脂肪產品的製作方法

2023-06-07 11:23:16 1

專利名稱:脂肪產品的製作方法
本發明涉及到適合於製造人造奶油和相類似的塑性乳化塗抹油的脂肪產品以及這種脂肪產品的生產工藝。
本發明特別涉及到適合於製造具有改進熔化特性的熱帶人造奶油的脂肪產品。用這種脂肪產品作為原料硬脂生產的人造奶油既能在夏天氣溫下較長時間保持形狀，也能在冰箱溫度下塗抹。
在多數特定實例中，本發明涉及到主要是用棕櫚酸油脂和高芥酸油脂生產的脂肪產品。
本發明還涉及到增加油脂中在25°～45℃溫度範圍內熔化的固體脂肪含量的工藝。
很久以來，人們就從人造奶油和起酥油的文獻中了解到油脂定向酯交換是改變油脂熔化特性的一種方法。原料油脂的配方、隨機和定向反應階段的時間、溫度和攪拌速度等定向酯交換的工藝條件都屬於決定定向酯交換油脂熔化特性的重要因素。
豬油、牛油、棕櫚油、棉籽油和烏桕脂等油脂中的主要飽和酸是棕櫚酸，屬於棕櫚酸油脂。例如烏桕脂中的棕櫚酸含量高達62%，其它飽和酸含量只有1.8%。
脂肪混合物是組成人造奶油和相類似的塑性乳化油脂的基本成份，它主要決定了產品的熔化特性等物理特性。一種理想的人造奶油脂肪應保證在0°到33℃時固體脂肪含量為20%，而在37℃時固體脂肪含量迅速消失。如果固體脂肪含量大於35%，這種脂肪產品雖然可以表現出一定的可塑性，但是對於製造塗抹型人造奶油來說是太堅硬了。如果固體脂肪含量在10%～12%之間，這種脂肪太軟，並且油膩。眾所周知，豬油、棕櫚油和烏桕脂等棕櫚酸油脂直接作為人造奶油脂肪不合適，因為用這些油脂生產的人造奶油天冷時太硬、天熱時太軟，還因為這些油脂存在易生成粗大的β型結晶或結晶緩慢的缺陷。按現有技術得到的酯交換棕櫚酸油脂也不十分適合作為人造奶油脂肪，因為這些油脂存在有在45℃溫度以上熔化的固體脂肪含量太高(表現為口熔性差)或在30℃～35℃溫度範圍內熔化的固體脂肪含量太低(表現為在夏天氣溫下太軟)或在0°～10℃溫度範圍內固體脂肪含量太高(表現為低溫時塗抹性差)的缺陷。
從甘油三酸酯分子類型上分析，上述棕櫚酸油脂和酯交換棕櫚酸油脂中含有的主要固體甘油三酸酯分子都屬於GP2O、GPOS、GP3、GP2S和GPS2(P、S、O分別表示棕櫚酸、硬脂酸和油酸)等類型。前兩種熔點較低、後三種熔點較高。由於缺少熔點合適的甘油三酸酯分子，因此這些油脂不十分適合作為人造奶油脂肪。
在我國，人造奶油多數用於生產餅乾、奶油花蛋糕等食品。適合這些用途的人造奶油應具有既能在夏天較高的氣溫下(30°～35℃)較長時間保持形狀、不變型，也能在冰箱溫度下(約5℃)在麵包或類似食物上塗抹，並且具有較好的口熔性。這樣既可以克服人造奶油在天熱時太軟存在的缺陷，即奶油蛋糕上的花色圖案天熱時容易攤軟、餅乾等糕點天熱時滲油、油膩，也可以克服人造奶油在天冷時太硬存在的缺陷，即餅乾天冷時易碎、人造奶油在低溫時不易塗抹。適合於製造上述人造奶油的脂肪混合物應具有以下熔化特性在10℃溫度下的固體脂肪含量不超過35%;在24°～45℃的溫度範圍內都具有較高的固體含量，其中在35℃溫度時的固體脂肪含量大於10%;而在45°～50℃溫度範圍內固體脂肪迅速消失。上述人造奶油就是本發明涉及到的具有改進熔化特性的熱帶人造奶油，本發明的脂肪產品特別適合於配製這種人造奶油的脂肪混合物。
在「美國油脂化學家學會志」第55卷第796頁中，一篇題為脂肪酯交換的文章介紹了用定向酯交換方法進行豬油和棕櫚油改性的工藝條件，並且給出了定向酯交換棕櫚油的熔化特性曲線。在「分子油化學」第一期第32至45頁的譯文中也對豬油定向酯交換採用的具體工藝條件做了描述，並且介紹了定向酯交換豬油的熔化特性曲線。從熔化特性曲線可以看出定向酯交換豬油和定向酯交換棕櫚油都存在在45℃溫度以上熔化的固體脂肪含量太高的缺陷，不適合製造口熔性好的人造奶油。
在「八十年代的棕櫚油產品和工藝」(Palm Oil Product technology inthe eighties，Kuala Lumpur，Incorpo-rated Society fo Planters，1983.)一書第315頁至326頁介紹了棕櫚油和棕櫚油分提物與其它油脂按一定配比調和並經定向酯交換改性的研究結果。從中可以看出，研究中採用的棕櫚油或棕櫚油的分提物按一定配比與菜籽油調和並進行定向交換的工藝沒有明顯提高油脂中在25°～45℃溫度範圍內熔化的固體脂肪含量，並且研究中採用的菜籽油不是高芥酸菜籽油。
本發明的目的之一是提供一種適合於製造人造奶油或相類似的塑性乳塗抹油的脂肪產品以及這種脂肪產品的生產工藝。這種脂肪產品含有的主要飽和酸是棕櫚酸，並且至少含有2.5%的芥酸。
本發明的一個具體目的是提供一種用棕櫚酸油脂和高芥酸油脂為主要原料生產的脂肪產品以及這種脂肪產品的生產工藝。這種脂肪產品可以不加任何氫化硬脂作為製造人造奶油，特別是具有改進熔化特性的熱帶人造奶油的原料硬脂。
本發明的又一目的是提供一種增加油脂中在25°～45℃溫度範圍內熔化的固體脂肪含量的工藝。
在本發明申請中給出的百分含量數據都是重要百分比率，本發明申請中的術語「油脂」和「脂肪」是可以互換使用的。
發明中的棕櫚酸油脂是指在飽和酸中棕櫚酸所佔的比率在50%以上，最好在80%以上，並且棕櫚酸含量在15%以上的油脂。這一油脂可以是單獨一種油脂(例如豬油、牛油、烏桕脂、米糠油、棕櫚油和棉籽油)，也可以是向種油脂的混合物。
發明中的高芥酸油脂是指芥酸含量在20%以上，最好在40%以上的油脂(例如高芥酸菜籽油)。
本發明工藝首先將棕櫚酸油脂與其它油脂(如植物油、動物油、分提油和氫化油)按一定配比調和，調和配比由所用油脂的脂肪酸組成來確定，配比中應有足夠量的高芥酸油脂(例如5%～65%)，配比中棕櫚酸油脂的用量最好為35%～95%。上述配比應使調和油脂中飽和酸含量為20%～50%，最好為28%～42%，並且飽和酸中棕櫚酸所佔的比率為50%以上，調和油脂中芥酸含量為2.5%以上，最好為10%以上，然後將這一調和油脂進行定向酯交換反應。
定向酯交換反應所需要的催化劑可以使用鹼金屬或使用它的醇化物，它的低醇化物(例如甲醇化物或乙醇化物)更好。雖然其它鹼金屬(例如鋰或鉀)和它們的醇化物也可以使用，但是鈉是合適的鹼金屬。
依據定向酯交換工藝的通常做法，水份應該嚴格地從反應物中除去，並且油脂中的脂肪酸含量應該低，以減少副產品皂的生成。合適的催化劑用量為0.01%～1%，加入催化劑時油脂的溫度應該在油脂熔點以上，最好是在50°～120℃之間，加入催化劑的同時要劇烈攪拌油脂，使催化劑均勻地分散在油相中，並且被活化。
催化劑活化後可以按照通常的做法在油脂的熔點以上反應一段時間後將反應物的溫度降低到定向反應溫度，在催化劑活化後35分鐘內將反應物溫度降低到定向反應溫度更好。定向反應是在低於油脂熔點的溫度下進行的，合適的定向反應溫度是10°～35℃，一般來說定向反應應時間越長，定向酯交換反應就越完全。合適的定向反應時間為6～72小時。
終止反應可以用一種能與催化劑發生化學反應的物質(例如磷酸的水溶液)使催化劑失去活性，對定向酯交換油脂進行水洗等處理，得到本發明的脂肪產品。
本申請中的固體脂肪含量數據的測定方法為先採用《油脂及其衍生物的標準分析方法》(Standard Methods for the Ana-lysis of Oils，Fats and Derivatives，Sixth ed.IUPAC，Pergamon Press，1979.)中的方法2141測定油脂的膨脹度，再按下式計算油脂中的固體脂肪含量固體脂肪％＝ (Dt)/(DSO+ αt) ×100式中Dt為試樣t℃時的脂肪熔化膨脹值;Dso為試樣在0℃時的全熔化膨脹，取值為65;α為液固兩相熱膨脹斜率之差，取值為0.44。
採用本發明工藝，可以使油脂中在25℃～45℃溫度範圍內熔化的固體脂肪含量明顯增加，最好是使油脂中在25℃溫度時的固體脂肪含量增加-5%～22%，在30℃增加4%～17%，在35℃增加7%～18%，在40℃增加2%～15%，在45℃增加-1%～6%。
本發明工藝使油脂在25°～45℃溫度範圍內熔化的固體脂肪含量明顯增加，使油脂在20℃以下和45℃以上熔化的固體脂肪含量增加很少或有所降低，從而使油脂的熔化特性更加接近理想的人造奶油脂肪。與已有技術的幾篇例舉文獻相比，本發明工藝特別適合於生產具有改進熔化特性的熱帶人造奶油的原料脂肪。
按本發明工藝生產的脂肪產品與未酯交換的棕櫚酸油脂調和後可以產生改善原棕櫚酸油脂存在的易生成粗大β型結晶、結晶慢和熔化特性差等缺陷的效果。
按本發明工藝生產的脂肪產品與其它不滲入高芥酸油脂的酯交換工藝生產的脂肪產品混合後也能得到結晶和熔化特性更好的油脂混合物。
油脂中的棕櫚酸和芥酸經定向酯交換反應將會生成GP2E、GPES(E表示芥酸)等類型的甘油三酸酯。這些新增加的甘油三酸酯與未酯交換的棕櫚酸油脂中的或用不滲入高芥酸油脂的酯交換工藝得到的油脂中的甘油三酸酯具有不同的熔化和結晶特性。這種內在的區別是按本發明工藝生產的脂肪產品具有上述幾種特殊物理性質的一個主要原因。
在下面的實例中將對本發明工藝做進一步的描述。
例1139公斤豬板油與35公斤高芥酸菜籽油調和，將調和油脂在120℃真空脫水60分鐘，降低油溫到59℃，加入1.6公斤甲醇鈉，劇烈攪拌使催化劑分散到油中，用37分鐘時間使反應物溫度降低到30℃，反應25小時，保持反應物溫度在30～33℃之間，然後加入稀磷酸水溶液終止反應。最後經水洗、脫水、脫色和脫臭處理得到脂肪產品，表1和表2分別給出了調和油脂和脂肪產品的脂肪酸組成和固體脂肪含量數據。
表1脂肪酸 重量含量(%)棕櫚酸 21.5其它飽和酸 16.8芥酸 9.3油酸 37.3其它不飽和酸 15.1表2溫度(℃) 固體脂肪含量(%)調和油脂 脂肪產品 增加值10 45.5 32.6 -12.915 39.7 31.0 -8.720 35.6 27.4 -8.225 28.7 23.6 -5.130 14.6 18.4 3.835 7.2 14.2 7.040 4.7 9.3 4.645 0.8 0.4 -0.450例298公斤烏桕脂與95公斤高芥酸菜籽油調和，將調和油脂在120℃真空脫水60分鐘，降低油溫到62℃，加入1.5公斤甲醇鈉，劇烈攪拌使催化劑分散到油中，用2小時時間將反應物溫度降低到29℃，反應46小時，反應物溫度逐漸降低到20℃，然後加入稀磷酸水溶液終止反應，最後經水洗、脫水、脫色和脫臭處理得到脂肪產品表3和表4分別給出了調和油脂和脂肪產品的脂肪組成和固體脂肪含量數據。
表3脂肪酸 重量含量(%)棕櫚酸 33.0其它飽和酸 2.9芥酸 22.0油酸 25.6其它不飽和酸 16.5表4溫度(℃) 固體脂肪含量(%)調和油脂 脂肪產品 增加值10 52.3 41.6 -10.715 43.6 34.8 -8.820 32.1 30.4 -1.725 25.4 25.0 -0.430 8.2 22.1 13.935 4.1 19.5 15.440 13.7 13.745 2.7 2.750
例3135公斤棕櫚油與59公斤高芥酸菜籽油調和，將調和油脂在120℃真空脫水60分鐘，降低油溫到61℃，加入1.5公斤甲醇鈉，劇烈攪拌使催化劑分散油中，用70分鐘時間將反應物溫度降低到22℃反應47小時，保持反應物溫度在20～22℃之間，然後加入稀磷酸水溶液終止反應。最後經水洗、脫水、脫色和脫臭處理得到脂肪產品，表5和表6分別給出了調和油脂和脂肪產品的脂肪酸組成和固體脂肪含量數據。
表5脂肪酸 重量含量(%)棕櫚酸 28.2其它飽和酸 5.2芥酸 13.7油酸 36.0其它不飽和酸 16.9
表6溫度(℃) 固體脂肪含量(%)調和油脂 脂肪產品 增加值10 21.9 33.3 11.415 6.4 31.1 24.720 0.3 27.6 27.325 22.0 22.030 15.9 15.935 11.3 11.340 4.6 4.64550例4173公斤豬肥膘油與20公斤高芥酸菜籽油調和，將調和油脂在120℃真空脫水60分鐘，降低油溫到62℃，加入1.5公斤甲醇鈉，劇烈攪拌使催化劑分散到油中，用30分鐘時間使反應物溫度降低到20℃，反應70小時，這段時間反應物溫度逐漸降低到20℃，然後加入稀磷酸水溶液終止反應。最後經水洗、脫水、脫色和脫臭處理得到脂肪產品，表7和表8分別給出調和油脂和脂肪產品的脂肪酸組成和固體脂肪含量數據。
表7脂肪酸 重量含量(%)棕櫚酸 19.6其它飽和酸 9.5芥酸 5.0油酸 50.4其它不飽和酸 15.5表8溫度(%) 固體脂肪含量(%)調和油脂 脂肪產品 增加值10 18.015 13.720 11.4 17.5 6.125 2.4 14.5 12.130 1.0 12.4 11.435 7.5 7.540 1.7 1.745 0.5 0.550
權利要求
1.改變棕櫚酸油脂熔化特性的工藝，特別是增加油脂中在25°～45℃溫度範圍內熔化的固體脂肪含量的工藝，這一工藝首先將棕櫚酸油脂與其它油脂(如植物油、動物油、分提油和氫化油)按一定配比調和，使調和油脂中的飽和酸含量為20%～50%，並且飽和酸中棕櫚酸所佔的比率為50%以上，然後將這一調和油脂進行定向酯交換反應，其殊徵是在調和配比中有足夠量的高芥酸油酯，使用和油脂中的芥酸含量在2.5%以上。
2.根據權項1的工藝，其特徵是定向酯交換中的定向反應溫度為10°～35℃。
3.根據權項2的工藝，其特徵是定向酯交換中的定向反應時間為6～72小時。
4.根據權項1的工藝，其特徵是調和油脂中的飽和酸含量為28%～42%。
5.根據權項4的工藝，其特徵是調和油脂中的芥酸含量在10%以上。
6.根據權項1至5中任一項的工藝，其特徵是在定向酯交換中在催化劑活化後35分鐘內將反應物的溫度降低到定向反應溫度。
7.根據權項1或5的工藝，其特徵是所用的棕櫚酸油脂選自豬油、牛油、米糖油、棉籽油、棕櫚油和烏桕脂，在調和配比中棕櫚酸油脂的用量為35%～95%。
專利摘要
採用改變棕櫚酸油脂熔化特性，特別是增加油脂中在25°～45℃溫度範圍內熔化的固體脂肪含量，工藝生產的脂肪產品適合於製造人造奶油，特別是製造具有改進熔化特性的熱帶人造奶油。這一工藝首先將棕櫚酸油脂與其它油脂按一定配比調和，使調和油脂中的飽和酸含量為20％～50％，飽和酸中棕櫚酸所佔的比率為50％以上，在調和配比中有足夠的高芥酸油脂，使調和油脂中的芥酸含量在2.5％以上，然後將這一調和油脂進行定向酯交換反應。
文檔編號C11C3/00GK87102656SQ87102656
公開日1988年12月21日 申請日期1987年4月11日
發明者時宏, 王惠芳, 關多元, 應珊紅, 馬玉蓮 申請人:商業部穀物油脂化學研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan