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《华南理工大学》 2012年
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酶法合成椰子油基丙二醇单酯及其性质研究

汪运明  
【摘要】:丙二醇酯(Propylene glycol esters of fatty acids,简称PGMS)是一种重要的非离子型亲油性乳化剂,作为食品添加剂已被美国、日本、加拿大、丹麦、中国等国家及欧洲、联合国粮农组织和世界卫生组织批准使用。丙二醇酯在糕点、面包、人造奶油、巧克力和冰激凌等产品中具有广泛的应用,在食品工业中具有良好的经济效益和广阔的发展前景。目前,丙二醇酯的生产主要采用化学法,普遍存在产效率低,产品纯度不高,产品颜色较深等缺陷;利用生物催化剂可以在较温和的条件下合成丙二醇酯,有利于解决这些问题。本论文研究了在无溶剂体系下,脂肪酶为催化剂合成椰子油基丙二醇单酯的工艺条件。以椰子油与1,2-丙二醇为底物,系统研究了各种酶反应因素对酯交换反应的影响,确定了酶法合成丙二醇单酯的最佳工艺条件。利用分子蒸馏技术对酶催化酯交换反应产物进行分离纯化,并对分子蒸馏纯化后的丙二醇单酯产品性质进行了考察。主要研究内容如下: 1、通过脂肪酶筛选,确定Novozyme435为催化椰子油与丙二醇进行酯交换反应的催化剂。通过单因素试验研究了无溶剂体系下底物摩尔比、反应温度、酶加量、水分含量等对酯交换反应的影响;确定了最佳的反应的条件为:椰子油与1,2-丙二醇摩尔比为1:8,酶加量为300U/g底物混合物,反应温度为50℃,水分添加量为丙二醇质量的1%。在最优条件下,扩大反应60倍后,酶催化反应3h,椰子油基丙二醇单酯含量达到53.17%。 2、采用分子蒸馏对酶催化合成粗产物进行了分离纯化,研究了蒸发温度和进料流速对椰子油基丙二醇单酯纯化的影响,通过单因素实验确定二级分子蒸馏纯化椰子油基丙二醇单酯的条件为:一级分子蒸馏条件:蒸馏温度80℃,冷凝面温度15℃,进料流速1.5mL/min,系统压力为35-40Pa;二级分子蒸馏条件为:蒸馏温度110℃,冷凝面温度15℃,进料流速1.5mL/min,体系压力为8Pa。通过二级分子蒸馏提纯后,椰子油基丙二醇单酯纯度到93.15%。 3、对分子蒸馏提纯后的椰子油基丙二醇单酯产品理化性质研究。并探讨椰子油基丙二醇单酯的乳化性和乳化稳定性以及抗菌性。通过检测,该产品各项理化指标符合食品添加剂的标准。椰子油基丙二醇单酯的HLB值为3.54,与常用的乳化剂相比,椰子油基丙二醇单酯具有良好乳化能力较好的乳化稳定性,是一种良好的油包水型乳化剂。并且椰子油基丙二醇单酯对牛奶酸败混菌有一定的抑菌作用。 4、将椰子油基丙二醇单酯应用于人造奶油,研究其对人造奶油晶体行为及热性质的影响。添加椰子油基丙二醇单酯后,人造奶油的硬度明显降低;通过DSC结晶曲线的研究,添加后结晶峰更尖细,结晶热有所升高,结晶后晶体完善程度更高;通过XRD晶型研究,添加后短间距结晶度有所增大,β’晶体比重有所升高;通过PLM晶体形态分析,添加后人造奶油晶体尺寸有所增大,晶体的不规则维数增加,结晶网格中存在大的晶球。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TQ423.92

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