CN101878821A

CN101878821A - 可可脂改良剂的生物合成

Info

Publication number: CN101878821A
Application number: CN2010101627680A
Authority: CN
Inventors: 刘元法; 王灵燕; 孟宗; 王兴国
Original assignee: Jiangnan University
Current assignee: Jiangnan University
Priority date: 2010-05-05
Filing date: 2010-05-05
Publication date: 2010-11-10

Abstract

可可脂改良剂(Cocoa Butter Improver，CBI)是一种特殊的抗热型类可可脂(Cocoa Butter Equivalents，CBE)，其甘三酯组成中的主要成分是熔点较高的1，3-二硬脂酸2-油酸甘油酯(SOS)。本发明以高油酸植物油与硬脂酸(或其低级醇酯，如硬脂酸甲酯、硬脂酸乙酯等)为原料进行酯交换反应，得到的混合物经过分子蒸馏脱除脂肪酸，再分提纯化得到产品CBI。首先采用1，3-特异性脂肪酶作为催化剂，进行酯交换反应，以SOS含量高而1，2-二硬脂酸-3-油酸甘油酯(SSO)和三硬脂酸甘油酯(SSS)含量低为佳，优化酯交换反应条件；对优化的产物，经过分子蒸馏脱除脂肪酸，以重相得率和酸价为指标进行优化；对脱酸产物，采用丙酮、正己烷等溶剂进行湿法分提，以富含SOS的硬脂得率为指标，优化分提条件。分子蒸馏脱酸得到的大量硬脂酸(硬脂酸低级醇酯)及后续分提得到主要甘三酯组成为SOO和OOO的软脂组分，均可以作为酯交换原料循环利用，提高原料利用率。利用本发明的方法制得的CBI，可用于食品工业中作为生产耐热型巧克力的原料。

Description

可可脂改良剂的生物合成

技术领域

酶促酯交换法制备CBI的方法，属于专用油脂的开发。

背景技术

可可脂是从可可豆制得的食用油脂，具有入口即化的特点，是食品工业中生产巧克力的重要原料。不同产地下，可可脂中的POP、POS、SOS相对比例可能不同，加入适当的CBI可使这种自然差异大大降低；牛奶巧克力由于含较高的乳脂会使产品严重变软，加入CBI可增加高乳脂体系巧克力制品的硬度，且具有抗起霜作用；热带地区、夏天高温地区，加入CBI提高固脂含量，可以增强耐热性。

国内外文献已大量报道脂肪酶应用于制备CBE的研究。Vimon Seriburi等酶促OOO和SSS酯交换制备CBE，最佳产率为OSS和SSO总量46.6％，而SOS只有0.2％。Thomas Gitlesen等用Rhizopus arrhizus脂肪酶催化高油酸的菜籽油和硬脂酸乙酯合成SOSt型结构的甘三酯，产品中SOS 36％、SSO(OSS)含量27％。Ozan Nazim等用1，3-特异性脂肪酶酸解橄榄油和棕榈酸、硬脂酸合成CBE，产品中POP、POS、SOS含量分别为11％、21.8％、15.7％。

目前，国内外研究只是针对于CBE，而非针对CBI。未见详实报道高SOS含量，同时控制酰基转移，使SSO含量控制较低值的研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种高油酸植物油、硬脂酸酯交换制备CBI的方法。

技术方案：以高油酸植物油与硬脂酸(或其低级醇酯)为原料进行酯交换反应，得到的混合物经过分子蒸馏脱除脂肪酸，再分提纯化得到产品CBI。首先采用1，3-特异性脂肪酶作为催化剂，进行酯交换反应，以SOS含量高而1，2-二硬脂酸-3-油酸甘油酯(SSO)和三硬脂酸甘油酯(SSS)含量较为佳，优化酯交换反应条件；对优化的产物，经过分子蒸馏脱除脂肪酸，以重相得率和酸价为指标进行优化；对脱酸产物，采用丙酮、正己烷等溶剂进行湿法分提，以富含SOS的硬脂得率为指标，优化分提条件。

一、原料的酯交换反应

将高油酸植物油/硬脂酸以摩尔比为1∶1～ 1∶6得到各种配比的混合物，反应体系加水量0～5％(以底物重量计)，酶添加量4～14％(以底物重量计)，分别在温度55～85℃下反应1～6h。在上述反应条件下进行试验，然后将反应产物用热正己烷溶解，趁热过滤除去酶。旋转蒸发除去正己烷后备用。

甘三酯SOS、SSO和SSS的含量的测定：采用高效液相法(HPLC)对酯交换底物及反应产物的甘油三酯组成进行分离，采用AOCS Ce 5c-93(内部归一化法)定量。综合考虑，在反应温度60～80℃，酶用量8～12％(以底物重量计)，反应时间3～6h时，SOS含量较高，并能控制由于酰基转移产生的SSO和SSS的含量较低。

二、分子蒸馏脱酸

将酯交换后产物分别在预热温度70～90℃，进料速率1～5mL/min，加热温度170～210℃，刮板转速50～200r/min下进行试验。测重相的得率和酸价(按GB5530-85《植物油脂检验酸价测定法》执行)。

三、分提纯化

脱酸产物/丙酮1∶1～1∶3(w/v)混合物，在50℃下溶解完全，慢慢降温，结晶除去甘二酯，然后分别在结晶温度5～25℃，养晶时间2～5h下进行试验。会结晶出部分晶体，分离得到硬脂和软脂组分。组分中的溶剂在真空下除去。测富含SOS的硬脂得率。

本发明的有益效果：

酶促酯交换法制备CBI的方法，属于专用油脂的开发。

附图说明

图1RP-HPLC上的甘三酯分离效果图

图2Ag⁺-HPLC上SOS与SSO分离效果图

具体实施方式

实施例1.原料的酯交换反应

准确称取高油酸植物油/硬脂酸摩尔比为1∶4的混合物，在加水量1％、加酶量10％、70℃下反应4h。反应产物中的主要甘三酯组成如表1所示。

表1反应产物中主要甘三酯组成

实施例2.分子蒸馏脱酸

称取200g酯交换后产物，在预热温度80℃、进料速率2mL/min、加热壁面温度190℃、刮板速率120r/min下得到的重相得率约44％，重相的酸价由115.8mgKOH/g低于3.1，对一级分子蒸馏得到的重相采用相同的条件进行二级分子蒸馏后，酸价小于0.28mgKOH/g。其中含有大量硬脂酸的轻相可直接或极度氢化后作为酯交换原料循环利用。

实施例3.分提纯化

称取由实施例2制备得的脱酸产物10g，再加入20mL的丙酮1∶2，在50℃的水浴下完全融化，接着结晶除去甘二酯，然后在20℃下保持4h，析出部分晶体，将晶体抽滤并风干溶剂约得到SOS含量73.6％的硬脂2.45g，其中低熔点的软脂(主要成分为SOO和OOO)作为酯交换原料循环利用。

Claims

1.一种酶促酯交换法制备CBI的方法，其特征是以高油酸植物油与硬脂酸(或其低级醇酯，如硬脂酸甲酯、硬脂酸乙酯等)为原料，采用1，3-特异性脂肪酶酶法酯交换反应，得到的混合物经过分子蒸馏脱除脂肪酸，再分提纯化得到产品CBI。首先采用1，3-特异性脂肪酶作为催化剂，进行酯交换反应，以SOS含量高而1，2-二硬脂酸-3-油酸甘油酯(SSO)和三硬脂酸甘油酯(SSS)含量较低为佳，考察了加酶量、底物摩尔比、反应体系加水量、反应时间、反应温度等对SOS、SSO和SSS含量的影响。对优化的产物，经过分子蒸馏脱除脂肪酸，以重相得率和酸价为指标对预热温度、进料速度、加热温度和刮板转速等因素进行优化；对脱酸产物，采用丙酮、正己烷等溶剂进行湿法分提，以富含SOS的硬脂得率为指标，优化分提条件。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是反应体系加水量0～5％(以底物重量计)，高油酸植物油/硬脂酸1∶1～1∶6(摩尔比)混合物，分别在温度55～85℃，反应时间1～6h，酶添加量4～14％(以底物重量计)下进行试验。反应混合物，用热正己烷溶解，趁热过滤除去酶。旋转蒸发除去正己烷，采用HPLC-ELSD测定SOS、SSO和SSS含量，优化酯交换反应条件。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是采用分子蒸馏对反应混合物进行脱脂肪酸，预热温度70～90℃，进料速率1～5mL/min，加热温度170～210℃，刮板转速50～200r/min下进行试验。测重相的得率和酸价。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述通过分子蒸馏得到的脂肪酸含有大量的硬脂酸及少量油酸，直接或极度氢化后作为酯交换原料循环利用。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征是脱酸产物/丙酮(正己烷)1∶1～1∶3(w/v)混合物，结晶除去甘二酯，然后分别在结晶温度5～25℃，养晶时间2～5h下进行试验。以富含SOS硬脂组分的得率优化分提条件。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述分提得到熔点较低的软脂组分，主要成份为SOO和OOO，可以作为酯交换原料循环利用。