速冻专用油脂是针对国内传统速冻调理食品品质改良的一类食品专用油脂,而目前市场上用于速冻食品的油脂主要为精炼油脂或氢化油脂为基料油制备的人造奶油、起酥油等通用型塑性脂肪。其中,氢化油在生产过程中氢化不完全产生的反式脂肪酸危害人体健康;精炼的动植物油脂存在晶粒粗大,硬度过高等问题,从而易造成速冻产品品质受损。现有研究表明,基于酯交换对油脂进行改性后制备的速冻专用油脂具有较好的性能,然而仍缺乏分子水平上的基础研究为其开发提供理论指导。有鉴于此,本论文通过控制酶法酯交换反应条件获得甘三酯组成多样性的基料油,并以此构建速冻专用油脂,研究其分子组成、宏观物理性能及微观结晶结构的变化规律,探讨甘三酯组成对基料油和专用油脂结晶行为的影响规律;建立甘三酯组成多样性条件下油脂微观结晶结构与宏观物理性能之间的关联,并进一步研究构建的酶促酯交换油基速冻专用油脂的贮藏稳定性,对大鼠消化代谢以及对冷冻面团特性的影响。本论文的主要内容与结果如下:(一)酶促酯交换制备的速冻专用油脂基料油的甘三酯组成及结晶特性变化规律选用固态的棕榈硬脂(PS)与三种常见的液态植物油(大豆油SO、玉米油CO、菜籽油RO)以不同的质量比(7:3,6:4,wt%)混合后,在自行设计的流化床反应器中进行酶促酯交换反应,通过改变酶的种类及控制物料泵入速度,得到滑动熔点(SMP)在41~45°C范围内的一系列酯交换油脂,其固体脂肪含量(SFC)在0~45°C时为55%~4%;且晶型主要为β′型。通过研究甘三酯组成与结晶之间的关系发现,酯交换油脂中,SUU-型甘三酯含量的增加与SSS-型甘三酯含量的降低更容易形成β′晶型;另一方面,随着ECN 42-,ECN 48-型甘三酯的降低,同时ECN 50-型甘三酯的增加,也会增加β′晶型的含量。相同条件下sn-1,3位置选择性脂肪酶催化酯交换反应得到的油脂含有更多β′晶型。(二)酶促酯交换油基速冻专用油脂的构建及其物理性能和结晶特性的研究以上述酯交换所制的油脂作为基料油,制备了对应的SMP在41~45°C之间酶促酯交换油基速冻专用油脂(IBSF)。通过对SFC值、硬度、弹性等宏观物理性能及结晶热性质、晶型、结晶网络结构等微观结晶特性研究,发现IBSF具有以下特征:SFC值45%~6%(0~45°C),硬度20~50 g(25°C),弹性10~4~10~5 Pa(25°C),晶型β′/β平均介于6/4~7/3,Db值1.91~1.98;晶型呈小尺寸的球状或是短针状,且均匀密集地分布于结晶网络结构中。最后,以分子组成及微观结晶结构测定参数为输入层,宏观物理性能测定参数为输出层,优化训练得到的6-27-3型人工神经网络模型,输入值和目标值之间的均方误差为0.005,能够用来实现在甘三酯组成多样性条件下关联及预测IBSF微观结晶网络结构与宏观物理性能之间的关系。(三)酶促酯交换油基速冻专用油脂的贮藏稳定性研究选择代表性的IBSF-A系列(Lipozyme TL IM-PS:SO 7:3)和IBSF-B系列(Lipozyme TL IM-PS:RO 7:3)油脂作为研究对象,同时以对应的物理混合油基速冻专用油脂(PBSF)作为对照,在恒温贮藏(-20°C、4°C、25°C)和变温贮藏(-20°C 12 h~4°C 12 h、4°C12 h~25°C 12 h)两种模式下进行贮藏稳定性研究。结果发现,IBSF的过氧化值(≤10.0mmol/kg)仍在国标规定范围内。贮藏过程中,IBSF的硬度及弹性模量的变化与其SFC值变化趋势一致,但三者呈非线性关系的变化趋势。IBSF在贮藏过程中出现部分β′向β型晶体转化;且IBSF-B系列由于含有更多的ECN 50甘三酯及高的β′/β,其晶型转化程度小于IBSF-A系列。综合,贮藏条件下专用油脂结晶网络结构的完整性为:恒温>变温;4°C>-20°C>25°C;IBSF>>PBSF,IBSF-B>IBSF-A。(四)酶促酯交换油基速冻专用油脂对大鼠消化代谢的影响研究以SD大鼠为动物模型,IBSF为实验组,对应的PBSF为对照组,研究油脂的摄入对大鼠生长性能、血清指标、肝脏组织形态及肠道菌群的影响。结果发现,IBSF组油脂饲料更易于消化吸收,且其摄入一定程度上可降低高血脂及高血糖症状的发生率。此外,IBSF组体内代谢的益生菌比例提高,且与肥胖相关的Firmicutes,Bacteroidetes等优势菌群的比例改变。肝脏指数及肝脏组织的染色结果表明,IBSF组不会影响肝脏组织的代谢。整体来看,IBSF可作为一种潜在高品质速冻专用油脂。(五)酶促酯交换油基速冻专用油脂对冷冻面团特性的影响研究与未添加油脂的冷冻面团相比,IBSF的添加可以显著改善冷冻面团的物理性能和微观结构。添加IBSF的冷冻面团回生度降低,同时延展性增强,硬度降低,黏聚性增大,弹性和可加工性增强。此外,添加IBSF有助于降低冷冻面团中的可冻结水含量和自由水的移动,从而减少冷冻面团的冻裂。与添加物理混合油基速冻专用油脂和商品化专用油脂的冷冻面团相比,添加IBSF不仅显著改善冷冻面团的物理性能,而且还不含反式脂肪。整体上,较高熔点(45°C)IBSF的添加,对冷冻面团物理性能及可加工性改善效果更好;低熔点(41°C)IBSF的添加,对冷冻面团中抑制水分迁移,降低冻裂率方面性质的改善效果更好。所制备的IBSF通过提高质构特性和抑制水分迁移这两方面来改善冷冻面团的加工特性,从而使其在食品加工中赋予速冻食品较好的品质。