朱敏 李熊伟

(浙江树人大学生物与环境工程学院,浙江 杭州 310004)

0 前言

食品乳化剂是指在食品加工过程中能使互不相溶的液体(水与油)形成稳定乳浊液的添加剂,主要以脂肪酸多元醇酯及其衍生物产品和天然乳化剂大豆磷脂及深加工产品为主。用量*大的是单脂肪酸甘油酯,其他还有司盘、吐温 、丙二醇酯、木糖醇酯、甘露醇酯、硬酯酰乳酸钠和钙、大豆磷脂等20多个品种,产量超过了3万吨。当前世界食用乳化剂消费量已超过40万吨。我国食品乳化剂品种还远远少于国外,开发更多的性能优异的乳化剂新品种,对繁荣我国的食品乳化剂的发展是有益的。近几年来我国食品工业的快速发展,刺激和推动了食品添加剂的生产和发展,促进了其生产技术、产量、质量的提高及产品结构的调整。因而我国的食品添加剂工业蕴藏巨大的市场潜力。食品添加剂行业因而有了良好的发展机遇。面对市场的机遇和挑战,我国食品添加剂应不断地开发新的产品,加大技术开发力度,提高产品的质量和档次,才能使自已得以发展。我们开发的月桂酰乳酸钠是硬脂酰乳酸钠的系列衍生产品,从产品的结构来看,月桂酸是属中碳链的脂肪酸,因而它的乳化性能优于硬脂酸,产品更具亲水性,在水包油或油包水的乳化液中,是一只性能优异的乳化剂产品。特别在面食加工中有着很广的用途,并可广泛用于各种食品加工中。将其与其它乳化剂进行复配,能提高其亲水性,使乳化性能更好。中碳酸不但在乳化性能上好,并且在人体吸收上和食品防腐性能上也有其独特的功效。目前这一产品在国内还没有被开发,在国内外报道都很少见。因而我们开发月桂酰乳酸钠这一新型的食品乳化剂,在性和性能上会比硬脂酰乳酸钠有更好的性能。产品在现在的食品添加剂市场中将会有好的前景。

1 月桂酰乳酸钠的物化性质

产品呈蜡状白色至浅黄色固体物质。熔点73~77e。有焦糖气味。可分散于水及甘油中形成凝胶。亲水亲油平衡值 为10~12,在水溶

液中呈稳定的乳浊液,是水包油(/)型乳化剂。有明显的吸水性,并有明显的水解性和热敏性,在酸/碱催化下水解生成月桂酸、乳酸或相应的盐。在热负荷下酸值增大且会黑。能与蛋白质发生强烈的相互作用,还能与直链淀粉相互作用形成不溶性复合物,从而能抑制淀粉老化并保持烘烤食品的新鲜度。

2 质量指标

月桂酰乳酸钠的质量指标:

钠含量: 3.3~6.5 %

总乳酸:42.0~48.0 %

酸值:35.0~60.0

酯值:180~220

砷值:[0.0003 %

重金属:[0.0010 %

本指标是参考硬脂酰乳酸钠质量指标制定的硬脂酸乳酸钠按/规定,应符合下列质

量标准:钠含量2.5~5.0%,总乳酸31.0~40.0%,酸值60~90/,酯值150~19/,砷(以计)[0.0003%,重金属(以计)[0.0010%3 材料与方法

3.1 材料

乳酸、月桂酸、氢氧化钠(碳酸钠),原料均为市售化学纯。

3.2 方法

3.2.1 反应装置:(见图1、图2)

3.2.2 反应原理:

该反应的制备分二步进行,步是用naoh中和乳酸,得到乳酸钠的水溶液。

步是由一个脂化反应,用月桂酸与乳酸钠中的羟基反应,生成产物月桂酰乳酸钠。反应如下:

4 讨论与结论

4.1 催化剂的选择

月桂酰乳酸钠的步反应是制取乳酸钠,选用的是氢氧化钠,为减少副产物的产生,在步的反应中仍选用氢氧化钠作为催化剂,在实验中添加的量为反应物总量的0.35%,多加就会在产物中带有皂的成份。

4.2 温度对反应的影响

乳酸钠的制取是在物料冷却的情况下进行反应的。氢氧化钠用纯净水溶解后,在搅拌的情况下逐步滴加至乳酸中进行反应,滴加碱液的反应速度是根据物料的温度来确定的。一般要求反应在常温下(25e)进行,控制好加碱液的速度,防止反应的局部受热,造成产物变色。为此在反应中,碱液的滴加速度与冷却物料应较好地配合好,才能保证乳酸钠成为无色的液体。步酯化反应的温度应控制在190~210e。因乳酸钠中含有较多的水份,在反应升温至100e时会出现大量出水现象,为此在这时升温较慢,100~130e是一个相对比较稳定的时期。一旦水分蒸发完后,物料的温度就会

较快地上升,这时要注意控制好升温的速度。在190~210e是酯化反应的*佳温度,为了保证反应的进行,又不使产物变色,不易把反应温度升的过高。应维持反应在190~210e,直至反应完成。

4.3 高温下氮气对产品颜色的影响

酯化反应是在高温下进行反应的,为了保证产品的色泽,反应采用通入氮气来排除和隔绝空气,空气中氧气对该反应反应物有氧化作用,如控制不好,可以使近无色的反应物迅速变黄,近而变成黄褐色,影响产品的外观和产品质量。为此在反应的前期,我们采用在高温下用惰性气体氮气来保护,以保证反应时物料不变色。在反应的后期采用真空的方法,除去反应产生的水分,以使反应平衡向正方向进行,保证反应进行完全,使产物酸值达到要求。

4.4 通氮方式的选择

本试验在高温条件下进行,空气的进入会破坏产品的色泽。对此我们选择在界面惰性气体保护方式,而不是用底部通氮的方式,只是因为我们所用的氮气不是很纯的,当反应长时间处于高温下进行时,如在底部通入氮气,会使氮气中带入的少量空气与物料直接接触,仍会使物料氧化变色,而选择界面通氮的方式,既可保证物料与空气的隔绝,又可减少物料氧化的机会,从而使物料不变色。使产物达到无色或微黄色的要求。表1列出了不同通氮反应方式对产品色泽的影响情况。

4.5 反应时间的确定

在反应温度确定后,不同的反应时间,对产品的*终酸价和产品的*终色泽有很大的影响。我们通过试验摸索,*终确定了合理的反应时间和产品的酸值。在反应的后期我们为了降低反应物的酸值,采用真空脱水,使反应能更加完善,对降低产品酸值起到了好的作用。表2列出了不同反应时间下产品的酸值情况。我们认为在无水分出来后,保温反应以1小时为好,再延长反应时间,对降低产品的酸值所起的作用巳不大,而时间延长会影响产品的色泽。

4.6 结论

4.6.1 乳酸钠的制取*佳工艺条件为:反应温度为室温(25e),乳酸与氢氧化钠的摩尔比为1b1.03,碱液浓度为50%,采用碱液滴加的方法进行反应。*终生成的乳酸钠浓度为60%的溶液。

4.6.2 酯化反应反应温度为190~210e,出水后保温时间为60分钟,抽真空时间为20分钟。反应中采用(80e以上)界面通氮的保护方式进行高温反应。催化剂的加入可在步反应时就加入。

4.6.3 产品的*终酸值可暂定为35~60。

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