无水黄油(AMF)与黄油脂
无水黄油和黄油脂是由纯度较高的乳脂构成的制品。尽管属于现代工业产品,它们在某些文化中拥有悠久的传统渊源。例如,在印度和阿拉伯国家已传承数百年的酥油(Ghee),就是一种相较于无水黄油而言蛋白质含量率高且风味更浓郁的乳脂产品。
根据《食品法典-乳脂产品国际标准》(CODEXSTAN 280-1973)定义,无水黄油、乳脂、无水黄油脂及黄油脂均是指完全来源于牛奶和/或乳制品、经加工几乎完全去除水分与非脂乳固体的脂肪制品。酥油则是完全由牛奶、稀奶油或黄油经加工几乎完全去除水分与非脂乳固体,并形成特定风味和物理结构的产品。
上述产品的成分标准如下:
在本章中,“AMF”(无水黄油)一词将统指《食品法典》标准中所描述的所有此类产品。
无水黄油(AMF)特性
黄油虽是乳脂的传统储存形式,但在某些情况下,AMF因所需储存空间更小而更具优势。
黄油通常被视为新鲜产品,虽可在+4℃下储存最多六周,但若需更长储存期(如10-12个月),则必须采用-25℃以下的温度储存。
无水黄油(AMF)通常包装于200升的桶中,并充填氮气作为顶空保护,可在+4℃下储存数月。AMF在36℃以上为液态,在16-17℃以下为固态。
无水黄油(AMF)以液态形式使用更为便利,因其易于与其他产品混合且便于计量。因此,AMF不仅用于各类乳制品的复原,也广泛应用于巧克力与冰淇淋制造业。
当前黄油需求有所下降,部分原因在于AMF的用途日益扩大。无水黄油(AMF)的一个重要应用趋势是:通过调和不同脂肪含量,并与黄油和植物油进行调配,开发具有不同功能特性的产品。
此外,通过对无水黄油(AMF)进行分提,还可获得应用于不同场景的脂肪产品。
无水黄油(AMF)生产
生产原理
无水黄油(AMF)的生产主要采用两种方法:一是以稀奶油(或牛奶)为原料直接制备,二是以黄油为原料进行再加工。图15.1的框图直观展示了这两种方法。
无水黄油(AMF)的质量取决于原料质量,因此无论选择何种方法,最终产品质量应无差异。若因任何原因判定稀奶油或黄油原料质量不达标,可在最终蒸发工序前通过油脂“抛光(水洗)”或加上“中和”处理的方式改善品质。具体操作将在下文“AMF精制”部分讨论。
用稀奶油生产无水黄油(AMF)
图15 .2展示了以稀奶油为原料的无水黄油(AMF)生产线流程。脂肪含量35-40%的巴氏杀菌或未杀菌稀奶油经平衡缸(1)进入无水黄油(AMF)加工线,先通过板式热交换器(2)进行调温或巴氏杀菌后,然后进入离心分离机(4)将脂肪含量预浓缩提纯至约75%。预浓缩阶段至下游板式热交换器(11)温度维持在约60℃。“轻相”收集于缓存罐(6)等待后续加工,而“重相”(通常称为酪乳)可通过离心分离机(5)脱出脂肪,将脱出的脂肪回收并与新鲜稀奶油(3)混合。脱脂酪乳则返回板式热交换器(2)进行热回收后进入储罐。
缓存罐(6)暂存后,浓缩稀奶油送入均质机(7)进行相转换(破坏脂肪球释放脂肪),随后进入最终浓缩分离机(9)。在最终浓缩分离机中,产品分离为含脂99.5%的轻相和含脂量较高的重相,重相返回平衡缸(3)再参与加工。
由于均质机处理能力略高于最终浓缩分离机,未进入浓缩分离机处理的过剩产品循环回到缓存罐(6)。均质过程中部分机械能转化成热能,为避免干扰生产线的温度循环的平衡,过剩热量在冷却器(8)中去除。
最后,含脂约99.5%的油脂在板式热交换器(11)中加热至95-98℃,进入真空罐脱水(12)使水分含量降至不超过0.1%,之后冷却(11)至约40℃,即典型包装温度。
因此,以稀奶油为原料的AMF生产线的关键设备是用于脂肪浓缩的离心分离机和用于相转换的均质机。
以黄油为原料生产无水黄油(AMF)
无水黄油(AMF)的生产常以黄油为原料,尤其适用于处理临期或库存积压的黄油。生产中发现,若采用刚制成的黄油作为原料,在最终浓缩步骤后难以获得完全清亮的油脂,产品往往因轻微浑浊而影响品质。但若使用已储存两周或更长时间的黄油,则不会出现此现象。
该现象的成因尚未完全明确,但已知黄油在搅乳后需数周时间其“结构”才能完全稳定。此外还观察到,加热黄油样品时,新鲜黄油乳浊液的破乳分层难度高于陈化黄油,且色泽不够清亮。
甜性稀奶油、无盐黄油常被用做AMF的原料,但也可使用发酵稀奶油、含盐黄油作为原料。
图15.3展示了以黄油为原料生产AMF的标准加工流程。该流程的原料为贮存一段时间的盒装(25公斤/盒)黄油。也可采用-25℃贮存的凝冻黄油。
拆除包装后,黄油通过各类间接加热设备进行熔融。最终浓缩开始前,熔融黄油温度需达到60℃。
通常而言,直接加热(通过蒸汽注入)会导致形成含微小气泡分散相的新型乳浊液,这种小气泡极难被分离。且在后续浓缩过程中会与油脂一同被浓缩,引发浑浊现象。
熔融加热后,热物料泵入保温罐(2)停留最多30分钟,主要确保完全熔融,同时促进蛋白质凝聚。
随后,物料从保温罐泵入最终浓缩(分离)机(3),分离出的轻相(含99.5%脂肪)进入板式热交换器(5)加热至90-95℃,继而进入真空罐脱水(6),最后返回板式热交换器(5)冷却至约40℃的包装温度。
重相可根据其是否“纯净”或是否被中和剂污染,选择泵入酪乳罐或废料收集罐。
若黄油直接来自连续式黄油制作机,则会出现前述新鲜黄油导致的油脂浑浊风险。但采用密闭式最终浓缩(分离)机时,可通过调节机内液位获得稍低产量但清亮的99.5%脂肪油相,以及稍高产量且含脂量较高(约7%)的重相。此时应将重相进行再分离,获得的稀奶油回收后与连续式黄油制作机的原料稀奶油混合使用。
无水黄油(AMF)精制
可对无水黄油(AMF)进行精制以满足不同用途。精制工艺示例如下:
- 抛光(水洗)
- 中和
- 分提
- 脱胆固醇
抛光(水洗)
抛光是通过水洗油脂以获得清澈、光亮的产品。此步骤中,向最终浓缩后的油脂中添加20-30%的水,水温应与油温保持一致。短暂静置后,将水再次分离,从而带走水溶性物质(主要为蛋白质)。
中和
中和旨在降低油脂中游离脂肪酸(FFA)的含量。游离脂肪酸含量过高会导致油脂及其制品产生异风味。
将浓度为8-10%的碱液(NaOH)按游离脂肪酸含量对应的量加入油脂中。静置约10秒后,添加与抛光步骤相同比例的水,游离脂肪酸皂化后随水相一同被分离排出。需确保油脂与碱液充分混合,但混合过程应温和,以避免脂肪重新乳化。
图15.4展示了精制工艺中和工段的设备布置。碱液罐(1)中的8-10%碱液(温度与最终浓缩分离出油温度相同)通过计量装置(2)注入管道中,与管道中的油脂充分混合(3)后,进入保温管(4)持续时间为10秒,随后向油脂管道中注入约30%产品流量的热水(5),最终在混合单元中混合后(7)进入第二浓缩分离机(6)。
分提
分提是将油脂分离为高熔点与低熔点脂肪组分的工艺。所得分提产物具有不同特性,可应用于不同需求的产品。
分提脂肪有多种方法,其中最常用的是不使用添加剂的工艺。其过程简述如下:
将无水黄油(即通常经抛光处理以获得最高纯度的“粗油”)熔化,随后缓慢冷却至设定温度,使在此温度下对应高熔点脂肪组分结晶析出,此时低熔点脂肪组分仍保持液态。通过专用过滤器收集晶体,随后将滤液冷却至更低温度,使其他熔点的脂肪组分依次结晶并收集,如此循环进行。
脱胆固醇
脱胆固醇是从无水黄油(AMF)中去除胆固醇的工艺。常用方法是将油脂与改性淀粉β-环状糊精(BCD)混合,β-环状糊精分子可包裹胆固醇形成沉淀,通过离心分离即可去除。
包装
无水黄油(AMF)成品有多种包装形式和规格尺寸:家庭与餐饮业常用1-19.5公斤包装,工业用途则采用至少185公斤的桶装。
灌装前通常先向容器注入惰性气体氮气(N2)。由于氮气重于空气,会沉于容器底部。灌装密度大于氮气的无水黄油(AMF)时,脂体会下沉至氮气层下方,而氮气则形成一道“气密封盖”,有效防止AMF因接触空气而氧化。