微量山梨醇三油酸酯对棕榈油结晶动力学影响

【摘要】棕榈油是海南热带具有广阔发展前景的棕榈科油类,它资源丰富,具有良好的热稳定性和氧化稳定性,在食品行业有着重要的用途。但是,24℃精炼棕榈油在常温时为液体,当温度低至20℃时,清亮的棕榈油就会变浑浊,在之后的储藏、运输和加工等过程中需要经常、反复的加温,不仅影响产品的质量,而且还增加能源的消耗。因此,找到一种食品添加剂来改善产品的耐候性是生产及应用厂家比较关心的问题。本课题针对我们在实验中发现的微量山梨醇三油酸酯(Span85)可有效延缓棕榈油结晶行为的现象,以24℃精炼棕榈油添加微量(≤0.10%)Span85混合体为研究模型,借助分光光度仪、差示扫描量热仪(DSC)等手段对样品结晶和熔融过程的热力学、动力学进行观测研究,同时借助Gompertz方程和Avrami方程对实验数据进行模拟,得到确切的结晶过程的参数数据,如晶核诱导时间(τ)、晶体形态(n)、速率常数(k)、晶核形成所需的自由能(△Gc)等,从而建立结晶的数学模型。对通过分光光度法和DSC法测试的实验样品的结果进行分析,对实验数据进行模拟,从而得到由微量Span85引起的棕榈油结晶行为的动力学模型,用来确切解释变化过程。用DSC测试其等温结晶及熔融行为,通过Hoffman-Weeks方程得到样品的平衡熔点Tm0,Span85的应用可以使棕榈油的Tm0升高。采用Avrami方程探讨样品的等温结晶动力学,通过拟合得到Avrami指数n,结果表明在结晶温度速率较低时,添加剂Span85的加入并没有影响棕榈油的结晶维数,而DSC测试条件下温度变化速率较快,温度较低,添加剂的添加仍不会改变棕榈油的晶体维数。通过计算半结晶时间t1/2的大小,随着Span85添加量的增加,t1/2不断增大,表明Span85的添加阻碍了棕榈油的结晶。采用Gompertz方程研究样品的结晶动力学,拟合得到其参数结晶速率(k)与通过Fisher-Turnbull方程计算的结晶诱导时间(τ)具有相反的趋势,这是因为生长速率依赖于晶体生长过程中可用的晶核数量。综上所述,使用棕榈油作为样品,Avrami模型和Gompertz模型完全可用于表征含有添加剂Span85的脂肪的等温结晶动力学。Hoffman-Weeks方法和Fisher-Turnbull方程模拟实验数据得到的动力学参数可确切的对模型样品的晶核形成过程及晶核特征进行阐明。
【作者】贾延勇；
【导师】白新鹏；
【作者基本信息】海南大学，食品科学，2014，硕士
【关键词】棕榈油；山梨醇三油酸酯；结晶动力学；分光光度法；差示扫描量热仪；Avrami；Gompertz；

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