一種酶催化制備混合單甘酯與含甘油二酯食品油脂的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于油脂深加工、改性技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種酶催化制備混合單甘酯與 含甘油二酯食品油脂的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高，焙烤食品、巧克力、糖果和冰淇淋等在人民 飲食結(jié)構(gòu)中的比例日益提高，而這些產(chǎn)品的加工都離不開食品專用油脂。食品專用油脂不 同于單一的植物油和動(dòng)物油脂，它是為了滿足特定食品加工及產(chǎn)品品質(zhì)需要而加工獲得的 專用油脂。傳統(tǒng)的食品專用油脂主要存在含反式脂肪酸、飽和脂肪酸含量高、膽固醇含量高 等缺點(diǎn)。過(guò)高的固體脂肪攝入影響消費(fèi)者的健康，引發(fā)肥胖癥、高血壓、脂肪肝等慢性病的 發(fā)生。因此人們希望能夠得到更加健康，且具有一定保健功能的食用油脂。
[0003]甘油二酯(Diacylglycerol，英文縮寫DAG)是甘油三酯中一個(gè)脂肪酸殘基被羥基 取代的結(jié)構(gòu)脂質(zhì)，包括1，3-DAG和1，2-DAG兩種異構(gòu)體。甘油二酯是油脂的天然組分，也是油 脂在體內(nèi)代謝的中間產(chǎn)物。在天然油脂中，甘油二酯的含量并不高，通常不足10%，因此需 要采用各種方法來(lái)合成甘油二酯。近年來(lái)很多研究表明甘油二酯具有抑制內(nèi)臟脂肪聚集、 降低人和動(dòng)物餐后血清甘油三酯含量和降低餐后血糖等功能，可用于預(yù)防和治療高脂血癥 及與高脂血癥密切相關(guān)的心腦血管疾病，如動(dòng)脈硬化、冠心病、腦血栓等。與相同脂肪酸組 成的甘油三酯相比，I，3-DAG的熔點(diǎn)要高HTC，因此用甘油二酯替代或者部分替代固體脂肪 在食品專用油脂中的應(yīng)用成為可能。根據(jù)催化技術(shù)不同，DAG的合成方法可分為化學(xué)法和生 物酶法?；瘜W(xué)法生產(chǎn)具有成本低、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、易實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)的特點(diǎn)，但反應(yīng)溫度高、副產(chǎn)物 多、反應(yīng)缺乏專一性。相較而言，生物酶法具有反應(yīng)條件溫和、環(huán)境污染少、高度選擇性等優(yōu) 點(diǎn)，可對(duì)產(chǎn)物形成精確的控制，并可方便開發(fā)具有特殊結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，是一種綠色、安全的生 產(chǎn)方法。
[0004] 酶法催化制備甘油二酯常用的主要工藝有直接酯化法、油脂甘油解法、酯交換法、 部分水解法以及組合法。酯交換法即是利用脂肪酸組成不同的甘油三酯、單甘酯之間發(fā)生 ?；D(zhuǎn)移制備甘油二酯。工業(yè)化生產(chǎn)中采用酶法酯交換制備甘油二酯，通過(guò)這種制造工藝 具有成本價(jià)格相對(duì)較高的缺點(diǎn)。降低制造成本的方法之一就是采用價(jià)格相對(duì)較低的固定化 脂肪酶，Lipozyme TL頂作為1，3_特異性脂肪酶在實(shí)際生產(chǎn)中由于它的低價(jià)格常被用于油 脂的酯交換改性。目前工業(yè)上生產(chǎn)高純度甘油二酯最常用且最有效的方法是分子蒸餾。通 過(guò)將粗甘油二酯產(chǎn)品分子蒸餾純化可得到輕相為混合單甘酯，重相即為含甘油二酯食品油 月旨。目前還沒(méi)有報(bào)道通過(guò)酯交換同時(shí)制備混合單甘酯和含甘油二酯食品油脂方面的研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種酶催化制備混合單甘酯 與含甘油二酯食品油脂的方法。
[0006] 本發(fā)明目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0007] -種酶催化制備混合單甘酯與含甘油二酯食品油脂的方法，包括以下步驟：
[0008] (1)采用硬脂酸單甘酯(全名為硬脂酸單甘油酯）和植物油作為原料，在脂肪酶的 催化作用下發(fā)生酯交換反應(yīng)，隨機(jī)交換單甘酯與植物油中的脂肪酸，達(dá)到隨機(jī)分布，得到粗 DAG產(chǎn)物；
[0009] (2)通過(guò)分子蒸餾純化步驟（1)制得的粗DAG產(chǎn)物，分別得到混合單甘酯（蒸餾輕 相)和含甘油二酯食品油脂(蒸餾重相）。
[0010] 步驟(1)所述硬脂酸單甘酯和植物油的質(zhì)量比為3:7。
[0011] 步驟(1)所述脂肪酶為具有1，3位特異性的可催化酯交換反應(yīng)的固定化酶，優(yōu)選為 諾維信Lipozyme TL IM固定化脂肪酶。
[0012]步驟⑴所述脂肪酶的加酶量為1%~10% (基于底物的總質(zhì)量），優(yōu)選為5%。
[0013] 步驟(1)所述酯交換反應(yīng)的溫度為50~70°C，優(yōu)選為60°C。
[0014] 步驟(1)所述的植物油優(yōu)選為大豆油或棕櫚油。
[0015] 步驟(1)所述酯交換反應(yīng)的時(shí)間范圍為2~10h，優(yōu)選為5h。
[0016] 步驟(2)所述分子蒸餾的溫度為180~210°C，優(yōu)選為200°C。
[0017] 本發(fā)明制得的混合單甘酯的碘值為36.8g/100g，可作為食品專用油脂乳化劑；制 得的含甘油二酯食品油脂包含有至少20%的甘油二酯，脂肪酸組成中飽和脂肪酸所占比例 大于20%，而且該油脂組合物在10°C時(shí)SFC值為6.7 %，20°C時(shí)為3.2%，因此本發(fā)明制得的 含甘油二酯食品油脂可用于流體人造奶油的基料油。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：
[0019] 本發(fā)明通過(guò)簡(jiǎn)單的酯交換反應(yīng)同時(shí)得到混合單甘酯乳化劑和含甘油二酯食品油 月旨;制得的含甘油二酯食品油脂中不含反式脂肪酸，且飽和脂肪酸含量低;不僅能像普通食 用油一樣使用，而且可以作為流體人造奶油的基料油。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1是本發(fā)明利用1，3特異性脂肪酶催化酯交換制備甘油二酯反應(yīng)式。
[0021] 圖2為本發(fā)明所述混合單甘酯和含甘油二酯食品油脂的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限 于此。
[0023]以下實(shí)施例中的所有百分含量均為重量百分含量。
[0024] 實(shí)施例1
[0025] -種利用酶催化酯交換制備混合單甘酯和含甘油二酯食品油脂的方法，該方法如 圖2所示，包括以下步驟：
[0026] (1)取30.0 g硬脂酸單甘酯和70.0 g大豆油的混合物作為反應(yīng)底物，加入250mL圓底 燒瓶中，待混合物在6 0 °C水浴中完全熔化后，加入5 % (基于底物的總質(zhì)量）的諾維信 Lipozyme TL IM固定化脂肪酶作為催化劑，在IOOrpm轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)（以旋轉(zhuǎn)的方式代替攪拌， 降低剪切力，防止酶顆粒破裂)反應(yīng)5h，除去酶得到粗DAG產(chǎn)品。
[0027] 所得粗DAG產(chǎn)品通過(guò)氣相色譜法檢測(cè)。將50 . Omg粗DAG產(chǎn)品溶于5 . OmL丙酮，采用 0.45μηι過(guò)濾膜進(jìn)行過(guò)濾。
[0028] 氣相色譜條件:DB-Iht毛細(xì)管柱（15mX 0.25mm，0. Ιμπι)，進(jìn)樣口溫度380°C，分流比 40:1，壓力20psi ;高純N2載氣，流速4 · 34mL/min;檢測(cè)器溫度380°C，H2流速30mL/min，空氣流 速300mL/min;進(jìn)樣量為0.5yL。柱箱升溫程序:初溫50°C保持lmin，以50°C/min升至100°C， 以80°C/min升至220°C，以30°C/min升至290°C，以50°C/min升至330°C并保持2min，最后以 50°C/min 升至 380°C 并保持 3min。
[0029] 按上述方法測(cè)得酯交換反應(yīng)后所得粗產(chǎn)品中的甘油二酯含量為16.2%。
[0030] (2)采用分子蒸餾設(shè)備在200°C的條件下對(duì)步驟（1)所得的粗DAG產(chǎn)品進(jìn)行分離純 化，得到輕相為混合單甘酯，重相即為含甘油二酯食品油脂。采用如步驟（1)所述的氣相色 譜法檢測(cè)，得到蒸餾重相中甘油二酯含量為22.6%。
[0031]本發(fā)明所制得混合單甘酯和含甘油二酯食品油脂的脂肪酸組成通過(guò)氣相色譜法 測(cè)定。將50.0 mg油脂樣品脂肪酸甲酯化，方法參照GB/T17376-2008。
[0032] 氣相色譜條件:DB-wax毛細(xì)管柱（10m X 0.1 mm，0. Ιμπι)，進(jìn)樣量0.5yL;進(jìn)樣口和檢 測(cè)器溫度均為240°C，分流比30:1，壓力20psi ;載氣為高純N2，流速0.17mL/min;柱箱升溫程 序：100°C為初始溫度，以10°C/min升溫至220°C后保持2min，再以40°C/min升溫至240°C并 保持4min 〇
[0033] 按上述方法測(cè)得混合單甘酯和含甘油二酯食品油脂的脂肪酸組成，結(jié)果如表1所 示。含甘油二酯食品油脂所有脂肪酸組成中，飽和脂肪酸含量占23.3%?；旌蠁胃术ブ胁伙?和脂肪酸占27.4%，單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸的含量分別為8.6%和18.8%。
[0034] 表 1
[0036]混合單甘酯的碘值依據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T 5532-2008測(cè)定。最終測(cè)定混合單甘酯的碘值為 36.8g/100g〇
[0037] (3)以含甘油二酯食品油脂為原料，制備流體人造奶油。考慮到油脂的應(yīng)用，需要 油脂具有一定的涂抹性能，以固體脂肪含量(SFC)表示。采用pNMR測(cè)定本發(fā)明制得的含甘油 二酯食品油脂在不同溫度下的SFC值。
[0038] 不同溫度下SFC值的測(cè)定:稱取