棕榈油分提及酶促酯交换法制备类可可脂的研究

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由于种植的地域局限性和功能的特殊性,天然可可脂的价格居高不下。这也使得以可可脂为原料的产品价格不菲。所以大量的科研工作者致力于可可脂替代品的研究。本论文主要研究以棕榈油为原料制备类可可脂,研究分提工艺对棕榈油熔点和得率的影响。通过与天然可可脂在甘三酯结构和组成上的分析后,进一步研究酶促酯交换法制备类可可脂。对于酯交换后的脱酸问题,采用液-液脱酸和短程分子蒸馏的方法处理,优化实验后,分析产品的理化性质。采用分阶段降温的方法,研究碘值为55.1gI2/100g棕榈油分提后固体脂的熔点和得率的影响,通过对搅拌速度、冷却速率、结晶温度和养晶时间分析得出最佳条件。响应面分析研究表明:分提过程中需缓慢搅拌,结晶温度对分提固体脂的熔点和得率影响很大,在16.83℃时晶体产生明显的晶核,同时冷却速率在1.31℃/h时,油脂在分提过程中不会因过快的冷却速度而直接凝固呈固体,在养晶时间13.39h后分提结束,分离后得固体脂和液体油。通过TLC和GC对分提后固体脂的脂肪酸组成和类型分析,脂肪酸类型上与天然可可脂相似,组成上最大的不同在于棕榈酸的含量上。同时对甘三酯Sn-2位分析可知,棕榈油甘三酯Sn-2位以油酸为主,与可可脂的Sn-2位上的主要脂肪酸类型一致,因此适合于Sn-1,3位脂肪酶的改性。采用正交分析法,Lipozyme TL IM脂肪酶对分提棕榈油的酯交换作用做了探讨。研究因素主要包括有水分活度、底物质量比(g/g)、加酶量(%)、反应温度(℃)、反应时间(h)和振荡速度(r/min)。研究表明:在控制水分活度0.43和振荡速度150r/min的情况下,加酶量>反应温度>底物质量比>反应时间。酯交换的最佳条件为:加酶量12%,反应温度60℃,棕榈油中间熔点物(POMF)与硬脂酸(StA)底物质量比1:1.8g/g和反应时间10h,在此条件下酯交换率为75.52%,酰基转移率为13.96%。在脱酸次数6次的情况下,选取乙醇水溶液83%、物料比1:1.5g/g和萃取时间45min为中心点,通过对脱酸率和得率指标的排队回归分析后,进行正交分析。得影响因素的大小为萃取时间>乙醇水溶液>物料比。最佳脱酸条件为:萃取时间50min,乙醇水溶液83%,物料比1:1.75g/g,此条件下脱酸率为96.60%,得率为40.69%。在分子蒸馏脱酸的研究中,选取蒸馏温度210℃、下料速度2.0mL/min和刮膜转速175r/min为中心点,以脱酸率为指标,通过响应面分析后可知,下料速度对脱酸率的影响最大,蒸馏温度的影响次之,刮膜转速无明显显著性。进行响应面交互分析后得到最优的脱酸率为97.31%,进一步通过试验验证后脱酸率为97.11%。最后对产品采用核磁共振法和示差扫描量热法分析,并对各项指标做了初步测定,可知产品的各项理化指标与天然可可脂符合性好。
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