一種丙二醇單硬脂酸酯及其工業生產方法和應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬于化學領域，具體涉及一種丙二醇單硬脂酸酯及其工業生產方法和其乳 化組合物在蛋糕中的應用。
【背景技術】
[0002] 丙二醇脂肪酸酯是20世紀50年代開發的一類人工合成的食品添加劑，其具有良 好的發泡性和乳化性能，它的發泡能力取決于單酯含量，單酯含量越高，性能越好，其常用 作糕點和奶油蛋糕的發泡劑。丙二醇脂肪酸酯作為食品乳化劑，其用量在國外僅次于單甘 月旨、山梨醇酐酯、大豆磷脂等品種，是世界六大食品乳化劑之一。
[0003] 丙二醇單硬脂酸酯是丙二醇脂肪酸酯中最主要的品種。目前，丙二醇硬脂酸酯的 合成方法主要有兩種：（1)由硬脂酸和1，2_丙二醇在催化劑下直接酯化，有使用酸性催化 劑，如濃硫酸、甲基苯磺酸、固體超強酸S042Fe203，也有使用堿性催化劑，如碳酸鉀、氧化鈣、 碳酸鈉等；（2) 1，2-丙二醇與油脂在堿性催化劑下進行酯交換反應。這兩種方法的產物都 是單酯和雙酯的混合物，單酯含量普遍為40~70%，因此，需要對混合物進行分離提純。在國 內，廣東化工研究所對丙二醇單硬脂酸酯的分子蒸餾進行了研究，其得出了蒸丙二醇單硬 脂酸酯的工藝條件為：蒸發面溫度為180°C，冷凝面溫度f50°C，真空度f7Pa;產品純度在 90%以上，然而該工藝條件是針對文獻(張大金.分子蒸餾單硬脂酸甘油酯的研制[J].廣東 化工，1989年第三期）所提出的流程和設備而設定的，不能推廣應用。因此，有必要研發一 種丙二醇單硬脂酸酯工業生產、純化的方法。
[0004] 丙二醇脂肪酸酯常與單雙脂肪酸甘油酯配合使用，以起增效作用。中國專利CN 1745643B公開了一種面包保鮮劑，其包括單甘酯、丙二醇單硬脂酸酯、三聚甘油單硬脂酸 酯、黃原膠等，其可阻止面包品質劣變、霉變，延緩面包老化。經檢索，未發現有丙二醇單硬 脂酸酯和三聚甘油單硬脂酸酯的復配組合物在蛋糕中的應用。
【發明內容】
[0005] 本發明的第一個目的在于提供一種丙二醇單硬脂酸酯工業生產方法以及由該方 法制得的丙二醇單硬脂酸酯，該方法可工業化大批量生產，且工藝簡單、條件易控，制得的 丙二醇單硬脂酸酯純度高。
[0006] 本發明是通過以下技術方案以實現上述目的的：一種丙二醇單硬脂酸酯工業生產 方法，包括以下步驟： 51、 分別將1，2-丙二醇和硬脂酸加熱熔化后過濾； 52、 將1，2-丙二醇抽入反應釜，加入堿性催化劑，攪拌混合25~35min，然后將硬脂酸抽 入反應釜，控制反應溫度為160~180°C，真空度為0. 06~0. 08MPa，進行酯化反應2~4h; 53、 酯化反應結束，出料到中和釜，加入磷酸，在140~150°C下進行中和反應0. 5~lh; 54、 中和反應結束得到粗酯，出料到儲罐靜置； 55、 將粗酯轉入蒸餾器進行四級蒸餾，其中各級蒸餾的條件分別為：一級蒸餾的蒸餾溫 度為175~190°C，真空度150~200Pa;二級蒸餾的蒸餾溫度為175~190°C，真空度彡60Pa;三 級蒸餾的蒸餾溫度為175~190°C，真空度彡50Pa;四級蒸餾的蒸餾溫度為175~190°C，真空 度彡15Pa;收集四級蒸餾的餾分即可得到丙二醇單硬脂酸酯。
[0007] 進一步的，所述1，2_丙二醇和硬脂酸的摩爾比為（2~4) : 1。
[0008] 進一步的，所述堿性催化劑為碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉和碳酸鉀中的一種或多 種。
[0009] 進一步的，所述堿性催化劑的加入量為1，2-丙二醇重量的0. 10~0. 30%。
[0010] 進一步的，所述磷酸的加入量為1，2-丙二醇重量的0. 15~0. 35%。
[0011] 本發明丙二醇單硬脂酸酯工業生產方法控制1，2_丙二醇和硬脂酸的摩爾比為 (2~4): 1，使用1，2_丙二醇重量0. 10~0. 30%的堿性催化劑，結合160~180°C的反應溫度以 及0. 06~0. 08MPa的真空度進行酯化反應2~4h，接著使用磷酸除去堿性催化劑，得到粗酯， 其中丙二醇單硬脂酸酯含量在80%以上，粗酯再經過四級蒸餾，一級蒸餾除去水，二級蒸餾 除去1，2-丙二醇，三級蒸餾除去二酯，四級蒸餾除去1，2-丙二醇和游離酸，最終得到純度 在99%以上的丙二醇單硬脂酸酯。
[0012] 本發明的另一目的在于提供一種乳化組合物，該乳化組合物由上述丙二醇單硬 脂酸酯和三聚甘油單硬脂酸酯組成，所述丙二醇單硬脂酸酯和三聚甘油單硬脂酸酯的 重量比為（1〇~15): (8~12)。該乳化組合物可應用于蛋糕中，其添加比例為面粉重量的 0. 02~0. 04%。
[0013] 該乳化組合物可有效提高蛋糕的品質，比單獨使用丙二醇單硬脂酸酯或三聚甘油 單硬脂酸酯的效果更佳，其中丙二醇單硬脂酸酯和三聚甘油單硬脂酸酯以重量比1. 2:1復 配時效果最佳。
[0014] 因此，與現有技術相比，本發明的優勢在于： 本發明丙二醇單硬脂酸酯工業生產方法可工業化大批量地生產高品質的丙二醇單硬 脂酸酯，其工藝簡單、條件易控、生產成本低，可推廣應用。本發明方法制得的丙二醇單硬脂 酸酯純度高，純度在99%以上。本發明方法制得的純度為99. 9%丙二醇單硬脂酸酯與三聚 甘油單硬脂酸酯復配得到本發明乳化組合物，該乳化組合物應用于蛋糕中，可明顯提高蛋 糕品質，增大蛋糕體積，使蛋糕的組織細膩，膨松舒軟。
【具體實施方式】
[0015] 以下通過【具體實施方式】進一步描述本發明，但本發明不僅僅限于以下實施例。在 本發明的范圍內或者在不脫離本發明的內容、精神和范圍內，對本發明進行適當改進、替換 功效相同的組分，對本領域技術人員來說是顯而易見的，它們都被視為包括在本發明范圍 內。
[0016] 實施例1、本發明丙二醇單硬脂酸酯工業生產方法 51、 分別將91. 3kg的1，2-丙二醇和113. 8kg的硬脂酸加熱熔化后過濾； 52、 將1，2-丙二醇抽入反應釜，加入1，2-丙二醇重量0. 10%的碳酸鈉，攪拌混合 30min，然后將硬脂酸抽入反應釜，控制反應溫度為175°C，真空度為0. 07MPa，進行酯化反 應3h; 53、 酯化反應結束，出料到中和釜，加入1，2-丙二醇重量0. 15%的磷酸，在145°C下進行 中和反應0. 8h; 54、 中和反應結束得到粗酯，出料到儲罐靜置； 55、 將粗酯轉入蒸餾器進行四級蒸餾，其中各級蒸餾的條件分別為：一級蒸餾的蒸餾溫 度為180°C，真空度180Pa;二級蒸餾的蒸餾溫度為185°C，真空度50Pa;三級蒸餾的蒸餾溫 度為180°C，真空度40Pa;四級蒸餾的蒸餾溫度為185°C，真空度10Pa;收集四級蒸餾的餾 分即可得到丙二醇單硬脂酸酯。
[0017] 實施例2、本發明丙二醇單硬脂酸酯工業生產方法 51、 分別將60. 9kg的1，2-丙二醇和113. 8kg的硬脂酸加熱熔化后過濾； 52、 將1，2-丙二醇抽入反應釜，加入1，2-丙二醇重量0. 30%的碳酸氫鈉，攪拌混合 25min，然后將硬脂酸抽入反應釜，控制反應溫度為160°C，真空度為0. 08MPa，進行酯化反 應4h; 53、 酯化反應結束，出料到中和釜，加入1，2-丙二醇重量0. 35%的磷酸，在140°C下進行 中和反應lh; 54、 中和反應結束得到粗酯，出料到儲罐靜置； 55、 將粗酯轉入蒸餾器進行四級蒸餾，其中各級蒸餾的條件分別為：一級蒸餾的蒸餾溫 度為175°C，真空度200Pa;二級蒸餾的蒸餾溫度為190°C，真空度60Pa