论文部分内容阅读
米糠油的高酸价问题一直是其精炼工艺中的难点,酶法脱酸条件温和,对微量成分破坏小,反应选择性高。现如今酶法脱酸的酰基受体多为甘油、单甘酯等,虽能达到脱酸目的,但却不符合国家食品相关法规,不具备实际应用意义;2010年第3号新资源食品公告中允许植物甾醇和甾醇酯作为新资源食品在食品中添加,因此,以植物甾醇作为酯化脱酸的酰基受体具有重要实际应用价值。本文以固定化脂肪酶作为反应催化剂,研究了以植物甾醇作为酰基受体与高酸价米糠油中的游离脂肪酸酯化脱酸工艺,制备得到富含甾醇酯的低酸价米糠油,并对富含甾醇酯米糠油的应用做了相关研究,研究结果如下:在正己烷溶剂体系中,采用固定化脂肪酶Lipozyme RM IM作为反应催化剂催化植物甾醇与米糠油中的游离脂肪酸酯化生成甾醇酯,植物甾醇与游离脂肪酸的摩尔比为1:1,并以4?钠型分子筛作为携水剂脱除反应中生成的水分。其最佳反应条件为:Lipozyme RM IM添加量为3%wt,正己烷添加量为1 m L/g米糠油,分子筛添加量为0.1g/g米糠油,反应温度为80oC,反应时间72 h。在此条件下,甾醇酯含量由1.48%增加为30.1%,游离脂肪酸含量由15.80%降低至1.42%,酸价由32.023 mg KOH/g减小为2.88mg KOH/g。酯化反应后制得富含甾醇酯的米糠油,基本理化指标为:色泽Y31 R5.1,碘值104.52g/100g,皂化值182.57 mg KOH/g,不皂化物40.17 g/kg,过氧化值2.06 mmol/kg。基本组分含量:甘油三酯为60.44%,植物甾醇3.21%,1,3-甘油二酯为2.54%,1,2-甘油二酯为1.97%,单甘酯为0.32%,γ-谷维素1.705%,维生素E含量为1548 mg/kg。酶法反应条件温和,对微量成分如γ-谷维素和维生素E破坏小,各项指标均符合国家四级米糠油标准,植物甾醇含量较高,且富含甾醇酯。对酶法合成富含甾醇酯的米糠油进行储藏稳定性研究,并与四级米糠油和反应前米糠油对比。研究发现反应后米糠油在加速氧化过程中的脂肪酸组成、酸价、碘值、过氧化值和维生素E含量变化都比反应前米糠油和四级米糠油要小。Rancimat加速氧化实验表明,反应后米糠油在25oC下的货架期为16459 h(685.8 d),明显高于反应前米糠油的6356 h(264.8 d),四级米糠油的2348 h(97.8 d),说明富含甾醇酯的米糠油有较好的氧化稳定性。以植物甾醇+γ-谷维素为凝胶因子制备的凝胶油不含反式脂肪酸,是极有前途的起酥油替代品。以米糠油为油溶剂的植物甾醇+γ-谷维素型凝胶油能表现出较好的硬度特性,当植物甾醇:γ-谷维素=40:60(w/w),即摩尔比为1:1时所形成的凝胶强度最大,熔点最高,脆性最小;随着植物甾醇+γ-谷维素量的增大,凝胶硬度和熔点也依次增大,脆性减小;甾醇酯和植物甾醇不能使体系凝胶化,这说明γ-谷维素的阿魏酸组分对凝胶的形成起着重要作用,此外,甾醇酯的存在会表现出拮抗性,阻碍凝胶的形成,凝胶油的硬度、粘度随着甾醇酯添加量的增加而减小,脆性和熔点则随着甾醇酯的添加量增加而增大。冷却过程中施加一定的剪切会降低凝胶体系的硬度、粘度和熔点,脆性增大,破碎凝胶的纤维网络结构;X射线衍射图谱检测植物甾醇+γ-谷维素型凝胶油的晶型为β晶型,偏振光下观察到的凝胶油晶体形态为典型的四叶草形态,且形态稳定。植物甾醇+γ-谷维素型凝胶油的固体脂肪含量与温度关系曲线不同于商业起酥油,商业起酥油的SFC曲线反映的是氢化后的饱和脂肪酸酯的含量,0oC时的固体脂肪含量能高达80%以上,在45oC时这些固体脂肪即可全部融化;而凝胶油的固体脂肪含量曲线反映的是植物甾醇+γ-谷维素纤维网络结构物的含量,由于该结构物熔点较高,因此在整个升温过程中,固体脂肪含量下降缓慢。本文的研究以植物甾醇作为酰基受体脱酸符合国家相关食品法规,具有广阔应用前景,且制备得到的富含甾醇酯米糠油具备诸多对人体有益的功能性成分,营养丰富,具备优良的抗氧化能力和耐储藏性,在此基础上制备的植物甾醇+γ-谷维素型凝胶油是极具潜力的特种油脂,通过对其影响因素的探究为凝胶油物性的改良提供了理论基础。