專利名稱：：丙二醇脂肪酸酯及其制備方法
技術領域：
：本發明屬于食品添加劑領域，涉及一種可增加乳制品奶香味的食品乳化劑，尤其涉及一種丙二醇脂肪酸酯及其制備方法。
背景技術：
：食品乳化劑是最重要的一類食品添加劑，除具有典型的表面活性劑作用外，還能與食品中的碳水化合物、蛋白質、脂類等發生特殊的相互作用，可廣泛應用于乳制品、肉制品、面制品等各類食品。我國乳制品產、銷量增長迅速，特別是最近幾年，平均以百分之二十多的速度遞增。因此，乳制品行業是一個朝陽產業，其發展前景十分樂觀。但是，乳制品在國內的推廣并非一帆風順，究其原因，種類、價格等固然重要，其口感適口與否也是影響乳制品銷量與市場占有率的直接因素，在乳制品中的乳香味很大一部分來自不同的脂肪酸組成的脂類物質，但在天然奶中它們的含量往往很低，達不到人們的感覺閾值，導致乳香不足、口感不好，致使很多人不愿意喝奶。目前乳制品的增香主要靠添加香精、香料等彌補乳制品香味不足或掩蓋某些異味，但常見的香精往往需要一定時間的滲透才會和乳制品成為均一體，而且香精有揮發性，在儲存過程中香味容易揮發損失，造成產品在保質期內每天的香味都不一樣，所以加香精的乳制品品質很難統一。更重要的是添加香精的產品在品嘗時能明顯感受到香精的存在，特別是香精未完全滲入產品中時，會給消費者帶來不真實的感覺，直至影響適口性，影響消費者的購買欲望，進而影響銷量。另外，添加食用油脂也能提高奶香味，但作用有限。各乳制品廠家對乳制品調香均作為一個重要的技術手段加以研究、控制。
發明內容本發明要解決的技術問題是提供一種添加在乳制品中具有增香、乳化雙重作用的丙二醇脂肪酸酯。.本發明進一步要解決的技術問題是提供一種工藝簡單、條件溫和的丙二醇脂肪酸酯的制備方法。為達到上述目的，本發明采用如下技術方案一種丙二醇脂肪酸酯，由丙二醇與A、B和C三種脂肪酸為原料在堿性催化劑存在下酯化而成，其中，原料A為乙酸、丁酸中的一種或兩種，原料B為戊酸、己酸中的一種或兩種，原料C為棕櫚酸、油酸、亞油酸、硬脂酸中的至少三種。原枓中各組分的重量份數是丙二醇35-80份、乙酸0.1-2.5份、丁酸0.02-2.5份、戊酸0.02-2.5份、己酸0.02-3.0份、棕櫚酸1-40份、油酸1-10份、亞油酸1-5份、硬脂酸10-50份、堿性催化劑0.3-3.0份。堿性催化劑優選碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或一種以上。丙二醇脂肪酸酯的制備方法為在堿性催化劑催化下，先將丙二醇、原料C在225-245。C時保溫40-60分鐘酯化，然后再將溫度降到210-230°C，加入原料B保溫30-60分鐘酯化，然后再將溫度降到190-210°C，加入原料A保溫60-120分鐘酯化，之后降溫到12(TC出料，得本發明產品丙二醇脂肪酸酯；其中，原料中各組分的重量份數是丙二醇35-80份、乙酸0.1-2.5份、丁酸0.02-2.5份、戊酸0.02-2.5份、己酸0.02-3.0份、棕櫚酸l-40份、油酸1-10份、亞油酸l-5份、硬脂酸10-50份、催化劑0.3-3.0份。原料丙二醇為l，2丙二醇或者1，3丙二醇。本發明丙二醇脂肪酸酯添加到奶制品中，有著輔助增香效果，不同的丙二醇脂肪酸酯添加量配合好時可以使奶香味大大提高，增香效率遠高于油脂，并且感覺自然、醇厚。一定比例組成的脂肪酸與丙二醇酯化而成為增香型乳化劑，在乳及乳制品中添加后不僅有著優異的增香效果、提高乳制品的品質、改善口感，提高乳制品的檔次，.而且由于丙二醇脂肪酸酯本身就是一種很好的乳化劑，還能起到穩定產品體系，防止乳脂析出、保護蛋白質等作用，減少其它乳化劑的添加量，為使用者進一步減少生產費用。本發明工藝簡單、反應條件溫和，易操作，具有廣闊的工業化前景。具體實施方式實施例l，丙二醇脂肪酸酯的制備其中各原料重量份數為乙酸0.1份，戊酸0.02份，己酸3.0份，棕櫚酸40份，油酸1份，亞油酸1份，硬脂酸50份，丙二醇55份，碳酸鈉0.3份。合成方法為在催化劑碳酸鈉存在下，先將丙二醇、棕櫚酸、油酸、亞油酸、硬脂酸在225'C時保溫60分鐘酯化，然后再將溫度降到21(TC，加入戊酸、己酸保溫60分鐘酯化，然后再將溫度降到190°C，加入乙酸保溫120分鐘酯化，之后降溫到12(TC出料即可得本發明產品丙二醇脂肪酸酯。實施例2，丙二醇脂肪酸酯的制備其中各原料重量份數為丁酸2.5份，戊酸2.5份，棕櫚酸1份，亞油酸5份，硬脂酸10份，油酸1份，丙二醇35份，碳酸鉀1.0份、碳酸氫鈉1.0份、碳酸氫鉀1.0份。合成方法為在催化劑碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀存在下，先將丙二醇、棕櫚酸、亞油酸、硬脂酸、油酸在245。C時保溫40分鐘酯化，然后再將溫度降到230°C，加入戊酸、保溫30分鐘酯化，然后再將溫度降到21(TC，加入丁酸保溫60分鐘酯化，之后降溫到12(TC出料，得本發明產品丙二醇脂肪酸酯。實施例3，丙二醇脂肪酸酯的制備其中各原料重量份數為乙酸1.3份，己酸1.5份，亞油酸3份，硬脂酸50份，棕櫚酸3份，丙二醇80份，氫氧化鉀1.7份。合成方法為在催化劑氫氧化鉀存在下，先將丙二醇、亞油酸、硬脂酸、棕櫚水溶液采用萃取回收苯酚，使廢水中酚含量降至300ppm以下，可直接進行生化處理。鄰/對苯二酚精餾塔采用熱媒油獨立循環分級冷凝/加熱方式，精餾塔提餾段采用垂直篩板、精餾段采用高效規整填料，精餾塔冷凝器、再沸器采用塔內嵌入式結構，同時解決了二元酚熱敏損失大、分離收率偏低、能耗高等技術難題。附圖1是苯酚羥基化反應液分離提純的流程中標號表示l一羥基化反應液；2—脫水塔；3—含酚水溶液；4一萃取塔；5—廢水；6—脫溶劑塔；7—苯酚；8—脫苯酚主塔；9一脫苯酚副塔；10~4卩苯二酚精餾塔；1H苯二酚；12—對苯二酚精餾塔；13—對苯二酚；14一脫焦塔；15—焦油。附圖2是鄰/對苯二酚精餾塔結構示意中標號表示l一嵌入式冷凝器；2—冷凝液受液盤；3—髙效規整填料；4一進料口；5—垂直篩板；6—嵌入式再沸器；7—冷凝液再分布器。具體實施方式下面通過具體實施例來詳細描述本發明。但必須說明的是，本發明的保護范圍不局限于這些實施例，本發明既適用于各種類型的催化劑催化的苯酚羥基化反應液的分離制備鄰/對苯二酚的過程，也廣泛應用于其它熱敏性物系的精餾和吸收系統。實施例1將質量組成為37.8%水、52.8%苯酚、4.5%鄰苯二酚、2.7%對苯二酚、2，2%焦油的苯酚羥基化反應液以200kg/h流量送入脫水塔[2]，脫水塔[2]常壓操作，回流比0.2，塔釜溫度185~190'C。塔頂得到質量百分含量為10.4%苯酚的水溶液[3],其中質量百分含量為38%的酸0.02份，戊酸0.02份，己酸0.02份，棕櫚酸20份，油酸10份，亞油酸1份，硬脂酸10份，丙二醇60份，碳酸氫鈉2份。合成方法為在催化劑碳酸氫鈉存在下，先將丙二醇、棕櫚酸、油酸、亞油酸、硬脂酸在245。C時保溫60分鐘酯化，然后再將溫度降到225'C,加入戊酸、己酸保溫60分鐘酯化，然后再將溫度降到210°C，加入乙酸、丁酸保溫120分鐘酯化，之后降溫到12(TC出料，得本發明產品丙二醇脂肪酸酯。本發明加入到乳制品中表現出的增香、乳化功效，具體數據及說明如下1、本發明與常用香精在牛奶中應用效果對比表l本發明與常用香精在牛奶中應用效果對比~~揮發性穩定性:短涵——.—莉^y^f—]麗—稀麗-...'^玩麗^"-—本發明實施新鮮、濃郁、醇厚、不易揮發耐高溫穩定產品體系，改善產,，自然奶香，持久品結構例17—k]表i可知，本發明與市售常用香精對比，在牛奶中使用后不僅增香效果明顯，而且能改善產品品質。2、本發明與常用乳化劑在牛奶中應用效果對比表2本發明與常用乳化劑在牛奶中應用效果對比乳化劑添加量Cl雇均質后吸光度離心后吸光度/R2R2/Ri0香味平淡，短留香0.7020.4140.590本發明實施例11.5香味濃郁、持久留香0.8520.7250.851分子蒸餾單硬脂酸甘1.5香味一般、留香0.8410扁0.809油酯短暫蔗糖脂肪酸酯1.5香味一般、留香中等0.8930.6280.703丙二醇脂肪酸酯(巾一1.5香味平淡，留香0.7760.5040.649售)短注l.Ri表示乳化劑的乳化能力，值越大說明乳中各種物質分散越均勻，即該乳化劑乳化能力越強；R2表示經破壞試驗后乳化劑的乳化能力，值越大說明該乳化劑抗破壞能力越強；R2化表示乳化劑的乳化穩定性，值越大說明該乳化劑乳化穩定性越好。2.香味從淡到濃依次為平淡、一般、較香、濃郁，下同。表2結果顯示，本發明與巿售常用乳化劑對比，在牛奶中使用后不僅有著優良的乳化、穩定效果，而且增香效果明顯，增加的是純正的奶香。3、與常用乳化劑在酸奶中應用效果對比表3本發明與常用乳化劑在酸奶中應用效果對比乳化劑名稱添加量(％。)香味細膩度稠度發酵速度/0一般.一般稠厚正常本發明實施例32濃郁，純正很細膩稠厚正常丙二醇脂肪酸酯(市2一般較細膩稠厚正常售)分子蒸餾單硬脂酸甘2一般一般稀慢油酯蔗糖脂肪酸酯2一般一般稀慢由表3可以看出，與市售乳化劑相比，本發明在酸奶中使用后不僅增香效果明顯，而且有著優良的乳化穩定效果，對發酵速度沒有影響，不影響酸奶的稠度。4、在甜牛奶、花色奶中的增香、穩定效果:表4本發明實施例4在甜牛奶、花色奶等中的增香、穩定效果<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>注1.以上穩定性試驗是在300mL的玻璃瓶中，加入275mL均質后的花色奶，殺菌后放置15天觀察的結果。2.頭香是指乳的入口香味，體香是指吞咽過程中表現的香味，尾香指吞咽后表現出的香味。由表4可以看出，本發明在甜牛奶、花色奶中增香效果同樣突出，甜味物質及風味物質不影響其香味的釋放，還能減少脂析。5、在冰淇淋中的應用效果表5本發明與其它乳化劑在冰淇淋中應用效果對比<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>注按如下配方生產冰淇淋全脂奶粉7%，蔗糖8%，淀粉糖漿6%，麥芽糊精4%，棕櫚油4%，乳清粉1%，安賽蜜0.01%，復合穩定劑0.2%--0.25%,乳化劑0.2%。本發明同樣適用于冰淇淋，表5顯示，在冰淇淋中添加后，樣品不但奶香濃郁、飽滿，而且組織狀態光滑細膩，均優于對比乳化劑組。膨脹率差別不大。6、本發明與分子蒸餾單甘酯的配伍性實驗表6本發明與分子蒸餾單甘酯配伍增香試驗結果<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>由表6可以看出，在牛奶中添加乳化劑做增香試驗，本發明與分子蒸餾單甘酯以合適的比例配伍，以本發明1.5%。與分子蒸餾單甘酯0.5%。配伍后價效比最佳，添加后使產品頭香、體香、尾香等香味濃郁、飽滿，留香持久，二者有協同增效作用。7、本發明與蔗糖脂肪酸酯的配伍增香試驗表7本發明與蔗糖脂肪酸酯的配伍增香試驗乳化劑及添加量'頭香體香尾香留香時間由表7可以看出，在牛奶中添加乳化劑做增香試驗，本發明與蔗糖脂肪酸酯配伍使用，二者不相互拮抗。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>權利要求1、一種丙二醇脂肪酸酯，其特征在于由丙二醇與A、B和C三種脂肪酸為原料在堿性催化劑存在下酯化而成，其中，原料A為乙酸、丁酸中的一種或兩種，原料B為戊酸、己酸中的一種或兩種，原料C為棕櫚酸、油酸、亞油酸、硬脂酸中的至少三種。2、如權利要求1所述的丙二醇脂肪酸酯，其特征在于原料中各組分的重量份數是丙二醇35-80份、乙酸0.1-2.5份、丁酸0.02-2.5份、戊酸0.02-2.5份、己酸0.02:3.0份、棕櫚酸1-40份、油酸1-10份、亞油酸1-5份、硬脂酸10-50份、堿性催化劑0.3-3.0份。3、如權利要求1或2所述丙二醇脂肪酸酯的制備方法，其特征在于堿性催化劑是碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或一種以上。4、丙二醇脂肪酸酯的制備方法，其特征在于在堿性催化劑存在下，先將丙二醇、原料C在225-245匸時保溫40-60分鐘酯化，然后再將溫度降到210-230°C，加入原料B保溫30-60分鐘酯化，然后再將溫度降到190-210°C，加入原料A保溫60-120分鐘酯化，之后降溫到12(TC出料，得本發明產品丙二醇脂肪酸酯；其中，原料中各組分的重量份數是丙二醇35-80份、乙酸0.1-2.5份、丁酸0.02-2.5份、戊酸0.02-2.5份、己酸0.02-3.0份、棕櫚酸1-40份、油酸1-10份、亞油酸1-5份、硬脂酸10-50份、堿性催化劑0.3-3.0份。5、如權利要求4所述丙二醇脂肪酸酯的制備方法，其特征在于原料丙二醇為1，2丙二醇或者1，3丙二醇。6、如權利要求4或5所述丙二醇脂肪酸酯的制備方法，其特征在于堿性催化劑是碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或一種以上。全文摘要本發明公開一種丙二醇脂肪酸酯及其制備方法，該丙二醇脂肪酸酯是由丙二醇與A、B和C三種脂肪酸為原料在堿性催化劑存在下酯化而成，其中，原料A為乙酸、丁酸中的一種或兩種，原料B為戊酸、己酸中的一種或兩種，原料C為棕櫚酸、油酸、亞油酸、硬脂酸中的至少三種。本發明按不同比例組成的脂肪酸與丙二醇按一定工藝酯化后有著優異的增香效果，不僅可以提高乳制品的品質、改善口感，提高乳制品的檔次，而且還能穩定產品體系，具有防止乳脂析出、保護蛋白質等作用。文檔編號C07C67/00GK101225044SQ20081004920公開日2008年7月23日申請日期2008年2月1日優先權日2008年2月1日發明者喬占超,鄭心羽申請人:河南興泰科技實業有限公司