油炸人造黄油的帕尔斯加德试验

控制油炸人造黄油

“第五类”油炸人造黄油不是你想在厨房里吃的东西。它像松林中的火一样噼啪作响、随地吐痰,可以在一分钟内清除半径为5米的区域,一旦热量消失,就需要数小时的清洁。当然,没有哪家制造商会希望其产品表现得如此激进——然而在过去一年左右的时间里,在帕尔斯加德,我们已经看到不止一位顾客的原本平静的人造黄油变成了厨房里的霸主。原因是什么?大多数情况下,这是盐、卵磷脂类型和/或乳固体含量变化相对较小的结果。煎人造黄油的一小步,似乎可以成为其煎制性能的一大步。

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油炸人造黄油——无论是棒状还是液态——都含有单甘油三酯、卵磷脂、柠檬酸酯和盐的混合物,以减少“飞溅”——即人造黄油或其他油炸辅助物(如油或煎炸脂肪)在锅中融化时产生的热脂肪飞溅。随着蒸汽压力的增加,当聚结的液滴下沉到锅的热表面时,会发生飞溅,迅速转化为蒸汽,并引起小爆炸,使脂肪球飞出。

在绝大多数煎炸人造黄油中,卵磷脂或柠檬酸酯被用作乳化剂和防溅特性,以及其他一些功能。这两种产品都能乳化水滴,降低水滴凝聚的倾向,并在重力使水滴接触到锅之前加速蒸发。

因此,飞溅问题是否已解决?尤其是欧洲制造商,情况并非如此——随着时间的推移,情况更是如此。

转基因与过敏原问题

首先,越来越多的卵磷脂生产是基于转基因作物。例如,在北美,这几乎不是一个问题,那里普遍接受转基因产品。因此,世界该地区的制造商继续收获高功能大豆卵磷脂的优势。

然而,对于欧洲和美国的制造商来说,食品中必须申报过敏原,如从大豆油中提取的卵磷脂。在欧洲,转基因产品受到消费者、活动家和政治家的广泛怀疑。所以使用高质量的北美卵磷脂不是一个选择。取而代之的是来自南美或印度的产品。这些产品通常在广泛的属性中处于劣势,很少具有相同的减少飞溅的能力。
对于大多数欧洲制造商来说,简单的反应是提高盐含量。由于人造奶油中的盐含量对水滴中的蒸汽分压有影响,因此防溅性能受到人造奶油中盐含量的积极影响。

撒盐

然而,在要求减少盐的市场中保持高盐含量很难取得长期成功。相反,制造商们已经开始用“正常”含盐量生产油炸人造黄油,同时仍然使用较低等级的卵磷脂。许多人发现前进的道路很艰难,结果是越来越多的飞溅物。

但是减少盐的摄入量并不是主要制造商营销部门的唯一需求。由于买家也开始青睐不含卵磷脂、不致敏的溶液,要求去除牛奶固体,或用效率较低的油菜籽或葵花籽卵磷脂替代大豆卵磷脂,因此开发低飞溅的油炸人造黄油变得越来越困难。

研发团队发现自己陷入了两难境地。坦白说,当他们做出一个相对简单的改变,却产生了可怕的结果时,许多人都感到惊讶。谁会想到这会有这么大的不同呢?

新解决方案“引擎”

为了帮助制造商应对这些挑战,Palsgaard投入了近两年时间将1000多个多参数试验汇编成一个全面的“解决方案引擎”,该引擎可以确定在更换配料时如何最好地保持或改善煎炸性能,改变其比例或改变工艺设备和参数。

虽然过去也进行过类似的测试,但这是第一次如此认真地进行这项任务。例如,帕尔斯加德使用了一种极其敏感的“最坏情况”测试方法,通过使用电炉、电磁炉和煤气炉、不同类型的煎锅(事实证明,煤气炉上的钢制平底锅是最困难的挑战)和不同数量的人造黄油(见图1)来测试食谱。

帕尔斯加德乳化剂控制油炸人造黄油
图1:Palsgaard用于评估油炸人造黄油飞溅的测试装置。“飞溅收集器”位于煎锅上方30厘米处。在最高温度下加热60克人造黄油,直到所有水分蒸发。随后,收集器上的飞溅痕迹被标记为计数。测试是在各种热源和不同类型的煎锅上进行的。

例如,公司的应用专家系统地记录了以下影响:

  • 将含盐量从0.2%降低或增加至1.5%
  • 改变生产参数
  • 优化乳化剂系统

许多测试的结果现在被用于支持在Palsgaard的应用实验室或客户的制造厂现场进行的实际试验,从而加快了确定最佳配方以尽可能减少飞溅所需的时间。

此外,作为研究工作的一部分,创建了五个不同的类别,定义了不同程度的飞溅。这些配方从温和的1类油炸人造黄油到5类(见图2)配方,其脂肪吐出的质量非常具有侵略性,因此只能在特殊保护下使用。例如,试图降低盐含量的制造商在使用与常规配方相同的乳化剂系统的同时,几乎毫无例外地肯定会朝着错误的方向发展一两个类别——最有可能是以牺牲市场份额为代价的。

复杂的相互依存关系

任何一位称职的人造黄油应用专家都知道,例如,在油炸人造黄油中,盐的效果也取决于乳化剂系统和人造黄油中的乳固体。然而,加工设置也会产生影响,因为压力、容量、冷却以及销机、结晶器和管式冷却器的实际设置会影响油炸人造黄油的飞溅性能。

正是这种相互依赖性使得维护飞溅性能的工作变得如此困难。事实上,这个名单很长。

例如,考虑牛奶固体的作用。在油炸人造黄油中加入它们有许多有益的效果,从美拉德反应的理想褐变效果到改善口感和气味。牛奶固体还会破坏人造黄油的稳定性,导致水滴变得不规则,从而减少飞溅的倾向。锅底上的微小颗粒沉积物吸引热量,从而形成小“烟囱”,将蒸汽从锅底安全地输送到表面。

因此,作为创建非过敏原产品的一部分,去除牛奶固体对人造奶油的性能有着深远的影响。

第5类人造黄油
图2:一种“5类”人造黄油,其吐出的脂肪量如此之大,以至于我们的技术人员需要特殊保护才能对其进行检测。

控制策略

为了控制飞溅,你需要让人造奶油加热时释放的水滴逐渐蒸发,而不是快速蒸发。此外,煎炸人造奶油加热时形成的泡沫,以及柠檬酸酯或卵磷脂产生的泡沫,也有助于盖住热水小爆炸产生的飞扬脂肪滴。

良好的乳化剂系统对于以延迟模式分配不可避免的爆炸至关重要。例如,可以使用单甘油三酯获得良好的乳液,然后添加水解或天然卵磷脂,使乳化剂混合物更亲水。特别是卵磷脂,它支持形成一种乳液,这种乳液的强度不足以形成可以同时蒸发的均匀水滴——并且有助于避免更大水滴聚集而引发大规模爆炸的极端情况。分别使用IP大豆卵磷脂和菜籽卵磷脂的乳化剂系统试验见图3和图4。从这两幅图可以明显看出,卵磷脂类型在防飞溅行为中起着巨大的作用,尤其是当盐含量降低时。

保持油炸人造黄油处于受控状态图3
图3:由食用脂肪酸、菜籽卵磷脂和柠檬酸酯的单甘油酯和双甘油酯混合物制成的乳化剂制成的砖人造黄油的煎炸试验结果。使用这种乳化剂体系,最好的结果是不含乳脂固体-无论是SMP(脱脂奶粉或乳清)和高盐含量。
保持油炸人造黄油处于受控状态图4
图4:油炸试验的结果砖人造奶油制成的乳化剂由单甘油脂和双甘油脂,IP大豆卵磷脂和柠檬酸酯的混合物。与图3相比,可以明显看出,该乳化剂系统(含乳固体和不含乳固体,含盐量低或高)具有更好的油炸效果。

然而,单独使用卵磷脂可能会引起问题,因此通常需要将其与单甘酯和少量柠檬酸酯结合使用。

除去卵磷脂需要仔细选择新的乳化剂系统,这是配方的一个关键方面,但也需要平衡成分和生产组合中的多种其他元素。

复制/粘贴不起作用

对于那些需要改变油炸人造黄油配方的制造商,我们的解决方案引擎告诉我们一个清晰的故事:复制/粘贴产品开发模式是不够的,即研发人员利用现有的配方,通过去除或替换不受欢迎的物质(盐、牛奶固体或大豆卵磷脂)来“调整”它,然后调整剩余成分的含量,以对抗不可避免的飞溅增加。几百小时后,至少,产品仍然可能是一个,两个或更多类别的更高的飞溅阶梯-可能无法满足其他功能需求。

事实上,选择合适的乳化剂系统是每个研发团队都应该关注的一件事,以有效控制飞溅。

什么最有效?

如此多的筛查首次揭示了为什么制造商每次想要做出改变时都会遇到这样的困难。当然,用这么多不同的参数和值来总结这么多试验的结果是不可能的。然而,从Palsgaard的工作中,关键的见解包括:

  • 大豆卵磷脂与特定乳化剂系统一起使用,可提供不同卵磷脂类型的最佳飞溅性能(见图4)
  • 将单甘油脂/二甘油脂和卵磷脂结合使用可减少低盐含量人造奶油中的飞溅
  • 压力、容量、冷却以及销钉机、结晶器和管式冷却器的实际设置也会产生影响
    添加单酸酯和双酸酯(Citrem)可能是最有效的解决方案(见图5)
保持油炸人造黄油处于受控状态图5
图5:由纯柠檬酸酯制成的乳化剂制成的液体人造黄油的煎炸试验结果。与图3相比,可以明显地看到,这种乳化剂体系有或没有乳固体,盐含量低或高,煎炸效果都要好得多。与图3中测试的乳化剂系统不同,该系统不含任何卵磷脂,这使它成为无过敏原人造黄油的好选择。

有效的新工具

自然,围绕油炸人造黄油试验的这一集中努力使Palsgaard能够建立一个庞大的分析数据和飞溅的技术诀窍基础。在揭示了乳化剂系统在防止飞溅方面可以发挥的关键作用以及其他成分混合的更清晰性后,溶液引擎已成为调整煎炸人造黄油配方以满足各种需求的有效新工具。

在我们的应用实验室中,重点是让制造商退回到一个安全的地方,或者帮助他们保持产品在同一类别中的性能。选择的武器是典型的以柠檬酸酯为基础的乳化剂系统的组合,有或没有卵磷脂(基于大豆、葵花籽或油菜籽,水解和非水解)-由溶液引擎的大量测试结果库指导。

这样,油炸人造黄油制造商就有了一个新的机会,可以利用他们的乳化剂合作伙伴作为一个试探板,发送样品来评估和修复飞溅的性能,并加快新产品的开发过程。

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