Reduction of grainy texture in margarines by interesterification

Abstract

One of the main concerns regarding to the quality of butter blend margarines is the development of large and spherical fat crystals resulting in grainy texture. In order to solve the problem of grainy texture in butter blend margarine, this work investigated the possibility of using interesterification with enzyme and chemical catalyst to alter the triglyceride composition of butter fat-vegetable oil type A-vegetable oil type B blends. The enzymatic interesterification (EIE) was successfully performed at 45, 50 and 55°C with 1 h being the optimal reaction time. The optimal enzyme content was 5% by weight of the substrate. While chemical interesterification (CIE) was studied at 80, 85 and 90°C using sodium methoxide as a catalyst (0.3% by weight of the substrate) with 1 h being the optimal reaction time. Both interesterified fats exhibited different triglyceride compositions from the non-interesterified fat and showed solid fat content (SFC) curves that situated well within the range of the SFC curves of commercial butter blend margarine fats. The fats also crystallized into fine needle-like crystals in β' structure, both of which did not change during 3 months of storage at 4°C. After that, butter blend margarines will be manufactured from both the EIE and CIE fats and the samples will be stored at 4°C. During which time, the properties of the margarines will be investigated found that the experimental margarines produced from EIE and CIE had the lower SFC hardness and spreadability than commercial butter blend margarines. The fat crystals remained small and there was no polymorphic transition from β' to β crystals in all margarine samples. EIE and CIE fats contain a variety of triglyceride compositions, thus it tends to crystallize into β' structure and it does not cause a grainy texture in final product during storage.

หนึ่งในปัญหาที่เกิดแก่เนยเทียมแบบเนยผสมคือการเกิดผลึกไขมันแบบเม็ดทรงกลมในระหว่างการเก็บรักษา ส่งผลให้เกิดลักษณะเนื้อสัมผัสแบบเป็นเม็ดเพื่อเป็นการแก้ปัญหาดังกล่าว งานวิจัยนี้ได้ศึกษาการใช้กระบวนการอินเตอร์เอสเตอริฟิเคชั่นทั้งแบบใช้เอนไซม์และสารเคมีเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ในการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบไตรกลีเซอไรด์ของไขมันผสมระหว่างไขมันเนย น้ำมันพืชชนิด A และน้ำมันพืชชนิด B เพื่อใช้เป็นน้ำมันตั้งต้นในการผลิตเนยเทียมแบบเนยผสม การศึกษาพบว่าการทำปฏิกิริยาอินเตอร์เอสเตอริฟิเคชั่นแบบใช้เอนไซม์ (EIE) นั้นสามารถทำได้ที่ 3 อุณหภูมิคือ 45, 50 และ 55°C (ทั้งนี้อุณหภูมิที่ผู้ผลิตเอนไซม์แนะนำคือ 50 ± 5°C) โดยมีระยะเวลาที่เหมาะสมในการทำปฏิกิริยาคือ 1 ชั่วโมง ปริมาณเอนไซม์ที่เหมาะสมคือ 5% โดยน้ำหนักของน้ำมันตั้งต้น ในขณะที่การทำปฏิกิริยาอินเตอร์เอสเตอริฟิเคชั่นแบบใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเคมี (CIE) นั้นสามารถทำได้ที่ 3 อุณหภูมิคือ 80, 85 และ 90°C โดยใช้โซเดียมเมทอกไซด์ (sodium methoxide) เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในปริมาณ 0.3% โดยน้ำหนักของน้ำมันตั้งต้น ระยะเวลาที่เหมาะสมในการทำปฏิกิริยาทั้ง 3 อุณหภูมิ คือ 1 ชั่วโมงเช่นกัน ทำให้ได้ไขมันหลังทำปฏิกิริยาที่มีปริมาณและชนิดขององค์ประกอบไตรกลีเซอไรด์ที่เปลี่ยนแปลงไป และมีเส้นกราฟของค่าไขมันแข็งในรูปผลึก (solid fat content: SFC) อยู่ในช่วงเส้นกราฟ SFC ของไขมันที่สกัดจากเนยเทียมแบบเนยผสมทางการค้า ให้ขนาดของผลึกที่เล็ก มีโครงสร้างผลึกแบบ β' และไม่มีการโตของผลึกในระหว่างการเก็บที่ 4°C เป็นระยะเวลา 3 เดือน จากนั้นจึงนำไขมันที่ได้จากการทำปฏิกิริยา EIE และ CIE ในสภาวะที่เหมาะสม โดยเลือกสภาวะในการทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ 50°C เป็นระยะเวลา 1 ชั่วโมงสำหรับการทำปฏิกิริยา EIE และเลือกสภาวะในการทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ 80°C เป็นระยะเวลา 1 ชั่วโมงสำหรับการทำปฏิกิริยา CIE มาผลิตไขมันเนยเทียมสำหรับใช้ผลิตเนยเทียมแบบเนยผสมแล้วศึกษาการเปลี่ยนแปลงสมบัติด้านต่างๆตามระยะเวลาการเก็บรักษาที่ 4°C พบว่าเนยเทียมที่ผลิตจากไขมันหลังทำปฏิกิริยา EIE และ CIE ให้ค่า SFC ค่าความแข็ง และความสามารถในการปาดเกลี่ยต่ำกว่าเนยเทียมแบบเนยผสมทางการค้า และเมื่อติดตามดูลักษณะรูปร่างรวมถึงขนาดของผลึกพบว่าผลึกยังคงมีขนาดเล็ก ไม่มีการโตในระหว่างการเก็บเป็นระยะเวลา 6 เดือน อีกทั้งยังไม่เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างผลึกจากรูปแบบ β' ไปเป็นรูปแบบ β ในเนยเทียมทุกตัวอย่าง เนื่องจากไขมันหลังทำปฏิกิริยา EIE และ CIE มีความหลากหลายของชนิดโมเลกุลไตรกลีเซอไรด์ ทำให้ไขมันมีแนวโน้มที่จะตกผลึกลงในโครงสร้างรูปแบบ β' จึงยังไม่เกิดลักษณะเนื้อสัมผัสแบบเป็นเม็ดในผลิตภัณฑ์สุดท้าย