CN102356782A

CN102356782A - 一种酯酯交换反应生产食用专用油脂基料油的方法

Info

Publication number: CN102356782A
Application number: CN2011102735634A
Authority: CN
Inventors: 毕艳兰; 杨国龙; 孙尚德; 刘伟; 马传国; 李东锐; 金宁; 彭元怀; 李春宝
Original assignee: Henan University of Technology
Current assignee: Henan University of Technology
Priority date: 2011-09-15
Filing date: 2011-09-15
Publication date: 2012-02-22

Abstract

本发明涉及一种酯酯交换反应生产食用专用油脂基料油的方法，其特征在于：在一种食用油脂或者两种以及以上的食用油脂加入碱性催化剂和助剂进行反应，将反应生成的混合物通过分离去除催化剂、助剂以及生成的副产物如皂、水等，得到需要的酯酯交换产品，用于专用油脂生产。本发明相比现有技术所具备的优点在于：该法不使用甲醇钠，具有安全、高效、成本低廉、操作简便、重复性好，具有良好的应用前景。

Description

一种酯酯交换反应生产食用专用油脂基料油的方法

技术领域

本发明涉及油脂加工技术，具体是一种酯酯交换反应生产食用专用油脂基料油的方法。

背景技术

随着人们生活水平提高，对食品的要求也越来越高。由于大部分天然常见食用油脂的熔化范围、膨胀特性、起酥性以及晶型等无法完全满足食品工业对油脂使用特性的要求，这造就了更新酯酯交换研究的发展方向。酯酯交换反应原理是通过改变脂肪酸在sn-1、sn-2、sn-3的酰基位置的分布（总脂肪酸组成不发生变化），从而改变油脂的理化性质和使用特性。酯酯交换反应技术主要应用人造奶油、起酥油、糖果用脂等专用油脂的基料油生产。另外，酯酯交换技术也常用于改变油脂的晶型。用于酯酯交换反应技术的常用催化剂是甲醇钠和脂肪酶。脂肪酶的价格较高，催化活性有限，催化次数相对较少等限制了脂肪酶在酯酯交换反应在工业化的广泛推广。2011年以前，我国最多使用的酯酯交换反应生产专用油脂的催化剂是甲醇钠，但是，在GB2760-2011中没有甲醇钠这个加工助剂，因此，采用新型催化技术开发需求的工业化专用油脂基料油产品是十分重要的。

发明内容

本发明的目的正是鉴于以上存在的问题，提供一种高效的适用于大规模工业化的一种酯酯交换反应生产食用专用油脂基料油的方法，经过本发明的酯酯交换反应得到的油脂，其全样脂肪酸组成未发生变化，但是脂肪酸在sn-1、sn-2、sn-3的酰基位置分布发生变化（一般来说，化学催化酯酯交换反应前后油脂的全样脂肪酸基本未发生变化，但是sn-2位脂肪酸组成发生显著变化。当酯酯交换反应后油脂的sn-2位脂肪酸组成与全样脂肪酸组成接近，这说明酯酯交换反应较为彻底；当酯酯交换反应后油脂的sn-2位脂肪酸组成未发生变化，说明酯酯交换未发生；当酯酯交换反应后油脂的sn-2位脂肪酸组成发生变化，只是其组成与全样脂肪酸差距较大，说明酯酯交换发生部分反应，但是反应不彻底。），正是基于这种变化，使得油脂的熔化范围、膨胀特性、起酥性以及晶型等同时发生变化，完全或者部分酯酯交换反应得到的油脂更适用于人造奶油、起酥油、糖果用脂等专用油脂的生产。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明的酯酯交换反应生产食用专用油脂基料油的方法，包括以下步骤：

a、将一种食用油脂或者两种以上的食用油脂放入容器设备中，在搅拌状态下，80-150℃、真空50-3000Pa下干燥脱水0.5-3h。

b、加入碱性催化剂以及助剂，所述碱性催化剂是氢氧化钠、氢氧化钾、醋酸钾、碳酸钾、碳酸钠中的任意一种或者两种以上组合物，所述助剂是水、乙醇、甘油、丙二醇中的任意一种或者两种以上组合物；所述碱性催化剂的加入量为食用油脂重量的0.05-3%，所述助剂的加入量为食用油脂重量0.05-10%。

c、维持反应温度为50-300℃，真空或者充氮或者充二氧化碳搅拌状态反应0.5-3h；

d、采用分离方式去除催化剂、助剂以及生成的部分副产品如皂，分离方式为离心分离、过滤、水洗或者酸洗、无水吸附脱皂，分离方式是这些具体方法的任意一种或者是这些方法的组合。

e、在搅拌状态下，80-150℃、真空50-3000Pa下干燥脱水0.5-3h。

本发明的反应机理是在一种食用油脂或者两种以及以上的食用油脂加入碱性催化剂和助剂进行反应，将反应生成的混合物通过一个分离，得到需要的酯酯交换产品。经过本发明的酯酯交换反应得到的油脂，其全样脂肪酸组成未发生变化，但是脂肪酸在sn-1、sn-2、sn-3的酰基位置分布发生变化，正是基于这种变化，使得油脂的熔化范围、膨胀特性、起酥性以及晶型等发生变化，酯酯交换反应得到的油脂更适用于人造奶油、起酥油、糖果用脂等专用油脂的生产。

本发明相比现有技术所具备的优点在于：该法不使用甲醇钠，具有安全、高效、成本低廉、操作简便、重复性好，具有良好的应用前景。

具体实施方式

本发明以下结合实施例做进一步说明：

实施例1

称取50克棕榈硬脂与50克豆油混合（原料的全样主要脂肪酸组成为：棕榈酸38.60%、硬脂酸4.55%、油酸27.18%、亚油酸26.60%、亚麻酸2.59%；其sn-2位主要脂肪酸组成为：棕榈酸24.78%、硬脂酸1.36%、油酸34.30%、亚油酸37.13%、亚麻酸1.86%）置于三口烧瓶中，在搅拌状态下， 150℃、真空1000Pa干燥脱水1h。然后加入2%氢氧化钠（以油质量计），以及5%甘油（以油质量计）和0.05%水，在真空280Pa、160℃下反应100min后停止加热，降温至50℃，加入少量柠檬酸溶液破坏催化剂和副产物皂，水洗至中性，然后干燥脱水（120℃、真空500Pa、1.5h）得到酯酯交换反应产物。酯酯交换反应产物甘三酯的全样主要脂肪酸组成为：棕榈酸36.73%、硬脂酸6.25%、油酸36.90%、亚油酸27.61%、亚麻酸2.12%；sn-2位主要脂肪酸组成为：棕榈酸44.10%、硬脂酸4.86%、油酸25.56%、亚油酸23.87%、亚麻酸1.17%。从反应前后的数据看，其全样脂肪酸基本未发生变化，但是sn-2位脂肪酸组成发生变化，且与全样脂肪酸组成接近，在不考虑检测误差情况下，这说明酯酯交换反应较为彻底。

实施例2

称取100克分提棕榈硬脂（原料的全样主要脂肪酸组成为：棕榈酸60.78%、硬脂酸5.13%、油酸27.19%、亚油酸5.21%、亚麻酸0.35%；其sn-2位主要脂肪酸组成为：棕榈酸38.88%、硬脂酸2.50%、油酸46.86%、亚油酸10.03%、亚麻酸0.60%）置于三口烧瓶中，在搅拌状态下， 130℃、真空500Pa下干燥脱水2.5h，加入1.0%氢氧化钠以及0.5%醋酸钾（以油质量计），以及4%甘油（以油质量计），在真空300Pa下140℃反应60min后停止加热。降温至60℃，通过离心分离（4000r/min, 30min）去除固体杂质和催化剂，再水洗至中性，然后干燥脱水（130℃、真空400Pa、2.0h）得到酯酯交换反应产物。酯酯交换反应产物全样主要脂肪酸组成为：棕榈酸60.28%、硬脂酸5.23%、油酸27.45%、亚油酸5.38%、亚麻酸0.40%；甘三酯的sn-2主要脂肪酸组成为：棕榈酸61.93%、硬脂酸5.30%、油酸24.93%、亚油酸5.12%、亚麻酸0.72%。从反应前后的数据看，其全样脂肪酸基本未发生变化，但是sn-2位脂肪酸组成发生变化，且与全样脂肪酸组成接近，在不考虑检测误差情况下，这说明酯酯交换反应较为彻底。

实施例3

称取80克猪油（原料的全样主要脂肪酸组成为：棕榈酸26.90%、棕榈油酸2.42%、硬脂酸15.34%、油酸41.98%、亚油酸12.19%；其sn-2主要脂肪酸组成为：棕榈酸66.04%、棕榈油酸4.36%、硬脂酸4.21%、油酸16.00%、亚油酸5.98%）置于三口烧瓶中，在搅拌状态下， 110℃、真空800Pa下干燥脱水2.5h调节到120℃，加入0.75%氢氧化钾和0.25%碳酸钠（以油质量计），以及1.5%甘油以及0.5%丙二醇（以油质量计），在真空300Pa下反应120min后停止加热。降温至60℃，先离心分离（4500r/min, 30min）去除固体杂质和催化剂，然后采用硅藻土吸附脱皂得到酯酯交换反应产物。酯酯交换反应产物甘三酯的棕榈酸26.08%、棕榈油酸2.86%、硬脂酸15.27%、油酸42.00%、亚油酸12.28%；sn-2主要脂肪酸组成为：棕榈酸26.69%、棕榈油酸2.27%、硬脂酸14.96%、油酸43.45%、亚油酸10.90%。从反应前后的数据看，其全样脂肪酸基本未发生变化，但是sn-2位脂肪酸组成发生变化，且与全样脂肪酸组成接近，在不考虑检测误差情况下，这说明酯酯交换反应很彻底。

实施例4

称取80克猪油（原料的全样主要脂肪酸组成为：棕榈酸26.90%、棕榈油酸2.42%、硬脂酸15.34%、油酸41.98%、亚油酸12.19%；其sn-2主要脂肪酸组成为：棕榈酸66.04%、棕榈油酸4.36%、硬脂酸4.21%、油酸16.00%、亚油酸5.98%））置于三口烧瓶中，在搅拌状态下， 110℃、真空650Pa下干燥脱水1h。然后调节到270℃，加入2%氢氧化钾和0.5%碳酸钾（以油质量计），以及0.01%乙醇（以油质量计），在充氮条件下反应60min后停止加热。降温至60℃，先过滤去除固体杂质和催化剂，再水洗至中性，然后干燥脱水（110℃、真空1000Pa、2.0h）水洗除去催化剂得到酯酯交换反应产物。酯酯交换反应产物甘三酯的全样主要脂肪酸组成为：棕榈酸25.26%、棕榈油酸2.27%、硬脂酸15.65%、油酸42.50%、亚油酸10.83%；sn-2位主要脂肪酸组成为：棕榈酸47.90%、棕榈油酸3.35%、硬脂酸9.36%、油酸27.9%、亚油酸9.33%。从反应前后的数据看，其全样脂肪酸基本基本未发生变化， sn-2位脂肪酸组成发生变化，但是与全样脂肪酸组成有些差距，这说明酯酯交换反应不是很彻底，经计算酯酯交换程度45%。

实施例5

称取20克大豆油与80克猪油的混合样品（原料的全样主要脂肪酸组成为：豆蔻酸1.03%、棕榈酸21.25%、棕榈油酸2.01%、硬脂酸12.24%、油酸40.73%、亚油酸20.15%、亚麻酸1.61%；其sn-2主要脂肪酸组成为：豆蔻酸2.37%、棕榈酸51.19%、棕榈油酸3.51%、硬脂酸3.66%、油酸18.60%、亚油酸19.35%、亚麻酸1.32%）置于三口烧瓶中，在搅拌状态下， 90℃、真空300Pa下干燥脱水3h。然后调节到240℃，加入3%醋酸钾（以油质量计），以及10%甘油（以油质量计），在充二氧化碳下反应200min后停止加热。降温至50℃，通过离心分离（4500r/min, 25min）去除固体杂质和催化剂，再水洗至中性，然后干燥脱水（125℃、真空1200Pa、2.0h）剂得到酯酯交换反应产物。酯酯交换反应产物甘三酯的的全样主要脂肪酸组成为：豆蔻酸1.00%、棕榈酸22.10%、棕榈油酸1.95%、硬脂酸12.46%、油酸40.23%、亚油酸20.23%、亚麻酸1.82%；其sn-2主要脂肪酸组成为：豆蔻酸1.00%、棕榈酸24.11%、棕榈油酸2.07%、硬脂酸13.03%、油酸38.51%、亚油酸19.96%、亚麻酸1.31%））。从反应前后的数据看，其全样脂肪酸基本未发生变化， sn-2位脂肪酸组成发生变化，但是与全样脂肪酸组成相似，在不考虑检测误差情况下，这说明酯酯交换反应基本彻底。

Claims

1.一种酯酯交换反应生产食用专用油脂基料油的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

将一种食用油脂或者两种以上的食用油脂放入容器设备中，在搅拌状态下，80-150℃、真空50-3000Pa下干燥脱水0.5-3h；

加入碱性催化剂以及助剂，所述碱性催化剂是氢氧化钠、氢氧化钾、醋酸钾、碳酸钾、碳酸钠中的任意一种或者两种以上组合物，所述助剂是水、乙醇、甘油、丙二醇中的任意一种或者两种以上组合物；

维持反应温度为50-300℃，真空或者充氮或者充二氧化碳搅拌状态反应0.5-5h；

采用分离方式去除催化剂、助剂以及生成的部分副产物，如皂；

在搅拌状态下，80-150℃，真空50-3000Pa下干燥脱水0.5-3h，即得本发明的食用专用油脂基料油。

2.根据权利要求1所述的酯酯交换反应生产食用专用油脂基料油的方法，其特征在于：碱性催化剂的加入量为食用油脂重量的0.05-3%。

3.根据权利要求1所述的酯酯交换反应生产食用专用油脂基料油的方法，其特征在于：助剂的加入量为食用油脂重量的0.05-10%。

4.根据权利要求1所述的酯酯交换反应生产食用专用油脂基料油的方法，其特征在于：步骤c必须在真空或者充氮或者充二氧化碳搅拌状态下进行。

5.根据权利要求1所述的酯酯交换反应生产食用专用油脂基料油的方法，其特征在于：分离方式为离心分离、过滤、水洗或者酸洗、无水吸附脱皂，分离方式是这些具体方法的任意一种或者是这些方法的组合。

6.根据权利要求1所述的酯酯交换反应生产食用专用油脂基料油的方法，其特征在于：食用油脂为可以食用的动物油脂和植物油脂，包括经氢化、分提或者调和的可以食用的动物油脂和植物油脂的改性油脂；可以是一种食用或者两种以上食用油脂的混合物。