一种油莎豆油基人造奶油基料油的制备方法

1.本发明涉及人造奶油制备技术领域，具体的说是一种油莎豆油基人造奶油基料油的制备方法。


背景技术：

2.目前常见的人造奶油基料油主要以精炼的动植物油脂、氢化植物油或上述油脂的混合物为主，产品单一，质量参差不齐，并且面临着反式脂肪酸和脂肪酸饱和度普遍偏高，氧化稳定性差的问题。大量研究表明反式脂肪酸是对人体有害的脂肪酸，反式脂肪酸会提高对人体有害的低密度胆固醇和有益的高密度胆固醇比例，从而增大心脏病、血栓发生的几率，同时反式脂肪酸会导致人体免疫系统发生异常。而长期食用高饱和脂肪酸含量的人造奶油会增加人体内部血清胆固醇的含量，从而增加患心血管疾病的危险。因此急需开发品质优良的低反式、低饱和、氧化稳定性好、健康营养型人造奶油基料油，以满足多样化的市场需求和消费者对高品质生活的追求。
3.为解决人造奶油中反式脂肪酸的问题，现有技术中产生了利用酯交换反应制备人造奶油的生产新工艺。酯交换反应是从分子水平上改变甘油三酯组成从而改变油脂的熔融性质，并不产生反式脂肪酸，因此该技术被广泛的应用到油脂改性领域。而常规的酯交换反应一般采用甲醇钠作为催化剂进行反应，该方法具有催化剂用量少，生产成本低，工艺技术较为成熟等优点。但是该方法对原料油的品质要求高(游离脂肪酸含量＜0.05％、水分含量＜0.01％、过氧化值含量＜1(meq/kg))，反应温度高，容易破坏油脂中的活性成分(ve、甾醇等)，反应程度不易控制，副产物多，环境污染严重，且碱性催化剂影响产品风味，且易失活，难以重复利用。上述诸多因素，阻碍了该技术的工业应用。
4.为了进一步解决上述酯交换反应中存在的各种问题，人们对酶法酯交换反应技术进行了大量研究。酶法酯交换技术具有催化活性高、专一性强、反应副产物少、反应条件温和、绿色环保等优点。例如赵士强等人采用酶法酯交换技术，以lipozyme tlim脂肪酶为催化剂，催化棕榈硬脂和白木通籽油进行酯交换，生产低反式人造奶油基料油。酯交换产物的滑动熔点在33.20
±
0.66℃至37.60
±
0.20℃之间，具有良好的可塑性。但是其产出物的sfc(固体脂肪含量)在35℃时远大于现有技术中采用甲醇钠作为催化剂进行酯交换反应所制备的人造奶油，达到了4％以上，表明其在口腔中未能完全融化，影响口感。而在通过其它常规成熟的商品化脂肪酶(如eversa transform 2.0脂肪酶、cala脂肪酶、calb脂肪酶、tl100l脂肪酶、根霉脂肪酶等)替换lipozyme tlim脂肪酶时，产品的sfc在35℃时也依然大于4％，从而因口感不佳导致酶法酯交换反应技术的发展受到限制。
5.此外，赵士强等人的试验中，虽然产品的反式脂肪酸含量低，但是一方面采用的白木通籽油不属于食品级产品，其食用安全性还有待考察；另一方面原料筛选时，棕榈硬脂和白木通籽油的饱和脂肪酸含量较高，造成酯交换产品的饱和度较高，未能很好的改善人造奶油饱和度过高的问题。


技术实现要素：

6.本发明旨在提供一种油莎豆油基人造奶油基料油的制备方法，在保证产品反式脂肪酸和饱和脂肪酸含量低而利于健康的前提下，提高产品的口感。
7.为了解决以上技术问题，本发明采用的具体方案为：一种油莎豆油基人造奶油基料油的制备方法，将棕榈硬脂和油莎豆油混合后加入黑曲霉脂肪酶进行酯交换反应，酯交换反应结束将黑曲霉脂肪酶分离出后得到粗人造奶油基料油，粗人造奶油基料油经提纯后得到油莎豆油基人造奶油基料油。
8.优选的，包括以下步骤：
9.1)、将棕榈硬脂加热融化后加入油莎豆油，得到二元混合物；
10.2)、在步骤1)中得到的二元混合物中加入黑曲霉脂肪酶，在真空状态下进行酯交换反应；
11.3)、酯交换结束后先分离出黑曲霉脂肪酶，然后将剩余的粗人造奶油基料油提纯制得油莎豆油基人造奶油基料油。
12.优选的，步骤1)中棕榈硬脂的加热温度为70-85℃。
13.优选的，步骤1)中油莎豆油和棕榈硬脂的质量比为7:3-6:4。
14.优选的，黑曲霉脂肪酶的添加量为二元混合物质量的4％-8％。
15.优选的，步骤2)中酯交换反应的反应条件为：反应温度55-65℃，反应时间2-4h。
16.优选的，黑曲霉脂肪酶为液态。
17.优选的，步骤2)中在添加黑曲霉脂肪酶前先对二元混合物容器进行抽真空，并在酯交换反应中维持真空状态。
18.优选的，步骤3)中的提纯方法为醇洗、水洗以及真空干燥。有益效果
19.通过本发明制备生产的人造奶油的滑动熔点在33-36℃之间，饱和脂肪酸含量＜40％，高饱和甘三酯含量降低和晶型主要为β’型，符合人造奶油基料油的要求，且氧化稳定性好，sfc曲线平滑，晶粒更加细腻，甘三酯组成合理，具有优良的再加工特性。特别的，本发明制备的人造奶油的sfc
20℃
为10-18％，sfc 35℃
为1-4％，其中的sfc 35℃
低至4％以下，与天然黄油(sfc
35℃
《2％)相近，远低于常规脂肪酶经酯交换反应制备生产的人造奶油，甚至低于现有成熟技术中利用甲醇钠催化进行酯交换所得产物，从而使本发明制备生产的人造奶油在口腔中能够接近完全融化，产生大幅度优于现有的技术手段生产的人造奶油的口感的效果。
20.本发明中的黑曲霉脂肪酶目前主要用于烘焙、酿造和乳品行业，本发明利用该黑曲霉脂肪酶进行人造奶油的生产过程中，发现其具有较宽的温度和ph作用范围，具有极高的催化活性，能够产生使棕榈硬质和油豆莎油的酯交换反应产物获得特殊的sfc曲线，且价格低廉，降低了酶法酯交换的生产成本，具有很好的生产前景。优选的，本发明中的黑曲霉脂肪酶以液态直接参与反应，有效避免现有技术中的固定化脂肪酶反应中由于受到界面效应、传质效率等因素影响，且对体系中杂质和反应条件较为敏感导致的反应效率比较慢，酶用量比较大的问题。
21.本发明中的油莎豆油是一种新的未开发的高油酸型油料资源，其油酸含量高于常见的大豆油、玉米油、花生油、菜籽油，也高于白木通籽油等。油酸含量高的油脂，具有氧化
稳定性好、产品易保存、货架期长的优势，因此，以油莎豆油为原料制备人造奶油具有改善专用油脂氧化稳定性差的缺点。
22.基于此，本发明以油莎豆油和棕榈硬脂为原料，黑曲霉脂肪酶为催化剂，用于生产低反式、低饱和、氧化稳定性好，营养价值高的油莎豆油基人造奶油基料油。采用油脂深加工技术拓宽了油莎豆油的应用范围，对其在人造奶油等专用油脂的应用中提供参考，有利于我国专用油脂产业的发展。同时优选出一种价格低廉并且催化活性高的液体脂肪酶，用于油脂的改性，明显降低了人造奶油基料油的生产成本，具有广阔的生产前景。
附图说明
23.图1为本发明中油脂原料的物理混合物(pb)和实施例3中的酶法酯交换产物(eie)在各个温度段的sfc对比图，其中pb和eie中油豆莎油(tno)和棕榈硬脂(ps)的物料比都是6：4(w/w)。
24.图2为本发明中的原料棕榈硬脂(ps)、物理混合物(pb)和实施例3中的酶法酯交换产物(eie)的xrd晶型分析对比图，其中pb和eie中油豆莎油(tno)和棕榈硬脂(ps)的物料比都是6：4(w/w)。
25.图3为本发明中原料油豆莎油(tno)和棕榈硬脂(ps)，物理混合物(pb)和实施例3中的酶法酯交换产物(eie)的热性质分析，其中pb和eie中油豆莎油(tno)和棕榈硬脂(ps)的物料比都是6：4(w/w)。
26.图4为实施例1-4，及对比例1-3所得酯交换产物在对应温度下的sfc对比图。
具体实施方式
27.以下通过4个实施例对本发明的技术方案进行说明，另通过3个对比例对现有的酯交换法制备生产人造奶油的过程进行说明，并将各个实施方案制备的人造奶油进行试验对比。
28.实施例1
29.取棕榈硬脂(下称ps)30g于圆底烧瓶中，在70℃融化后加入70g油莎豆油(下称tno)，得到二元混合物。对圆底烧瓶中抽真空后向二元混合物中加入5g液态的黑曲霉脂肪酶，在真空状态下进行酯交换反应。酯交换反应条件为：反应温度55℃，反应时间3h。酯交换反应结束后分离出黑曲霉脂肪酶，然后将剩余的粗人造奶油基料油经过醇洗、水洗以及真空干燥提纯制得油莎豆油基人造奶油基料油。
30.最终产品的smp是34.4℃，饱和脂肪酸含量为32.64％，反式脂肪酸未检出，在不同温度下的sfc详见图4。
31.实施例2
32.取ps40g于圆底烧瓶中，在75℃融化后加入60g油莎豆油tno，得到二元混合物。对圆底烧瓶中抽真空后向二元混合物中加入6g液态的黑曲霉脂肪酶，在真空状态下进行酯交换反应。酯交换反应条件为：反应温度60℃，反应时间2h。酯交换反应结束后分离出黑曲霉脂肪酶，然后将剩余的粗人造奶油基料油经过醇洗、水洗以及真空干燥提纯制得油莎豆油基人造奶油基料油。
33.最终产品的smp是34.8℃，饱和脂肪酸含量为37.46％，反式脂肪酸未检出，在不同
温度下的sfc详见图4。
34.实施例3
35.取ps40g于圆底烧瓶中，在70℃融化后加入60g油莎豆油tno，得到二元混合物。对圆底烧瓶中抽真空后向二元混合物中加入7g液态的黑曲霉脂肪酶，在真空状态下进行酯交换反应。酯交换反应条件为：反应温度60℃，反应时间3h。酯交换反应结束后分离出黑曲霉脂肪酶，然后将剩余的粗人造奶油基料油经过醇洗、水洗以及真空干燥提纯制得油莎豆油基人造奶油基料油。
36.最终产品的smp是34.8℃，饱和脂肪酸含量为37.42％，反式脂肪酸未检出，在不同温度下的sfc详见图4。
37.实施例4
38.取ps40g于圆底烧瓶中，在85℃融化后加入60g油莎豆油tno，得到二元混合物。对圆底烧瓶中抽真空后向二元混合物中加入5.4g液态的黑曲霉脂肪酶，在真空状态下进行酯交换反应。酯交换反应条件为：反应温度60℃，反应时间4h。酯交换反应结束后分离出黑曲霉脂肪酶，然后将剩余的粗人造奶油基料油经过醇洗、水洗以及真空干燥提纯制得油莎豆油基人造奶油基料油。
39.最终产品的smp是35.4℃，饱和脂肪酸含量为37.54％，反式脂肪酸未检出，在不同温度下的sfc详见图4。
40.对比例1
41.取ps40g于圆底烧瓶中，在85℃融化后加入60g油莎豆油tno，得到二元混合物。对圆底烧瓶中抽真空后向二元混合物中加入0.5g甲醇钠，在真空状态下进行酯交换反应。酯交换反应条件为：反应温度80℃，反应时间30min。经水洗处理，真空干燥后得到油莎豆油基人造奶油基料油。
42.最终产品的smp是33.8℃，饱和脂肪酸含量为37.64％，反式脂肪酸未检出，在不同温度下的sfc详见图4。但该反应因采用化学催化剂甲醇钠，反应过程中油脂中的部分活性成分损失严重(ve损失50％，甾醇损失7％)，导致得到的油莎豆油基人造奶油基料油颜色较深；产品需经脱色处理，导致后处理工序复杂，且该反应对环境不友好。此外，在10℃的sfc为36.551％，大于32％，表明其在低温下的延展性不好。
43.对比例2
44.取ps40g于圆底烧瓶中，在80℃融化后加入60g油莎豆油tno，得到二元混合物。对圆底烧瓶中抽真空后向二元混合物中加入6g calb脂肪酶，在真空状态下进行酯交换反应。酯交换反应条件为：反应温度60℃，反应时间4h。经脱酸、脱水处理后得到油莎豆油基人造奶油基料油。
45.最终产品的smp是36.8℃，饱和脂肪酸含量为37.34％，反式脂肪酸未检出，在不同温度下的sfc详见图4。但该反应得到的人造奶油基料油在35℃的sfc为4.611％，大于4％，表明其在口腔中未能完全融化，影响产品的口感。而且使用的是calb脂肪酶，价格较贵(2000元/公斤)，生产成本较高，不利于工业化生产。
46.对比例3
47.取ps40g于圆底烧瓶中，在80℃融化后加入60g油莎豆油tno，得到二元混合物。对圆底烧瓶中抽真空后向二元混合物中加入5.4g固定化lipozyme tlim脂肪酶，在真空状态
下进行酯交换反应。酯交换反应条件为：反应温度60℃，反应时间4h。经脱酸、脱水处理后得到油莎豆油基人造奶油基料油。
48.最终产品的smp是36.8℃，饱和脂肪酸含量为37.54％，反式脂肪酸未检出，在不同温度下的sfc详见图4。但该反应得到的人造奶油基料油在35℃的sfc为4.368％，大于4％，表明其在口腔中未能完全融化，影响产品的口感。而且使用的是商品化的固体脂肪酶，一方面其价格较贵(1500元/公斤)，另一方面在反应过程中，由于其载体为硅胶，易吸水且易被破坏，在反应过程中变成糊状，导致其分离困难，不利于工业化生产。

技术特征：
1.一种油莎豆油基人造奶油基料油的制备方法，其特征在于：将棕榈硬脂和油莎豆油混合后加入黑曲霉脂肪酶进行酯交换反应，酯交换反应结束将黑曲霉脂肪酶分离出后得到粗人造奶油基料油，粗人造奶油基料油经提纯后得到油莎豆油基人造奶油基料油。2.如权利要求1所述的一种油莎豆油基人造奶油基料油的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)、将棕榈硬脂加热融化后加入油莎豆油，得到二元混合物；2)、在步骤1)中得到的二元混合物中加入黑曲霉脂肪酶，在真空状态下进行酯交换反应；3)、酯交换结束后先分离出黑曲霉脂肪酶，然后将剩余的粗人造奶油基料油提纯制得油莎豆油基人造奶油基料油。3.如权利要求2所述的一种油莎豆油基人造奶油基料油的制备方法，其特征在于：步骤1)中棕榈硬脂的加热温度为70-85℃。4.如权利要求2所述的一种油莎豆油基人造奶油基料油的制备方法，其特征在于：步骤1)中油莎豆油和棕榈硬脂的质量比为7:3-6:4。5.如权利要求2所述的一种油莎豆油基人造奶油基料油的制备方法，其特征在于：黑曲霉脂肪酶的添加量为二元混合物质量的4％-8％。6.如权利要求5所述的一种油莎豆油基人造奶油基料油的制备方法，其特征在于：步骤2)中酯交换反应的反应条件为：反应温度55-65℃，反应时间2-4h。7.如权利要求5所述的一种油莎豆油基人造奶油基料油的制备方法，其特征在于：黑曲霉脂肪酶为液态。8.如权利要求2所述的一种油莎豆油基人造奶油基料油的制备方法，其特征在于：步骤2)中在添加黑曲霉脂肪酶前先对二元混合物容器进行抽真空，并在酯交换反应中维持真空状态。9.如权利要求2所述的一种油莎豆油基人造奶油基料油的制备方法，其特征在于：步骤3)中的提纯方法为醇洗、水洗以及真空干燥。

技术总结
一种油莎豆油基人造奶油基料油的制备方法，将棕榈硬脂和油莎豆油混合后加入黑曲霉脂肪酶进行酯交换反应，酯交换反应结束将黑曲霉脂肪酶分离出后得到粗人造奶油基料油，粗人造奶油基料油经提纯后得到油莎豆油基人造奶油基料油。本发明用于在保证产品反式脂肪酸和饱和脂肪酸含量低而利于健康的前提下，提高产品的口感。的口感。的口感。


技术研发人员：孙尚德 周燕霞 董帅豪 陈小威 张浩
受保护的技术使用者：河南工业大学
技术研发日：2023.02.21
技术公布日：2023/8/5