第六节油脂深加工及制品

第六节油脂改性及油脂制品油脂改性的目的是通过改变甘油三酸酯的组成和结构，使油脂的物理性质和化学性质发生改变，使之适应某种用途。分提、氢化和酯-酯互换是油脂改性的三种要紧方式，利用这些方式能够将一样的精制食用油脂加工成多种专用油脂制品，如人造奶油、起酥油、代可可脂等，以提高油脂的利用价值。一、油脂分提（一） 分提的原理和方式天然油脂是多种甘三酯组成的混合物，不同甘三酯的熔点有不同。利用油脂中各类甘三酯的熔点不同及溶解度不同，将油脂中不同甘三酯组分分离的进程称之为油脂分提。油脂分提的方式要紧有干法分提、表面活性剂法分提及溶剂分提等。不管哪一种方式，都分为结晶和分离两步，只是不同的方式呈现出不同的特点罢了。（二） 阻碍分提的因素分提进程中力求取得稳固性高、过滤性好的脂晶。由于结晶化发生在固态脂和液态脂的共溶体系里，组分的复杂性及操作条件诸因素都直接阻碍着脂晶的大小和工艺特性。一、油脂品种及其品质不同品种的油脂在脂晶形成和离析的难易上存在专门大的不同。固体脂肪指数较高、脂肪酸组成比较整齐的油品，如棕榈油、棉籽油、米糠油等的分提就比较容易。而某些油脂（如花生油）由于组成其脂肪酸的碳链长短不齐，冷冻取得的脂晶呈胶性晶束，从而难以进行分提。因此，工业分提的可行性第一取决于油脂的品种，即甘三酯的组成。天然油脂中的某些杂质如胶质、游离脂肪酸、甘油二酸酯、甘油一酸酯、过氧化物等对结晶及其分离也产生阻碍。二、晶种和不均匀晶核晶种是指在冷却结晶进程中，第一形成晶核，从而诱导固酯在其周围析晶的物质。一样添加固体脂肪酸作为晶种，以利于脂晶成长。不均匀晶核是指油脂在精制或输送进程中析出的大小不一的晶粒，当转入冷冻结晶时期后，会阻碍脂晶的均匀成长和成熟。因此，油脂冷冻之前，必需将这部份不均匀晶核破坏。通常可将油脂升温到固脂熔点以上，破晶20〜30min,然后再转入正常冷冻工序。3、 结晶温度和冷却速度分提进程中，适宜过滤分离的脂晶必需具有良好的稳固性和过滤性。某种油脂最稳固晶型的取得是由冷却速度和结晶温度决定的。因此在冷却进程中应采纳较大的传热面积及操纵冷却介质的适合温度，使油脂慢慢冷却，以便取得包括液体少的稳固型结晶。4、 结晶时刻由于甘三酯分子中脂肪酸碳链较长，结晶时有过冷现象，低温下的粘度又大，因此自由度小，形成必然晶格的速度较慢，因此达到稳固晶型需要足够的时刻。固脂的结晶时刻与体系黏度、多晶性、某种饱和或不饱和甘三酯结成稳固晶型的性质、冷却速度和达到平稳的速度等因素有关，而且还受结晶塔结构设计的直接阻碍。五、搅拌速度一样采纳具有搅拌装置的结晶罐，以维持油温和各成份的均匀状态，加速结晶速度。但如果是搅拌太猛烈，会使结晶被打碎，致使过滤发生困难。一样操纵搅拌速度为10rpm/min左右。六、活性剂及溶剂分提中取得的脂晶是一多孔性的物质，孔隙和表面吸附有必然量的液体油，常规分提法是无法分离这部份液态油的。向脂晶-油混合体中添加表面活性剂，脂晶由疏水性变成亲水性而移向水相，脂晶孔隙和表面的液态油也会从结晶体中分离出来，从而提高了分提成效。注意在应用表面活性剂时，还要添加电解质助剂。溶剂在分提进程中起稀释作用，可降低体系粘度，从而缩短结晶时刻，取得大而稳固及高纯度的结晶，并提高过滤效率和脱提成效。（三）油脂分提工艺及设备一、油脂分提工艺常规油脂分提工艺是指油脂在冷却结晶及晶、液分离进程中，不附加其他方法的一种分提方式，也称干法分提。最近几年来，大型油脂分提工厂采纳的工艺见图5-53。待分提的精炼（棕榈）油由泵送经板式换热器被加热至大约70°C以后进冷却结晶罐，在轻柔搅拌（大约25rpm）下预冷结晶一按时刻，在现在期采纳冷却水作为冷却介质。当冷却水不能知足油脂更低的冷却温度时，改用更低温度的冷却水（冷冻水）继续进行缓慢的冷却结晶（养晶）一按时刻，现在的搅拌速度减小至大约20rpm。冷却结晶进程终止时，适合的油脂晶体已经形成，用慢速的容积式螺杆泵将结晶油打入膜式过滤机的各滤室进行硬脂和软脂的过滤分离。液态的软脂通过滤布流出进入软脂接收罐，硬脂留在过滤机的滤室中成为滤饼。当过滤机喂料泵的出口压力也即过滤机进油压力达到设定的压力时，停止向过滤机进油，以后用紧缩空气挤压吹饼，将硬脂滤饼中的液体油脂挤压吹扫出来以降低硬脂中的软脂含量。以后打开压滤机使其中的硬脂滤饼落入硬脂接收槽，在硬脂接收槽中硬脂被加热融化为液体油脂，再用泵送至硬脂油储罐。过滤机关闭滤室再次进行过滤分离作业。油脂在冷却结晶罐中的冷却温度和冷却时刻随原料油脂品种及所要求的分提油脂产品熔点的不同而显示出不同。例如，关于24°C棕榈油，在急冷结晶时期应在60〜80min内迅速从60°C降温到20°C，在慢冷养晶时期在32〜40h内缓慢从20C冷却降温至14C。图5-53持续式油脂分提工艺二、油脂分提设备油脂分提工艺中的要紧设备是结晶罐和膜压滤机。冷却结晶罐冷却结晶罐是一个带有碟型封头的立式的竖长圆柱体，内装有上下两套冷却盘管和搅拌轴，在搅拌轴的不同高度位置上固定有假设干组搅拌翅。盘管内可通入冷水对罐内油脂进行冷却，搅拌装置保证了油脂冷却成效的均匀。另外，结晶罐整体采纳聚氨酯发泡材料进行保温,幸免因养晶进程中温度不稳固所造成的晶体结构转变对结晶成效的不良阻碍。膜式压滤机膜式压滤机由假设干个滤板与滤框组成，滤框上覆盖有一块软性的膜片。通过液压活塞使它们形成一体，滤板与滤框之间形成过滤室。滤板中心或角位开有进油孔道。待过滤油脂被泵入膜式过滤机的各滤室后，大部份液态油脂从滤浆中分离，硬脂留在滤室中成为滤饼。接下来膜板对滤饼的机械挤压，使包裹在固体

油脂内的部份液体油脂挤压出来。如图5-54所示。膜式压滤机的优势是，较高的分离效率、较强的耐晶体形态转变的能力、较好的爱惜油脂不受氧化的性能，和过滤快和能耗低。所得硬脂具有较低碘值、高熔点和较陡的固体脂肪曲线（SFI）的特性。而液相质量也更好。与其他形式的过滤机的过滤成效相较，膜式压滤机的操作压力能够达到，棕榈油的液体油脂分离量增加10%。目前，以棕榈油为分提原料油，经单级分提生产的液态油凝固点（浊点）在10°C以下，硬脂熔点为44°C〜52°C。分提工艺趋向两级乃至三级分提。例如将低级分提油进行再分提生产高碘价超液体油（IV>63）和棕榈油中间分提物（IV34〜50）。将碘价>62的超级液态油再分提取得顶级的高碘价液态油（IV=69〜71）和液态油（IV=59〜61）。OLEINOLEIN图5-54膜式压滤机的工作原理二、油脂氢化氢化是在催化剂的作用下，油脂的的不饱和双键与氢发生的加成反映。氢化是一种有效的油脂改性手腕，能够提高油脂溶点，改变塑性，增强抗氧化能力，并能避免回味，具有很高的经济价值。油脂氢化依照氢化深度的不同分为深度氢化和轻度氢化。深度氢化是指几乎将不饱和脂肪酸的双键全数加氢以制取高度饱和的油脂产品。轻度氢化是指严格操纵高不饱和甘油酯的加氢顺序和速度，别离取得不同特性的产品。（一）氢化机理油脂分子中的碳碳双键与氢的加成如下式所示:-CH=CH—+H2f—CH2-CH2-+热量非催化的加氢反映活化能较高，即便在高温下反映速度仍然很慢，多借助于金属催化剂来降低反映活化能。因此，氢化反映是液相（油）、固相（催化剂）和气相（氢气）参与的非均相界面反映。油脂的双键及溶解于油脂的氢被催化剂表面活性点吸附，形成氢-催化剂-双键的不稳固复合物，在必然条件下复合体分解，双键碳原子第一与一个氢原子加成，生成半氢化中间体，然后再与另一个氢原子加成而饱和，并当即从催化剂表面解吸扩散到油脂主体中，从而完成加氢进程。由此可见，催化剂在参与化学反映的进程中，将加氢反映分成了两个步骤，以两个活化能较低的反映取代一个活化能较高的反映，从而提高了氢化速度。半氢化中间体在完成加氢饱和的同时，还可能通过必然的途径恢复反映底物的原结构或形成反式异构体及位置异构体。（二） 催化进程油脂氢化进程中，多相催化反映通常可归纳为以下五个步骤：（1）扩散一氢气加压溶于油中，溶于油的氢和油分子中的双键向催化剂表面扩散；（2）吸附一催化剂的活化中心吸附溶于油中的氢和油分子中的双键，别离形成金属一氢及金属一双键络合物；（3）表面反映一两种络合物的反映活化能较低，相互反映生成半氢化的中间体，进而再与被络合的另一个氢反映，完成双键的加成反映；（4）解吸或脱氢一不管是双键仍是已完成氢化的饱和碳链均能从催化剂表面解吸下来；假设半氢化中间体不能与另一个氢反映，那么已加成上的氢或与原双键碳原子相邻的碳上的两个氢或双键碳原子上原有的那个氢都有可能脱氢。解吸或脱氢均会致使双键位移或异构化；（5）扩散一氢化产品由催化剂表面解吸下来，向油脂主体（反映底物）扩散。多稀酸酯中的任一双键加氢时，一样经历这些步骤。具有五碳双稀结构的多稀酸酯加氢前易共轭化，从而优先被吸附氢化，并产生更多的异构体。（三） 选择性选择性关于氢化反映及其产物有两种涵意，一是指“化学选择性”，即亚麻酸酯氢化成亚油酸酯、亚油酸酯再氢化成油酸酯、油酸酯氢化成硬脂酸酯的速度常数之比；二是指的催化剂的选择性，即某种催化剂催化生成的氢化油在给定的碘值下具有较低的稠度和熔点，称这种催化剂在氢化进程中具有选择性。这两种选择性的涵意均不能定量给出，仅用做相对而言。选择性在油脂氢化中意义重大，依照选择性能够研制、挑选特定氢化条件的催化剂；通过选择性能够操纵氢化产品的脂肪酸组成、理化性质及加工特性。（四）阻碍因素油脂氢化产品在专门大程度上取决于油脂的种类和催化剂的种类，但改变氢化反映条件如温度、压力、搅拌等，能够取得不同品质的氢化油。一、 温度氢化反映与其它化学反映一样，升高温度能加速反映，但受温度阻碍的程度较小。假设在升温的同时，增加搅拌速度或氢气压力，能够使氢气充沛于催化剂表面，完成饱和反映。假设靠单独升高反映温度来增加反映速度，将造成催化剂表面氢散布不充分，提高了选择性，产生较多的异构体。最正确反映温度的选择，必需按原情形和对最终产品的要求综合考虑。经常使用温度为100〜180°C，脂肪酸深度氢化的温度高达200〜220°C。选择性氢化常操纵温度在130〜150C。二、 压力通常油脂工业氢化是在氢气压力为〜下进行的。增大压力可增大氢在油中的溶解度，使催化剂表面吸附的有效氧处于饱和状态，从而加速氢化反映，且对异构化和选择性的阻碍较小。在较低的压力下，催化剂表面吸附的有效氧可能知足不了氢化反映的需求，容易致使异构化，且对选择性的阻碍较大。3、 搅拌速度油脂的多相氢化不仅包括多个持续的和同时发生的化学反映，而且还包括气体和液体在固态催化剂表面的传质物理进程。为了提高传质、传热成效，确保催化剂与油脂、氢气的充分混合，氢化进程必需伴有高效的搅拌混合。搅拌的阻碍与氢化温度互联，低温下搅拌对氢化速度的阻碍小，高温下阻碍显著。在必然的压力下，高效率的搅拌增加了传质速度，催化剂表面吸附有足够的有效氧，可供各类双键加成，且脱氢机率小，因此，选择性小低，异构化少。4、 催化剂要求催化剂对油脂及氢的吸附能力要强，氢化产物易解吸，过滤性好，不易中毒，价钱廉价。催化剂对氢化的阻碍表此刻其种类、结构和浓度等几个方面。不同种类的催化剂对氢化反映有不同的选择性，这对油脂氢化十分重要。经常使用的多相催化剂选择性的强弱顺序为：铜〉钻或钯〉镍或铑〉铂。选择性大的催化剂吸附力强，相同条件下中毒的机率与程度高于选择性低的催化剂，从而致使氢化速度降低。催化剂的表面结构（即孔隙度、孔径大小、孔道长短、比表面积等）决定了它的催化活性，对氢化速度和选择性阻碍较大。一样来讲，氢化速度、选择性与孔隙度和比表面积呈正相关系。催化剂浓度应在确保快速反映的前提下，尽可能降低催化剂利用量。催化剂浓度较低时，增大催化剂浓度将使氢化速度提高，但当催化剂浓度增至必然量时，浓度的转变对反映速度的阻碍甚微。增加催化剂浓度可轻微减小反映选择性及异构化。氢化反映物一油脂和氢气中都存在着必然量的杂质，一些杂质吸附于催化剂表面，解吸困难，从而使催化剂活性中心丧失性能，这确实是催化剂中毒。使催化剂失去活性的物质称为中毒物质。油中中毒物质要紧的含S、N、P、Cl化合物，胶质、香皂、氧化分解产物、游离脂肪酸、水等。气体中毒物质要紧为含硫化合物，如h2s、cs2、so2及SCO等。为避免或减少催化剂中毒，必需深度精制原料油脂（脱胶、碱炼、脱色、脱臭），无皂（＜25ppm），干燥。含硫量高的油脂，如菜籽油、鱼油等，氢化前应用废催化剂将中毒物质预先去除；氢气应干燥、纯净（＞98%）。五、底物油脂氢化速度与组成甘三酯的稀酸种类、数量及其在甘油基团上的位置有关。其规律为：（1）双键越多氢化速度越快；（2）靠近羧基的双键较靠近甲基的双键氢化速度快；（3）顺式双键较反式双键氢化速度快；（4）共轭双键较所有非共轭双键的氢化速度快；（5）1，4-戊二烯结构较非1，4-戊二烯结构的氢化速度快。（五）氢化工艺和设备一、油脂氢化工艺事实上，油脂氢化只是食用氢化油生产进程中的一个工段，总的工艺流程如下所示：毛油f脱胶f脱酸f吸附脱色f氢化f后脱色f脱臭由上述工艺流程可知，以毛油为原料生产氢化油时，整个工艺进程可分为前处置、氢化和氢化后处置三部份。不管是食用级氢化油仍是工业级氢化油在氢化之前都要通过严格的前处置，氢化后处置的深度应依照氢化油的用途或用户的具体要求决定。油脂氢化工艺依照原料通过反映器运动状态的不同分为间歇式和持续式两种；依照氢气通过反映器的特点又可分为充氢的加氢氢化工艺和氢气外循环的加氢氢化工艺。间歇式氢化工艺即待氢化油脂分批进行氢化的工艺，多应用于食用油脂选择性氢化和油脂品种改换较为频繁的油脂氢化生产。持续式氢化工艺是油脂在持续通过氢扮装置时完成氢化进程的工艺，由于生产进程持续自动化而表现出辅助时刻短氢化速度快、催化剂和氢气消耗量小、热能利用率高、生产本钱低、生产效率和经济效益高等诸多优势，更适合于在较长时刻内用同一种原料油脂生产相同产品的大规模工业生产。所谓充氢的加氢氢化工艺是指生产进程的加氢是供给反映器氢气，氢气在反映器内部循环，只有在卸料或放氢时从设备排出。在氢气压力足够时这种方式被普遍采纳。氢气外循环加氢氢化工艺是在氢化反映进程中有大量多余的未反映的氢气从反映器内持续地排出，经分离、冷却、洗涤等进程最后与补充的新鲜氢气一路送回反映器中。这种加氢方式在实际生产中较少采纳。间歇式氢化与持续式氢化相较，因其建设投资低，对原料和产品转变的适应性好，生产灵活，因此是目前应用较多的工艺形式。图5-55所示是油脂间歇式充氢的加氢氢化工艺流程。通过前处置的待氢化原料油脂别离计量后一部份送入预混合罐与催化剂预混合，混合温度在80°C〜120°C，搅拌速度80〜120r/min，催化剂浓度操纵在30%，催化剂用量依照待氢化油脂的品质、催化剂的活性等因素而定，一样用量为％〜％（以整个待氢化油脂重量为基准），混合均匀后进入氢化反映器，其余大部份直接送入氢化反映器。待氢化油在进入氢化反映器之前，要先将氢化反映器抽成真空状态，并维持X104Pa的真空度。在升温进程中，加氢前要维持真空状态一段时刻，以便在达到高温之前除去油脂中的空气和水分，以避免阻碍氢化时氢气的纯度，而致使氢化反映速度的减慢、氢化分解等副反映的加重。当加热盘管中的蒸汽把这批物料加热到所需的操作温度时，即停抽真空，将氢气通入反映器，并通过补充加氢维持所需的压力。氢化时，压力一样操纵在〜，反映温度180C〜200C（终温），一样不超过220C。氢化反映时刻依照原料油脂的品种及氢化油的用途（或碘价降低数）确信。当氢化反映完成后，停止加氢气。将上部空间的氢及积存的杂气通过阻火器放入大气，再将反映器抽真空，冷却盘管中通冷却水，同时开动搅拌器，把油温降至约70°C〜90°C，然后破真空。经冷却降温的物料由输送泵先送到预涂层罐，在此与必然量的过滤助剂混合均匀，再泵入压滤机过滤，最初滤出的浑浊油应返回氢化反映器，待滤液清澈后送至后处置工段进行后脱色，依照氢化油的具体用途，必要时进行脱臭处置。图5-55间歇式充氢的加氢氢化工艺流程】一原料油能"沛泵3一预混合噩4.油泵5.鼠化反应谜&一捕集器7一油泵&阻火器9一过浦机一预深层雄II.油条心化油僮蟠琲油系】4,脱色锻15,捕集器拓.白土加料龈17,油泵佬地机1史浊袖暂存雄20,油杲加脱色油储雄22部集二、油脂氢化设备油脂氢化设备主若是氢化反映器。分批间歇进行油脂氢化作业的反映器（氢化反映釜），又俗称氢化罐，其按搅拌装置的结构不同分为蜗轮式和浆叶式。用于持续式油脂氢化作业的反映器有塔式反映器（又称氢化塔）和管式反映器等。图5-56所示是一种常规的氢化反映釜，它的内部装有转速100r/min〜120r/min的涡轮搅拌器，靠近釜底处装有一个或多个环形氢气鼓泡器，每一个鼓泡器的内外双侧设有两组数量不等、直径为1〜2mm的氢气喷孔，用来均匀地散布氢气。搅拌器能够分散喷入的氢气气泡，从而使氢气通过物料缓慢地上升至顶部空间，增加了氢气与其他物料的接触面积，延长了彼此作历时刻，同时也有利于固体催化剂在反映体系中均匀分散。氢气鼓泡和搅拌的和谐作用有效地提高了氢化反映速度。沿釜体内壁周向设置4〜6组蛇管热互换器，用以物料的加热和氢化产品的冷却。在上封头或釜体上设置检修孔和供料、排料接管和平安阀、温度计、压力表等接管。图5-56氢化反映釜氢化反映釜内部由于强烈的搅拌作用，使油脂、催化剂和氢气在整个反映体系内浓度均衡，操作易于操纵，产品质量容易保证，较多采纳。持续氢化反映器在物料持续不断地流经氢化设备时，容易产生部份物料短路和部份物料滞留现象，氢化反映不易均衡，操作不易操纵，阻碍产品质量，实际生产中较少采纳。油脂氢化的辅助设备有催化剂混合罐、过滤设备、热互换器等。过滤设备用于油脂氢化后悬浮催化剂与氢化油的分离，可采纳板框过滤机，也可采纳叶片式过滤机。三、酯互换酯互换也被称为交酯化，是指油脂或脂肪酸所组成的酯类物质与脂肪酸、醇、自身或其他酯类作用，引发酰基互换而产生新酯的一类反映。酯互换反映同氢化、分提统称为油脂的三大改性方式。目前，酯互换已被普遍应用于食物专用油脂如人造奶油、起酥油、可可脂代用品，和食物乳化剂如甘一酯、甘二酯、蔗糖酯等，还有植物性燃料如生物柴油等生产各领域。酯互换是一类比较复杂的化学反映，人们常依照酯互换进程中所利用的催化剂不同将其划分为化学酯互换反映和酶促酯互换反映两大类。（一）化学酯互换油脂的化学酯互换是指油脂或酯类物质在化学催化剂如酸、碱作用下发生的酰基互换反映。依照酯互换反映中酰基供体的种类（酸、醇、酯）不同，可将其分为酸解、醇解和酯-酯互换。1、 酸解油脂或其他酯在酸性催化剂如硫酸的参与下与脂肪酸作用，酯中酰基与脂肪酸酰基互换生产新酯的反映，称为酸解。O O O O〃 〃 〃 〃R—C—OR'+R〃一C—OH=R〃一C—OR'+R—C—OH酸解反映十分缓慢，并较之醇解反映有更多的副反映，在较高温度下副反映更多。尽管如此，通过酸解反映能够将低分子量的酸引入到由较高分子量脂肪酸组成的油脂中去。也能够将高分子量的酸引入到由低分子量脂肪酸组成的油脂中去。酸解反映完成时，反映混合物中都有过量的游离酸存在，要取得中性产物，须通过利用碱中和或在减压蒸汽蒸馏来除去过量的游离脂肪酸。2、 醇解中性油或脂肪酸一元醇酯在催化剂的作用下与一种醇作用，互换酰基或说互换烷氧基，生产新酯的反映叫醇解。醇解也是可逆反映，酸或碱都可催化醇解反映。O O〃〃R〃OH+R—C—OR'=R—C—OR7+R'OH用H2SO4或无水HCL作催化剂，反映须较高温度和较长时刻。适用的碱催化剂有甲醇钠、氢氧化钠、无水碳酸钾，甲醇钠的成效最好。％甲醇钠、60°C反映2h对各类油脂都较适当，皂化程度很小。在工业上，油脂的醇解反映是十分重要的。它既能够用于制备甘油酯，还能够用于制备脂肪酸酯。3、 酯-酯互换油脂中的甘三酯与甘三酯或其他酯类作用，互换酰基生产新酯的反映叫酯-酯互换。油脂酯互换能够是同一个甘三酯分子内的酰基互换，也能够是不同分子间的酰基互换。依照酯-酯互换反映结果和反映进程不同，可将油脂的化学酯-酯互换（简称化学酯互换）分为随机酯-酯互换与定向酯-酯互换，也常简称为随机酯互换和定向酯互换。（1） 随机酯互换。在酸、碱或金属催化剂的作用下，同种油脂或不同种油脂的甘三酯分子之间或分子内的脂肪酸酰基发生重排，而油脂的总脂肪酸组成未发生转变。酰基的这种互换重排是按随机化原那么进行的，反映所取得的甘三酯的种类是各类脂肪酸在各个甘油基及其三个位置进行排列组合的结果，最终按概率规那么达到平稳状态。这一进程可称作为随机酯互换。通过随机酯互换反映后，油脂的组成、性质及利用性能均发生了转变。（2） 定向酯互换。在可逆的化学反映中，假设产物之一从反映区域移去，那么反映平稳状态发生转变，即趋于再产生更多的被移去产物。因此，通过选择性结晶（或酯-酯互换反映温度低于高饱和度的甘三酯熔点）从油脂或混合油脂的随机酯-酯互换产物中除去三饱和酸甘油酯（或使之以固相形式析出而且再也不参加反映）从而引导所有饱和脂肪酸有效地转化为三饱和酸甘油酯，这种方式称为定向酯互换。经酯-酯互换的油脂产品已应用到人造奶油、糖果用脂、起酥油等行业中。（二）酶促酯-酯互换酶促酯互换是利用酶作为催化剂的酯互换反映。酶按来源可分为动物酶、植物酶、微生物酶/酶促酯互换较化学酯互换有独特的一面：专一性强（包括脂肪酸专一性、底物专一性和位置专一性）；反映条件温和（一样常温即可发生反映）；环境污染小；催化活性高，反映速度快；产物与催化剂易分离，且催化剂可重复利用；平安性能好等。因此，酶法酯互换被普遍地用于油脂改性工业中。用于油脂工业的脂肪酶的种类不同，其催化作用也不同。人们常依照催化的特异性，将其分为三大类。包括非特异性脂肪酶；1,3-特异性脂肪酶；脂肪酸特异性脂肪酶。脂肪酶既可用于油脂的水解也可应用于油脂的酯互换反映中。酶法酯互换反映的机理是成立在酶法水解反映的基础之上的。当脂肪酶与油脂混合静置，可逆反映开始，甘油酯的水解及再合成作用同时进行，这两种作用使酰基在甘油分子间或分子内转移，而产生酯互换的产物。在水含量极少的条件下（但不能绝对无水），限制油脂的水解作用，而使酯互换反映成为要紧反映。不同种类的脂肪酶催化油脂酯互换反映的进程与产物也不同。利用非特异性脂肪酶作为油脂酯互换反映的催化剂，其产物类似于化学酯互换所取得的产物。非特异性脂肪酶对甘油酯作用的位置无特异性，此种脂肪酶在含水量高的情形下，将甘三酯分解为游离脂肪酸和甘油，仅有少量的中间产物如甘一酯、甘二酯存在。1,3-特异性脂肪酶催化甘三酯的sn-1,3位，其产物包括游离脂肪酸、-甘二酯及2-甘一酯。因为甘一酯（DG）及甘二酯（MG）不稳固，尤其是2-甘一酯极不稳固，易进行酰基转移作用产生甘二酯及1.（3）-甘一酯。因此，利用此种酶时，要严格操纵反映条件，反映时刻也不易太长，不然会产生许多不希望取得的副产物。脂肪酸和游离脂肪酸的混合物可作为脂肪酶的催化基质，在此条件下特定的游离脂肪酸与特定的酰基互换，产生新的甘三酯。脂肪酸特异性脂肪酶对甘油酯分子上特异性的脂肪酸产生解离互换。（三）阻碍酯互换的因素酯-酯互换反映的速度因催化剂的种类、利用量和反映温度的不同而异。另外，酯互换原料油脂的品质对反映可否顺利进行也有明显的阻碍。一、 催化剂油脂在没有催化剂的条件下，温度达到250°C左右才部份酯互换且速度较慢。为了降低反映温度和加速反映速度，必需利用催化剂。目前经常使用于食用油酯互换的催化剂为甲醇钠、氢氧化钠、金属钠、钠钾合金等。另外，还可用脂肪酶作生物催化剂。酶促酯互换具有催化活性高、专一性好、副产物少、能在温和的条件下（常压、常温）起催化作用、简化工艺、降低能耗等特点。二、 反映温度酯-酯互换反映的温度愈高，反映速度愈快。温度不仅阻碍反映速度，而且阻碍反映平稳的方向。交酯反映是可逆反映。当反映温度高于熔点时，化学平稳向正反映方向移动，即进行随机酯互换。当反映温度低于熔点时，化学平稳向逆反映方向移动，即进行定向酯互换。3、原料油品质为了确保催化剂的功效，原料油脂必需尽可能少地含催化剂毒。所谓催化剂毒，确实是指水、游离脂肪酸和过氧化物等减弱和破坏催化剂功效的物质，因此原料油最好通过精炼，降低酸价并达到理想的干燥程度，在充氮的情形下进行交酯反映。（四）酯互换工艺酯互换工艺有随机酯互换和定向酯互换两种。图5-56表示了用甲醇钠作催化剂随机酯互换的工艺流程。例如：将脱过酸的猪油在150-180°C，2kPa（15mmHg）绝对压下进行真空干燥，然后冷却到50C，进入中间罐，将其中的一部份用泵送到催化剂浆液罐中与粉末状的甲醇钠混合成浆料，并按必然比例注入从中间罐送来的猪油里，在反映器中的滞留时刻约10分钟，反映终止后，加水并在混合机混合，使催化剂钝化，送到离心机将生成的油脚分离。水蒸, 水披弋L主陶油欤水——水蒸, 水披弋L主陶油欤水——带嫁油——催化剂图5-56用甲醇钠作催化剂随机交酯工艺流程四、食用油脂制品食用油脂制品是指以全精炼食用油为要紧原料经进一步的深加工或改性后所得的具有特殊用途的油脂产品，例如起酥油、人造奶油、代可可脂、蛋黄酱等。（一）人造奶油一、人造奶油的概念和标准依照国际标准，人造奶油的概念为：人造奶油是可塑性或液体乳化状食物，主若是油包水型（W/O），原那么上是用食用油脂加工而成。这种食用油脂不是，或要紧不是从乳中提取的。依照国际标准规定的人造奶油特性，我国在人造奶油专业标准中概念人造奶油为精制食用油脂添加水及其它辅料，经乳化、急冷捏合加工而成的具有天然奶油特色的可塑性油脂制品。二、人造奶油的种类人造奶油可分成两大类：家庭用人造奶油和食物工业用人造奶油。家庭用人造奶油。这种人造奶油要紧供就餐时食用，直接涂抹在食物上或用于烹饪。市场上销售多为小包装，要紧有以下几种类型：硬质人造奶油；软质人造奶油；健康型人造奶油；低热量型人造奶油；流动性人造奶油；烹饪用人造奶油。食物工业用人造奶油。食物工业用人造奶油理事实上是一类乳化型的起酥油。分着色、白色、含盐和不含盐几类。从用途上分为如下几类：通用型人造奶油；专用人造奶油；逆相人造奶油；双重乳化型人造奶油；调合人造奶油。3、人造奶油的基料和辅料基料油脂。人造奶油基料油脂多种多样，它包括动物油、植物油和它们的氢化或酯互换改性油。随着人们保健意识的增强，以植物油脂为主体基料已成为现今人造奶油的进展趋势。目前经常使用的原料油脂有：动物油-牛脂、猪脂；氢化动物油-鱼油、牛脂及猪脂氢化产品；植物油-大豆油、棉籽油、玉米油、花生油、椰子油、棕榈油、棕榈仁油、葵花籽油、菜籽油、米糠油、和红花籽油等；植物氢化油-植物油脂的选择性氢化产品；酯互换改性动植物油。以上油脂必需通过严格的精炼，其品质除符合高级烹饪油或色拉油标准外，茴香胺值(AnV)、总氧化值(TV)、重金属和微生物应低于极限许诺值。所有基料油应是新鲜加工产品。辅料。用于人造奶油的要紧辅料有以下几种。水：必需是纯净或通过严格处置(杀菌消毒、深层过滤、脱除金属离子等)符合卫生标准的直接饮用水。乳成份(蛋白质)：牛奶、脱脂乳和喷雾干燥乳清是经常使用的蛋白源。近代人造奶油生产多利用喷雾干燥乳清蛋白，并已酪朊酸钾增补。乳化剂：经常使用的乳化剂有卵磷脂、硬脂酸甘一酯及蔗糖单脂肪酸酯。硬脂酸甘一酯是W/O型乳化剂，蔗糖单脂肪酸酯能组成O/W型乳状液，而卵磷脂那么具有双重乳化功能。为了取得理想的乳状液，一样需通过功能性实验优选两种或两种以上的乳化剂。调味剂：主若是食盐，添加量一样为1%〜3%，有时还适量添加些谷氨酸纳（%〜%），糖可降低水分活度，有助于防腐，可知足甜食者的需求。保鲜剂：保鲜剂包括抗氧化剂、金属络合物和抗微生物剂。一样对富含亚油酸或动植物油混合型人造奶油制品，均添加抗氧剂。经常使用的抗氧剂ve、bht、BHA、PC、TBHQ等，也可添加柠檬酸作为增效剂。经常使用的金属络合剂有柠檬酸、柠檬酸盐和EDTA等。经常使用的抗微生物剂有山梨酸、安息香酸、乳酸、苯甲酸及其钠盐等。风味香料剂：可用来仿效天然奶油风味的香料有几十种。它们的要紧成份为丁二酮、丁酸、丁酸乙酯等。在制品中的浓度一样为1〜4ppm。着色剂：为了仿效天然奶油的微黄色，有时需加入少量着色剂。要紧的着色剂是B-胡萝卜素和柠檬黄，第二还有含类胡萝卜素的天然提取物如胭脂树橙、胡萝卜素籽油等。维生素：天然奶油含有丰硕的维生素A和少量维生素D。为了提高人造奶油营养价值，需添加VA（用加入6-胡萝卜素或维生素A酯来代替），强化人造奶油制品Va量要求不低于4500IU/100g油。4、人造奶油生产工艺与设备持续式人造奶油生产的工艺流程如图5-57所示。其中包括原辅料的调合、乳化、急冷捏合、包装、熟成五个时期。图5-57人造奶油的大体工艺流程⑴调合。原料油按必然比例经计量后进入调合锅调匀。油溶性添加物（乳化剂、着色剂、抗氧化剂、香味剂、油溶性维生素等）在用油溶解后加入调合锅。水溶性添加物（食盐、防腐剂、乳成份等）用水溶解成均匀的溶液后备用。（2） 乳化。油、水相混合温度60°C左右，混合进程必需充分搅拌，使所有组分充分分散，形成液滴粒度适宜、结构稳固的乳状液。冷却至30C〜40C后转入塑化生产线上带有搅拌的中间罐。（3） 急冷捏合。预冷至30C〜40C的乳状液由高压泵以压强输入急冷机（A单元），利用液态氨急速冷却，物料通过急冷机温度降为10C，现在料液已降至油脂熔点以下，析出晶核。晶核还需要通过一段时刻使结晶成长。若是让过冷液在静止状态下完成结晶，就会形成固体脂结晶的网状结构，形成硬度专门大的整体，没有可塑性。要得到必然塑性的产品，必需在形成整体网状结构前进行机械捏合。食物工业用人造奶油必需通太高效的捏合机（B单元），打坏形成的网状结构使它从头结晶，降低稠度，增加可塑性。B单元对物料猛烈搅拌捏合，并慢慢形成结晶。由于结晶产生的结晶热（50千卡/千克），搅拌产生的摩擦热，出B单元的物料温度升至20-25C，现在结晶完成了70%左右，但仍呈柔软状态。家庭用软型人造奶油若是进行过度的捏合，反而会有损其风味，因此A单元出来的物料不经B单元，而是进入滞留管（静止管）进行适当强度的捏合。（4） 包装、熟成。从捏合机出来的人造奶油，要当即送往包装机。有些需成型的制品那么先经成型机后再包装。包装好的人造奶油，置于比溶点低10C的仓库中保留2-5日，使结晶完成，这项工序称为熟成。5、人造奶油的加工设备生产人造奶油的关键设备是急冷机和捏合机。制造急冷机和捏合机比较闻名的有美国的Votator、德国的Kombinator和丹麦Perfecter等。（1） 急冷机（A单元）。它是由2〜3个冷却筒组成的急冷设备。其内的旋转轴上装有两列刮刀，冷却筒内表面上形成的结晶被高速旋转（300〜800r/min）的刮刀刮离，始终露出新的冷却面，以维持高效传热。旋转轴是空心的，工作时，轴中心可通入50〜60C的热水，避免轴上因粘结固化的结晶而造成堵塞。物料通道为10m左右的环形通道。物料在A单元停留时刻5〜10s。（2） 捏合机（B单元）。它的直径比A单元大很多。有的捏合机有夹套，必要时可进行调温。物料通过B单元时，受到固定翅和活动搅拌翅的强烈搅拌捏合，搅拌轴可依照需要在20〜300r/min之间调剂。物料在内停留数分钟。起酥油1、起酥油的概念一样来讲，起酥油(Shortening)是指精炼的动物油脂、植物油脂、氢化油或上述油脂的混合物，经急冷捏合或不经急冷捏合加工而成的具有可塑性、乳化性等功能特性的固体状或流动状油脂制品。起酥油一样不宜直接食用，而是用来加工糕点、面包或煎炸食物等，它必需具有良好的加工性能。二、起酥油的加工特性起酥油的加工特性包括可塑性、起酥性、酪化性、乳化性、吸水性、氧化稳固性和油炸性。对其加工特性的要求因用途不同而重点各异。其中，可塑性是最大体的特性。可塑性。起酥油一样是有可塑性的固体乳白色油脂，其外观和稠度近似猪油，在外力小时不易变形，外力大时易变形，可作塑性流动。温度高时变软，温度低时变硬。起酥性。起酥性是批烘焙糕点具有酥脆易碎的性质。酪化性。把起酥油加到混合面浆中去以后，高速搅打，于是面浆体积增大。这是由于起酥油裹吸了空气，并使空气变成了细小的气泡。油脂的这种含气性质就叫酪化性。乳化性。通常起酥油中含有必然量的乳化剂，因此它能与鸡蛋、牛奶、糖、水等乳化并均匀分散在面团中，增进体积膨胀，而且能加工出风味良好的面包和糕点。吸水性。可塑性油脂具有必然的吸水性。起酥油的吸水性取决于两个因素，一是自身的可塑性，二是添加的乳化剂。氧化稳固性。与一般油脂相较，起酥油的氧化稳固性好。这是因为原料中利用了经选择性氢化的油。其中全氢化植物性型起酥油成效最好，动物性油脂那么必需利用BHA或生育酚等抗氧化剂。油炸性。起酥油在油炸的持续高温下不易氧化、聚合、水解和热分解。起酥油经常使用来油炸寄存期较长的食物，在炸面包圈时，还能够避免表面砂糖脱落。3、起酥油的原料和辅料(1)原料油脂。生产起酥油的原料有两大类；植物性油脂如豆油、棉籽油、菜籽油、椰子油、棕榈油、米糠油及它们的氢化油。动物性油脂如猪油、牛油、鱼油及它们的氢化油。油脂都是通过专门好精炼的，氢化油必需是选择性氢化油。(2)辅料。起酥油的添加剂有乳化剂，抗氧化剂，消泡剂，氮气等，有时还要加入一些着色剂和香料。4、起酥油的生产工艺起酥油的性状不同，生产工艺也有所不同。可塑性起酥油的生产工艺可参阅图5-57。其中包括原料的调合、急冷捏合、包装、熟成四个时期。具体进程如下：原料油(按必然比例)经计量后进入调合罐。添加物在事前用油溶解后倒入调合罐(假设有些添加物较难溶于油脂，可加一些互溶性好的丙二醇，帮忙它们专门好分散