CN102228092B

CN102228092B - 一种酶法酯交换制备低/零反式脂肪酸起酥油的方法

Info

Publication number: CN102228092B
Application number: CN 201110143758
Authority: CN
Inventors: 刘元法; 冀聪伟; 孟宗; 王兴国
Original assignee: Jiangnan University
Current assignee: Wuxi Shihezi Future Food Technology Co ltd
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2011-05-31
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2031-05-31
Also published as: CN102228092A

Abstract

一种酶法酯交换制备低/零反式脂肪酸起酥油的方法，属于食用油加工技术领域。本发明采用固定化脂肪酶Lipozyme RM IM催化猪油和棕榈硬脂或极度氢化油(包括极度氢化大豆油、极度氢化菜籽油、极度氢化棕榈油、极度氢化棉籽油)酯交换制备起酥油，以反应体系在20℃下的固体脂肪含量(SFC)为指标，在系统研究温度、酶添加量、时间对酯交换反应的影响基础上，获得了理想的技术参数：反应温度60℃～90℃，酶添加量6％～12％，反应时间1h～3h。利用等温曲线和X-射线衍射技术研究了混合体系酯交换前后的相容性和晶体形态，结果表明：经酯交换后，混合体系的相容性得到显著改善，晶型由β型转变为β′型，所制备的起酥油在面包烘焙应用方面优于市售起酥油。本发明拓展了猪油的应用范围，可以使我国猪油过剩资源得到充分利用。

Description

一种酶法酯交换制备低/零反式脂肪酸起酥油的方法

技术领域

本发明是一种酶法酯交换制备低/零反式脂肪酸起酥油的方法，属于食用油加工技术领域。

背景技术

我国是一个猪油资源十分丰富的国家，猪油营养丰富，是植物油中所没有的花生四烯酸和α-脂蛋白的重要来源(花生四烯酸能降低血脂，并与亚油酸、亚麻酸合成具有多种重要生理功能的“前列腺素”，α-脂蛋白能预防血管疾病和高血压病)，同时猪油还具有独特的风味功能。

天然猪油通常呈半固体状态，是一种塑性脂肪，具有类似起酥油的特性，常被用作起酥油，但是猪油主要甘三酯组成为SPO，结晶为β稳定型，这种粗大的晶体结构，影响它在工业上的广泛应用。通过氢化或酯交换对其改性，可改变猪油的这一缺陷。然而氢化只能降低不饱和度提高熔点，解决不了甘三酯组成上的典型富集缺陷，并且氢化不完全还会产生反式脂肪酸，影响人体健康。通过化学或酶法酯交换，可以改善猪油中对称甘三酯和不对称甘三酯的比例，可使猪油形成稳定的β′晶型和致密均匀的晶体结构，提高其塑性、起酥性和酪化性，从而拓展它的应用范围酶法酯交换因其反应条件温和，副产物少，环境友好等优点近年来广受关注。

发明内容

本发明的目的是提供一种低/零反式脂肪酸起酥油的制备方法。其特征是以猪油和棕榈硬脂或极度氢化油(包括极度氢化大豆油、极度氢化菜籽油、极度氢化棕榈油、极度氢化棉籽油)为原料，采用固定化脂肪酶Lipozyme RM IM催化进行酶法酯交换反应。

本发明的技术方案：

(1)以猪油和棕榈硬脂或极度氢化油为原料，采用固定化脂肪酶Lipozyme RM IM催化进行酶法酯交换反应，反应产物应用脉冲式核磁共振测定其固体脂肪含量(SFC)，以反应后体系在20℃下SFC的为指标，考察温度、酶添加量、时间对酯交换反应的影响并获得理想的技术参数。

(2)在确定了酶法反应最佳条件的基础上，利用等温曲线对酶法酯交换前后油脂的相容性进行了研究。

(3)酶法酯交换后得到几种与市售澳之轮无水酥油SFC曲线相似的产品，通过XRD对这几种比例油脂酯交换前后的晶型进行分析。

SFC的测定：采用脉冲式核磁共振仪测定。将油脂样品放入核磁共振专用玻璃管，于80℃熔化保持30min以消除结晶记忆，然后转移至恒温器中，在0℃保持90min，测得其SFC，再依次升温至5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃保持30min后测定其SFC。

相容性的分析方法：两种油脂的相容性可以用等温曲线来描述，等温曲线是以两种油脂的混合比例为横坐标，以SFC为纵坐标来绘制的。完全相容的二元混合物其等温曲线为一条直线，若二元混合物相容性不好则等温曲线出现弯曲，且相容性越差弯曲越严重。

本发明的有益效果：

(1)采用酶法酯交换制备起酥油，改善了猪油和棕榈硬脂或极度氢化油(包括极度氢化大豆油、极度氢化菜籽油、极度氢化棕榈油等)混合后的相容性，并使混合体系晶型发生改变，所得产品具有良好的起酥油特性，属于开创性研究。

(2)我国是一个猪油资源十分丰富的国家，猪油营养丰富但未得到充分利用，本发明拓展了猪油的应用范围。

(3)采用固定化脂肪酶Lipozyme RM IM进行催化反应，反应条件温和，副产物少，安全高效并且酶可以反复利用，具有较高的工业发展前景。

附图说明

图1猪油和棕榈硬脂混合油的等温曲线图

图2猪油和棕榈硬脂酯交油的等温曲线图

图3几种酯交油和市售澳之轮无水酥油的SFC曲线

图4棕榈硬脂含量33％的混合体系酯交换前后的XRD图

图5棕榈硬脂含量40％的混合体系酯交换前后的XRD图

图6棕榈硬脂含量50％的混合体系酯交换前后的XRD图

具体实施方式

实施例1：猪油和棕榈硬脂酶法酯交换试验

准确称取10g含棕榈硬脂分别为25％、33％、40％、50％、60％、67％、75％的猪油和棕榈硬脂的混合物于圆底烧瓶中，混匀，真空脱水脱气，然后分别加入固定化脂肪酶LipozymeRM IM2％、4％、6％、8％、10％、12％(以油重计)，于旋转蒸发反应器(真空度0.09MPa，转速80r/min)中进行反应，反应时间为0.5h、1h、1.5h、2h、3h，温度为50℃、60℃、70℃、80℃、90℃，在此条件下进行全试实验，反应结束后抽滤去掉固定化脂肪酶，得到酯交换产物。以产物在20℃的固体脂肪含量(SFC)变化为指标，获得了理想的技术参数：反应温度60℃～90℃，酶添加量6％～12％，反应时间1h～3h。在此条件下，酯交换反应达到动态平衡，混合体系SFC不再变化。

实施例2：猪油和极度氢化大豆油酶法酯交换实验

准确称取10g含极度氢化大豆油分别为25％、33％、40％、50％、60％、67％、75％的猪油和极度氢化大豆油的混合物于圆底烧瓶中，混匀，真空脱水脱气，然后分别加入固定化脂肪酶Lipozyme RM IM2％、4％、6％、8％、10％、12％(以油重计)，于旋转蒸发反应器(真空度0.09MPa，转速80r/min)中进行反应，反应时间为0.5h、1h、1.5h、2h、3h，温度为50℃、60℃、70℃、80℃、90℃，在此条件下进行全试实验，反应结束后抽滤去掉固定化脂肪酶，得到酯交换产物。以产物在20℃的固体脂肪含量(SFC)变化为指标，获得了理想的技术参数：反应温度60℃～90℃，酶添加量6％～12％，反应时间1h～3h。在此条件下，酯交换反应达到动态平衡，混合体系SFC不再变化。

实施例3：相容性的分析

分别取一定量的猪油和棕榈硬脂按比例混合，棕榈硬脂含量分别为25％、33％、40％、50％、60％、67％、75％，测定其酯交换前后的SFC并作出等温曲线。从酯交换前后的等温曲线可以看出酯交换前猪油和棕榈硬脂混合物的相容性较差，每条等温曲线基本都不是直线，特别是15℃～35℃范围内线性关系比较差，在棕榈硬脂含量50％～67％出现了明显的上凸迹象，这是由于猪油和棕榈硬脂在甘三酯组成和同质多晶方面存在很大差别，猪油猪油甘三酯组成为SPO，结晶主要为β型晶型，而棕榈硬脂主要甘三酯为POP、POO，结晶主要为β′晶型。经酯交换后混合体系的等温曲线变得平直，相容性得到显著改善。

图1猪油和棕榈硬脂混合油的等温曲线图。图2猪油和棕榈硬脂酯交油的等温曲线图。

实施例4：晶型分析

分别取棕榈硬脂含量为33％、40％和50％酯交换前后混合体系进行XRD分析，将适量样品平铺于样品架上的圆孔内，用X-射线衍射扫描仪测定。条件为铜靶Cu-Kα(λ＝0.15406nm)，功率为1600W(40kV×40mA)，采用NaI晶体闪烁计数器(scintillation counter)测量X-射线的强度，扫描范围为3°-30°，扫描速度4°/min，步长0.02°。DS-SS-RS设置分别为1mm-1mm-0.1mm[发散狭缝(简称DS)、防散射狭缝(简称SS)、接受狭缝(简称RS)]。扫描所得图谱经随机软件PDM进行优化处理。分析图谱得出酯交换前三种比例混合的油脂体系在短间距

附近都出现了较强的吸收峰，而在短间距

附近的吸收峰较弱，混合体系均以β晶型为主；经酯交换后，三种比例在

附近的吸收峰减弱，在

的吸收明显增强，且强于在附近的吸收，说明酯交换后混合体系以β′晶型为主。β′晶型是起酥油希望得到的晶型，其结晶细小均匀，质构光滑柔和，充气性好，具有很好的加工特性。

图3三种酯交油和市售澳之轮无水酥油的SFC曲线。图4棕榈硬脂含量33％的混合体系酯交换前后的XRD图。图5棕榈硬脂含量40％的混合体系酯交换前后的XRD图。图6棕榈硬脂含量50％的混合体系酯交换前后的XRD图。

Claims

1.一种酶法酯交换制备低/零反式脂肪酸起酥油的方法，以猪油和棕榈硬脂或极度氢化油为原料，采用固定化脂肪酶Lipozyme RM IM催化进行酶法酯交换反应，以反应体系在20℃下的固体脂肪含量SFC为指标，在系统研究温度、酶添加量、时间对酯交换反应的影响基础上，获得了理想的技术参数；利用等温曲线和X-射线衍射技术研究了混合体系酯交换前后的相容性和晶体形态，并通过与市售澳之轮无水酥油的固体脂肪含量SFC曲线进行对比得到了理想的酯交换起酥油产品；

酯交换反应的工艺：准确称取10g按比例混合的混合油于圆底烧瓶中，混匀，真空脱水脱气，然后分别加入占油重2％、4％、6％、8％、10％、12％的固定化脂肪酶Lipozyme RM IM，于真空度0.09MPa，转速80r/min的旋转蒸发反应器中进行反应，反应时间分别为0.5h、1h、1.5h、2h、3h，温度分别为50℃、60℃、70℃、80℃、90℃，在此条件下进行全试实验，反应结束后抽滤去掉固定化脂肪酶，得到酯交换产物，以产物在20℃的固体脂肪含量SFC变化为指标，获得了理想的技术参数：反应温度60℃～90℃，酶添加量6％～12％，反应时间1h～3h；在此条件下，混合体系的固体脂肪含量SFC达到稳定，得出满足要求的棕榈硬脂/极度氢化油含量范围为30％～60％；上述所述极度氢化油选自极度氢化大豆油、极度氢化菜籽油、极度氢化棕榈油、极度氢化棉籽油。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于通过与市售澳之轮无水酥油的固体脂肪含量SFC曲线进行对比得到几种起酥油配方，其中棕榈硬脂或极度氢化油含量为33％、40％、50％。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于利用等温曲线和X-射线衍射技术研究了混合体系酯交换前后的相容性和晶体形态，发现酯交换后相容性和晶型得到显著改善，晶型由β型转变为β′型，适宜用作焙烤起酥油。