公告信息：
油脂改性就是通過對動植物油脂加工，使之成為某些價格昂貴和產量較低的油脂代用品或改進油脂的品質，目的是改變甘油三酯的組成和結構．使油脂的物理性質和化學性質發生改變，以能適應某種用途。改性可充分利用本國盛產的或廉價的油臘制取對天然油脂來說是特制的油脂制品。在食品工業上油脂改性分為分提、氫化及酯交換三種，酯交換反應是指將一種酯與另一種脂肪酸、醇、自身或其它酯混合并伴隨?；粨Q或分子重排生成新酯的反應其中酯一酸交換、酯一酯交換反應可改變油脂的脂肪酸和甘油酯組成、結構，從而改變油脂性質，生產出天然油脂沒有的、具有全新結構油脂，這是油脂工業進行油脂改性一種重要手段。
1化學酯交換反應及其反應機理
傳統的酯交換工藝采用的是化學反應方法，化學酯交換在三甘油酯內或物質間進行，直至反應達到熱平衡。反應分為定向酯交換和隨機酯交換兩種．酯交換反應在高于熔點最高的甘油酯熔點以上進行時，所有的甘油酯都參與了反應達到完全隨機，反之未溶解的甘油酯就不能反應。
隨著酯交換的進行，飽和三甘油酯就會結晶。一些生成物并從溶液中析出，這將有利于反應向該種生成物方向進行，從而形成相對的定向酯交換作用。在化學酯交換中，甲醇鈉是最常見的催化劑，其它催化劑有金屬鈉或氫氧化鈉、無機酸等化學酯交換雖可提高甘三酯分子?；倪w移性．但或多或少會造成反應體系中?；g的交換與分布隨機性，致使副產品增多。應用甲醇鈉作食用油酯交換催化劑時反應機理目前存在兩種觀點:
(1)催化劑和甘油酯通過反應產生中間體烯酮離子，分子間或分子內部酯交換的誘導作用是由于生產烯酮離子所引起，這是~,rC]SS等提出觀點。這里甲醇鈉OCH3-起到關鍵作用，該基團自羰基靠近碳原子后奪走一個質子而產生烯酮式陰離子，此烯酮離子與另一酯的糍基碳作用并連結，而后一個酯的氧又和前一個酯的羰基連結，隨后分別在第一酯的羰基和與之相連的碳原子兩端斷裂而完成酯交換。
(2)催化劑烷氧基激化甘油三酯羰基，通過反應生成中間體甘油二酯鈉。甘油二酯鈉又與別的甘油三酯反應，一邊奪取脂肪酸，一邊又生成新的甘油二酯鈉，由此可知促進酯交換反應的真正催化劑是甘油二酯鈉，高度活化甲醇鈉實際上是真正催化劑的前驅物質，這種觀點是由Coenen提出.
2酶促酯交換反應
近年來許多科技工作者對脂肪酶酶促改性進行大量試驗與研究，發現很多微生物脂肪酶具有l，3-位選擇性。
盡管加入少量水會增大脂肪酶活力，但水含量必須控制在一定的范圍內以減少水解副反應發生，從而使酯交換反應成為反應主流。人們還從脂肪酶的品種、溶劑系統、底物等多方面對產物得率和質量作了分析，得到許多有價值的試驗數據，并且援用固定化酶技術．用生物反應器對工業化生產進行模擬試驗，積累大量有重要意義的操作參數。如果用非專一性脂肪酶來催化甘三酯的酯交換，就舍得到與化學法酯交換類似的結果。
然而，如果使用1．3-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，這樣就能生產出化學酯交換所無法得到的特定目標產物．這正是酶促酯交換法具有獨特力之處。利用1、3-定向脂肪酶催化油脂進行定向酯交換這個特性，在實際應用時是利用廉價油脂經過改性生產珍貴油脂，目前在油脂工業研究最多也最有研究價值的是類可可脂生產。超臨界二氧化碳下酶反應，是近年生物工程新開拓領域，能大大降低酶反應過程的傳質阻力，提高酶反應速率。
反應底物溶解性對超臨界操作條件{如溫度、壓力)特別敏感，通過簡單改變操作條件或附加其他設備就可達到反應物和底物分離的目的。l985年Ham，mard等率先提出超臨界二氧化碳可作為酶法酯交換反應介質，接著Na—kamura報道超臨界二氧化碳下脂肪酶催化甘油三酯酯交換反應的研究結果，后各國科技工作者逐步認識超臨界二氧化碳下脂肪酶催化反應的發展優勢，并對酶的活性、反應速率、反應動力學等方面開始較為深入研究。
酶促酯交換反應機理和化學酯交換類似，只是進攻的物質由原來的化學催化劑改為生物酶催化劑而已。
3酯交換反應在油脂工業應用
3.1油脂性質改良
酯交換反應早在20世紀50年代就已應用于食用油脂工業，是改善油脂物理性質重要方法。據報導酯交換改性油同氫化油相比具有風味好、異構體少、原料脂肪酸尤其是人體必需脂時酸組成不變和不產生反式酸等優點，可生產出較高營養價值的塑性脂肪，最初在美國用來對豬油進行改性，一般豬油常溫下呈半固體狀，涂抹性較差，在貯存過程中會產生粉狀物質?；瘜W酯交換能降低20℃固體酯含量．防止粉態物質出現。酯交換作用使豬油呈現氫化植物油特性，大大改善其乳化性和酪化眭．可作為起酥油應用于食品加工中。有人米糠固酯為原料、甲醇鈉為催化劑，在不同條件下進行自身酯交換，生成的米檬固酯不但改變原有脂肪酸在甘三酯位置分布，而且熔點明顯下降，產品達到米糠色拉油的冷凍試驗要求。為了擴大米糠固脂應用范圍，還可以米糠固脂和高熔點棕櫚油為原料以不同比例混臺進行酯交換。
經分析該酯交換產品可作為煎炸油應用，較大程度擴大米糠油的應用范圍。酯交換也可應用于棕櫚油改性，改性后槔櫚油經分提后能夠得到濁點為27~C液體油．可作為色拉油使用。8O年代后期，非傳統食用羊脂及紅花油按不同比例用酯酯交換方法研制出富含亞油酸塑性脂肪、產品投富營養、味感可門，無油膩和羊膻氣味。
3.2人造奶油制備
人造奶油以其良好的營養、風味及在食品加工中可塑眭、涂抹性、¨]熔性而愈來愈受到人們的歡迎，人造奶油現已基本替代天然奶油，1985～1986年問利用豬油與菜油、烏桕油和菜油、棕桐油與菜油等進行酯交換，從而開展了制造人造奶油研究工作。在人造奶油制造方面，主要利用交酯化把短鏈脂肪酸的熔化性能和長碳鏈脂肪酸堅挺性結臺起來產生一種涂抹性好、高溫穩定性好的產品。例如應用菜油與月掛酸類油(椰子油等)交酯化產生低芥酸食用奶油，Chobanov(1997)研究利用豬油、牛油和葵花籽油酯交換制取人造奶油，目前也有人利用中國特有的植物油脂烏桕脂和大豆油為原料制作營養型人造奶油油基。酯交換在類似可可脂性質的硬質奶油加工方面也有很大作用，如將極度氫化棉籽油與橄欖油酯交換進行分提制造硬質奶油?，F工業用人造奶油的主要制作方法是通過氫化植物油，降低植物油不飽和度達到人造奶油需要的熔點和硬度等性能，但氧化反應條件苛刻、降低有利于健康的不飽和脂肪酸古量，同時還產生不利于健康的反式酸。所以酯交換生產人造奶油相比氫化具有很大優越性。
3.3婁可可脂制備
酯交換技術是目前研制婁可可脂生產的最主要方法
眾所周知，可可脂是最昂貴油臘之一，是巧克力配方中重要成分，具有的顯著特性包括結構特點：脂肪酸組份主要是棕櫚酸(P)、硬脂酸(s)、油酸(O)，甘三酯組份中有75％以上是2位為油酸的甘三酯(如POS、SOS、POP)：物理特性：常溫下呈乳黃色脆性固體狀態，在30℃-32℃下軟化，在32℃-35℃的狹窄范圍內迅速熔解，故進人人體后可迅速完全熔化。正因其獨特特性，再加上產量限制和需求量不斷擴大，使得可可脂價格十分昂貴。類可可脂則是指不僅在膨脹性、熔特性方面而且在脂肪酸組成和甘三酯組份上及同質多晶現象方面均與天然可可脂十分相似的代用品，它與天然可可脂相溶性很好，在巧克力配方中能任意比例與天然可可脂混臺。近十幾年來發展起來的13-定向脂肪酶催化油脂酯交換改性技術為婁可可脂的研究注人新的活力，并使之取得了很大的進展目前已研究采用過的原料油脂主要有棕櫚油脂中間分提物、烏桕脂、茶油等，采用1．3-定向酶有動物胰脂酶和米黑毛霉脂肪酶等，供交換的脂肪酸主要是硬脂酸或硬脂酸加棕櫚酸。目前，日奉、英國已有了以棕擱油中間分提物為原料經酶促改性制取類可可脂的小規模生產。
國內近幾年來對我國特有的油臘資源一烏桕脂和茶籽油經酶促改性制類可可脂有較多研究，如利用具有1，3-位選擇眭固定化脂肪酶催化烏桕脂與硬脂酸甲脂之間進行酯交換生產類可可脂。也有人用豬胰脂肪酶在正己烷中改性烏桕脂制備類可可脂。Chang從完全氫化棉籽油和橄欖油發生的酶促酯交換反應制備類可可脂。目前正在探索類可可脂生產的產業化道路，如能實現工業化生產則必將對我國油脂工業、食品工業的發展產生巨大推動作用。
3,4重構脂質生產
用脂肪酶制備具有特殊用途“重掏脂質(結構脂質）是酯交換反應在油脂工業上的另一重要作用，這些重構三
甘油酯2位上古有長鏈必需脂肪酸，EPA、DHA等多不飽和脂肪酸8]，1位和3位上臺有低鏈或中鏈直鏈脂肪酸，低中鏈脂肪酸具有迅速被氧化提供能量的優點，主要用于由腸切除弓『起的吸收障礙患者的營養供給和嬰兒喂養配方，也能用作親脂的培養基或制成藥劑如V和磷脂利用Mmiehei脂肪酶催化可將主要來自魚油多不飽和脂肪酸如EPA、DHA連接到如琉璃苣油、柳葉菜油上，這種新的油脂將會替代為某種用途的二者混臺物成為重構脂質。
4結語
酯交換油脂對于天然油脂來說是一種“特別油酯交換不是純臺成，經過酯交換反應能加工出能滿足使用目的新型油脂。隨廉價酶開發和酶工程、固定化酶的發展，酯交換反應將是今后油脂工業中改變與優化食用油脂結構與性能的有利工具和重要方法，且脂肪酶促酯交換將會逐漸完全取代化學酯交換。另外，隨著人們的生括水平發展，對食品的要求也越來越高，這將導致更新酯交換研究與發展方向。我國酯交換在實際應用中尚處于起步階段，所酯交換研究具有廣闊的發展前景。
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酯交換反應及其在油脂工業應用
來源：環球糧機網發布時間：2015-08-23 11:45:57
