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棕榈硬脂制备人乳脂替代品及质量评价

蒋志磊  
【摘要】:本研究以棕榈硬脂为原料,首先通过不同工艺方法制备人乳脂替代品的中间原料sn-2位富含棕榈酸甘油三酯,之后在脂肪酶催化作用下通过酸解sn-2位富含棕榈酸甘油三酯的形式制备人乳脂替代品。利用响应面优化实验对两步制备工艺进行优化,分别得到了制备sn-2位富含棕榈酸甘油三酯中间原料和人乳脂替代品的最优工艺条件,并对产品进行质量评价。原料棕榈硬脂的脂肪酸组成、甘三酯组成及主要组分分析结果显示,原料主要成分为甘三酯,甘一酯和甘二酯含量极少;棕榈硬脂中主要脂肪酸为C16:0(58.76%)、C18:0(6.19%)、C18:1(27.12%)和C18:2(5.37%);sn-2位脂肪酸主要为C16:0(37.25%)和C18:1(48.51%);棕榈硬脂中主要是以棕榈酸(P)和油酸(O)为主的LLL型脂肪酸甘三酯,其中PPP(16.67%)、POP(31.16%)和OPO(13.65%)等甘三酯含量较高。脂肪酶Lipozyme TL IM与甲醇钠分别催化棕榈硬脂分子内重排制备sn-2位富含棕榈酸甘油三酯的催化性能进行研究发现,相比于脂肪酶Lipozyme TL IM,甲醇钠催化效果较好,且反应时间较短。甲醇钠催化棕榈硬脂分子内重排对sn-2位棕榈酸的富集:以棕榈硬脂为原料,在化学催化剂甲醇钠的催化作用下,通过分子内重排的形式制备sn-2位富含棕榈酸的甘油三酯。以酯交换产物中sn-2位棕榈酸含量为响应值,考察各反应因素对工艺条件的影响。结果表明,当反应温度为80℃,反应时间为33min,甲醇钠添加量为0.33%时,产物中sn-2位棕榈酸含量可达60.71%,满足制备人乳脂替代品的原料要求。以甲醇钠催化分子内重排反应获得的sn-2位棕榈酸含量为60.71%的甘油三酯作为下一步制备人乳脂替代品的中间原料,在sn-1,3位专一性脂肪酶Lipozym RM IM的催化作用下,与油酸酸解制备人乳脂替代品。以酯交换产物中棕榈酸含量和sn-2位棕榈酸含量为响应值,考察各反应因素对工艺条件的影响。结果表明,当反应温度69℃,底物质量比为1:3.17,加酶量4.84%,加水量为8%,反应时间为3.6h,进行了三次验证性平行实验,脂肪酶Lipozyme RM IM催化sn-2位富含棕榈酸甘油三酯酸解产物中棕榈酸含量平均值为27.23%,sn-2位棕榈酸含量平均值为50.45%。在最佳工艺条件下,进行混合脂肪酸(月桂酸、豆蔻酸、硬脂酸、油酸和亚油酸)的调配,通过六个模型实验,选择第四个模型作为制备人乳脂肪替代品的最佳模型,即月桂酸:豆蔻酸:硬脂酸:油酸:亚油酸的质量比为1:0.75:0.75:10:1时,获得的人乳脂替代品在脂肪酸组成和位置分布上与人乳脂相接近;采用分子蒸馏脱酸工艺对人乳脂替代品粗产物进行分离纯化,制备的人乳脂替代品的酸值、过氧化值和固体脂肪含量均低于原料棕榈硬脂;氧化稳定性分析结果表明,相比于原料油脂,人乳脂替代品氧化稳定性降低。


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