕櫚酸可被人體內的胰脂酶水解成2-甘油一酯,與膽汁鹽形成乳糜微粒,較于Sn-1,3位棕櫚酸而被機體更好地吸收[20,21]。機制酥油Sn-2位棕櫚酸含量(41.10±1.56) %顯著高于手工酥油Sn-2位棕櫚酸含量(40.01±2.22) %(p<0.05),因此機制酥油比手工酥油容易被人體吸收和利用。

      表4 手工與機制牦牛酥油Sn-2位脂肪酸分布顯著性差異分析
    表4 手工與機制牦牛酥油Sn-2位脂肪酸分布顯著性差異分析

      注:同行小寫字母不同表明具有顯著性差異(p<0.05);“-”表示含量很少或者未檢出。

      2.4、 手工與機制牦牛酥油的揮發性成分分析

      手工與機制牦牛酥油揮發性成分分析結果如圖1所示,牦牛酥油揮發性風味物質主要有酸類、酮類、醛類、醇類、酯類、萜類及其他化合物。其中兩者總揮發性成分總數量上沒有顯著性差異(p<0.05),但部分手工酥油揮發性成分數量大于機制酥油,呈味物質更加豐富。醇類化合物與香氣組成密切相關,能賦予產品醇香并促進脂肪酸酯化;酯類化合物是原料加工時醇與脂肪酸發生酯化反應產生,呈果香味,風味影響較大;酮類化合物具有清香氣味,呈花香和果香,香味優異持久[22,23]。在醇類、萜類的含量上,手工酥油顯著高于機制酥油(p<0.05);但是在酯類和酮類揮發性成分上,機制酥油顯著高于手工酥油(p<0.05)。

      圖1 手工與機制牦牛酥油揮發性成分差異分析  
    圖1 手工與機制牦牛酥油揮發性成分差異分析

      Fig.1 Difference analysis of volatile components between manual and mechanical yak butter

      3、 結論

      本文對手工和機制酥油品質進行了全面分析。結果表明手工酥油水分含量、脂肪含量、拉絲長度與粘性均顯著高于機制酥油(p<0.05),因此,手工酥油口感較好。但是在營養指標方面,機制酥油生產比手工酥油規范,受外界影響因素小,導致其蛋白質含量、α-生育酚、不飽和脂肪酸、Sn-2位棕櫚酸指標優于手工酥油。由于醇和酯類揮發性成分都是食品的主要呈香風味物質,因此兩者的風味不能做顯著性差異,具體決定牦牛酥油風味的關鍵揮發性成分有待進一步的驗證。因此,機制酥油的營養性和安全性高于手工酥油,在今后的酥油生產中要提升機制酥油的脂肪含量、拉絲長度于咀嚼性,使其接近手工酥油,同時保持其營養性和安全性,才能讓讓牦牛酥油的工業化生產得到消費者的認可。

      參考文獻

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