食用牛油的制備及深加工技術(shù)綜述

王家升，張 慧，丁秀臻，孫思遠(yuǎn)，趙 飛，李向陽

(山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 泰安 271018)

食用牛油是由新鮮、潔凈、完好的牛脂肪組織加工提煉而成，類白色或淡黃色，口感細(xì)膩，風(fēng)味地道。牛油脂肪酸組分多，并含微量元素、維生素A、維生素E等營養(yǎng)成分，具有提高免疫力、抗氧化、抗菌、防癌、維持腸道健康等保健作用。與植物油相比，精制牛油有不可替代的特殊香味，被廣泛應(yīng)用于食品加工業(yè)。采用分提、控制氧化、乳化、酶解、降膽固醇等工藝對牛油進(jìn)行精深加工，能夠進(jìn)一步提升其品質(zhì)及應(yīng)用范圍。對牛油的理化特性、化學(xué)成分、制備工藝，牛油精深加工及應(yīng)用進(jìn)行綜述,以期為提升牛油產(chǎn)品質(zhì)量，豐富牛油產(chǎn)品種類，拓寬牛油產(chǎn)品應(yīng)用范圍提供參考。

1 牛油的理化特性

牛油，因提取方式、精煉程度及儲存方式不同，其理化特性也有差異。毛牛油硬度大，流動性差[1]；在精制過程中牛油的顏色會變淡，不良刺激性氣味會降低，風(fēng)味也會有一定程度的變化[2-3]。陳麗蘭等研究了不同儲存溫度對牛油感官品質(zhì)、過氧化值、酸價及菌落總數(shù)的影響，并建立了以酸價為表征指標(biāo)的動力學(xué)模型來推測其保質(zhì)期[4]；李桂華等對不同產(chǎn)地牛油外觀、氣味等理化特性進(jìn)行了研究,結(jié)果如表1所示[5]。

表1 食用牛油的理化特性

2 牛油的化學(xué)成分

牛油含脂肪酸、維生素、礦物質(zhì)、磷脂、膽固醇等成分。脂肪酸是牛油的主要營養(yǎng)成分，約有幾百種，目前從牛油中鑒定出的脂肪酸已有180～200種[6]?？茖W(xué)搭配飲食中的脂肪酸組成，保證飲食中的必須脂肪酸種類齊全，飽和及不飽和脂肪酸比例均衡，對人體健康非常重要[7-10]，據(jù)報道心腦血管病、腫瘤及老年癡呆癥等的發(fā)病率均與日常飲食攝入的脂肪酸種類及含量有一定的相關(guān)性[11]。

張明等對牛肌脂肪的脂肪酸組成進(jìn)行檢測，根據(jù)脂肪酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)品的相對保留時間來鑒定脂肪酸，共鑒定出37種脂肪酸，其中飽和脂肪酸17種，不飽和脂肪酸20種[12]。魏永生等在測定食用牛油脂肪酸組成的過程中，從牛油中鑒定出微量的奇數(shù)碳原子飽和脂肪酸，并發(fā)現(xiàn)其具有一定的抗癌作用[13]。王同珍、李桂華等測定、分析了牛油的脂肪酸組成，指出C14∶0，C16∶0，C18∶0等是組成牛油的主要脂肪酸[14]，牛油中飽和脂肪酸含量約65%,不飽和脂肪酸含量約35%，亞油酸、亞麻酸在牛油中含量較少,不能完全滿足人體對必需脂肪酸的需要[15]。孟宗等綜合分析了食用牛油的脂肪酸組成，指出牛油的脂肪酸組成受牛品種、產(chǎn)區(qū)、飼料、所取脂肪部位等多種因素影響，其主要脂肪酸組成見表2[16]。

表2 牛油的脂肪酸組成

3 牛油的制備

3.1 初提

牛油初提普遍采用蒸煮法與熬制法[17]，其工藝流程大致為：選料→清洗→絞料→輸送→分料→蒸煮→油渣分離→過濾→熬制毛油。連續(xù)熬制初提牛油工藝近年來發(fā)展很快，據(jù)報道低溫連續(xù)熬制所得牛油顏色較淺,風(fēng)味較好,游離脂肪酸含量低，品質(zhì)優(yōu)良。

3.2 精制

工業(yè)化大規(guī)模初提得到的牛油, 往往顏色深、酸值大、雜質(zhì)多、有異味，不適合直接食用，需要進(jìn)一步精制。牛油精制一般包括熔解、脫酸、脫膠、脫色、脫臭、過濾等步驟，經(jīng)過精制后的牛油,各項理化指標(biāo)均符合國家食用動物油標(biāo)準(zhǔn)，可廣泛應(yīng)用于食品加工業(yè)。張郁松對牛油的精制工藝進(jìn)行研究，得到精制牛油工藝參數(shù)，具體流程為：粗牛油→熔油→過濾→水化→堿煉→脫色→過濾→脫臭→注模→冷卻→脫?！珶捙Ｓ蛪K→包裝→成品[18]；周石洋等通過研究也得到了精制牛油的工藝流程，該工藝具有流程短、易操作，勞動強(qiáng)度低，生產(chǎn)效率高等特點。工藝流程為[19]：

生牛油→熔解→過濾→脫酸→脫色→脫臭→過濾→冷卻→檢 驗→成型→包裝→成品。

↓

罐裝→成品

3.3 深加工

牛油飽和脂肪酸含量高，膽固醇含量高，熔點高，甘油三脂組分復(fù)雜，不宜被人體消化吸收，多吃不益，烹調(diào)中較少使用，但牛油因固有的風(fēng)味及塑性等特點，被食品加工業(yè)廣泛應(yīng)用。為提高牛油的品質(zhì)及應(yīng)用范圍，對牛油進(jìn)行降膽固醇、控制氧化、酶解、酯交換、乳化、分提等深加工研究成為近幾年的熱點。

3.3.1 降膽固醇

牛油膽固醇含量較高，大量食用可能會有多余的膽固醇存積體內(nèi)，不利于身體健康。任美燕、宋榮娜等對多種吸附劑對牛油膽固醇的脫除效果進(jìn)行研究，結(jié)果表明，在中性氧化鋁、阿拉伯樹膠、酸性氧化鋁等多種吸附劑中,中性氧化鋁對牛油膽固醇的吸附作用最強(qiáng),對牛油本身的性質(zhì)影響也最小，在溫度65 ℃，中性氧化鋁添加量15%時對牛油中膽固醇進(jìn)行脫除，1小時后牛油中膽固醇的脫除率可達(dá)到40%以上[20]。Yavari A等研究了商業(yè)卵磷脂對牛脂膽固醇的脫除效果，發(fā)現(xiàn)隨卵磷脂—牛脂比和攪拌速率的增加牛脂中膽固醇的去除率顯著增加，適宜的條件下牛脂中膽固醇的去除率高達(dá)43%[21]。微生物法脫除牛油中的膽固醇目前還鮮有報道。

3.3.2 控制氧化

牛油氧化產(chǎn)生的醛類、酮類及羧酸類等與還原糖、氨基酸可發(fā)生美拉德反應(yīng)產(chǎn)生具有牛肉特征香氣的化合物[22]。牛油適度氧化對于牛肉味香精的制備具有重要意義。

氧化形式及氧化程度不同，牛油的氧化產(chǎn)物也不同，其參與美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的肉類風(fēng)味也會有很大差別。龔鋼明等探究了牛油氧化程度對牛肉香精風(fēng)味形成的影響，并鑒定出12種主要風(fēng)味物質(zhì)[23]。孫寶國等以過氧化值、茴香胺值和酸值來表征牛油的氧化狀態(tài)，研究溫度、時間、抗氧劑及空氣流速對牛油氧化產(chǎn)物的影響，確定了牛油控制氧化制備牛肉味香精前驅(qū)體的最佳工藝:反應(yīng)溫度140 ℃，反應(yīng)時間3 h，抗氧劑VE0.01%，空氣流速0.018～0.035 m3/h·100 g脂肪[24]。張曉鳴等公開了一種適度酶解牛脂，溫和加熱調(diào)控其氧化制備肉味香精前體物的方法。該法低能耗、易調(diào)控、不易產(chǎn)生副產(chǎn)物、比較適于工業(yè)化生產(chǎn)[25]。

3.3.3 酯交換

牛油熔點高，塑性范圍窄，不飽和脂肪酸含量較低，如果將其直接應(yīng)用到烘焙食品中，如有溫度波動極易起砂,從而影響產(chǎn)品的物理性質(zhì)、品味及口感[26]?；诖?，只有對牛油進(jìn)行適當(dāng)?shù)母男裕趴梢允蛊涓m合烘焙食品加工的需要。Kowalska M等，研究采用牛油和葵花籽油混合物通過化學(xué)方法和酶法進(jìn)行脂交換改性，并對酯交換產(chǎn)物進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)酯交換產(chǎn)物與混合物相比總脂肪酸種類基本不變，但其在甘三酯的位置因催化劑的種類不同而有差異[27]。孟宗等研究采用牛油與低芥酸菜籽油酶法酯交換制備塑性脂肪，指出脂肪酶添加量8.8%(以油質(zhì)量計)，反應(yīng)溫度72 ℃，反應(yīng)時間2.8 h為酯交換最佳條件，該條件下，酯交換度為0.450，酯交換后牛油的塑性范圍明顯變寬，更適合作為烘焙型起酥油及人造奶油基料油[28]。

3.3.4 乳化

乳化牛油是以食用牛油等為油相，以純凈水等為水相，選擇恰當(dāng)?shù)娜榛瘎?，采用合適的乳化方法所獲取的穩(wěn)定乳化體系，其晶體分布均勻細(xì)膩，具有良好的打發(fā)性及留香性，廣泛用于食品的調(diào)味和加香。張華等通過研究發(fā)現(xiàn)從菜籽粕中提取的表面活性物質(zhì)可以改善乳化牛油的穩(wěn)定性和抗氧化性[29]。王蘭甜等對牛油乳化工藝進(jìn)行優(yōu)化研究，確定了牛油—水體系最佳的HLB值為10.53，該體系最適用的復(fù)配乳化劑為吐溫80和單甘酯以3∶2的比例復(fù)配，其最適添加量為0.8%，該體系最佳增稠劑配比為黃原膠0.1%，瓜爾豆膠0.25%，卡拉膠0.1%，該工藝得到的乳化牛油，穩(wěn)定系數(shù)可達(dá)96.3%[30]。徐振波, 王興國, 劉元法等研究了乳化劑在全牛油基人造奶油中的應(yīng)用，探究普通單甘酯、斯潘60和卵磷脂3種乳化劑在人造奶油中的最佳配比，并最終確定全牛油基人造奶油最佳配方。此配方產(chǎn)品晶體穩(wěn)定性較好，不易起砂，適合在烘焙食品中應(yīng)用[31]。范婷婷等在對不同穩(wěn)定劑、乳化劑以及不同乳化條件對牛油粉末油脂乳化穩(wěn)定性及品質(zhì)的影響研究中，篩選出牛油粉末油脂最適合的穩(wěn)定劑為阿拉伯膠，最佳乳化劑組成和用量為蔗糖脂肪酸酯(SE-13 )0.5%,分子蒸餾單甘脂(GMS)0.4%,檸檬酸脂肪酸甘油酯(CITREM )0.9%,最適乳化溫度為75℃，最適乳化時間為15min，該條件下產(chǎn)品乳化穩(wěn)定性為96.7%[32]。

3.3.5 分提

乳化分提、溶劑分提、干法分提、液—液萃取分提等是對油脂進(jìn)行分提的常用方法[33]。牛油甘油三脂組分復(fù)雜，分提工藝及分提條件的任何細(xì)微變化，都會對分提產(chǎn)物造成很大影響，為了得到品質(zhì)穩(wěn)定的牛油分提產(chǎn)物以及低熔點的軟脂，國內(nèi)外學(xué)者對牛油分提工藝進(jìn)行了大量的研究[34]。Tirtiaux最先對牛油分提工藝進(jìn)行研究，并成功得到從熔點56 ℃的硬脂到熔點低于20 ℃的液態(tài)油等一系列牛油分提產(chǎn)品[35]。Bashiri P等對干法及溶劑法分提牛油進(jìn)行對比研究，結(jié)果表明從經(jīng)濟(jì)及其他方面綜合考慮，用干法對牛油進(jìn)行分提較為合適[36]。劉軍海等報道了一種多級牛油干法分提工藝，此工藝主要產(chǎn)品為優(yōu)質(zhì)硬脂和頂級油酸酯，可用于無氫化餐桌油、硬起酥油、煎炸起酥油、人造奶油及色拉油的配料。圖1為多級干法分提工藝流程[37]。

圖1 牛油多級干法分提工藝

4 牛油的應(yīng)用

牛油是一種高熔點的油脂,脂肪酸種類多,飽和脂肪酸含量高,風(fēng)味優(yōu)良，營養(yǎng)豐富，穩(wěn)定性高，經(jīng)濟(jì)價值高，被廣泛應(yīng)用于食品行業(yè)。

4.1 在烹飪中的應(yīng)用

牛油內(nèi)膽固醇含量相對較高，不易多吃，但牛油富含對人體健康有益的成分，且其特有的香味往往能勾起人們的食欲，所以牛油也常常會被人們應(yīng)用于烹飪中。牛油米線、牛油拌飯、牛油炒飯、牛油炒面、牛油炒蟹、蒜蓉牛油炒青口等都是非?？煽诘娘埐?。隨著牛油膽固醇脫除技術(shù)的進(jìn)一步研究，低膽固醇牛油新產(chǎn)品會不斷被開發(fā)，其在烹飪中的應(yīng)用會更加廣泛。

4.2 在調(diào)味品中的應(yīng)用

乳化牛油可以使油溶性調(diào)味油在調(diào)味汁等水質(zhì)中得以應(yīng)用，形成復(fù)合調(diào)味原料。復(fù)合調(diào)味原料不僅能賦予食品逼真的質(zhì)感與香氣，還能使食品呈現(xiàn)良好的天然原料色澤。作為優(yōu)良的調(diào)味和加香產(chǎn)品，乳化牛油的需求量正在不斷增加。

牛油氧化制備的肉味香精，脂香、肉香及烤香濃郁，即可以使人們盡情享受食品的美味，又不會使人發(fā)胖，深受消費(fèi)者喜愛，被廣泛應(yīng)用于肉制品、膨化食品、方便食品、雞精等產(chǎn)品中[38]。據(jù)報道，牛油肉味香精在研發(fā)中國本土特色的熟肉產(chǎn)品中起著舉足輕重的作用,它的品質(zhì)及科技含量不僅直接影響加香產(chǎn)品的質(zhì)量與風(fēng)味,而且是影響這些加香產(chǎn)品競爭力的關(guān)鍵因素。

火鍋是我國特有的傳統(tǒng)美食，因其老少皆宜、鮮香味美、保健強(qiáng)身而深受消費(fèi)者喜愛。以牛油、辣椒等多種調(diào)味料為原料，以一定的配方經(jīng)特殊的風(fēng)味設(shè)計生產(chǎn)的牛油火鍋底料，具有呈味成分多、口感復(fù)雜的特點，是一種針對性很強(qiáng)的新型火鍋專用調(diào)味品，近些年，深受餐飲業(yè)的青睞[38]。

4.3 在烘焙食品中的應(yīng)用

牛油作為面包、糕點和餅干等烘焙食品的重要原料，它可以改善烘焙食品的體積，賦予其良好的口感、風(fēng)味和外觀，并延長其保質(zhì)期。油脂復(fù)配及酯交換等工藝制備的牛油基起酥油，具有更優(yōu)秀的發(fā)泡性、起酥性和口溶性，且留香持久、風(fēng)味厚實，被廣泛應(yīng)用于烘焙食品中。

5 結(jié)論

綜上所述，牛油已成為目前被廣泛生產(chǎn)以供食用的動物油脂之一。國內(nèi)外研究者在牛油的理化特性、化學(xué)組成，提取、精制、深加工以及應(yīng)用方面做了大量工作，為牛油產(chǎn)品的開發(fā)、生產(chǎn)及應(yīng)用，提供了理論與技術(shù)支持。

但目前國內(nèi)對牛油進(jìn)行降膽固醇、脂交換、微膠囊化、乳化、分提等深加工研究還很少，未來進(jìn)一步加強(qiáng)對牛油精深加工技術(shù)的研究，提高牛油產(chǎn)品的質(zhì)量與性能，拓寬牛油產(chǎn)品的應(yīng)用范圍，開發(fā)滿足消費(fèi)者對健康與營養(yǎng)需要的牛脂風(fēng)味食品，具有廣闊前景。

[1]Gil M,Jachmanian I, Grompone M A. Physicochemical properties of esters derived from beef tallow with different alcohols for its possible use as biodiesel[J]. Ingeniería Química Uruguay,2003(24):23-32.

[2]楊雪吟. 精制牛油、豬油及中間油脂產(chǎn)品品質(zhì)評價[D]. 天津科技大學(xué), 2011.

[3]呂曉玲, 楊雪吟, 李津,等. 精制各階段牛油風(fēng)味研究[J]. 糧食與油脂, 2011(11):24-27.

[4]陳麗蘭, 尼海峰, 閆志農(nóng),等. 牛油火鍋底料品質(zhì)變化特征及貨架期預(yù)測[J]. 食品科學(xué), 2012, 33(24):339-342.

[5]李桂華, 王成濤, 張玉杰,等. 食用牛油理化特性及組成分析的研究[J]. 河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2010, 31(1):30-32.

[6]陳明, 候建義. 食品工業(yè)用牛油的精煉[J]. 江蘇食品與發(fā)酵, 1997(3):2-4.

[7]迪拉熱·阿迪, 馬依彤. ω-3多聚不飽和脂肪酸對心血管疾病的保護(hù)作用[J]. 心血管病學(xué)進(jìn)展, 2012, 33(6):768-771.

[8]Savoini G, Farina G, Dell’Orto V, et al. Through ruminant nutrition to human health: role of fatty acids[J]. Advances in Animal Biosciences, 2016, 7(2):200-207.

[9]Kuhnt K, Degen C, Jahreis G. Evaluation of the Impact of Ruminant Fatty Acids on Human Health: Important Aspects to Consider[J]. Critical Reviews in Food Science & Nutrition, 2015, 4(11):1964-1980.

[10]岳崟, 王麗梅, 劉仁祿,等. 多不飽和脂肪酸與學(xué)習(xí)記憶關(guān)系的研究進(jìn)展[J]. 中國油脂, 2015, 40(4):38-41.

[11]Briard V, Leconte N, Michel F, et al. The fatty acid composition of small and large naturally occurring milk fat globules[J]. European Journal of Lipid Science & Technology, 2003, 105(11):677-682.

[12]張明, 劉婷, 曾金焱,等. 安西雜交一代牛肉脂肪酸組成及含量研究[J]. 畜牧獸醫(yī)學(xué)報, 2016, 47(5):1049-1056.

[13]魏永生, 鄭敏燕, 耿薇,等. 常用動、植物食用油中脂肪酸組成的分析[J]. 食品科學(xué), 2012, 33(16):188-193.

[14]王同珍, 陳孝建, 安愛,等. 氣相色譜-質(zhì)譜技術(shù)結(jié)合化學(xué)計量學(xué)對5種動物油進(jìn)行判別分析[J]. 分析測試學(xué)報, 2016, 35(5):557-562.

[15]李桂華, 王成濤, 張玉杰,等. 食用牛油理化特性及組成分析的研究[J]. 河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2010, 31(1):30-32.

[16]孟宗. 酯交換法改善牛油基起酥油起砂的研究[D]. 江南大學(xué), 2008.

[17]張佰帥, 王寶維. 動物油脂提取及加工技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 中國油脂, 2010, 35(12):8-11.

[18]張郁松, 寇煒材. 牛油精煉工藝的研究[J]. 食品工業(yè)科技, 2007(4):170-172.

[19]周石洋. 精制牛油生產(chǎn)工藝研究[J]. 糧油食品科技, 2011, 19(5):30-32.

[20]任美燕, 丁曉雯, 羅金鳳,等. 正交試驗優(yōu)化中性氧化鋁吸附劑降低牛油中膽固醇工藝[J].] 食品科學(xué), 2012, 33(24):170-173.

[21]Yavari A, Heshmati A, Hamedi M, et al. Effects of Bleaching and Deodorization Processes of Beef Tallow on Cholesterol Removal by Lecithin Treatment[J]. Journal of the American Oil Chemists′ Society, 2010, 87(1):109-114.

[22]Tian H, Li F, Qin L, et al. Quality Evaluation of Beef Seasonings Using Gas Chromatography-Mass Spectrometry and Electronic Nose: Correlation with Sensory Attributes and Classification According to Grade Level[J]. Food Analytical Methods, 2015, 8(6):1522-1534.

[23]龔鋼明, 肖作兵, 榮紹豐,等. 氧化牛油Maillard反應(yīng)制備牛肉香精研究[J]. 中國調(diào)味品, 2008, 33(6):79-83.

[24]孫寶國, 彭秋菊, 梁夢蘭,等. 牛脂控制氧化的工藝研究[J]. 食品科學(xué), 2005, 26(4):133-136.

[25]張曉鳴, 宋詩清, 袁霖,等. 一種通過脂肪控制酶解-溫和加熱氧化制備肉味香精前體物的方法:, CN102246946A[P]. 2011.

[26]高紅艷, 金青哲, 王興國. 牛油基起酥油的起砂原因初探[J]. 中國油脂, 2007, 32(2):52-54.

[27]Kowalska M, Bekas W, Gruczynska E, et al. Modification of Beef Tallow Fractions by Chemical and Enzymatic Interesterification with Sunflower Oil[J]. Journal of Food Technology, 2013(3):404-409.

[28]孟宗, 孟祥永, 陰法文,等. 牛油與低芥酸菜籽油酶法酯交換制備牛油基塑性脂肪的研究[J]. 中國油脂, 2013, 38(11):46-50.

[29]張華, 梁成云. 菜籽粕中的表面活性物質(zhì)在牛脂乳液中的乳化特性研究[J]. 延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)學(xué)報, 2016, 38(1):75-80.

[30]王蘭甜, 常忠義, 高紅亮,等. 乳化牛油的工藝研究[J]. 基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué), 2008, 27(B06):65-68.

[31]徐振波, 王興國, 劉元法,等. 乳化劑在全牛油基人造奶油配方中應(yīng)用[J]. 中國油脂, 2008, 33(7):7-12.

[32]范婷婷, 楊富民, 王炳祥. 牛油粉末油脂配方及乳化條件優(yōu)化[J]. 甘肅農(nóng)大學(xué)報, 2014(4):164-169.

[33]何東平. 油脂化學(xué)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社, 2013.

[34]Timms R E. Fractional crystallisationthe fat modification process for the 21 st, century[J]. European Journal of Lipid Science & Technology, 2004, 107(1):48-57.

[35]Tirtiaux A. Tirtiaux fractionation: Industrial applications[J]. Journal of the American Oil Chemists′ Society, 1983, 60(2):473-473.

[36]Bashiri P, Fatemi H. Fractionation of beef tallow for proper food applications [J]. Iranian journal of food science and technology,2004,1(3):11-19.

[37]劉軍海, 裘愛泳. 油脂干法分提及其應(yīng)用[J]. 中國油脂, 2003, 28(10):14-16.

[38]葉歡，張曉鳴. 精煉牛油和熬制牛油對熱反應(yīng)牛肉香精風(fēng)味的影響及原因分析[EB/OL].北京：中國科技論文在線[2014-01-08].

[39]古霞, 閆天龍, 鄧維澤,等. 牛油火鍋底料冷藏儲存過程中品質(zhì)變化[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2015, 41(8):220-223.●