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分子蒸馏单甘酯的特性及工业生产.pdf

分子蒸馏单甘酯的特性及工业生产

hunterli79
2009-02-09 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《分子蒸馏单甘酯的特性及工业生产pdf》,可适用于工程科技领域

分子蒸馏单甘酯的特性及工业生产梁振明(广州食品添加剂有限公司,广州 )  摘 要:纯度在以上的分子蒸馏单甘酯多作为食品乳化剂有着广泛用途。本文综述了分子蒸馏单甘酯的质量要求、特性、生产流程、原理以及发展前景和方向。关键词:单甘酯特性生产中图分类号:TS    文献标识码:A    文章编号:()CharacteristicsandmanufactureofdistilledmonoglyceridesLiangZhenming(GuangzhouFoodAdditiveCoLtd,Guangzhou )Abstract:DistilledmonoglycerideswhichcontainmorethanmonoglyceridesarewidelyusedasemulsifierinthefoodstuffandotherindustriesAnoverviewofdistilledmonoglyceridesispresented,includedthequantitystandards,characteristics,manufactureandprincipleInthelast,pointoutthedevelopingdirectionofdistilledmonoglyceridesKeywords:monoglycerides,characteristics,manufacture分子蒸馏单甘酯是单硬脂酸甘油酯和单棕榈酸甘油酯的混合物(统称单甘酯),分子结构式为:CHOHCHOHCHOOC(CH)nCH   n=,它是一种白色蜡质片状、珠状或粉状固体,可溶于氯仿、乙醇、丙酮或乙醚等有机溶剂,也可溶于矿物油和动植物油。不溶于水,与热水强烈振荡混合可分散在热水中,也可以与热水形成凝胶。单甘酯HLB值在~,属油包水(WO)型乳化剂,由于乳化性独特,也可作为水包油(OW)型乳化剂。我国国家标准《食品添加剂使用卫生标准》(GB)规定单甘酯可按生产需要用于各类食品,联合国粮农组织与世界卫生组织(FAOWHO)食品添加剂联合专家委员会(JECFA)定为“不限使用”(nolimit),美国食品和药物管理局(FDA)认定是“一般公认为安全的”(GRAS)。其质量标准见表。收稿日期:作者简介:梁振明( ),男,高级工程师,研究方向:食品乳化剂。《中国食品添加剂》         ChinaFoodAdditives          No©ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouseAllrightsreservedhttp:wwwcnkinet表 分子蒸馏单甘酯质量标准项目GB  FCCⅤ单甘酯含量,≥游离酸(以硬脂酸计),≤酸值≤游离甘油,≤碘值≤凝固点,℃~熔程,℃≥砷(As),mgkg≤重金属(以Pb计),mgkg≤铅(Pb),mgkg≤羟值~皂化值~灼烧残留物,≤ 特性 淀粉复合淀粉制品如面包、糕点,冷却后直链淀粉往往结晶析出,产生变硬、掉渣、失去弹性、口感变劣等现象,称之为淀粉老化、回生。直链淀粉受分子内氢键的作用呈现链卷曲,形成α螺旋结构,通过加入单甘酯等乳化剂,使乳化剂的疏水基团即脂肪酸链进入直链淀粉的α螺旋结构,见图,被α螺旋体的个螺纹所包围,并在螺旋体内定向排列,形成稳定的不溶复合物,使直链淀粉再难以结晶析出,从而使面包、糕点等较长时间保持新鲜、松软。图 直链淀粉单甘酯复合淀粉螺旋体的内径为~×m(~!),优先与疏水基团具有相似数量级直径的乳化剂形成复合物,饱和CC单甘酯最能符合此条件,因此单甘酯的直链淀粉络合指数(ACI)达到(见表),是各种乳化剂的最高者,可见单甘酯是理想的淀粉抗老化剂,这对于面包、糕点等含淀粉食品的加工相当重要。表 各种乳化剂的直链淀粉络合指数乳化剂ACI值单甘酯单、双甘酯硬脂酰乳酸酯硬脂酰乳酸钠硬脂酰乳酸钙十八烷基富马酸钠二乙酰酒石酸单甘酯聚甘油脂肪酸酯聚氧乙烯()失水山梨醇单硬脂酸酯失水山梨醇单硬脂酸酯蔗糖单硬脂酸酯蔗糖二硬脂酸酯乳酸单甘酯卵磷脂单硬脂酸丙二醇酯《中国食品添加剂》         ChinaFoodAdditives          No©ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouseAllrightsreservedhttp:wwwcnkinet 乳化性能单甘酯分子结构是以甘油为亲水基团和以硬脂酸或棕榈酸为疏水基团,疏水部分占优势,其HLB值为~,并且从它在不同物质的溶解性来看,亲油性强于亲水性,明显属油包水(WO)型乳化剂,但在实际应用中不少作为水包油(OW)型乳化剂使用,为何会有如此情况,原因是单甘酯能以水合物形式存在,见图。图 单甘酯的水合作用单甘酯分子中未酯化羟基的氧原子外层含有SP杂化轨道,轨道中未共用电子对与水中的氢原子形成氢键,当羟基结合了~mol水时,使亲水部分以水合形式扩大了,在此状态下具有较高的虚假HLB值(约),具备作为水包油型乳化剂使用的基本要求。单甘酯既是油包水型乳化剂,亦可是水包油型乳化剂,正是具有这种双重乳化性能,使它适用于起酥油、人造奶油等油性食品,又能用于冰淇淋、饮料等水性食品,在食品工业及其它工业中广泛使用,是目前世界上消耗量和生产量最大的食品乳化剂。 生产分子蒸馏单甘酯生产主要分三个工序:合成、分离和成型,生产流程如图:氢化油甘油 →酯交换反应→中和→分层→单、双甘酯→催化剂↑↓ 中和剂甘油、残渣合成工序→薄膜蒸馏→Ⅰ级分子蒸馏→Ⅱ级分子蒸馏→分子蒸馏→单甘酯   ↓     ↓      ↓空气、水    甘油、脂肪酸  双甘酯分离工序→→喷雾→粉状分子蒸馏单甘酯→造珠→珠状分子蒸馏单甘酯→结块→块状分子蒸馏单甘酯成型工序图 分子蒸馏单甘酯生产流程 合成理论上单甘酯的制备方法有:()酯化法()酯交换法()环氧氯丙烷合成法()缩水甘油合成法()生物酶法()溶剂法()基团保护法()络合物法。工业生产从原料、成本和技术考虑,多采用氢化油脂(三脂肪酸甘油酯)与甘油在碱性催化剂作用下进行酯交换反应生产单、双脂肪酸甘油酯(简称单、双甘酯),反应式如图。CHOOC(CH)nCHCHOOC(CH)nCHCHOOC(CH)nCHCHOHCHOHCHOH=CHOOC(CH)nCHCHOHCHOOC(CH)nCHCHOHCHOOC(CH)nCHCHOOC(CH)nCH图 酯交换反应《中国食品添加剂》         ChinaFoodAdditives          No©ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouseAllrightsreservedhttp:wwwcnkinet由于是平衡反应,其中有效成分单甘酯含量一般在~左右,较难突破,如何提高单甘酯的含量是生产此乳化剂的关键。 分离采用分子蒸馏技术可以把单甘酯的含量提高到以上,用此方法生产的产品被称为分子蒸馏单甘酯。分子蒸馏原理是基于不同类型分子的平均自由程不同。分子在液态时受到较大的束缚力,当获得足够能量,就能克服束缚力成为气态分子,分子逸出液面后不与其它分子碰撞的直线运行距离称为分子自由程。不同类型分子在同一外界条件下有不同的分子自由程,即使同一分子,在不同的时刻其分子自由程的大小也不完全相等,其平均值就称为分子平均自由程。气相重分子的平均自由程小,气相轻分子的平均自由程大,如果在离液面大于重分子的平均自由程而又小于轻分子的平均自由程处设置一冷凝面,使得轻分子能飞到冷凝面被冷凝分馏,重分子达不到冷凝面而发生多次碰撞返回原来液面,实现混合物的分离。工业生产采用的分离设备多数是旋转刮膜式分子蒸馏器,它的基本结构为外层蒸发器与内层冷凝器及其旋转刮膜机构。图 分子蒸馏分离原理如图所示,蒸馏时,混合物(单、双甘酯)靠重力向下流动并在旋转刮膜机构帮助下形成快速移动,厚度均匀的薄膜在蒸发器壁面受热,能量足够的分子逸出液面而蒸发,气态重分子(双甘酯)的平均自由程小,未能到达冷凝器而产生多次碰撞返回到蒸发器壁面,从蒸发器这侧流出而气态轻分子(单甘酯)的平均自由程大,所走距离远,能直接到达冷凝器被冷凝为液体,从冷凝器一侧流出,完成分离过程,获得单甘酯含量为以上的产品分子蒸馏单甘酯。 成型根据不同客户要求、不同产品用途,把分子蒸馏单甘酯经过喷雾、造珠或结块工艺制成各种形态:粉状、珠状、块状。 结论分子蒸馏单甘酯是一种多用途产品,广泛应用于各个行业。在食品工业中,用于面包、面条、点心、人造奶油、起酥油、冰淇淋、饮料、糖果、饼干、乳制品、肉制品、豆制品等在日用品工业中,用于雪花膏、洗面奶、护肤霜、发乳等在药品工业中,用于乳剂、软膏、栓剂等在塑料工业中,用作润滑剂、增塑剂、发泡稳定剂等在纺织工业中,用作柔软整理剂、抗静电剂等。随着各种工业的不断发展,加工品种的增多,分子蒸馏单甘酯的应用也越来越广泛,是一种具有广阔前景的乳化剂。我国世纪年代开始生产分子蒸馏单甘酯,随着国内加工业的迅速发展与分子蒸馏单甘酯在相关行业的成功应用,对分子蒸馏单甘酯的需求及其产量急剧扩大,年总产量从当初几百吨发展至今超过万吨,生产能力达万吨。据不完全统计,吨年的生产线现已超过条,吨年的生产线有条,并且吨年的生产线在建,我国已成为分子蒸馏单甘酯生产大国。在目前市场竞争日趋激烈的情况下,各生产厂商在产品质量的提高、生产技术的进步、产品应用的开发、售后服务的加强、新产品的研究等需继续努力,携手提高整个行业的水平。参考文献:张万福编译食品乳化剂M北京:中国轻工业出版社,YHHui主编,徐生庚,裘爱泳主译贝雷:油脂化学与工艺学M北京:中国轻工业出版社,刘汉槎,莫启武,龚春晖分子蒸馏技术及其应用J化工技术(台湾台),,():~李天三分子蒸馏操作方法计算J化工技术(台湾省),,():~(下转页)《中国食品添加剂》         ChinaFoodAdditives          No©ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouseAllrightsreservedhttp:wwwcnkinet含量远远大于鸡蛋、牛肉等食品。因此用它来作为营养改良剂生产灌肠制品,可使香肠制品从营养型向保健型转轨,不但能实现我国传统畜肉制品的创新,而且突出了动植物复合型食品的特点,有助于维持人体体液的酸碱平衡,降低人体的血脂胆固醇和增加钙、磷、铁的吸收。结论小麦面筋由于具有突出的综合性能而日益受到重视。据统计,全球小麦面筋的年生产量大约为万吨,主要用于食品和饲料工业,除了作灌肠制品的添加剂外,还可作面粉品质改良剂、水产动物的饲料黏结剂、营养添加剂。当前,小麦面筋不断增加的产量使其传统市场趋于饱和,但由于面筋的独特性质(黏弹延伸性、薄膜成型性和吸脂乳化性)和适宜价格,再加上出于对环境的保护,对可再生资源和生物可降解材料的需求,人们对小麦面筋的研究兴趣愈来愈大。我国作为小麦生产大国,近三年来年总产量都维持在亿吨左右,但我国却对小麦的深度加工和转化研究得很少,对小麦蛋白质在肉制品工业上的应用开发研究还基本处于起步阶段,因此加强小麦面筋作为肉制品优质添加剂的研究势在必行。参考文献:邱俊伟小表面筋的营养价值和提取方法J食品工业科技,,():~贾光锋,范丽霞,王金水小麦面筋蛋白结构、功能性及应用J粮食加工,():~杨春梅,王建丽小麦面筋的特性及应用J西部粮油科技,Vol():~伍真林浅谈我国小麦淀粉与面筋粉的生产J淀粉与淀粉糖,,():~黄德智,张向生编新编肉制品生产工艺与配方M北京,中国轻工业出版社,彭海萍,王兰小麦面筋蛋白在食品工业中的应用J西部粮油科技,():~孔祥珍,周惠明小麦面筋蛋白去酰胺改性的研究J食品科学,,():~(上接页)薛世芬浅谈分子蒸馏设备的研制J粮油食品科技,,():~时宏分子蒸馏单甘酯的近况与发展(一)J粮油食品科技,,():~时宏分子蒸馏单甘酯的近况与发展(二)J粮油食品科技,,():~崔杨棣短程蒸馏及其在油脂化工中的应用J中国油脂,,():~湛日景,孙登文单甘酯的制备与分离J中国油脂,,():~张大金分子蒸馏单硬脂酸甘油酯的研制J广东化工,,():~祝顺琴,谈锋分子蒸馏技术在天然产物分离中的应用J精细化工,,():~皮丕辉,文秀芳,程江,杨卓如分子蒸馏技术研究现状及在精细化工中的应用J精细化工,,():~《化学工程手册》编辑委员会化学工程手册(第篇)M北京:化学工业出版社,吴鹏,张东明,张庆波短程蒸馏原理及工业应用J化工进展,,():~冯武文,杨村,于宏奇分子蒸馏技术及其应用J化工进展,,():~皮丕辉,杨卓如,马四朋刮膜薄膜蒸发器的特点和应用J现代化工,,():~赵国志分子蒸馏技术在油脂精细化工中的应用(一)J粮油食品科技,,():~赵国志分子蒸馏技术在油脂精细化工中的应用(二)J粮油食品科技,,():~时宏,郭洪面向世纪的分子蒸馏单甘酯工业J中国油脂,,():~乔国平,王兴国分子蒸馏技术及其在油脂工业中的应用J粮食与油脂,,():~冯武文,杨村,于宏奇分子蒸馏技术与日用化工(I)分子蒸馏技术的原理及特点J日用化学工业,,():~罗志刚,胡乐孙分子蒸馏单甘酯在食品工业中的发展前景J四川粮油科技,,():~李健分子蒸馏单甘酯的应用J表面活性剂工业,():~《中国食品添加剂》         ChinaFoodAdditives          No©ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouseAllrightsreservedhttp:wwwcnkinet

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