这是一个关于Palsgaard研发团队攀登珠峰的故事，在实验室里的他们正是如此雄心勃勃，积极寻找使用油包水乳液来创造一种低脂肪含量的植物油抹酱的方法，以满足那些注重生活品质的消费者。横亘在他们面前的7项严峻挑战曾阻挡了世界上大多数抹酱制造商推出超低脂肪优质产品的步伐。
脂肪含量40%：昨日的成功？
今天，我们所常见的低脂或植物奶油抹酱的脂肪含量多在40%左右。根据GIA报告，越来越多的消费者选择它们而非那些全脂产品。
虽然40%的脂肪相当于传统人造奶油和人造奶油抹酱中脂肪含量的一半或更多，但它仍然足以给美味的三明治增加良好的口感。事实上，如果去掉黄油或其他基于油/脂肪的抹酱，人们的体验会大大下降。例如，抹酱能提供更好的咀嚼和吞咽的口感。它能促进香味的释放，减少番茄或黄瓜中的水分浸入面包。谁都不喜欢一小时前才出炉却已经受潮的三明治！
理想的世界
人们认为，减少脂肪含量尤其是饱和脂肪，能够降低冠心病以及糖尿病等疾病的发病风险。在一个理想的世界里，人造奶油会被那些关心食品的消费者视为健康和低脂的选择。毫无疑问，脂肪含量已经成为消费者密切关注的一项食品健康参数。
2013年，美国成年人有56%试图减肥，27%试图维持体重。脂肪含量更少的食物对他们的目标至关重要。此外，美国有研究表明(Ebneter, Latner, Nigg; 2013），消费者相信标有ldquo;低脂rdquo;字样的食品比那些普通版本的食品更加健康可口。这些现象大大刺激了制造商持续研发降低脂肪含量的食品。
越低越好
然而，消费者对食品脂肪的要求并没有停留在40%，这个目前的植物油抹酱低脂标准。
尽管同样都是吃掉一份食物，抹酱的消耗量要比冰淇淋少一些，但超市货架上塞满了低脂牛奶等低脂产品，这一现象深深地影响了消费者。食品和品牌实验室研究发现，在零食上打上低脂的标签能让人们进食增加50%。
制造商们对这样的需求自然非常积极，他们甚至有望获得更低的原材料成本。但在巨大的挑战面前，大多制造商都无可奈何，直到Palsgaard的食品科学团队担起了这一重任。
产品的挑战
为什么创造低脂抹酱对食品制造商来说是一个噩梦？如果不考虑口感、味道、外观和其他美学价值，这本来一点也不难。但正是这些因素包含着消费者对抹酱的需求。雪上加霜的是，就算一个制造商能够创作出拥有良好保质期和口感的产品，如何将这些低脂产品稳定投产又是一个众所周知的大难题。
解决关键的消费者购买难题
无惧生产上的种种困难，Palsgaard的食品科学团队制定出一个颇具野心的目标：创造具有商业可行性、产品级质量的人造奶油配方，解决至少7个消费者购买难题。这7个难题如下：
10%脂肪含量；
正常的口感和味道；
常规保存属性；
不含致敏成分；
非转基因；
不含反式脂肪酸(<1 %)；
可持续发展，RSPO认证棕榈油。
此外，尽管消费者很少留意，Palsgaard的团队还坚决摈弃了氢化油、氢化脂肪以及氢化乳化剂的使用。
解决方案
满足这一挑战需要从三方面着手：能将脂肪含量降低到10%的乳化剂系统；能充分配合乳化剂系统工作的配方清单；正确的加工条件。此外，为了同现有的具有商业可行性的产品进行公平比较，团队要求产品保持基本的生产原则，例如使用在其他人造奶油和抹酱产品中普遍用到的油包水乳剂。
图1 脂肪含量10%的抹酱中的水滴大小，Palsgaard DMG 0298 和Palsgaard PGPR 4175
产品挑战
不难想象，通往Palsgaard的目标之路需要大量专业知识，例如低脂抹酱通常会遇到的稳定性问题，生产后期的油分离问题，低脂带来的口感变差等。我们据此总结出了7项挑战。
挑战1：克服脂肪的限制。
在通常的油/水乳化剂内，水滴具有相同的大小，这使得脂肪含量难以低于理论上的低点25.4%。然而，综合使用两种乳化剂：Palsgaard DMG 0298和Palsgaard PGPR 4175，我们可以制造出大小不同的水滴。这意味着乳剂可以更加紧密的结合（见图1），从而将脂肪含量降低到10%。
挑战2：平衡脂肪构成。
第二个问题则是平衡的问题。相比高脂产品，制作低脂抹酱很重要的一点在于其脂肪构成中包含更多的液态油，因为油相需要覆盖更多的水滴。而如果油相中包含太多固体脂肪，产品的平滑感就会消失。同理，如果乳化剂包含过多的棕榈硬脂，生产中及生产后脆性的增加很可能导致抹酱变得不稳定。
Palsgaard的工程师们努力地平衡液态油和固体脂的含量（脂肪构成），以确保制作出平滑且稳定的产品。
图2a和图2b演示了主晶体键结构的搭建以及脂肪通过机械处理将水分挤出。位于水相和油相表层之间的乳化剂不能避免这个现象的发生。只有正确的加工参数组合和脂肪构成能够解决这个问题。因此游离水并不总是乳化剂的难题。图2a和图2c展示了结晶的效果，晶体的发展和晶体网络的形成。机械处理可以打破主晶体键结构，在范德华力的基础上形成更加平滑可塑的结构（次晶体键结构）。
(a)
(b)
图2a 主晶体键结构，图2b 挤压之后的游离水，图2c 次晶体键结构
挑战3：油分离最小化，口感最大化。
下一步则是将油分离最小化，保证消费者体验到口感一致的抹酱。在解决这一问题时，挑战1中登场的两种乳化剂Palsgaard DMG 0298 和Palsgaard PGPR 4175又立下了汗马功劳。
Palsgaard DMG 0298是一种单甘油酯(E471)，但与其他典型的单甘油酯不同，它的脂肪酸组合主要基于油酸。相比其他标准的单甘油酯，它的不饱和脂肪酸提供了较好的乳化和乳剂稳定性。
Palsgaard DMG 0298是一种聚甘油(E476)，但比一般的PGPR聚合更强。它是助乳化剂，因此要想达到预期的效果，它必须与另一种乳化剂一同使用。在低脂抹酱当中，PGPR非常善于覆盖水滴和脂肪晶体，并增加低脂乳剂的粘度。没有PGPR，就没有超低脂肪的抹酱。因此，Palsgaard PGPR 4175能够稳定10%脂肪含量的抹酱，帮助减少生产过程中的波动，降低不合格率。此外，它还拥有中性的味道和气味，因此是无香成分。
挑战4：减少油析。
含有大量液态油的产品，例如低脂抹酱中的油相，还有着油析的风险。因此我们还需要有效的油吸收剂。
我们找到的方案则是另一个Palsgaard产品，油粘结剂Palsgaard 6118。它不仅能在功能上很好地完成这个任务，还正好来自非氢化植物油，完美满足了我们的要求。
挑战5：水挤出最小化。
相比那些较高含水量的抹酱，低脂抹酱的水相会影响到成品的口感和味道。如果不能充分稳定水相，还会造成水分大量挤出到结晶的产品中。因此团队的下一个任务就是稳定水相。我们选择了海藻酸钠(E401)。
海藻酸钠是一种广泛使用的稳定剂，能够吸附水分防止挤出。此外，它还能增加抹酱的口感。效果最好的为0.55%，在0.75%时水滴变得过于粘稠，游离水风险增高，抹酱开始变得不稳定。
图3 低脂抹酱乳剂的加工流程
挑战6：为成功创造最佳条件。
基本配方一经完成，立即通过我们的大型人造奶油试验厂进行了彻底的测试，旨在确定正确的加工参数。
生产这些低脂抹酱的流程和通常生产40%脂肪抹酱的流程完全不同。之前的经验无法直接复制到超低脂抹酱乳剂中来。
图3展示了10%低脂抹酱的加工流程。水相需要缓慢加入，但如果机械处理过于密集，在超低脂抹酱中的乳剂会变得粘稠。如图4所示，在预乳化单元增加一倍的搅拌能够导致粘度增加5倍之多。
因此，之前用于生产30%~40%脂肪含量乳剂的搅拌器如今需要重新设计，否则乳剂罐将会出现死区。我们成功使用了锚搅拌器，确保缓慢搅拌，避免乳剂过于粘稠。
将乳剂罐和缓冲罐的温度维持在55~65℃有助于降低乳剂粘稠的风险，否则乳剂可能粘稠得无法从罐中压出。这也是我们不必使用固定机的原因。水相的冷却能力使生产能力得以提高，包装温度无需太低。
结晶在整个过程尤为重要，但和那些高脂产品的情况有所不同，因为低脂抹酱中的脂肪结晶控制结构的方式与在人造奶油和黄油中的方式不同。紧密结合的水滴产生了水/油乳剂，更像蛋黄酱的结构。高脂肪人造奶油的口感会受到结晶融化和乳剂转化的影响。低脂产品和它们强大的乳化剂系统减少了不稳定的因素，纯粹是因为脂肪结晶融化产生的效果与那些高脂肪的不同。
图4 低脂抹酱乳剂的粘度
挑战7：稳定的存储。
项目的最后一部分在于决定存储的参数，保证产品从工厂到餐桌都能保持最佳特性。
低脂抹酱对存储的参数非常敏感，遇较高温度会变软，即使再放入低温环境中也于事无补。如果它们在生产之后立即降温，又会变脆不稳定。通过试验我们发现，首先将其降温到5℃，然后存放在15℃的环境中3~5天，效果最好。
大功告成
随着项目完成，低脂抹酱接受了消费者的检验，我们的研发团队成功完成了7项挑战，创造出高度可行的产品，并且时刻准备着将我们的成功复制给需要帮助的团队。
本次项目让我们深刻意识到，所有的工作都必须清晰聚焦于配方和生产参数。
选择正确的乳化剂是制作低脂抹酱的关键，正确的流程参数则辅助了剩下的工作。这些原则以及使得一切设想成真的功能配方，也能用于乳品制作，例如低脂黄油等。
