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可可脂改良剂的生物合成

作　者: 王灵燕
导　师: 王兴国
学　校: 江南大学
专　业: 粮食、油脂及植物蛋白工程
关键词: 可可脂改良剂 1,3专一性脂肪酶酶促酸解分子蒸馏分提
分类号: TS274
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 69次
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内容摘要

近年来,中国巧克力市场保持了8-12%的年增长率,高于全球巧克力年均增长速度近6个百分点,已成为中国食品工业中快速发展的行业。随之而来的业内竞争也将会愈演愈烈,因此,对产品品质及口味的追求被业内视为重中之重的课题,而可可脂改良剂(Cocoa Butter Improver,CBI),富含熔点较高的1,3-二硬脂酸-2-油酸甘油酯(SOS),是一种耐热型的类可可脂,可以调整天然可可脂的软硬程度、改善巧克力制品的抗湿热性与抗起霜能力等,使其成为高端巧克力产品的重要辅料。通过对CBI的酶法合成工艺、纯化工艺及理化特性进行系统研究,开发出解决巧克力制品存在的上述问题的产品,具有明显的应用价值。首先,研究了无溶剂体系中,固定化脂肪酶Lipozyme RM IM催化硬脂酸和高油酸型葵花籽油的酸解反应合成富含SOS的产物。考察了体系加水量、加酶量、底物摩尔比、反应时间、反应温度对SOS、1,2-二硬脂酸-3-油酸甘油酯(SSO)和三硬脂酸甘油酯(SSS)含量的影响。以SSO和SSS含量较低而SOS含量较高为优,通过单因素试验和响应面优化建立的最优工艺条件为:体系加水量1%,加酶量10%,底物摩尔比为4.46:1,反应时间2h,反应温度70℃。在此条件下,酸解产物中的SOS含量为41.05%,SSO与SSS的总量为0.63%。其次,针对体系中存在的FFA和DAG伴随产物,分别采用分子蒸馏和溶剂萃取的方法进行分离。通过对蒸馏温度、刮膜转速和进料速率的控制,确定两级分子蒸馏条件均为:蒸馏温度220℃,刮膜转速100r/min,进料速率2mL/min,预热温度80℃,冷凝水温度80℃,真空度3pa,使重相的酸价降低至0.26mgKOH/g;采用乙醇萃取脱除DAG进行纯化,萃取的条件为:温度60℃,在料液比1:4时萃取1次,在1:2时萃取2次,DAG含量低至1.33%,甘三酯的回收率为89.83%。然后,采用丙酮结晶分提已经脱除大部分SSS的原料油。考察了结晶温度、养晶时间、液料比对硬脂中的SOS的纯度和回收率的影响,通过单因素试验和响应面优化建立的最优工艺条件为:结晶温度13.79℃,养晶时间4.63h,液料比4.47:1。在此条件下,硬脂中SOS纯度和回收率分别为87.92%、99.72%。通过对分提得到的CBI样品进行分析,理化指标为:SOS纯度87.16%,色泽Y15R2.0,酸值0.07mgKOH/g,过氧化值0.35mmol/kg,茴香胺值1.17,碘值33.6gI/100g,皂化值199.0mgKOH/g。自制CBI的甘三酯组成、DSC分析得到的熔化/结晶曲线与国外CBI产品接近,SOS含量、SFC、15℃下结晶曲线的斜率稍高于国外CBI产品。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 引言  7-11
  1.1 可可脂改良剂的概述  7-8
    1.1.1 可可脂改良剂  7
    1.1.2 CBI 的应用  7-8
  1.2 CBE/CBI 合成的研究概况  8-10
    1.2.1 CBE/CBI 的国内外研究概况  8-9
    1.2.2 酶促酯交换过程中的酰基转移  9-10
  1.3 本课题的立题意义和研究内容  10-11
    1.3.1 立题意义  10
    1.3.2 研究内容  10-11
2 材料与方法  11-15
  2.1 材料与仪器  11-12
    2.1.1 主要试剂  11
    2.1.2 主要仪器  11-12
  2.2 方法  12-15
    2.2.1 酶促酸解  12
    2.2.2 分子蒸馏脱酸纯化  12
    2.2.3 乙醇萃取脱除DAG  12
    2.2.4 丙酮分提  12
    2.2.5 CBI 产品理化性质及评价  12-13
    2.2.6 指标分析  13-15
3 结果与讨论  15-35
  3.1 富含SOS 甘油酯的无溶剂体系酶促酸解制备  15-24
    3.1.1 脂肪酶的筛选  15
    3.1.2 反应体系加水量的影响  15-16
    3.1.3 酶用量的影响  16-17
    3.1.4 底物摩尔比的影响  17-18
    3.1.5 反应时间的影响  18
    3.1.6 反应温度的影响  18-19
    3.1.7 响应面分析法确定最佳工艺参数  19-23
    3.1.8 脂肪酶的重复利用  23-24
  3.2 分子蒸馏脱酸纯化  24-26
    3.2.1 蒸馏温度的影响  24-25
    3.2.2 刮膜转速的影响  25
    3.2.3 进料速率的影响  25-26
    3.2.4 分子蒸馏工艺的确立  26
  3.3 乙醇萃取脱除DAG  26-27
  3.4 分提  27-31
    3.4.1 结晶温度的影响  27
    3.4.2 养晶时间的影响  27-28
    3.4.3 液料比的影响  28-29
    3.4.5 响应面分析法确定最佳工艺参数  29-31
  3.5 CBI 产品的理化性质和评价  31-35
    3.5.1 理化指标分析  31
    3.5.2 SFC  31-32
    3.5.3 等温结晶曲线  32-33
    3.5.4 非等温的熔化和结晶曲线  33-35
4 结论  35-36
致谢  36-37
参考文献  37-41
附录  41-46

可可脂改良剂的生物合成

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