一种中长链脂肪酸油脂的生产方法
【专利摘要】一种中长链脂肪酸油脂的生产方法，它包括如下步骤：将6-12碳的中链脂肪酸甘油三酯和16-24碳的长链脂肪酸甘油三酯在装设有脂肪酶的反应器中经过酯交换反应、饱和碱水中和、吸附剂去皂、真空闪蒸等步骤，得到产品中长链脂肪酸油脂。所述方法解决了现有技术中的中长链脂肪酸油脂生产工艺繁琐的难题，具有反应器反应时间短、能耗低的特点。
【专利说明】一种中长链脂肪酸油脂的生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及油脂的合成领域，特别是一种脂肪酸甘油三酯的生产方法。
【背景技术】
[0002]中长链脂肪酸油脂为中长链脂肪酸甘油三酯即MLCT，是在甘油三酯上分别结合中、长链的脂肪酸得到的新型功能性油脂。它具有直接由人体门静脉吸收进入肝脏快速给人身补充能量及营养的特点，不对肠道造成负担，并能有效降低总胆固醇和低密度脂蛋白的浓度，起到减肥和预防治疗糖尿病、高血脂症等代谢疾病的作用。现有技术一般采用酯交换工艺生产中长链脂肪酸油脂，即用中链脂肪酸甘油三酯和长链脂肪酸甘油三酯，在装有固定化脂肪酶的填充柱内实现酯交换反应，由于反应只在填充柱中进行，当油脂流出填充柱时即停止，因此反应周期长。受热时间影响填充柱中的脂肪酶的活力，若长时间受热，月旨肪酶的活力降低，从而增加了成本。酯交换反应后获得的产物较复杂，去除产物中的杂质，一般需经过分子蒸馏脱游离脂肪酸、脱色和脱臭等步骤，才能得到最终产品，整个过程生产线长，设备投入昂贵。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是克服已有技术之缺陷，提供一种中长链脂肪酸油脂的生产方法，以解决现有技术中生产工艺繁琐的难题，所述方法具有反应器反应时间短、能耗低的特点。
[0004]本发明所述技术问题是以下述技术方案实现的:
一种中长链脂肪酸油脂的生产方法，包括如下步骤:
a、将反应原料11-18重量份数的6-12碳中链脂肪酸甘油三酯和80-100重量份数的16-24碳长链脂肪酸甘油三酯，加到装设有脂肪酶的反应器中，在温度40°C -70°C连续进行酯交换反应；反应时间15-24小时，终止反应，得到中长链脂肪酸甘油三酯组合物为产物A ；
b、向产物A中加入饱和碱水，搅拌，至酸价≤1.0mgK0H/g ;饱和碱水的加入量为产物A质量的0.2%-2.0% ;加入吸附剂，充分搅拌，吸附剂的加入量为产物A质量的0.5%-3.0%，过滤后提取清液B;
c、清液B进行真空闪蒸，经冷凝分馏得到产品中长链脂肪酸油脂。
[0005]上述中长链脂肪酸油脂的生产方法，所述步骤(a)中所述中链脂肪酸甘油三酯为8-10碳的辛癸酸甘油三酯，来源于棕榈仁油或椰子油；16-24碳的长链脂肪酸甘油三酯来源于植物油中的大豆油、葵花油、花生油、菜籽油、玉米油、亚麻油、红花油中的一种或几种。
[0006]上述中长链脂肪酸油脂的生产方法，所述步骤(a)中脂肪酶为固定化脂肪酶，脂肪酶加入量为反应原料质量的0.1%-6.0%,固定化脂肪酶为根酶属霉菌、曲霉属霉菌、毛霉属霉菌、酵母菌和胰脂肪酶中的I种或几种。
[0007]上述中长链脂肪酸油脂的生产方法，所述步骤(a)中酯交换反应温度为50 °C -70 °C。
[0008]上述中长链脂肪酸油脂的生产方法,所述步骤(b)饱和碱水为氢氧化钠或氢氧化钾的饱和水溶液；吸附剂为硅胶、凹凸棒粘土或活性白土中的I种。
[0009]上述中长链脂肪酸油脂的生产方法，所述步骤(C)的真空闪蒸为将清液B升温至150°C _180°C，与蒸汽进入真空闪蒸釜快速雾化并进行闪蒸，闪蒸釜的真空度为50Pa_200Pa。
[0010]上述中长链脂肪酸油脂的生产方法，所述步骤(a)中的反应器为带有脂肪酶收集装置的密闭反应器。
[0011]一种利用上述中长链脂肪酸油脂的生产方法生产的中长链脂肪酸油脂，所述中长链脂肪酸油脂中的中长链脂肪酸甘油三酯的含量为20%-39%，6-12碳中链脂肪酸甘油三酯的含量为1.0%-3.0%，16-24碳长链脂肪酸甘油三酯的含量为60%-77%，中链脂肪酸的含量为11%_18%，产品油脂的酸价为≤1.0mgK0H/g。
[0012]本发明采用上述技术方案，有效地解决现有中长链脂肪酸油脂组合的生产工艺繁琐，反应器反应时间长、能耗高等问题。本发明采用在密闭反应器中进行连续酯交换反应，饱和碱水中合 脱酸，吸附剂吸附皂角等工序，再在高真空条件下油汽闪蒸脱臭，从而得到中链脂肪酸甘油三酯残基小于2.5%，中长链脂肪酸甘油三酯大于25%的高品质产品，而且保留了长链脂肪酸中的天然香基成分和特有的营养成分。所述方法具有生产工艺简易实用，反应器反应时间短、能耗低，设备投入少的优点。
[0013]本发明在带有脂肪酶收集装置的密闭反应器中进行催化剂脂肪酶与反应物的无间歇连续反应，提高了反应效率。密闭的反应条件使脂肪酶不与空气接触，使其能够保持活性并重复利用，从而延长了脂肪酶的催化时间，降低生产运营成本。
【具体实施方式】
[0014]下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
[0015]一种中长链脂肪酸油脂的生产方法，包括如下步骤:
a、将反应原料按照11-18重量份数的6-12碳的中链脂肪酸甘油三酯、80-100重量份数的16-24碳的长链脂肪酸甘油三酯，加到带有固定化脂肪酶收集装置的密闭反应器中，酶的加入量为原料油脂质量的0.1%-6.0%。在温度40°C _70°C连续进行酯交换反应，将6-12碳的中链脂肪酸甘油三酯和16-24碳的长链脂肪酸甘油三酯结合在一个甘油骨架上，形成中长链脂肪酸甘油三酯。酯交换反应温度优选为50°C-70°C。反应时间为15-24小时，得到中长链脂肪酸甘油三酯组合物为产物A。
[0016]酯交换反应时将反应原料从密闭反应器的顶部输入到装有脂肪酶的网桶内，在真空或充氮的条件下进行反应，反应完全的物料由网桶过滤分离，收集的脂肪酶可重复利用。
中链脂肪酸甘油三酯优选8-10碳的辛癸酸甘油三酯，来源于棕榈仁油或椰子油；16-24碳的长链脂肪酸甘油三酯来源于植物油中的大豆油、葵花籽油、花生油、菜籽油、玉米油、亚麻油、红花油中的一种或几种。脂肪酶为固定化脂肪酶，固定化脂肪酶为根酶属霉菌、曲霉属霉菌、毛霉属霉菌、酵母菌和胰脂肪酶中的I种或几种。实施例中所使用的脂肪酶为购自诺维信公司的固定化脂肪酶。
[0017]b、根据GB/T5530动植物油脂酸值和酸度测定标准检测产物A的酸价，若酸价>1.0mgKOH/g时，在产物A中加入饱和碱水进行中和反应，温度控制在40°C _60°C，边搅拌边加入，饱和碱水的加入量为产物A质量的0.2%-2.0% ;饱和碱水为氢氧化钠或氢氧化钾的饱和水溶液。加入后继续搅拌0.5-1.0小时，取样检测，若酸价> 1.0mgK0H/g，重复前项操作，到酸价降至≤1.0mgKOH/g为合格。向油脂中加入吸附剂，边搅拌边加入，搅拌开始后将油脂降温至30°C _40°C，吸附剂的加入量为产物A质量的0.5%-3.0%。吸附剂为硅胶、凹凸棒粘土或活性白土中的I种。吸附剂粒度为20目-100目，搅拌速度为30-130转/分钟，搅拌时间0.5-1.0小时，吸附完成后用过滤机进行固液分离，过滤后得清液B。
[0018]C、将清液B预热至150°C _180°C，与180°C _220°C度的蒸汽以雾状喷入闪蒸釜，在真空的条件下闪蒸，真空度50Pa _200Pa，脱除挥发性物质和过量中链脂肪酸甘油三酯，再经冷凝器收集和分离器回收，馏出物即为最终产品中长链脂肪酸食用油脂。
[0019]中长链脂肪酸食用油脂的具体指标为:高效液相色谱检测的中长链脂肪酸甘油三酯的含量为20%-39% (以质量百分比计，以下同)，6-12碳中链脂肪酸甘油三酯的含量为
1.0%-3.0%，16-24碳长链脂肪酸甘油三酯的含量为60%-77%，气相色谱检测的中链脂肪酸的含量为11%_18%，产品油脂的酸价为≤1.0mgK0H/g。
[0020]实施例1
反应原料为棕榈仁油提取的8-10碳的中链脂肪酸甘油三酯和大豆油提取的16-24碳的长链脂肪酸甘油三酯，反应物的重量份数为8-10碳的中链脂肪酸甘油三酯13份、16-24碳的长链脂肪酸甘油三酯87份，将上述反应物装入带有脂肪酶收集装置的密闭反应器中，所用脂肪酶为诺维信公司的Novozyme 435固定化脂肪酶，用量为原料质量的1%。在55°C温度下充氮气进行酯交换反应，反应时间15小时终止反应，得产物A。通过反应器底部出口取样，检测结果产物A的酸价值2.2mgK0H/g。
[0021]将产物A放入脱酸容器中，加入产物A质量1.5%的氢氧化钾饱和水溶液，边搅拌边加入，搅拌速度为50r/min，温度50°C继续搅拌I小时后，取样检测，酸价是0.8mgK0H/go酸价合格后，加入占油脂质量2.0%的硅胶，边搅拌边加入，搅拌速度为30r/min，搅拌开始后，油脂降温到40°C，搅拌40min ;搅拌结束后，用过滤机进行分离；硅胶颗粒的直径为
0.8mm (粒度20目)，过滤后得清液B。
[0022]将清液B升温至160°C与蒸汽一起雾化，并喷射入闪蒸釜中进行脱臭和脱除中链甘油三酯残基，闪蒸釜的真空度50Pa，蒸汽温度180°C。真空回收的蒸发物由冷凝器收集并由分离器分馏，分馏物为产品中长链脂肪酸食用油脂。
[0023]最终产品的检测指标为:气相色谱检测的中链脂肪酸含量是12.6%、高效液相色谱检测的中长链脂肪酸甘油三酯含量是25%、长链脂肪酸甘油三酯含量是72.6%、中链脂肪酸甘油三酯含量是2.4%。
[0024]实施例2
在椰子油中提取8-10碳中链脂肪酸甘油三酯，在花生油中提取16-24碳长链脂肪酸甘油三酯，两者的质量份数为8-10碳中链脂肪酸甘油三酯11份，16-24碳长链脂肪酸甘油三酯80份，将占原料质量6%的Lipozyme TL IM固定化脂肪酶加入到带有脂肪酶收集装置的反应器中，60°C温度下，150Pa真空进行酯交换反应，反应时间20小时终止反应，得产物A。其酸价为2.4 mgK0H/g。
[0025]回收反应产物A至脱酸容器中，加入氢氧化钠饱和碱水，加入量为产物A质量的0.8%，边搅拌边加入，搅拌速度为45r/min，温度40°C，加入后继续搅拌，搅拌0.5小时后取样检测，酸价降到1.3mgK0H/g。再加入产物A质量0.3%的饱和氢氧化钠溶液重复前面操作,此时油脂酸价是0.5mgK0H/g。脱酸合格后，加入占产物A质量0.5%的凹凸棒粘土，边搅拌边加入，搅拌速度为35r/min，搅拌开始后给油降温到30°C，搅拌60min，搅拌结束后用过滤机进行分离；凹凸棒粘土颗粒的直径为0.2mm (粒度80目)，过滤后得清液B。
清液B进入蒸汽闪蒸釜，在真空度lOOPa、清液B温度180°C、蒸汽温度210°C条件下进行脱臭和脱中链脂肪酸残基，真空回收的蒸发物由冷凝器收集，分馏物为产品中长链脂肪酸食用油脂。
[0026]最终产品指标为:气相色谱检测中链脂肪酸是12.8%、高效液相色谱检测中长链脂肪酸甘油三酯是26.3%、长链脂肪酸甘油三酯是71.6%、中链脂肪酸甘油三酯是2.1%。
[0027]实施例3
由棕榈仁油中提取6-12碳中链脂肪酸甘油三酯，菜籽油中提取16-24碳长链脂肪酸甘油三酯，其中中链脂肪酸甘油三酯的重量份数为15，长链脂肪酸甘油三酯的重量份数为90。将上述原料油酯加入到装有Lipozyme RM IM固定化酶收集装置的反应器中，脂肪酶的加入量为原料质量的3%。在65°C温度下充氮气进行酯交换反应，反应时间24小时终止反应，得产物A。通过反应底部出口取样，检验酸价1.8mgK0H/g。
[0028]回收反应产物A至脱酸容器，加入饱和氢氧化钠溶液，碱液占产物A质量的2.0%，温度在60°C下边搅拌边加入，搅拌速度为45 r/min，加入后持续搅拌I小时。取样检测，酸价降到0.85mgK0H/g，脱酸合格。在油脂中加入占油脂质量1.0%的活性白土，边搅拌边加入，搅拌速度为35r/min，搅拌开始后给油降温到30°C，搅拌60min。搅拌结束后用过滤机进行分离。活性白土颗粒的粒度为50目，过滤后得清液B。
[0029]将清液B升温至170°C，与220°C蒸汽一起雾化后，进入真空度170Pa的闪蒸釜中，闪蒸工艺中脱臭和脱中链脂肪酸过量残基，真空回收的蒸发物由冷凝器收集分馏，得产品中长链脂肪酸食用油脂。
[0030]最终产品的指标为:用气相色谱检测中链脂肪酸14.2%、液相色谱检测中长链脂肪酸甘油三酯32.23%、长链脂肪酸甘油三酯65.54%、中链脂肪酸甘油三酯2.23%。
[0031]实施例4
棕榈仁油提取的8-10碳中链脂肪酸甘油三酯，玉米油提取的16-24碳长链脂肪酸甘油三酯，其中中链脂肪酸甘油三酯的重量份数为18，长链脂肪酸甘油三酯的重量份数为85。加入到带有固定化脂肪酶收集装置的真空反应器中，使用的固定化脂肪酶为Novozyme435，酶的加入量为油脂质量的5%。在45°C温度真空(真空度55Pa)条件下进行酯交换反应，反应时间18小时终止反应，得产物A。通过反应器底部出口取样，检测酸价为2.5 mgKOH/g°[0032]回收反应产物A至脱酸容器中，加入产物A质量0.5%的氢氧化钠饱和碱水，边搅拌边加入，油温度保持在45°C，搅拌速度为50 r/min，搅拌I小时后取样检测，酸价降到
1.3mgK0H/g ;重复前面操作，再加入产物A质量0.5%的饱和氢氧化钠溶液，此时油脂酸价是
0.4mgK0H/go脱酸合格后，油脂降温到35°C，油脂中加入占油脂质量3.0%的凹凸棒粘土(凹凸棒粘土颗粒的粒度100目),边搅拌边加入,搅拌速度为55r/min,搅拌60min,搅拌结束后用过滤机再进行分离；得清液B。[0033]将过滤后的清液B进入闪蒸釜进行蒸汽闪蒸工艺，脱臭和脱过量中链甘油三酯残基，真空度lOOPa、油脂温度155°C、蒸汽温度210°C，真空回收的蒸发物由冷凝器收集，得产品中长链脂肪酸食用油脂。。
[0034]最终产品指标为:气相色谱检测中链脂肪酸是14.8%、高效液相色谱检测中长链脂肪酸甘油三酯是34.3%、长链脂肪酸甘油三酯是63.3%、中链脂肪酸甘油三酯是2.4%。
[0035]实施例5
棕榈仁油中提取6-12碳中链脂肪酸甘油三酯，红花油和玉米油中提取16-24碳的脂肪酸甘油三酯，两者的重量份数比16:100。将原料油脂加入装有的Lipozyme RM頂固定化脂肪酶反应器中，脂肪酶占油脂质量的6%，在70°C温度，真空度50Pa的条件下进行酯交换反应，反应时间20小时终止反应，得产物A。取样测酸价等于1.8mgK0H/g。
[0036]回收反应产物A至脱酸容器，加入饱和氢氧化钾水溶液，加入量为产物A质量的
0.9%，边搅拌边加入，搅拌速度为45 r/min。加入后油温保持在55°C，继续搅拌I小时后取样检测，酸价降到0.85mgK0H/g。脱酸合格后向反应物中加入产物A质量0.8%的硅胶(粒度为0.2目)，边搅拌边加入，搅拌速度为40r/min，搅拌开始后给油降温到30°C，搅拌60min，搅拌结束后用过滤机进行分离；得清液B。
[0037]过滤后的清液B在蒸汽闪蒸工艺进行脱臭和脱过量中链脂肪酸甘油三酯，真空度70Pa、蒸汽温度200°C，清液温度170°C，真空回收的蒸发物由冷凝器收集。即为产品中长链脂肪酸食用油脂。
[0038]最终检产品指标为:用气相色谱检测中链脂肪酸15.7%、液相色谱检测中长链脂肪酸甘油三酯34.23%、长链脂肪酸甘油三酯64.54%、中链脂肪酸甘油三酯1.23%。
【权利要求】
1.一种中长链脂肪酸油脂的生产方法，其特征在于，它包括如下步骤: a、将反应原料11-18重量份数的6-12碳中链脂肪酸甘油三酯和80-100重量份数的16-24碳长链脂肪酸甘油三酯，加到装设有脂肪酶的反应器中，在温度40°C -70°C连续进行酯交换反应；反应时间15-24小时，终止反应，得到中长链脂肪酸甘油三酯组合物为产物A ； b、向产物A中加入饱和碱水，搅拌，至酸价≤1.0mgKOH/g ;饱和碱水的加入量为产物A质量的0.2%-2.0% ;加入吸附剂，充分搅拌，吸附剂的加入量为产物A质量的0.5%-3.0%，过滤后提取清液B; c、清液B进行真空闪蒸，经冷凝分馏得到产品中长链脂肪酸油脂。
2.根据权利要求1所述的中长链脂肪酸油脂的生产方法，其特征在于，所述步骤a中所述中链脂肪酸甘油三酯为8-10碳的辛癸酸甘油三酯，来源于棕榈仁油或椰子油；16-24碳的长链脂肪酸甘油三酯来源于植物油中的大豆油、葵花油、花生油、菜籽油、玉米油、亚麻油、红花油中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的中长链脂肪酸油脂的生产方法，其特征在于，所述步骤a中脂肪酶为固定化脂肪酶，脂肪酶加入量为反应原料质量的0.1%-6.0%，固定化脂肪酶为根酶属霉囷、曲霉属霉囷、毛霉属霉囷、酵母囷和膜脂肪酶中的I种或几种。
4.根据权利要 求3所述的中长链脂肪酸油脂的生产方法，其特征在于，所述步骤a中酯交换反应温度为50°C -70°C。
5.根据权利要求4所述的中长链脂肪酸油脂的生产方法，其特征在于，所述步骤b饱和碱水为氢氧化钠或氢氧化钾的饱和水溶液；吸附剂为硅胶、凹凸棒粘土或活性白土中的I种。
6.根据权利要求5所述的中长链脂肪酸油脂的生产方法，其特征在于，所述步骤c的真空闪蒸为将清液B升温至150°C-180°C，与蒸汽进入真空闪蒸釜快速雾化并进行闪蒸，闪蒸釜的真空度为50Pa -200Pa。
7.根据权利要求1-6任一项所述的中长链脂肪酸油脂的生产方法，其特征在于，所述步骤a中的反应器为带有脂肪酶收集装置的密闭反应器。
8.一种根据权利要求7所述的中长链脂肪酸油脂的生产方法生产的中长链脂肪酸油脂，其特征在于，所述中长链脂肪酸油脂中的中长链脂肪酸甘油三酯的含量为20%-39%，6-12碳中链脂肪酸甘油三酯的含量为1.0%-3.0%，16-24碳长链脂肪酸甘油三酯的含量为60%-77%，中链脂肪酸的含量为11%_18%，产品油脂的酸价为≤1.0mgK0H/g。
【文档编号】C11C1/10GK103897811SQ201410130465
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年4月2日 优先权日:2014年4月2日
【发明者】苑洪德, 张富红, 王延荣, 苑海鹏, 苑海祥 申请人:河北康睿达脂质有限公司