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長短鏈甘油三酯Salatrim是一類改性甘油三酯，分子中至少包含一個低熱量短鏈脂肪酸和一個吸收率低的長鏈脂肪酸，具有熱量低、安全性好、氧化穩(wěn)定性高、口感及物理性質(zhì)與天然油脂相似等優(yōu)點，因此優(yōu)于一般的油脂替代品和模擬品。在國外Salatrim已經(jīng)應(yīng)用于各種低含水或高脂肪體系食品，如巧克力涂層、油炸薯片、糖果和焙烤食品中的夾餡、花生醬、甜點心、調(diào)味料以及乳制品如酸凝乳、冷飲、奶酪等，以滿足不同食品加工的需求，具有非常好的應(yīng)用前景。Salatrim1994年已經(jīng)通過美國食品與藥品管理局(FDA)安全審查，并批準為GRAS。2003年12月得到歐盟委員會批準，允許在焙烤食品，糕點糖果，尤其是在巧克力中使用。目前Salatrim的制備方法主要為化學法和酶法，國內(nèi)外對其生產(chǎn)工藝已有大量報道。本文主要介紹其生產(chǎn)原料、生產(chǎn)工藝以及生產(chǎn)和應(yīng)用現(xiàn)狀。
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1生產(chǎn)原料及產(chǎn)品分類
國外生產(chǎn)Salatrim的長碳鏈脂肪酸主要來自氫化菜籽油、氫化大豆油、氫化棉籽油、氫化葵花籽油等富含硬脂酸的原料油，短碳鏈脂肪酸的來源主要是三乙酸甘油酯、三丙酸甘油酯、三丁酸甘油酯或它們的混合物。國內(nèi)制備Salatrim的長碳鏈脂肪酸主要為月桂酸、豆蔻酸、軟脂酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸等，來自于普通植物油，一般為大豆油、花生油、菜籽油、棕櫚油、紅花籽油或者按一定比例混合而成的混合物。短碳鏈脂肪酸主要來源于三乙酸甘油酯、三丙酸甘油酯、三丁酸甘油酯或它們的混合物；或者乙酸、丙酸、丁酸等其中的一種或幾種的混合物。
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Salatrim產(chǎn)品可以有多種形式，既有易流動的液體狀，也有堅硬的固體狀，這種多樣性主要取決于短、長鏈脂肪酸的摩爾比和種類。
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2生產(chǎn)工藝
2．1化學法
化學法就是利用化學催化劑催化反應(yīng)，將油脂改性得到具有特定功能的成分。化學法分為酯化反應(yīng)和酯交換反應(yīng)，其中酯交換反應(yīng)是主要采用的方法。
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2．1．1酯化反應(yīng)
2．1．1．1酯化反應(yīng)工藝
酯化反應(yīng)一般工藝為：植物油+甘油+催化劑一甘油解產(chǎn)物一酯化一酯化產(chǎn)物一粗品一水洗一干燥一堿煉一脫臭一干燥一產(chǎn)品?！ ?/font>
2．1．1．2酯化反應(yīng)特點
酯化反應(yīng)工序復(fù)雜、工藝條件苛刻(需惰性氣體保護)，伴隨的副反應(yīng)多，必須進行復(fù)雜的精制過程。因為在生產(chǎn)中消耗大量的原料和能源，所以采用較少。
2．1．2酯交換反應(yīng)。。
2．1．2．1酯交換反應(yīng)工藝
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酯交換反應(yīng)工藝為：三乙酸甘油酯+三油酸甘油酯+催化劑一酯交換一酯交換產(chǎn)物一粗品一水洗一干燥一堿煉一脫臭一干燥一產(chǎn)品。Klemann等使用甲醇鈉為催化劑，用短鏈脂肪酸(三乙酸甘油酯、三丙酸甘油酯和三丁酸甘油酯)和飽和長鏈脂肪酸(氫化棉籽油、氫化菜籽油和氫化大豆油)進行酯交換反應(yīng)合成長短鏈甘油三酯，并且指出化學法制備長短鏈甘油三酯，其分子組成有很高的可預(yù)測性：短鏈和長鏈反應(yīng)物的摩爾比決定了各種甘油三酯的可能產(chǎn)物和同分異構(gòu)體的相對濃度。反應(yīng)條件是：短鏈脂肪酸混合物和長鏈甘油三酯混合物在甲醇鈉的催化下，在100～150℃下反應(yīng)5～60rain，反應(yīng)完成后混合物中加入5％的水，去除水相，有機相用白土過濾，濾液真空蒸餾進行脫臭處理，以充分消除易揮發(fā)組分短鏈脂肪酸甘油三酯。
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2．1．酯交換反應(yīng)的優(yōu)缺點
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這種工藝反應(yīng)速度快，工藝簡單，反應(yīng)條件溫和，催化劑價格便宜。雖然脂肪酸發(fā)生酯交換反應(yīng)的位置是隨機的，而硬脂酸只有在甘油酯1位或3位的時候油脂才會表現(xiàn)出低熱量，但Klemann等發(fā)現(xiàn)生成物中甘油三酯的組成有很高的可預(yù)測性，Billy等¨也驗證了這個結(jié)論。短鏈脂肪酸和長鏈脂肪酸反應(yīng)物的摩爾比例決定了各種可能的甘油三
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酯產(chǎn)物和同分異構(gòu)體的相對濃度。所以對于特殊的產(chǎn)品，它可以通過控制短鏈和長鏈脂肪酸的比例來實現(xiàn)。所有過量的短鏈脂肪酸都可通過真空蒸餾去除，這樣在反應(yīng)過程中，就能夠使反應(yīng)不斷向生成物方向進行。
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但是該反應(yīng)需要昂貴且有高毒性的有機試劑，而這些在食品中不允許使用。而且，化學反應(yīng)會伴有副反應(yīng)發(fā)生和異味產(chǎn)生，因此反應(yīng)結(jié)束后必須進行除臭和分離有機試劑。后期處理過程需中和洗滌，會帶來大量的工業(yè)廢水。
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2．2酶促反應(yīng)
脂肪酶有特異性脂肪酶與非特異性脂肪酶，特異性脂肪酶指這一類脂肪酶具有1，3一位選擇性，非特異性脂肪酶則沒有這樣的性質(zhì)。如果使用1，3一定向脂肪酶作為催化劑，則?；倪w移與交換限制在1一位和3一位上，這樣就能生產(chǎn)出化學酯交換所無法得到的特定目標產(chǎn)物，而用非特異性脂肪酶來催化甘三酯的酯交換，就會得到與化學法酯交換類似的結(jié)果。
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2．2．1酶促反應(yīng)工藝
酶促反應(yīng)工藝為：硬脂酸酯+三丁酸甘油酯+酶催化劑一酯交換產(chǎn)物一粗品一水洗一干燥一堿煉一脫臭一干燥一產(chǎn)品。
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Paul等采用固定化酶技術(shù)，利用硬脂酸乙酯(含有少量棕櫚酸)和三丁酸甘油酯酯交換反應(yīng)，在填充床反應(yīng)器中制備長短鏈甘油三酯，60℃下反應(yīng)40～43min，發(fā)現(xiàn)在一定條件下長鏈的1，3一位取代物達到88％，證明可以采用特異性酶制備長短鏈甘油三酯，并且有很高的產(chǎn)率。
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Yang等采用固定化酶技術(shù)，將三乙酸甘油酯和硬脂酸酯進行酯交換反應(yīng)制備長短鏈甘油三酯，發(fā)現(xiàn)在無溶劑體系中，脂肪酶能高效催化酯交換反應(yīng)，在真空體系中可以抽出乙酸氣體，從而解決乙酸殘留問題，減少了純化步驟，但需添加一定量的水，以保證酶活的有效性。
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Jang等利用酶催化三乙酸甘油酯和硬脂酸酯進行酯交換反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)在無溶劑體系中，脂肪酶可以高效催化硬脂酸酯和三乙酸甘油酯發(fā)生酯交換反應(yīng)制備長短鏈甘油三酯。但在封閉體系中，乙酸甘油酯水解產(chǎn)生的乙酸逐漸增多，溶液的pH逐漸降低，因此會降低酶的活性。同時乙酸的增多還會影響反應(yīng)平衡，底物反應(yīng)不完全。因此，開放體系適合長短鏈甘油酯的生產(chǎn)。
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張晶等以三乙酸甘油酯和三油酸甘油酯為原料，脂肪酶LipozymeTLIM作催化劑，在水分含量1％，反應(yīng)溫度55，底物摩爾比2：1，酶用量25IUN／g，反應(yīng)時間18h，有機溶劑為正己烷，振蕩速率50Hz條件下產(chǎn)率為76％
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2．2．2酶促反應(yīng)的優(yōu)缺點
優(yōu)點：高效，長鏈脂肪酸被脂肪酶選擇性地催化定位在甘油酯的1，3一位，從而比化學合成法得到的油脂能量低。還有，反應(yīng)條件溫和，污染物排放少，產(chǎn)品分離純化簡單，可以降低能量消耗而且副反應(yīng)少。
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缺點：酶對反應(yīng)溫度和pH要求較高。隨著反應(yīng)的進行，短鏈甘油酯水解產(chǎn)生的乙酸、丙酸、丁酸等逐漸增多，溶液的pH逐漸降低，因此會降低酶的活性。同時還會影響反應(yīng)平衡，底物反應(yīng)不完全。此外，脂肪酶價格昂貴，生產(chǎn)成本較高，限制了其在工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)中的應(yīng)用。
3工業(yè)化生產(chǎn)狀況
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在美國，低熱量的Salatrim已投入使用。Nabisco食品公司研發(fā)出了一系列Salatrim低熱量油脂，由Danisco—Cuhor食品公司獲得生產(chǎn)權(quán)，產(chǎn)品的商品名為Benefat。美國食品藥品監(jiān)督管理局1994年允許食品可添加Benefat，用于制造糖果、糕點、乳制品、人造黃油、焙烤食品和快餐食品。Bene—fat還被引人日本和歐洲。2003年12月得到歐盟委員會批準，允許在焙烤食品、糕點、糖果，尤其是在巧克力中使用。
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國外市場上銷售有SalatrimC和SalatrimM兩種衍生制品。SalatrimC系為淡黃色固體狀脂質(zhì)，因其SFC曲線類似可可脂，可以用作巧克力制品的代可可脂。用SalatrimC時不需要像可可脂那樣有調(diào)溫過程，故其不會使巧克力制品產(chǎn)生體積縮減，但易脫模性及增強脆性是其作為代可可脂功能上的缺陷。
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SalatrimM系為淡黃色液體狀脂質(zhì)，可替代乳脂，用于冰淇淋、焙烤糕點、咖啡伴侶等食品，應(yīng)用范圍廣泛。一般植物油AOM值(每千克油脂中過氧化值達到其50毫摩爾時所需的時間)為13—20h，而上述兩種Salatrim制品AOM值均超過300h，具有優(yōu)良穩(wěn)定性；同時，過氧化值上升較小，因此制品無需添加抗氧化劑。在國內(nèi)，Salatrim的研究還處于起步階段，目前還沒有大規(guī)模投人生產(chǎn)。
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4Salatrim的應(yīng)用
由于Salmrim具有熱量低、安全性好、氧化穩(wěn)定性高、口感及物理性質(zhì)與天然油脂相似等優(yōu)點，因此可取代天然油脂應(yīng)用于各種食品中。美國已將其應(yīng)用在包括巧克力風味的包裹料、澆汁的薄脆小食品、焦糖、太妃糖、餡料、甜味食品和焙烤制品中，還有花生醬、咸味點心、蘸料、湯汁、乳制品(酸奶油、冷凍乳制品、干酪)等食品中[2o3。因其分子內(nèi)含有短鏈脂肪酸，發(fā)煙點低，在高溫下易發(fā)生水解，所以不能用于煎炸等高溫加工口。
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4．1在焙烤制品中的應(yīng)用
焙烤制品多屬于高熱量食品，給人體帶來了一定的危害。但如果降低焙烤制品中脂肪的含量又會導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量的下降，因為脂肪的作用不僅僅是提供能量，它還具有很多重要的功能[22]。因此，為了既保證焙烤制品的質(zhì)量，又降低焙烤制品的熱量，需要找到一種合適的物質(zhì)來代替普通脂肪。而低熱量的長短鏈甘油三酯就恰恰滿足了這些條件，用其代替普通脂肪添加到焙烤制品中，既保證了產(chǎn)品的質(zhì)量、風味和口感，又能夠大大降低產(chǎn)品的熱量，而且還符合營養(yǎng)的要求。目前，美國的Nabisco食品公司已經(jīng)用Salatrim生產(chǎn)出低熱量脆餅、糕點等食品，經(jīng)消費者的感官評定，消費者對含有Salatrim的餅干的喜好性與含有可可脂的餅干相當J。
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4．2在冷凍食品中的應(yīng)用
將Salatrim代替?zhèn)鹘y(tǒng)的脂肪加入到冰淇淋制品中，可制成品質(zhì)良好的低能量冰淇淋產(chǎn)品。該類產(chǎn)品口感良好，易于被消費者接受。但因不符合相對應(yīng)全能量冰淇淋的產(chǎn)品標準，故又稱為模擬冰淇淋。其生產(chǎn)工藝與普通冰淇淋的生產(chǎn)工藝相似。長短鏈甘油三酯除了能夠制作模擬冰淇淋外，還可制作低能量的冰糕和冰凍點心制品。
4．3在乳制品中的應(yīng)用
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Rudan等用Salatrim替代牛奶脂肪來生產(chǎn)低脂Mozzarella干酪，產(chǎn)品口感良好，但不足之處就是Salatrim對干酪的色澤會產(chǎn)生一定的影響。長短鏈甘油三酯還可制作奶酪、酸奶油等多種乳制品。
4．4在糖果中的應(yīng)用
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通過添加Salatrim還可制成一系列低熱量糖果，如焦糖、太妃糖、奶糖等。這些產(chǎn)品比用高熱量脂肪制成的糖果能量降低了約45％，而且此類以長短鏈甘油三酯為基礎(chǔ)的產(chǎn)品不需要回火材料很快就能結(jié)晶達到穩(wěn)定形式，結(jié)晶速度加快可縮短生產(chǎn)時間，快速完成產(chǎn)品生產(chǎn)和包裝，降低了生產(chǎn)成本。目前，在美國、日本和我國臺灣已生產(chǎn)出含有Salat—rim糖果、Yatka等，Nabisco食品公司用Salatrim生產(chǎn)出了Snack—WeUs品牌的糖果。
4．5其他方面的應(yīng)用
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Salatrim可以代替其他脂肪、油脂和乳化劑添加到口香糖中作為可塑劑、軟化劑和乳化劑，也可用于巧克力糖果的包覆劑及花生醬、餡料、蘸料、湯汁等食品中，同時，還可以用來生產(chǎn)不含有反式脂肪酸的食物。在醫(yī)藥工業(yè)中，以Salatrim為典型代表的商業(yè)產(chǎn)品在提供腸內(nèi)、外營養(yǎng)，提高機體免疫力、定向補充功能性脂肪酸等方面正扮演著愈來愈重要的角色。
5結(jié)束語
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隨著社會和技術(shù)的發(fā)展，生活水平的提高，人們對健康飲食和功能性食品越來越關(guān)注。Salatrim具有熱量低、安全性高及易于使用的特點，目前已引起國內(nèi)外學者的廣泛興趣，并對其加工工藝進行大量研究和工藝優(yōu)化。Salatrim生產(chǎn)原料易得，生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)操作安全易行，在應(yīng)用中優(yōu)于一般的油脂代替品和模擬品，在國外已經(jīng)應(yīng)用于各種低含水量或高脂肪體系食品中，以滿足不同食品加工的需求?？傊?，Salatrim具有良好經(jīng)濟效益和商業(yè)發(fā)展?jié)摿?，具有廣闊的發(fā)展前途。
機械大類
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長短鏈甘油三酯生產(chǎn)工藝及應(yīng)用研究進展
來源：環(huán)球糧機網(wǎng)發(fā)布時間：2015-04-28 21:43:22
