CN1006641B - 富含亚油酸塑性脂肪的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及以含亚油酸20-50%且反式酸不超过4%的固体脂与液体植物油的混合脂肪经酯酯交换反应制备富含亚油酸塑性脂肪的方法。酯酯交换后得到的脂肪可用来制造人造奶油和起酥油产品。

Description

本发明涉及一种通过随机酯酯交换反应制备低反式酸，富含亚油酸塑性脂肪的方法。更具体地讲，本发明涉及使用天然的固体脂及植物油经酯酯交换化学重整制得塑性良好，反式酸含量低于4%，亚油酸含量不低于20%的富含亚油酸的塑性脂肪。塑性脂肪产品无原料脂肪带有的气味，口感良好。

近年来，随着科学的发展，肯定了亚油酸在人体中的生理功能，它既是人体中必不可少的营养物又能进一步转化成人体另二种必须脂肪酸-亚麻酸和花生四烯酸;由于亚麻酸和花生四烯酸的不饱和度高于亚油酸，它们的化学活泼性较高易氧化酸败，因此其含量较多的油脂不易保存。因而富含亚油酸的脂肪就显得非常重要。据研究证明，亚油酸不但是动物与人体生长，新陈代谢的必须营养物之一，还有防止X-射线致伤、保证胆固醇正常代谢、缓解和防止由甘油三酯及胆固醇引起的多种心血管疾病的功能。亚油酸在一些植物油中大量存在如红花籽油，罂粟籽油、葵花油、党参籽油、豆油和棉籽油，其中含量一般均超过50%，因此其含量较高的植物油是人体摄取亚油酸的重要来源。食用油脂按其使用的用途不同分为液体油和固体脂肪。固体脂肪在常温下呈固态或半固态，由于其是固态具有可塑性，所以在食品中的应用非常广泛和重要，但这种可塑性脂肪如牛，羊与猪脂等含饱和酸过多，食用饱和酸含量高的脂肪容易诱发心血管疾病，因此任何生产出具有可塑性又不含过多的饱和酸而富含亚油酸的塑性脂肪是食用油脂加工的一个重要研究方向。过去，由于氢化工业的发展，将植物液体油加氢饱和提高其熔点制得可塑性脂肪成为一种由液体油制取塑性脂肪的方法。但是以这种方法生产的塑性脂肪中含大量的反式酸。近代医学和生物学的研究已经怀疑这种天然很少存在的脂肪酸对人体有不良作用。因而，如何解决氢化油脂中含反式酸的问题又成为新的课题。自英国科学家E.W.Eckey于1948年开始比较系统地研究了酯酯交换技术以来，这项技术不断发展才使得生产低反式酸并富含亚油酸塑性脂肪成为可能。酯酯交换按反应进行的条件分为随机反应和指向反应。当酯酯交换在油脂的熔点以上进行并完成的属随机酯酯交换，否则就是指向酯交换。指向酯酯交换在油脂的熔点以下进行， 常常在远远低于熔点的温度下进行。因反应温度低，反应速度很缓慢，一般需加入辅助催化剂如非质子溶剂，即使如此反应也需要数天才能完成。美国专利3748348（1973）和3859447（1975）公开了指向酯交换的方法并介绍了指向酯交换用于制备富含亚油酸人造奶油脂肪的方法。本发明是采用随机酯酯交换方法来制备富含亚油酸低反式酸的塑性脂肪。因随机反应温度高于指向反应温度，在油脂的熔点之上进行，所以反应速度很快，是指向反应的数十倍;且在此温度下，催化剂的活度较高，不必加非质子溶剂如二甲基亚砜，N，N′-二甲基甲酰胺等，从而避免了产品被溶剂污染的可能，这一点对食用油脂来说更显得非常重要。本发明使用的原料脂肪是天然的富含亚油酸的植物油如红花籽油，葵花籽油等和天然的陆地四蹄动物脂肪如羊脂、牛脂。由于天然动物脂中反式酸含量都很低，一般不高于4-7%，因此从根本上避免了氢化塑性脂肪中含大量反式酸的缺点，同时又获得了富含亚油酸的效果。塑性脂肪的塑性如何依在某一温度下其中的固体脂和液体油的比率来评价，只有比率合适才能表现出良好的塑性。衡量固体脂和液体油比率常用所谓的“固体脂肪含量指数（简称为SFI-Solid    Fat    Index）来表示。作为某种用途的塑性脂肪，要求其在一定的温度下要有一定的SFI值。

对于用于制备富含亚油酸人造奶油的塑性脂肪，其SFI要求在20℃为4-8;在30℃为2-3。因此对制备人造奶油来讲选用的植物油与固体脂的比例是30-60∶70-40（重量百分比），产品中亚油酸含量不低于40%，用做起酥油的塑性脂肪在10-30℃范围内其SFI值在30-10之间变化，因此优先选用的植物油和固体脂的比例为30-40∶70-60（重量百分比），产品中亚油酸含量不低于20%。为了保证人造奶油脂肪产品中亚油酸含量不低于40%以及起酥油脂肪产品中亚油酸含量不低于20%、本发明中选用的植物油中亚油酸含量不应低于60%，即以原料脂肪酸总量计时不应低于20%，一般为20-50%，符合这种要求的有红花籽油，罂粟籽油，葵花籽油，党参籽油、豆油和棉籽油。为了保证在规定的掺入比例范围内塑性脂肪有一定的硬度，要求选用的固体脂饱和酸含量不低于50%，符合这种要求的有牛，羊及猪脂等。

本发明中所涉及到的脂肪酸百分比均是以全脂肪酸含量为基准的重量百分比。

本发明所涉及的随机酯酯交换过程如下：将植物油，如红花籽油，常参籽油、葵花籽油，豆油或棉籽油与固体脂，如牛脂，猪脂，羊脂按比例30-60∶70-40（重量百分比）的配比混合后，首先在50-120℃，优先选用75-85℃，0.5-20mmHg，优先选用1-5mmHg真空下干燥0.5-3小时，优先选用的干燥时间是30-60分钟，干燥时可以通氮气或不通氮气;然后将油温调到50-120℃，优先选用55-95℃，加入油重0.5-2%（W/W）优先选用0.2-0.5%（W/W）的碱性催化剂，碱性催化剂选自烷氧基碱金属、碱土金属盐，碱金属或碱金属合金，其中优先选用甲醇钠或乙醇钠。催化剂以干粉形式加入，当然亦可溶解于对催化剂呈惰性的溶剂如对二甲苯、甲醇等中，以浆状加入;剧烈搅拌下维持反应温度，反应进行0.2-3小时后，加入水或酸性水溶液致钝剂破坏催化剂中止反应，分出水相，将油相以50-100℃热水洗涤至中性;在50-150℃，真空下干燥0.5-2小时;视对成品的要求可进一步精制，做为成品塑性脂肪。

实施例1.

1千克45%羊脂∶55%红花籽油的混合脂肪置入带有机械搅拌和真空装置的反应器内，加热到95℃，抽真空达15mmHg以下，剧烈搅拌，干燥1小时，然后在保持真空条件下，冷却到55℃，在剧烈搅拌条件下加入5克（0.5%）甲醇钠，反应30分钟后，加入300ml0.5%（W/W）磷酸水溶液中止反应，分出水层，用热水洗涤酯交换油至中性（pH＝6-8）后，于95℃，15mmHg真空下干燥1.5小时。即得到符合人造奶油脂肪要求的塑性脂肪，测得其SFI如表1所示：

实施例2：

1千克45%羊脂∶55%红花籽油的混合物置入带有机械搅拌和真空装置的反应器内。加热到120℃，抽真空20mmHg以下，剧烈搅拌，干燥2小时。加入20克（2%）甲醇钠，反应0.5小时后，加入300mm10.5%（W/W）盐酸水溶液中止反应，分出水层，用热内洗涤酯交换油至中性（pH＝6-8）后，于120℃，20mmHg真空条件下干燥2小时，即得到符合人造奶油要求的塑性脂肪，测得其SFI如下：

实施例3：

1千克45%羊脂∶55%红花籽油的混合脂肪置 入带有机械搅拌和真空装置的反应器内加热到50-55℃，抽真空达0.5mmHg左右干燥0.5小时，在剧烈搅拌条件下加入2克（0.2%）甲醇钠，反应2小时，加入300ml0.5%（W/W）柠檬酸水溶液中止反应，分出水相，用100℃热水洗涤酯交换油至中性（pH＝6-8）后，于50-55℃，0.5mmHg下干燥1小时，即得到符合人造奶油要求的塑性脂肪，测得其SFI如下：

实施例4：

1千克30%红花油∶70%羊脂的混合脂肪置入带有机械搅拌和真空装置的反应器内，加热到75℃，抽真空1-5mmHg，干燥0.5小时后，加入3克（0.3%W/W）甲醇钠，反应1小时，加入300ml0.5%（W/W）乙酸水溶液中止反应，分出水相，用85℃左右热水洗涤酯交换油至中性（pH＝6-8），于75℃左右，1-5mmHg真空下干燥1小时，即得到符合起酥油要求的塑性脂肪，测得其SFI如下：

实施例5：

1千克30%红花油∶70%羊脂的混合脂肪置入带有机械搅拌和真空装置的反应器内，如实施例4的步骤干燥后，加入5克（0.5%W/W）甲醇钠反应30分钟，分出水层，用85℃左右热水洗涤酯交换油至中性（pH＝6-8），于85℃，1-5mmHg真空条件下干燥1小时，即得到符合起酥油要求的塑性脂肪测得其SFI如下：

实施例6：

1千克45%羊脂∶55%葵花籽油的混合脂肪置入带有机械搅拌和真空装置的反应器内，加热到75℃，抽真空1-5mmHg，干燥0.5小时，加入3克（0.3%W/W）甲醇钠，反应1小时，加入300ml10.5%（W/W）磷酸水溶液中止反应，分出水相，用75℃左右热水洗涤酯交换油至中性（pH＝6-8），于75℃、1-5mmHg真空下干燥1小时，即得到符合人造奶油要求的塑性脂肪，测得其SFI如下：

实施例7：

1千克由60%牛脂∶40%葵花油组成的混合物，加热到120℃，抽真空到20mmHg以下，干燥2小时时。然后，将油温降到75℃左右，加入5克（0.5%W/W）甲醇钠，反应1小时后加入300ml0.5%（W/W）磷酸水溶液中止反应，分出水层;油相用75℃左右热水洗涤至中性（pH＝6-8）后，于150℃20mmHg真空条件下干燥1小时，即可得到符合起酥油要求的塑性脂肪，测得其SFI如表7：

由本发明方法制得的符合人造奶油要求的塑性脂与其它配料如水，盐及乳化剂等按比例80-85∶15-20（重量百分比）混合经急冷捏合即可成为富含亚油酸的人造奶油成品，由本发明方法制得的符合起酥油要求的塑性脂肪捏入气体或亦可不捏入气体，做为起酥油成品。

表1

配比%    SFI    亚油酸含量    反式酸含量

10℃    20℃    30℃    40℃

红花油55∶羊脂45    10.1    6.0    2.3    0    45%    小于2%

表2

配比%    SFI    亚油酸含量    反式酸含量

10℃    20℃    30℃    40℃

红花油55∶羊脂45    9.8    5.7    2.0    0    45%    小于2%

表3

配比%    SFI    亚油酸含量    反式酸含量

10℃    20℃    30℃    40℃

红花油55∶羊脂45    10.1    7.3    2.9    0    45%    2%

表4

配比%    SFI    亚油酸含量    反式酸含量

10℃    20℃    30℃    40℃

红花油55∶羊脂45    27.4    15.4    12.3    5.3    24%    小于2%

表5

配比%    SFI    亚油酸含量    反式酸含量

10℃    20℃    30℃    40℃

红花油55∶羊脂45    27.3    15.3    12.2    5.4    24%    小于2%

表6

配比%    SFI    亚油酸含量    反式酸含量

10℃    20℃    30℃    40℃

红花油55∶羊脂45    8.5    5.4    1.8    0    40%    小于2%

表7

配比%    SFI    亚油酸含量    反式酸含量

10℃    20℃    30℃    40℃

葵花油40∶牛脂60    25.0    19.0    10.0    3.2    25%    小于2%

Claims (10)

1、一种以含亚油酸20-50%(以原料总量为基准的重量百分比，以下相同)且反式酸不超过4%的植物油和固体动物脂的混合脂肪经随机酯酯交换制取富含亚油酸，低反式酸塑性脂肪的方法，该方法包括下列步骤：

(1)将植物油和固体脂按30-60∶70-40(重量百分比)的比例混合；

(2)在50-120℃，0.5-20mmHg真空下干燥脂肪混合物0.5-3小时；

(3)加入油重0.2-2%的碱性催化剂；

(4)维持反应温度在50-120℃，在搅拌条件下反应0.2-3小时；

(5)加入致钝剂钝化催化剂；

(6)用热水洗涤反应后的脂肪使其至中性(pH6-8)；

(7)在50-150℃，真空下干燥0.5-2小时。

2、根据权利要求1所述的方法，固体脂是陆地四蹄动物脂肪，如牛、羊或猪脂。

3、根据权利要求1所述的方法，其中的植物油是含亚油酸不低于60%的红花籽油，葵花籽油，大豆油  栗籽油，常参籽油或棉籽油。

4、根据权利要求1所述的方法，其中真空干燥脂肪的温度为75-85℃，干燥时间为30-60分钟。

5、根据权利要求1所述的方法，其中碱性催化剂的加入量为0.2-0.5%。

6、根据权利要求1所述的方法，其中的碱性催化剂选自烷氧基碱金属、碱土金属盐，碱金属或碱金属合金。

7、根据权利要求6所述的方法，其中的碱金属催化剂是甲醇钠。

8、根据权利要求1所述的方法，其中所说的致钝剂选自水或酸性水溶液。

9、制取人造奶油的方法：将比例为40-50∶60-50（重量百分比）的植物油与固体脂按权利求1所述的方法进行加工，然后按常规方法制备富含亚油酸低反式酸的人造奶油。

10、制取起酥油的方法：将比例为30-40∶70-60（重量百分比）的植物油与固体脂按权利要求1所述的方法进行加工，然后按常规方法制备富含亚油酸低反式酸的起酥油。