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月桂酸类代可可脂(CBS)具有与可可脂相似的物理性质,并且来源广泛、价格低廉,可取代可可脂用于巧克力的生产,在糖果巧克力产品中具有广阔的应用前景,但因CBS巧克力容易出现起霜现象而导致其原有的光滑亮泽、入口即溶的特性被破坏,成为影响糖果巧克力工业的一大难题。本课题围绕CBS巧克力的起霜问题开展研究,结合静态和动态分析推测起霜机制,并对基料油脂、分散相与巧克力物性之间的构效关系进行探讨,用以指导添加乳化剂改善基料油脂结晶特性并延缓霜的形成。主要研究内容和取得的研究成果如下:1、采用原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)和超景深三维显微镜为表征手段,对新鲜和起霜的CBS巧克力的表面形貌和微观组织结构进行分析,之后在不破坏其晶体结构的控温条件下对霜与基质进行分离,分析其甘油三酯(TAG)组成、熔化性质、同质多晶和晶体形态,并用X-射线衍射(XRD)动态分析了温度波动过程中模型巧克力样品的同质多晶型转变,结果表明:新鲜巧克力表面油脂晶体均匀分布,形成结晶网络,将其它组分锁定在网络结构内部;起霜巧克力表面粗糙,油相与分散相发生分离,部分油脂晶体聚集并伸出巧克力表面散射光线,使巧克力表面呈现起霜状态;与基质相比,霜中三饱和TAG含量降低19.7%,单不饱和TAG的含量增加130.1%,霜的晶型为β晶型与β′晶型共存,而巧克力基质中仍呈β′晶型,温度波动6周试验结果表明巧克力中未发生晶型转变。2、选用氢化棕榈仁软脂(HPKO)和氢化棕榈仁硬脂(HPKS)这两种常用的CBS以及可可脂(CB)和乳脂(MF)作为基料油,对其混合体系的相行为进行了系统分析,并探讨了基料油脂相行为与巧克力品质的构效关系,结果表明:CBS与CB相容性差,共晶作用明显,HPKO与CB的相容性优于HPKS与CB的相容性;CBS/MF二元体系呈现固溶体状态,MF的稀释作用使体系SFC值降低;CBS/CB/MF三元混合体系中,CB和MF添加量均不大于10%时,经调温处理的混合体系呈现β′晶型。基料油脂的SFC值影响模型巧克力的硬度,对于HPKS体系而言,SFC值与硬度呈线性相关。模型巧克力的起霜现象与基料油的相容性密切相关,CBS/CB/MF三元体系中,稀释作用对HPKO/CB/MF体系影响更大,添加10%CB的巧克力在储存11周以上时出现薄雾状霜,共晶作用对HPKS/CB/MF体系的影响高于稀释作用,5%CB添加量的样品在储存4周之后巧克力表面迅速出现白斑状霜。3、采用SEM和DSC为表征手段,考察了可可粉、糖(结晶糖和糖粉)、奶粉(全脂奶粉和脱脂奶粉)三种分散相对基料油脂熔化结晶性质的影响,并对结晶曲线进行了动力学的分析,结果表明:分散相对体系的熔化性质具有显著影响,可可粉能为基料油的结晶提供非均匀成核位点,从而促进体系稳定晶型的形成,使体系的结晶峰温度升高约3℃;与结晶糖相比,糖粉混合体系结晶焓值高出20J/g;脱脂奶粉可促进基料油脂形成陡峭的熔化结晶峰,而全脂奶粉不仅使体系的熔程变宽,而且使熔化和结晶焓值降低。卵磷脂的添加降低了可可粉和糖粉与基料油脂混合体系的结晶温度,而使脱脂奶粉混合体系中基料油脂的结晶温度升高约0.4℃。Avrami指数n值的结果表明,糖的添加使n值由3.4增加至4.4~7.4,晶体向多维空间生长;可可粉使基料油体系的n值降低,但随着卵磷脂的加入这种作用消失;全脂奶粉未改变晶体生长机制,脱脂奶粉使体系变为零星成核的球状生长。4、在上述研究分析的基础上,推测CBS巧克力的起霜机理为:CBS巧克力体系中固体脂肪与液态油脂共存,储存过程中,在体系过冷度的作用下,部分液态油脂附着晶体表面使晶体不断生长,可可脂的TAG晶体晶格较大,CBS的TAG晶体晶格较小,两者相互排斥并逐渐分离,同类型TAG分子之间结晶网络进一步密化,而液态油脂在体系内自由迁移;随储存时间的延长,不同类型的TAG分子进一步分离,使分散相颗粒之间在范德华作用力的推动下逐渐靠近,并最终聚集,油相与分散相分离,油相中可可脂和CBS的TAG晶体分离,可可脂中的对称型单不饱和TAG及CBS中的三月桂酸TAG随液态油脂逐渐向表面迁移,并发生同质多晶型转变,伸出巧克力表面而形成霜。5、选用卵磷脂、单甘酯、PGPR、span60、tween60五种常用乳化剂考察其对基料油脂结晶性质的影响,在此基础上筛选卵磷脂、单甘酯和span60三种乳化剂制备模型巧克力,考察其单一添加量分别为0.5%、1.0%和1.5%,及1.0%总添加量下按1:3、1:1和3:1两两复配时对巧克力物性的影响,并用结晶热力学、结晶动力学方法对此进行了理论分析,结果表明:乳化剂的添加导致基料油脂的成核和晶体生长机制发生改变,其中span60及单甘酯使基料油瞬时成核,并促进晶体以二维平面上的盘状形式生长;乳化剂种类和添加量均对巧克力物性产生显著影响,卵磷脂的添加可显著改善体系的流变性质;单甘酯添加量增加,体系软化作用增强;span60的添加可以使巧克力在16周的储存期内白化指数不发生明显变化,但流变性质表明其屈服值、表观黏度和触变性值均较高,不利于巧克力的加工操作,与单甘酯或卵磷脂分别以3:1比例复配时既有较好的流变性质,同时具有较好的延缓起霜作用。