CN102740705A - 用于巧克力和糖果点心的油脂组合物 - Google Patents

用于巧克力和糖果点心的油脂组合物 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于巧克力和糖果点心的脂肪组合物，其三酸甘油酯中的POS/SOS含量比为1到11且是通过包含以下步骤的方法制备：通过混合植物性脂肪与脂肪酸或脂肪酸衍生物来制备原料脂肪；以及对所述原料脂肪进行酶促酯转移。根据本发明的脂肪组合物具有可可脂所特有的陡斜率SFC曲线，因为其具有高POS含量的三酸甘油酯组成与天然可可脂相似。因此，所述脂肪组合物可用作可可脂等效物，其在口中快速熔融且具有松软质地。此外，所述脂肪组合物可用于提高可可脂的品质。将所述脂肪组合物添加到固体可可脂中，从而使三酸甘油酯组成和物理性质与具有松软质地的可可脂相似。

Description

用于巧克力和糖果点心的油脂组合物
技术领域
本发明涉及用于巧克力和糖果点心的脂肪组合物，具体说来，涉及用于三酸甘油酯中POS/SOS含量比为1到11的巧克力和糖果点心的脂肪组合物，所述脂肪组合物是通过包括以下步骤的方法制备：通过混合植物性脂肪与脂肪酸或脂肪酸衍生物制备原料脂肪；以及对所述原料脂肪进行酶促酯转移(enzymatically transesterifying)。
背景技术
1.可可脂
巧克力通常含有50％或少于50％糖、30％到50％可可块和约30％脂肪，脂肪包含乳脂。巧克力脂肪中的可可脂含量根据巧克力的种类而变化，但通常为约60％。
可可脂是从可可果(theobroma cacao fruit)的种子(可可豆，脂肪含量：48％到49％)中获得的脂肪。可可脂由98％三酸甘油酯、1％游离脂肪酸、0.5％单酸甘油酯或二酸甘油酯、0.2％固醇和150ppm到250ppm生育酚组成。可可脂的三酸甘油酯具有75％或大于75％的对称结构，并且其中油酸位于sn-2位置，而棕榈酸和硬脂酸分别位于sn-1和sn-3位置。可可脂包含34％到49％POS、23％到30％SOS和13％到17％POP，主要形成对称结构。
可可脂的熔点为32℃到35℃，而且在室温(约20℃)下的固体脂肪含量(solid fat content；SFC)为71％到88％，在30℃到32℃下开始熔融，且在32℃到35℃下大体上熔融。因为可可脂在大约30℃下快速熔融，因此可可脂在室温下为固体，但其在口中快速熔融，且因此提供清爽纯正的口感。据悉，可可脂的所述熔融特征应归于对称结构。
可可脂视原产地而具有不同的三酸甘油酯组成和含量，原产地造成性质差异，例如坚固性、固化速度或类似性质。例如，就sn-2位置具有油酸的对称脂肪的组成而言，马来西亚可可脂的POS含量为47％，且SOS含量为30％；而巴西可可脂的POS含量为40％，且SOS含量为22％；而加纳可可脂的POS含量为43％，且SOS含量为26％。这三种可可脂具有在13％到15％范围内的相似POP含量。就坚固性而言，马来西亚可可脂最坚固，巴西可可脂最软，而加纳可可脂的坚固性处于中等水平。此外，固化速度的差异与坚固性的顺序相同，即马来西亚可可脂为78±10分钟，巴西可可脂为300±51分钟，而加纳可可脂为95±14分钟。
2.可可脂的脂肪替代
因为可可脂是从天然植物中获得，所以其供应随气候变化而变化。此外，因为可可脂比较昂贵，因此将植物性脂肪和油作为可可脂的替代物用于巧克力。所述替代脂肪包含硬化棕榈仁油和椰子油，其与可可脂不相容。可可脂的替代性脂肪和油视生产方法和成分而分类为类可可脂(cocoa butterequivalent and extender；CBE)、代可可脂(cocoa butter replacer；CBR)和可可脂替代物(cocoa butter substitute；CBS)。
CBE与可可脂相容，具有与可可脂相似的三酸甘油酯组成，且需要调温(tempering)。CBE的实例包含棕榈油中间馏分(palm middle fraction；PMF)、沙尔脂(Sal fat)、婆罗洲脂(Borneo tallow)、烛果油(Kokum butter)、牛油树脂(Shea butter)和其脂肪馏分。据悉，将可可脂与棕榈油中间馏分和具有高SOS含量的脂肪混合以制备与可可脂相似的脂肪。
CBR是通过在室温下硬化呈液态或呈液-固混合态的大豆油、菜籽油、棕榈油或类似油而获得的固化脂肪。CBR在某种程度上可替代可可脂，而且不需要调温。CBR由于熔点和SFC增加而具有陡SFC曲线斜率和高氧化稳定性。然而，因为使用部分硬化来制备CBR，所以其具有高反式酸(trans acid)含量，且因此缺乏营养。
CBS是通过硬化有些植物性油和脂肪而获得，与可可脂不相容，具有高月桂酸含量且不需要调温。CBS通常用来涂布烘烤区域，且通常通过使棕榈仁油和椰子油硬化或酯转移(transesterifying)且根据需要与其他类型的硬化植物油混合来制备。然而，在存在湿气时，具有高月桂酸含量的脂肪和油由于霉菌而被水解，发出异常臭气，且由于月桂酸而缺乏营养。
因为CBR和CBS缺乏营养且与质地相关的功能减少，例如其在口中快速熔融，所以CBE的使用日益增加。CBE主要通过将经由酶促酯化而合成的富SOS脂肪与通过分馏棕榈油所获得的棕榈油中馏分(PMF)以约1∶1混合来制备。CBE通常具有由30％到35％POP、10％到15％POS和30％到35％SOS组成的三酸甘油酯组成，其与加纳可可脂的三酸甘油酯组成(POP：17％；POS：43％；SOS：26％)相比具有较高POP和SOS含量以及较低POS含量。
通过在不同温度下的固体脂肪含量(SFC)来鉴别脂肪的物理性质。在20℃到25℃下的SFC表示脂肪硬度，25℃到30℃下的SFC表示耐热性，且35℃或高于35℃下的SFC表示蜡质(waxiness)，蜡质是指脂肪保留在口中而不是快速熔融的程度。当其SFC在30℃或低于30℃时较高，在30℃或高于30℃下急剧降低，且在35℃或高于35℃下极低时，即当SFC形成陡曲线时，巧克力用可可脂或可可脂代脂被视为具有良好品质。
通过比较可可脂的SFC与CBE的SFC，具有高SOS含量的CBE与可可脂相比在30℃或低于30℃下具有较低SFC。然而，具有高SOS含量的CBE与可可脂相比在30℃或高于30℃下具有较高SFC，且因此具有固体感并且在口中余留悠长回味。如上文所述，可可脂和CBE之间的SFC差异，即性质差异，应归于可可脂和CBE之间的三酸甘油酯组成差异。CBE具有高POP和SOS含量，而可可脂具有高POS含量。POS和POP的熔点为大约35℃，而SOS的熔点为41℃。具有高SOS含量的脂肪在30℃或高于30℃下相对较硬(亚历山大·托比卡(Aleksandra Torbica)等人，欧洲食品研究与技术(Eur.Food Res Technol.)，2006，222：385-391)。
最近，倾向于松软而不是坚硬并且在口中快速熔融而不余留回味的巧克力。因此，已开发具有SOS含量降低和PMF含量增加的松软型CBE。松软型CBE具有包含40％到45％POP、10％到15％POS和30％到35％SOS的三酸甘油酯组成。松软型CBE在20℃到35℃的温度范围内总体上具有低SFC，因此其可提供松软质地的巧克力，但在室温下不形成坚固晶体，由此可能导致起霜(blooming)现象。
通过调节由合成或分馏所获得的SOS和具有高POP含量的PMF之间的混合比来使大部分现用CBE具有坚硬或松软性质。然而，与天然可可脂不同的是，CBE并不展现具有陡斜率的SFC曲线。
美国专利第4,705,692号揭露可可脂的替代组合物，其包含SOS、POS和POP且具有高SOS含量，其中硬脂酸与棕榈酸的比率为1.5∶1到6.0∶1。
日本专利公开案第1999-243982号揭露具有高POS含量的三酸甘油酯组成的脂肪，其是通过酯转移产生，其中POS含量低，为18重量％或低于18重量％；而POP含量高，为10重量％到55重量％；且SOS含量高，为10重量％到50重量％。就此而言，所述方法集中于合成SOS而不是POS。
日本专利公开案第2008-154555号揭露巧克力用脂肪和油，其在口中具有适当耐热性和可熔性，其中所述脂肪和油具有40重量％到60重量％的SOS含量、1重量％到10重量％的POP含量和1.1到1.8的SOS含量/POS含量与SOA含量之和的重量比，而且SOS含量大于POS含量与SOA含量之和。因此，所述脂肪和油包含高SOS含量。
这些惯用方法集中于巧克力用脂肪和油，其具有高SOS含量以便制造松软且在口中快速熔融且因此不余留回味的巧克力产品，但所述巧克力产品并不着重于天然可可脂中富含的POS。
因此，本发明的发明人已进行广泛研究以开发脂肪组合物，所述脂肪组合物具有与可可脂相似的三酸甘油酯组成、改良特定地区所生产的可可脂的品质，并且营养极佳，因此完成本发明。
发明内容
技术问题
本发明旨在提供一种用于巧克力和糖果点心的脂肪组合物，其三酸甘油酯中的POS/SOS含量比为1到11。
本发明亦旨在提供含有所述脂肪组合物的可可脂等效物、可可脂品质增强剂及使用其制备的巧克力。
技术解决方案
根据本发明的一个方面，通过植物性脂肪或油的酶促酯转移制备已调节POS/SOS含量比的脂肪组合物，此后分析脂肪组合物中的三酸甘油酯结构以确定组合物具有与天然可可脂相似的结构。然后，将脂肪组合物与可可脂混合，继而分析混合物的三酸甘油酯结构和SFC，由此确定脂肪组合物改良可可脂的品质。
本发明提供用于巧克力和糖果点心且三酸甘油酯中的POS/SOS含量比为1到11的脂肪组合物，其是通过以下步骤制备：通过混合植物性脂肪或油与脂肪酸或脂肪酸衍生物来制备原料脂肪；及对所述原料脂肪进行酶促酯转移。
在本发明中，植物性脂肪或油为植物性脂肪或油或者含有其馏分的脂肪或油，其可包含此项技术中通常使用的任何植物性脂肪或油，例如椰子油、棕榈仁油、棕榈油、菜籽油、葵花油、大豆油、棉籽油、米粒油、玉米油、橄榄油、牛油树脂、芒果仁油、婆罗洲脂(来自狭翅娑罗双(Shorea stenoptera)或猪油果(Pentadema butyracea)的油)、沙尔油(Sal oil)(娑罗双树油(Sherearobusta oil))或烛果油(kokum oil)(印度藤黄油(Garcinia indica oil))，但不限于此。
在本发明中，分馏植物性脂肪或油的方法将由植物性脂肪或油原料获得饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸含量存在差异的含有POP的脂肪，且可通过视植物性脂肪或油原料的特征从干式分馏和溶剂分馏中选出的方法来进行。在溶剂分馏中，可使用任何溶剂，例如己烷、丙酮、甲基乙基酮、乙醇或其类似物，只要其可溶解原料脂肪即可。
在本发明中，脂肪酸或脂肪酸衍生物的实例可包含棕榈酸、硬脂酸、花生四烯酸、二十二酸和其衍生物，例如棕榈酸乙酯、硬脂酸乙酯、花生四烯酸乙酯和二十二酸乙酯、棕榈酸甲酯、硬脂酸甲酯、花生四烯酸甲酯和二十二酸甲酯。优选使用硬脂酸、硬脂酸乙酯和硬脂酸甲酯，但不限于此。可使用此项技术中通常使用的任何脂肪酸和任何脂肪酸衍生物。
在本发明中，可使用酶促酯转移来产生在sn-1、sn-3位置包含饱和脂肪酸且在sn-2位置包含不饱和酸的对称三酸甘油酯，并且使用sn-1，3位置特异性酶(sn-1，3position-specific enzyme)在30℃到60℃下进行1小时到30小时。
sn-1，3位置特异性酶的实例可包含从代氏根霉(Rhizopus delemar)、米赫毛霉(Mucor miehei)、黑曲霉(Aspergillus miger)、少根根霉(Rhizopusarrhizus)、雪白根霉(Rhizopus niveus)、爪哇毛霉(Mucor javanicus)、爪哇根霉(Rhizopus javenicus)、米根霉(Rhizopus oryzae)、疏棉状嗜热丝孢菌(Thermomyces lanuginosus)或其类似物中提取的酶。优选使用从米赫毛霉或疏棉状嗜热丝孢菌中提取的酶，但不限于此。可使用此项技术中使用的任何sn-1和sn-3位置特异性酶。
在本发明中，可针对反应时间调节酶促酯转移中的底物(substrate)比率，以便调节POS/SOS含量比。此外，当反应完成时，可将反应物彼此混合以促进用途变化，从而调节POS/SOS含量比。举例来说，将包含48％POS和13％SOS且POS/SOS含量比为3.7的组合物与包含40％POS和40％SOS且POS/SOS含量比为1的组合物以重量比7∶3混合，从而产生包含45％POS和21％SOS且POS/SOS含量比为2的组合物。
利用上述起始原料和方法制备的脂肪具有POS/SOS比率为约1到11的三酸甘油酯组成。在酶促酯转移中，调节底物比率和反应时间或混合反应物，从而可调节POS/SOS比率且根据需要选择性地产生POS/SOS比率为约1到11的组合物。
有利作用
如上文所述，根据本发明的脂肪组合物由于具有高POS含量的三酸甘油酯组成与天然可可脂相似而具有可可脂所特有的陡斜率SFC曲线。因此，所述脂肪组合物可用作可可脂等效物，其在口中令人愉悦地熔融且具有松软质地。此外，所述脂肪组合物可用于提高可可脂的品质。将所述脂肪组合物添加到固体可可脂中，从而使三酸甘油酯组成和物理性质与具有松软质地的可可脂相似。
附图说明
图1是描述根据本发明的脂肪组合物的三酸甘油酯组成的高效液相色谱(HPLC)图。
图2是描述包含根据本发明的脂肪组合物的可可脂的SFC以及具有不同物理性质的天然可可脂的SFC的图。
具体实施方式
接下来，将参考以下实例更详细地描述本发明。仅出于说明的目的提供这些实例，而且这些实例决不应被视为限制本发明。
实例1：制备脂肪组合物和分析三酸甘油酯结构
在实例1中，如下制备脂肪组合物。通过溶剂分馏获得棕榈油馏分作为原料脂肪。在60℃下将1千克棕榈油完全溶解且与10千克丙酮混合。用塞子闭合容器后，搅拌混合物以使油彻底溶解于丙酮中。在0℃和30转/分下将混合溶液搅拌3小时，接着结晶，继而真空过滤，从而分成固态棕榈油硬脂和液态棕榈油精。在此，棕榈油精的产率为60％或60％以上，且碘值为60或60以下。
使通过分馏获得的未被丙酮移除的棕榈油硬脂在40℃下完全溶解并且与附加丙酮混合。在30℃和30转/分下搅拌混合物，接着结晶，继而真空过滤，从而分离成结晶馏分和棕榈油中间馏分(PMF)。在此，PMF的产率为30％或30％以上，且棕榈油馏分含有55％POP且碘值为40。
将棕榈油馏分与硬脂酸或硬脂酸衍生物以1∶2摩尔比混合，使得总重量为2千克，此后使用固定化(immobilized)sn-1，3特异性解脂酶(sn-1，3-specificlipase)，即获自米黑根毛霉(Rhizomucor miehei)的脂肪酶(lipozyme)RMIM使混合物进行酯转移1小时、2小时、3小时、4小时、5小时、6小时、10小时、14小时和20小时，从而合成脂肪组合物。接着，将所合成的脂肪中所存在的乙酯蒸发，产生最终脂肪组合物。
在酶促酯转移前/后使用HPLC鉴别脂肪组合物中的三酸甘油酯的种类和含量。
使用HPLC在表1中所列出的条件下对三酸甘油酯进行分析。使用逆相高效液相色谱和蒸发光散射检测器(evaporative light scattering detector；ELSD)分析脂肪在分馏前后的三酸甘油酯结构。使用PEFE注射过滤器(25毫米，0.2微米)过滤30微升试样和10毫升己烷，接着置于2毫升小瓶(vial)中，并且使用自动取样器注入20微升试样。分别使用乙腈和己烷/异丙醇作为溶剂A和溶剂B，且流速为1毫升/分钟。进行溶剂梯度洗脱(A∶B，体积∶体积)70分钟，溶剂梯度洗脱在80∶20下进行45分钟，在54∶46下进行到60分钟，接着在80∶20下从60分钟进行到70分钟。
表1
Figure BDA00001972643800071
Figure BDA00001972643800081
通过HPLC鉴别各脂肪的三酸甘油酯组成，且结果说明于表2中。
表2
  反应时间   POP   POS   SOS   POS/SOS
  0小时   89.23   7.57   0.00
  1小时   76.89   17.57   1.61   10.91
  2小时   68.10   25.14   3.09   8.14
  3小时   58.69   30.76   5.03   6.12
  4小时   52.54   35.23   6.60   5.34
  5小时   43.79   40.61   9.62   4.22
  6小时   40.53   42.85   10.72   4.00
  10小时   33.38   48.31   13.21   3.66
  14小时   20.21   43.51   30.55   1.42
  20小时   13.36   40.12   40.93   0.98
如表2中所示，POS/SOS含量比为约1∶1的脂肪组合物具有包含40.12％POS和40.93％SOS从而使POS/SOS比率为0.98的三酸甘油酯组成。POS/SOS含量比小于11的脂肪组合物具有包含17.57％POS和1.61％SOS从而使POS/SOS比率为10.91的三酸甘油酯组成。因此，在本发明中制备POS/SOS含量比为1到11的脂肪组合物。
实例2：制备混合型脂肪组合物
通过混合10％(重量比)实例1中进行酯转移14小时所获得的脂肪组合物(POS/SOS含量比为1.42)与90％(重量比)实例1中进行酯转移6小时所获得的脂肪组合物(POS/SOS含量比为4)来制备0.4千克POS/SOS含量比为3的混合型脂肪组合物。
实例3：制备可可脂混合物
在60℃下将实例2中所制备的0.4千克混合型脂肪组合物和1.6千克天然可可脂搅拌并混合，从而制备可可脂混合物。
实验实例1：分析可可脂混合物的三酸甘油酯结构
为评估根据本发明的脂肪组合物是否可用于改良可可脂的品质，使用HPLC就脂肪中的三酸甘油酯种类和含量对实例2中所制备的混合型脂肪组合物与具有坚固质地的可可脂的混合物、具有坚固质地的可可脂和具有松软质地的可可脂进行分析。
使用HPLC在表3中所列出的条件下对三酸甘油酯进行分析。使用逆相高效液相色谱和蒸发光散射检测器(ELSD)分析脂肪在分馏前后的三酸甘油酯结构。使用PEFE注射过滤器(25毫米，0.2微米)过滤30微升试样和10毫升己烷，接着置于2毫升小瓶中，并且使用自动取样器注入20微升试样。分别使用乙腈和己烷/异丙醇作为溶剂A和溶剂B，且流速为1毫升/分钟。进行溶剂梯度洗脱(A∶B，体积∶体积)70分钟，溶剂梯度洗脱在80∶20下进行45分钟，在54∶46下进行到60分钟，接着在80∶20下从60分钟进行到70分钟。
表3
Figure BDA00001972643800091
通过HPLC鉴别各脂肪的三酸甘油酯组成，且结果说明于表4中。
表4
Figure BDA00001972643800101
如表4中所示，当将具有坚固质地的可可脂与本发明的脂肪组合物混合时，POS含量从46.9％降到46.1％，与具有松软质地的可可脂45.4％的POS含量相似。此外，SOS含量从29.8％降到25.9％，与具有松软质地的可可脂24.8％的SOS含量相似。也就是说，据鉴别，本发明的脂肪组合物可降低具有高SOS含量的特定可可脂的SOS含量，同时将POS含量维持在相似水平。
实验实例2：使用核磁共振(NMR)分析SFC
使用核磁共振(NMR)分析实例3中所制备的可可脂混合物和天然可可脂的SFC。使用NMR在表5中所列出的条件下进行SFC分析。
通过平行法进行使用NMR的SFC分析测试。制备五份3毫升样品，且在预处理时在80℃下充分熔融，继而在60℃下冷却10分钟，接着在0℃下冷却90分钟。接着，在26℃下使晶体稳定40小时，接着在0℃下冷却90分钟。将样品与分别预设为10.0℃、20.0℃、25.0℃、30.0℃和35.0℃的金属块恒温器一起置于摄氏浴液(Celsius bath)中30分钟，继而测量SFC。测量SFC，持续约6秒。
表5
  NMR设备   布鲁克公司(BRUKER)，小核磁谱仪(minispec)
  频率   60兆赫
  样品量   3毫升
  预处理温度   100金属块恒温器，0℃
  实验温度   10.0℃、20.0℃、25.0℃、30.0℃、35.0℃
使用NMR的SFC的分析结果说明于图2中。如图2中所示，具有坚固质地的可可脂的SFC在各温度下总体较高。具有坚固质地的可可脂与本发明的脂肪组合物的混合物的SFC和斜率与具有松软质地的可可脂相似。也就是说，将本发明的脂肪组合物添加到具有固体性质的天然可可脂中以将可可脂的物理性质调节到与具有松软质地的可可脂相似，从而改良可可脂的品质。
实例3：评估巧克力的性质
为了确定含有本发明的脂肪组合物的巧克力的特征，制备含有本发明的脂肪组合物的巧克力、含有普通CBE的巧克力和含有CB的巧克力，并且就性质进行评估。
3-1：制备巧克力
作为本发明的脂肪组合物，使用POS/SOS含量比为1、5和11的脂肪组合物。为进行比较，使用SOS含量高于POS含量的普通CBE和天然可可脂。巧克力组合物列于表6中。
表6
Figure BDA00001972643800111
Figure BDA00001972643800121
根据表6中所列出的组成将原料混合，且使用球磨机在60℃和500转/分下持续2小时将原料形成微粒，此后将混合物冷却到50℃，置于不锈容器中且进行调温。将已调温的巧克力放在模具中且在冰箱中在10℃下冷却，从而制成巧克力。
3-2：评估性质
评估上文所制备的五种巧克力的性质。由1到10指示质地、口感、风味释放和总体感觉。评估结果说明于表7中。
表7
  质地   口感   风味释放   总体感觉
  巧克力1   7.2   8.0   7.8   8.0
  巧克力2   7.4   8.1   7.9   8.1
  巧克力3   7.1   7.9   7.8   7.8
  巧克力4   6.9   7.7   7.7   7.4
  巧克力5   7.1   8.0   7.9   8.0
作为评估的结果，含有本发明的脂肪组合物的巧克力1、巧克力2和巧克力3与含有普通CBE的巧克力4相比获得较高等级，且仅在质地、口感和风味释放方面与含有天然可可脂的巧克力5具有相似水平。因此，本发明的脂肪组合物可替代昂贵的天然可可脂。
此外，就总体感觉而言，含有本发明的脂肪组合物的巧克力1、巧克力2和巧克力3与具有高SOS含量的普通CBE相比获得较高等级，由此证明具有高POS含量的本发明脂肪组合物展现极佳品质。

Claims (6)

1.一种用于巧克力以及糖果点心的脂肪组合物，其三酸甘油酯中的POS/SOS含量比为1到11。
2.根据权利要求1所述的用于巧克力以及糖果点心的脂肪组合物，其特征在于，所述组合物是通过混合植物性脂肪与脂肪酸或脂肪酸衍生物来制备原料脂肪且对所述原料脂肪进行酶促酯转移来制备。
3.根据权利要求2所述的用于巧克力以及糖果点心的脂肪组合物，其特征在于，所述植物性脂肪包括选自由棕榈仁油、棕榈油、葵花油以及其馏分组成的群组的至少一个。
4.根据权利要求2所述的用于巧克力以及糖果点心的脂肪组合物，其特征在于，所述脂肪酸或脂肪酸衍生物包括选自由棕榈酸、硬脂酸以及其衍生物，例如棕榈酸乙酯、硬脂酸乙酯、棕榈酸甲酯以及硬脂酸甲酯组成的群组的至少一个。
5.一种可可脂等效物，其包括根据权利要求1所述的用于巧克力以及糖果点心的脂肪组合物。
6.一种巧克力，其是使用根据权利要求1所述的用于巧克力以及糖果点心的脂肪组合物制备。
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