无脂肪的人造黄油的生产策略

公共敌人:Trans-Fats

上世纪90年代初,哈佛大学医学院(Harvard Medical School)发表了一篇具有里程碑意义的论文,得出结论称,反式脂肪酸对健康存在重大风险,每天摄入5克至6克的反式脂肪酸,患心血管疾病的风险就会更高。这项研究的影响是巨大的,至少在欧洲是立竿见影的。例如,自2004年起,丹麦已允许食品中使用的油脂的非动物反式脂肪含量不得超过2%。

另一方面,美国的反应有点慢,尽管它在2006年引入了强制标签反式脂肪。然而,就在最近,2015年6月,美国食品和药物管理局(FDA)最终确定反式脂肪通常不被认为是安全的,并为从所有加工食品中去除反式脂肪设定了三年时限。泰国和台湾从这一决定中得到启示,同样禁止在其食品中添加反式脂肪,该禁令将于2018年生效。

人生没有反式脂肪

如果没有反式脂肪(通常来自部分氢化脂肪),就很难持续生产高质量的人造黄油。事实上,生产过程的每个部分对各种因素都变得更加敏感,而过去部分氢化油可以轻松处理这些因素。

一种这种因素是其他脂肪类型的较高熔点。为了最佳的风味释放,最好使用在近似口腔温度下熔化的脂肪:约35°C(95°F)。在旧世界中,旱脂完全拟合了账单。在新的一个中,唯一经济上可行,易用的脂肪型是棕榈油,棕榈油馏分或有趣的脂肪类型 - 但所有缺乏相当的功能。

脂肪的熔点也会影响制造商在生产过程中使用脂肪的能力。在无脂肪的世界中,您得到了高熔点级分和液体油的混合物,熔点较高,倾向于更柔软的产品。然而,也许最重要的现象是反式脂肪替代品的较慢的结晶速度。

结晶速度慢,产能低

一般来说,制造商无法在同一条生产线上生产像以前那样多的人造黄油。工艺参数需要调整以处理较慢的结晶过程,而且大多数情况下,需要投资新的管式冷水机,或者,例如,将两台机器组合在一起,而以前只需要一台。无论选择哪条路线,最终产品的质量都不会相同。

较低的生产能力是缓慢结晶的一个影响。另一个原因是,在预储存期间,结晶过程持续发展的时间比通常的24小时左右更长,在一段时间内改变其结构,导致产品更脆。因此,储存和储存温度的变化有更大的影响。在预储存过程中,可能会尝试通过改变温度来降低脆性并确保一致性,例如,前5天的温度为21度,之后降低到16度。对于一些公司来说,可能需要新的预存储设备来实现所需的温度控制。

实验和乳化剂

制造商现在需要想出一种无反式脂肪的配方,使每批人造黄油的质量获得最大可能的成功机会。我们的研究和经验表明,结晶器可以大大简化生产过程。为了发现它们的作用,我们研究了不同的工艺参数如何影响酥皮人造黄油的结晶速度和性质。

当人造黄油在生产过程中开始冷却时,第一批晶体出现,形成一个“座位”供更多的人造黄油生长,最终形成一个更坚固的质量,必须进行一些分解,恢复可塑性。

为了解决这个问题,我们使用了我们的一个试点工厂在过程中更早地开始座位,允许更多的时间在机器中,以减少后结晶。更长的时间在设备,然而,意味着更大的影响从针机和以下管冷却器,导致一个相当不同的产品。

我们的试验比较了酥皮人造黄油中的氢化脂肪、酯化脂肪和非氢化脂肪。氢化脂肪表现最好,结晶快。非氢化脂肪(如棕榈油)结晶速度慢得多,表现最差。事实上,在装大头针机器之前和之后,后者都过度劳累,无法打包,甚至无法吃。酯化脂肪培养基结晶良好,但又很容易过度工作。

选择的解

一个关键目标是确定熔点使得在生产中易于使用的结晶器。我们发现这可以用空间酸(18)来实现,与山酸组合。

Tribehic和Monovehenics对结晶剂具有最极端的熔点。另一方面,其他甘油三酯组合物与山酸可以产生较低的熔点,使它们更容易处理生产。任何这些酸都可以很容易地购买,但构建这种甘油三酯是在公园的散步。在链条上的正确位置定位山酸需要多于一点专业知识!

各种脂肪酸,甘油三酯和结晶剂的熔点可以在下面的表1中看到。

C18:3 n独联体 亚麻酸 -12.7°C(9°F) 结晶器:使用C18 72.2°C(162°F)
简单的名字 熔点 简单的名字 熔点
C12:0 月桂酸 44.4°C(112°F) Trilaurin 46.1°C(115°F)
C14:0 肉豆蔻酸 54.4°C(130°F) 含量; 55°C(131°F)
0 棕榈酸 62.7°C(145°F) Tripalmetin 65°C(149°F)
C18:0 硬脂酸 69.4°C(157°F) 三硬脂酸甘油酯 72.2°C(162°F)
C22:0 二十二烷酸 80°C(176°F) tribehic. 82.2°C(180°F)
C18:1 n - 9独联体 油酸 16.1°C(61°F) 结晶器:C22 -C18 61.1°C(142°F)
C18 1反式 反油酸 3.8°C(111°F) 结晶器:C16 -C18 57.2°C(135°F)
C18:2 n-6独联体 亚油酸 -6.6°C(20°F) 结晶器:C16 -C18-C22 58.8°C(138°F)

结晶作用

使用Tribehenate Mp,其熔点为82 oC (180 oF),与我们的参考(40%棕榈油,40%棕榈硬脂和20%不含结晶器的液体大豆油)相比,结晶速度大大加快,如图1所示。

图1:对比了结晶器与苯二甲酸酯的结晶效果

我们测试的Mp结晶器的速度几乎与Tribehenate Mp相匹配,但熔点较低,为61 oC (142 of)。两种解决方案的性能都远远超过了参考文献。实验还发现,使用结晶剂可以形成更多的β素晶体,比其他类型的晶体有更好的吸收效果。

有结晶器和没有结晶器的SFC值

接下来,我们测试了与之前试验相似的酥皮人造黄油配方,这次添加了1.7克结晶器。固体脂肪含量(SFC)值由这一添加结果如下表2所示。

Avr。香港证监会% 40°C 21.00 21.80 22.70 12.40 13.00 13.90
试验3. 试验4. 试验5. 试验8. 试验9. 试验10
石油混合: Palsgaard®6111 1.70 1.70 1.70 0.00 0.00 0.00
棕榈硬脂 40.0 42.00 45.00 40.00 42.00 45.00
R.棕榈脂肪mp 42°C 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
RBD。棕榈油 40.00 42.00 45.00 40.00 42.00 45.00
液态豆油6°C 8.30 14.30 8.30 20.00 16.00 10.00
100. 100. 100. 100. 100. 100.
熔点: 56.20 56.90 56.20 51.70 50.80 52.80
Avr。SFC%10°C 61.90 63.00 67.20 52.00 55.40 59.8
Avr。SFC%20°C 50.00 51.70 54.80 40.20 42.00 43.9
Avr。SFC%30°C 31.70 32.20 34.20. 21.00 22.40 24.80

表2:
含或不含结晶器的酥皮人造黄油的SFC值

试验证明了一个令人惊讶的结果:虽然1.7%的结晶剂在配方中所占比例并不大,但它的效果却很显著,可以迅速为进一步的结晶奠定基础。

结晶器及生产能力

接下来,我们考察了结晶器对生产能力的影响。我们测试了添加和不添加结晶器的两个容量水平。研究表明,添加的结晶器越多,bar压力就越高,因此能够更好地维持或增加产能。如果不添加结晶器,你就需要减少产能,让混合物在管式冷却器中停留更长时间。因此,虽然添加结晶器会增加配方成本,但在更好地利用生产设备方面是值得权衡的。

我们还决定更仔细地研究不同结晶器用量对生产能力的影响,从0到0.5%,1%,1.5%,最后,一直到2%,见下图2。

图2:结晶器用量对生产能力的影响
图3:结晶器剂量在400rpm下的影响

为了让事情变得更有趣,我们同时测试了两种不同转速的效果:400 RPM和800 RPM。在图3中,彩色条表示我们的试验室生产设置中的四个管式冷水机。我们可以确认,使用结晶器确实会在过程结束时增加粘度,但它们的作用并不特别。

最终产品视角

我们也很好奇,了解如果我们在最终产品本身对烘焙试验进行烘焙试验,同时试验管旋转速度。因此,我们测量了将结晶剂剂量增加到0%到2%的10次酥皮糕点的影响,在三个不同的旋转速度之间切换。(见图4和5)。

图4:不同工艺参数对酥皮膨化的影响
图5:酥皮烘焙试验

大多数生产机械有一个固定的转速,所以这不是一个可行的参数对许多。然而,旋转速度对酥皮的膨胀效果有很大影响,从面团厚度到最终烘烤酥皮的膨胀幅度为10至11倍时效果最好。引入结晶器,消除了旋转速度的影响,无论在不同的工艺参数下,还是在不同的机器上,都能获得良好的膨胀效果。

结晶器总是必要的吗?

但是,我们是否过于狭隘地将结晶器作为减缓结晶的唯一可行方案?事实上,它们总是必要的吗?我们有可能创造出与含反式脂肪配方性能相同,或至少相当的配方。例如,蛋糕人造黄油使用的是快速结晶的脂肪类型,如棕榈油或椰子油脂肪,添加结晶剂不会得到任何好处。但是对于便宜的脂肪类型,少量的结晶器就可以产生显著的不同。

制造商也需要看看他们的设备阵容。最新机器可能根本不需要结晶器。但最有可能的是,较旧的机器不足以维持新的无脂肪播放场上的当前能力和产品质量 - 至少没有将结晶剂剂量施加高达2%。但是,即使在升级到更现代化的设备之后,0.5%至1%的结晶器含量仍可能增加好处。

我们在这里提供帮助

人造黄油制造商需要开发新的生产策略,了解上述新现实,在他们的食谱中试验结晶器和乳化剂,并准备在设备中进行大量资本投资。

Palsgaard的目的是帮助客户克服障碍,帮助他们制定流程、配方和设备调整的路线图。我们拥有所有需要的设备来处理每一个生产参数,在许多不同的点取样并进行试验,这在实际生产环境中是不可行的。

制造商也有各种其他途径转向建议,包括石油炼油厂(开发新的石油和脂肪类型),大学,内部研发中心和机械/存储供应商进行的集中努力。行业越早面临着本文讨论的问题,更好。未能快速移动可能会导致过山车通过降低的容量,Zig Zagging产品质量和昂贵的重新运行。因此,努力越早,必要的过渡到无反式产品的总成本降低 - 以及制造商及其客户的畅异。

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