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技术与应用

植物油的营养和如何在加工中减少反式酸

2015-10-29 09:53 来源: 作者:

  70年代,消费者要求食品公司减少食品中脂肪含量(如猪油、牛脂和热带油脂),目的是减少饱和酸含量。在许多方面,高度饱和酸油用部分氢化植物油代替(全氢化油脂很少使用)。

  但是,近年来营养学和流行病学研究油脂在氢化过程中产生反式脂肪酸,它和饱和酸一样对人体产生负作用。

  1油脂脂肪酸组成与人体健康11人体健康与反式脂肪酸过去几年许多研究和流行病理研究试图确定反式酸与胆固醇水平、冠心病的关系。1992年研究公布反式酸和心脏病存在联系,原因是反式酸与低密度脂类蛋白(LDL)增加有正比的关系而与高密度脂类蛋白(HDL)含量变化成反比关系。其病理是油脂异构化物或聚合甘油酯含量的增加导致油脂熔点上升,这样人体对油脂吸收率降低,易存积于人体内脏周围,会造成动脉粥样硬化、心血管疾病。

  正常情况下,反式酸的消化、吸收和代谢与顺式异构体相同,反式酸可以结合到动物组织的脂质内部。近来研究发现食用反式酸含量高的人体会增加LDL和减少HDL水平,增加冠心病。但是一些专家存在疑问,上述的病理结果可能是反式酸原因或是油脂的其他形式造成的,在流行病学没有得到结论。

  在2002年7月,美国国家科学研究院发表一份报告说,反式酸比饱和酸更能增加LDL含量而减少HDL含量,但没有推荐日摄入反式酸的上下限或制订安大型油脂企业的生产技术工作。全的摄入量。

  12人体摄入反式酸限制量为减少肥胖病、糖尿病、冠心病的发生,美国心脏学会营养学专家劝告2岁以上的健康人要限制油脂摄入量,他们推荐饱和酸油脂摄入量不超过食用总热量的10%,全部油脂摄入量占总热量的20%~35%.实际上,人在日摄入油脂量估计在5~ 8匙,人体摄入反式酸不会超量。建议食用全健康饮食而少食用快餐食品,减少食用富含反式酸的食品如饼干、炸薯条及高温煎炸食品、起酥食品。

  3健康饮食中反式酸的平衡市场上人造奶油对日饮食提供小于1g含反式酸的油脂。越软的人造奶油制品,含越少的反式酸。

  在烘焙和煎炸油的部分氢化起酥植物油中,反式酸含量在14%18%.氢化油脂如菜籽油、大豆油和其他种类的油脂,富含反式酸,未经氢化大豆油和其他油用于色拉油不含或低含反式酸。大豆油也提供少数非鱼油类的n- 3必需脂肪酸适合各种人体功能。在2004年美国市场调查研究中,79%的消费者经常用植物油或大豆油,87%的消费者认为大豆油是健康性油脂。

  2控制油脂加工过程减少反式酸1脱臭过程控制和设计新型脱臭塔结构反式酸多存在于氢化油中,但在脱臭过程中会产生少量反式酸。研究表明,在大豆油和菜籽油的脱臭过程中,脱臭温度在245~酸发生异构化,在265~269°C达到37%,相当于有297%~355%的反式异构体产生。如菜籽油在275°C保持3h产生约4%CM反式异构体,在220°C保持3h,产生约2 5%反式异构体。油脂异构化从220°C开始,到280°C后达到10%脂肪酸异构体,在通常脱臭过程中,形成3% ~6%反式异构体。油脂加工后聚合甘油酯含量增加04% ~1%.如塔板式脱臭塔,在高温下脱臭115min以上,对油脂低分子组分进行蒸汽蒸馏,不可避免对甘三酯结构造成一些危害,油脂产生异构化几率和时间的延长、温度的升高有正相关。脱臭塔的结构形式对反式酸增加有关,因为不同的塔型所用的操作参数不同。如用板式脱臭塔反式脂肪酸增加量在8%左右,而用填料脱臭塔反式酸增加量小于1%.在油脂精炼中,要意识到植物油顺反异构化反应主要发生在脱臭段,控制脱臭温度在245~255°C,操作压力在400Pa直接蒸汽量在450kg/h脱臭时间在55~ 65min反式脂肪酸的增加量可控制在1%.在设计新脱臭塔时,按照我国企业的约定,油脂反式酸的含量增加量不超过1%,设计用填料塔和板式塔相结合,脱臭塔的填料段脱臭时间为5m脱臭塔中塔板脱臭时间为50min脱臭塔下面滞留罐内部用一些挡板隔层,脱臭油在罐内的滞留时间按需要可调,脱臭温度小于250°C. 22氢化反应过程控制植物油氢化是传统的油脂改性过程,分极度氢化(完全氢化)和选择性氢化(部分氢化)。植物油的氢化处理可增加油脂的可塑性,升高产品熔点,生产出固态油脂。部分选择性氢化可能产生脂肪酸混合物:多不饱和脂肪酸(含反式异构体)、单不饱和脂肪酸(含反式异构体)和饱和脂肪酸。随着氢化反应的加深,多不饱和酸量减少,单不饱和酸和反式酸量增加,饱和酸量增加不多。

  221间歇氢化工艺控制在氢化过程中,油脂的不饱和酸与氢原子在150~225°C、007~042MPa氢气压力和镍、铂等催化剂作用下进行饱和反应,氢气在催化剂作用下加成到甘油三酸酯的不饱和双键上。双键健出现或“顺”或“反”式构形,选择性部分氢化也可能产生位置异构。“顺”式脂肪酸变成“反”式脂肪酸的可能性因工艺和氢化反应器而异。

  氢化反应比较复杂,对反应中间体及基团化合物、最终产物控制难度大,特别是选择性部分氢化,氢化反应速度、氢化反应器内压力、温度、搅拌速率、催化剂类型、颗粒度与用量、脂肪酸质量、氢气质量等都能影响氢化反应的进程和反式酸的生成量。一般在氢化过程中反式脂肪酸增量达25%以上,以这样的氢化油作为原料,生产的起酥油和人造奶油含反式酸分别增加32%~ 40%.调整氢化温度、压力、催化剂、反应时间和油品,寻找出反式酸生成的规律,尽可能的生产低反式酸含量的硬化油。

  222超声波氢化工艺用频率在2x 104~109Hz的声波,以声波的相位和幅度变化提高化学反应产率。大豆油氢化可以在无水体系中,即在液体油/HW催化剂中进行。超声波提高催化剂的活性,特别是Cu-Cr氢化油脂的活性。由于超声波较高定位温度和压力相结合,改进了氢气/油/催化剂的接触和加速氢气的扩散,氢化反应速率随着氢气压力增加按波形增加。反式异构体的形成速率在高氢气压力下较低,在低压下选择性较好。反式脂肪酸和每AF值反式酸的含量低于间歇氢化。反应情况见表L2 23电化学催化氢化其原理是在电催化过程中,活性镍粉的阳极表面,电解质溶液中水分子被还原为活性氢,活性氢加成到甘油酸酯的双键上,形成氢化产物。与传统式氢化工艺比较,电催化氢化油硬脂含量高,反式酸含量低,电催化大豆油因含较多的油酸和饱和酸,氧化稳定性好。例如Pd/C.阴极合成的113的大豆油含53%硬脂酸、2 3%亚麻酸、6%~95%的反式异构酸(相当比异构化指数0 15-041,取决于产品油的V)。对高脂肪酸的氢化选择性,氢化油中异构酸含量没有明显增加(如表2)。电催化氢化生产的脱臭大豆油反式酸含量低,组成满足人造奶油的要求。

  从表2可以看出,传统氢化工艺生产的氢化油含反式酸较多,电化学催化氢化工艺生产的氢化油含较少的反式酸。

  23生物技术控制通过对三酸甘油酯中的脂肪酸立体配位和营养生理学研究,用酶作为催化剂对植物油进行选择性酯化、水解、酯交换反应,来制备有生理活性的多不饱和酸甘油酯,分离和浓缩不同分子结构的脂肪酸酯,改变脂肪酸甘油酯组成或在特定位置进行脂肪酸调整。

  对不同脂肪酸组成的甘三酯进行有效改性。

  在反应中,影响脂肪酸合成的主要因素是反应系统的含水量、温度、!H值,所用溶剂的种类、反应时间、酶的添加量、反应中三甘酯或脂肪酸衍生物的混合比、添加物的种类及搅拌速度等。

  酶技术对油脂改性,把脂肪酶与脂肪酸结合,使脂肪酶有亲油性,这种改性脂肪酶催化植物油进行酯交换,酶的催化活化提高10~ 40倍,而且脂肪酶通过与不同的脂肪酸结合,能调控改性酶的选择性和专一性。日本应用酶制剂技术生产出不含反式酸的人造奶油。

  塔段和板式塔段相结合,下面设滞留罐,减少反式酸的产生,同时防止油脂返色返味。超声波氢化应用间歇氢化工艺,可降低操作成本,电化学催化氢化工艺在国外试用较多,工业化生产有一些经济性问题有待于讨的专一性,基本上不产生反式酸。

  表1氢化大豆油反式酸的变化反应时间(s)流速(L/h)油中传播器温度(……)IV反式酸(%)每AIV反式酸含量(%)选择性kln 50.601620注:a根据GC分析计算;bCu-Cr催化剂(%)、压力0口采集样品;d压力3表2大豆油(SBO)、工业氢化大豆油(NHSBO)和电化学氢化大豆油(PdHSBO)的脂肪酸组成(%)。

作者:佚名  来源:中国润滑油网