乳状液中结晶的研究确定一种模型脂肪

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1、1乳状液中结晶的研究确定一种模型脂肪乳状液中结晶的研究确定一种模型脂肪摘要：许多食品分散在脂肪部分结晶了的乳状液小滴中。一种模型脂肪的确定促使了我们对乳状液中结晶的研究，模型脂肪由两种由简单的三酰基甘油组成的脂肪混合而得（在室温下，一种是固体，一种是液体）模型脂肪被确定并且特征化。可可脂（CB）一种主要由单不饱和长碳链脂肪酸（POP，POSt，StOSt,在这里 P 代表棕榈酸，O 代表油酸，St 代表硬脂酸）组成的脂肪，癸辛脂一种由癸酸和辛酸合成的合成油，它们分别被选中。可可脂以及它们的混合物的热行为用高敏感度的差式扫描量热法（DSC）来研究。可可脂/癸辛脂的比率尽可能完善确定（1）为了得到

2、乳状液的稳定与时间有关（2）由于可可脂的多晶形以致混和物在冷却时呈现许多固相以及（3）为了保持即时在低温下一部份液态的存在方便相的转变。75%可可脂/25%癸辛脂组成被确定为模型脂肪物。这种混合物用双衍射线在以 0.5/分的速度冷却时呈现特征。其与温度和 DSC 实验有关。首先一种2L（49.3）类形成。然后，可可脂和癸辛脂的共同结晶表明 44.5 和 34.5 的纵向堆积同时形成。34.5 带有一个 Ao形式的侧面结构。一种异常的三酰基甘油堆积与混合物的形成相符合。这被建议用来解释观察到的一个 34.5 Ao长跨度。分散在乳状液小滴中的模型脂肪混合物的结晶形为被监测是为了证实它的用处。关键词

3、：可可脂、结晶、差式扫描热法、乳状液、三酰基甘油、X-衍射线在许多食品中，脂肪以乳状液的形式分散，如牛奶、奶油、蛋黄酱、黄油和人造奶油。在大多数这些乳状掖中，脂肪部分结晶。虽然对脂肪是连续相的体系来说这样更敏感（油包水型乳状掖，像黄油和人造奶油） 。但是水包油型乳状掖中结晶小颗粒影响了他们的感观性质和许多物理性质，如：流动对聚合、沉淀和结合。结晶在乳化食品的生产、储藏、运输和消费中起到重要作用。因此，了解影响他们结晶行为的因素是很重要的。无论他们的结晶状态如何，天然脂肪是各种三酰基甘油的复杂混合物，这些三酰基甘油决定他们的物理性质，如结构和可塑性，乳脂毫无疑问是自然界中发现的一种最复杂的脂肪。

4、三酰基甘油占了 整个脂质的 9798%，显然是脂质中最大的比2例。其他的组成成分有二酰基甘油、一酰基甘油、游离脂肪酸、固脂和磷脂。400多种不同的脂肪酸已经在乳脂中确定；然而仅仅 12 种脂肪酸超过 1%（1）在所有的已确定的脂肪酸基础上，饱和脂肪酸占大约 66%（C40-C 10:0）,单烯酸占27.4%（C18:1=24.1%）,双烯酸占 2.5%（C18:2=2.4%）,三烯酸占1.3%（C18:3=1.1%）,多烯酸不少于 1%，有支链的酸少于 2.6%，其他的酸少于1%（1,2） 。而且，组成随着季节、区域和母牛的喂养而变化。乳脂含有数百种不同的三酰基甘油，其中目前仅有 43 种以超

5、过 0.5%（摩尔/摩尔）的量存在，这表明目前大多数三酰基甘油仅仅以微量存在（1） 。由于这种组成，所以乳脂的熔点范围很大，从-40到 40。在这个温度范围，它以一种固相和液相的混合物存在。以前的资料（311）报道，乳脂包含许多主要有甘油酯组成的固相。甘油酯分开溶解、结晶，一般表现出的行为跟独立的固体溶液相同。由 DSC 确定的未调和的天然乳脂的一个典型熔点曲线表现出三个吸热峰。相当于化学上显著不同的高、中、低熔点。 （4）多晶型的存在更进一步增加了乳脂研究的复杂性。这增加了一个复杂表层的存在。 （12）在牛奶中很少的研究中最可能的结果就是乳脂结晶分散在乳化液中（1317） 。为了研究乳化液小

6、滴中的结晶，作者用碳氢化合物，如 n-16 烷（18，19）纯三酰基甘油或者简单的合成三酰基甘油（20）的混合物而不是天然脂肪，因为他们可以更高的纯度获得并且呈现高的熔点和结晶温度。由这些简单的样品所做的研究的缺点就是他们与食品脂肪的组成相差太远，并且不能直接运用。例如，固相和液相的同时存在对一种乳脂模型的确定是一个预先必不可少的条件。根据我们的需要，一个乳化体系中的结晶模型应该（I）为了便于数据的诠释，必须有一个三酰基甘油的限定数目（）对于很大量的实验，价格合理才可行，以及（）为了增加两相互存的范围，两种脂肪显示一个弱的相互溶解性。可可脂和癸辛脂的混合物是一个中碳链长合成脂肪，满足了这些要求

7、。可可脂是一种天然脂肪与其它植物油相比其组成非常简单。可可脂主要由三酰基甘油组成，其它的成分有二酰基甘油（约 1.3%） ，游离脂肪酸（约 1.2%） ，以及复杂的类脂物如糖脂类（约 0.5%）和磷脂（约 0.1%） （21） 。可可脂由饱和、单不饱和和多不饱和三酰基甘油的混合物组成。单不饱和三酰基甘油占了大约 80%，显然它是最主要的组成成分。此外，仅仅三种三酰基甘油就占了这部分的 95%以上：1，33位是棕榈酸，2 位是油酸，1 位是棕榈酸，2 位是油酸，3 位是硬脂酸（POSt） ，以及1，3 位是硬脂酸，2 位是油酸（StOSt） 。多不饱和和三饱和三酰基甘油大约占 13%和 3%。可

8、可脂的这种三酰基甘油组成导致可可脂比乳脂的热转换在一个狭窄的温度范围内进行。在室温下可可脂形成了一个硬的固体，并且在体温下就有明显的熔化。这种三酰基甘油组成使可可脂的热和结构行为与纯混合物不同。可可脂的这种特性能够通过乳状液中结晶种类的形成确定而被利用。为了研究分散体系中脂肪结晶的机制。许多学者研究可可脂的结晶，多晶形以及他的主要单不报和三酰基甘油：POP、POSt 和 StOSt（25、26） 。在文献资料中，可可脂的多晶形一般根据六个不同的多晶形式来确定。按照 Wille 和 Lutton(22)的命名法，根据熔点从低到高标记为到。可可脂的固相依靠特征性的-射线峰确定。分子纵向堆积成数层薄

9、层，可以用 XRDT 以小角度观察到的长跨度确定，跨度通常是两倍到三倍碳链长（2L 或 3L） 。被 XRD 以宽角度记录的独特脂肪酸碳氢链侧面堆积致使强的特征性的短跨度来源于单不饱和分子不同部分的侧面结构结合。多晶形通常被分为三组：（六角形亚晶胞）, （斜方亚晶胞）和 （六方晶系亚晶胞） 。按亚晶胞的紧密次序。实际上，可可脂结晶比原先描述的复杂的多。在室温下，三相都存在。主要由单不饱和三酰基甘油构成的主要部分是固体的，相当于主要是饱和三酰基甘油的小部分与一种液相共同存在，液相主要由多不饱和三酰基甘油组成，在 22时占 25%，在 27-28时占 33%（液相中有一部分其他的三酰基甘油随着稳度

10、不同而溶解） 。在突然把可可脂冷却致低温的基础上一种液体结晶相也已被确定（24） 。这篇文章的目的是为了确定和特征化，高敏性的 DSC 和 X-衍射线与温度（XRDT）实验有关，一种模型脂肪允许乳状液中结晶的研究。为了得到一种液相和固相三酰基甘油的混合物，并且能在天然产品如牛奶和奶油中找到，可可脂长碳链的三酰基甘油和各种比例的癸辛脂混合，它是一种由辛酸和癸酸组成的中碳链三酰基甘油的合成混合物。以上这两种脂肪在乳状液中的选择性混合物的研究使这种模型的运用具有可效性。原材料和方法样品所用的可可脂是一个标准厂的，产品来源于 Ivory Coast(Barry Callebaut Meulan Fra

11、nce)。癸辛脂是从 Stearinerie Dubois fils(Ciron France)购买的。三酰基甘油组成。三酰基甘油被反相高效液相色谱通过连续安装的两个4Lichrospher 100 RP18 2504mm（Merck .Darmstadt.Germany）分开。硫形式在氰甲烷中有一个倾斜度（30：70 到 50：50 在 70 分钟内） 。三酰基甘油用一个蒸发的轻相扫描检波器 Sedex 55 量化（SEDERE.Alfortville.France） 。考虑到非线性的检波器响应。结果由峰面用等式1计算出：S=4300M1.6041。M 是产品的量，单位是毫克。脂肪酸组成。就

12、像莫里斯和史密斯所描述的反甲基化后，脂肪酸用气相色谱在一个毛细管柱上分析（Jq 在 Ao -1中， 是与 X-射线相关的结晶平面的入射角。Ao中的 d 是两个网状平面的重复距离）检波器的校准刻度用高纯度的三硬脂酸 形式以宽角度进行。以 4.59、3.85 和 3.70Ao（偏离 0.01 Ao左右）的小跨度为特征（31） 。XRD 模型用 PEAKFIT 软件分析来确定位置。峰的最大强度以及峰下的面积 X-射线与一个像在其他的地方描述的 Gaussian-Lorentzian（和）等式配合（33）.分馏法 75%可可脂 /25%癸辛脂的混和物在 10 分钟内被加热到 70是为了确定所有的晶体和

13、晶核。样品以 0.5/分的速度冷却到 17。样品在 19（偏离 2左右）离心一分钟以使上面的液相从下面的结晶分离出来。为了去除结晶之间的液态三酰基甘油，结晶相用己烷清洗。己烷在带有氮的真空下蒸发。为了确定他们的三酰基甘油组成（看上面）两部分用高效液相色谱分析。预备乳状液 含水相由蒸馏水，80 毫摩尔氯化钠，和占重量 0.04%的钠叠氮物防腐剂构成。蛋白质溶液是这样制备的：添加占重量 0.04%的 -乳球蛋白质粉末到水相中。然后在室温下搅拌，整晚上来确保蛋白质的完全分散。通过添加 1 摩尔/升的氢氧化钠来调节蛋白质溶液的 pH 值到 6.7。75%可可脂 /25%癸辛脂混合物在 60时溶化 30

14、 分钟。模型脂肪和蛋白溶液在 60混和以达到最终的乳状液中有 45%（体积/体积）的脂肪。乳状液预先混合物的制备是用配备有一个 12 毫米加热装置的转子-固定系统 Polytron PT3000 以 20，000 转/分的速度工作 30 秒。粗糙的乳状液然后用一个高压均质器在 10 巴下均质。均质以后，1 毫升的乳状液用十二烷基硫酸钠溶液稀释到 9ml。这种稀释物保证了油滴的安全解絮凝。油滴大小分布用一个十二烷基硫酸钠溶液（十二烷基硫酸钠溶液 1%，氯化钠 l80 毫摩尔 pH6.7）激光扫射测量。系统配备一个 45 毫米焦距的投镜，制造者提供的密码 0505 被选择用来考虑油的折光指数。结果

15、和讨论这项工作客观上是为了确定一种模型脂肪从而允许乳状液中结晶的研究，混和中，长碳链三酰基甘油得到模型脂肪。单独的可可脂和癸辛脂热，结构性质已经在他们混合前研究过了。结果最好比例的混和物经过测试成为一个乳状液中。可可脂和癸辛脂的特征。 （1）组成 可可脂主要由三酰基甘油组成（96.4%） ，但它仍然含有小成分如游离脂肪酸（1.8%） ，一酰基甘油（0.2%） ，二酰基甘油（1.3%） ，6磷脂（0.1%）和甾醇（0.2%） 。CB 和癸辛脂的三酰基甘油组成如表 1。可可脂的三酰基甘油中单不饱和类主要由 POP（16.3%） ，POSt(34.8%)和 StOSt(25.8%)组成，它们占了整个

16、的 79.0%，与文献记载的一样。癸辛脂主要由四种带有饱和中碳链的酰基甘油组成，酰基甘油有 8 到 10 个碳原子（大约有 1%的其它脂肪酸碳链，己酸和月桂酸也被发现） 。（2）热行为 可可脂和癸辛脂的结晶和溶化行为用以 0.5/分速度时冷却，然后以 2/分的速度加热记录的 DSC 曲线分析。这个冷却速率在对乳状液中结晶进行第一次研究后确定。7表 1 在可可脂和癸辛脂中的三酰基甘油浓度（质量百分数）在这种情况下，可可脂的结晶可被分成三个不同的放热过程，同时总焓为94.2J/g，第一次放热从 23.3到 19.5。第二次放热并不明显分离，被记载的一可可脂癸辛脂三酰基甘油%三酰基甘油%三酰基甘油%OLO0.5StLSt2.6CyCyCy20.7PLO0.6POSt34.8CyCyC47.0PLP2.3PPSt1.4CyCC28.4OOO0.7StOSt25.8CCC3.8POO2.5PStSt1.3PLSt4.2StOAr2.0POP16.3StStSt0.9StOO3.4饱和三酰基甘油3.699.9单不