[发明专利]一种丙二醇单硬脂酸酯及其工业生产方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于化学领域，具体涉及一种丙二醇单硬脂酸酯及其工业生产方法和其乳化组合物在蛋糕中的应用。

背景技术

丙二醇脂肪酸酯是20世纪50年代开发的一类人工合成的食品添加剂，其具有良好的发泡性和乳化性能，它的发泡能力取决于单酯含量，单酯含量越高，性能越好，其常用作糕点和奶油蛋糕的发泡剂。丙二醇脂肪酸酯作为食品乳化剂，其用量在国外仅次于单甘脂、山梨醇酐酯、大豆磷脂等品种，是世界六大食品乳化剂之一。

丙二醇单硬脂酸酯是丙二醇脂肪酸酯中最主要的品种。目前，丙二醇硬脂酸酯的合成方法主要有两种：（1）由硬脂酸和1，2-丙二醇在催化剂下直接酯化，有使用酸性催化剂，如浓硫酸、甲基苯磺酸、固体超强酸SO₄^2-Fe₂O₃，也有使用碱性催化剂，如碳酸钾、氧化钙、碳酸钠等；（2）1，2-丙二醇与油脂在碱性催化剂下进行酯交换反应。这两种方法的产物都是单酯和双酯的混合物，单酯含量普遍为40~70%，因此，需要对混合物进行分离提纯。在国内，广东化工研究所对丙二醇单硬脂酸酯的分子蒸馏进行了研究，其得出了蒸丙二醇单硬脂酸酯的工艺条件为：蒸发面温度为180℃，冷凝面温度≦50℃，真空度≦7Pa；产品纯度在90%以上，然而该工艺条件是针对文献（张大金.分子蒸馏单硬脂酸甘油酯的研制[J].广东化工，1989年第三期）所提出的流程和设备而设定的，不能推广应用。因此，有必要研发一种丙二醇单硬脂酸酯工业生产、纯化的方法。

丙二醇脂肪酸酯常与单双脂肪酸甘油酯配合使用，以起增效作用。中国专利CN 1745643B公开了一种面包保鲜剂，其包括单甘酯、丙二醇单硬脂酸酯、三聚甘油单硬脂酸酯、黄原胶等，其可阻止面包品质劣变、霉变，延缓面包老化。经检索，未发现有丙二醇单硬脂酸酯和三聚甘油单硬脂酸酯的复配组合物在蛋糕中的应用。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种丙二醇单硬脂酸酯工业生产方法以及由该方法制得的丙二醇单硬脂酸酯，该方法可工业化大批量生产，且工艺简单、条件易控，制得的丙二醇单硬脂酸酯纯度高。

本发明是通过以下技术方案以实现上述目的的：一种丙二醇单硬脂酸酯工业生产方法，包括以下步骤：

S1、分别将1，2-丙二醇和硬脂酸加热熔化后过滤；

S2、将1，2-丙二醇抽入反应釜，加入碱性催化剂，搅拌混合25~35min，然后将硬脂酸抽入反应釜，控制反应温度为160~180℃，真空度为0.06~0.08MPa，进行酯化反应2~4h；

S3、酯化反应结束，出料到中和釜，加入磷酸，在140~150℃下进行中和反应0.5~1h；

S4、中和反应结束得到粗酯，出料到储罐静置；

S5、将粗酯转入蒸馏器进行四级蒸馏，其中各级蒸馏的条件分别为：一级蒸馏的蒸馏温度为175~190℃，真空度150~200Pa；二级蒸馏的蒸馏温度为175~190℃，真空度≤60Pa；三级蒸馏的蒸馏温度为175~190℃，真空度≤50Pa；四级蒸馏的蒸馏温度为175~190℃，真空度≤15Pa；收集四级蒸馏的馏分即可得到丙二醇单硬脂酸酯。

进一步的，所述1，2-丙二醇和硬脂酸的摩尔比为（2~4）: 1。

进一步的，所述碱性催化剂为碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠和碳酸钾中的一种或多种。

进一步的，所述碱性催化剂的加入量为1，2-丙二醇重量的0.10~0.30%。

进一步的，所述磷酸的加入量为1，2-丙二醇重量的0.15~0.35%。

本发明丙二醇单硬脂酸酯工业生产方法控制1，2-丙二醇和硬脂酸的摩尔比为（2~4）: 1，使用1，2-丙二醇重量0.10~0.30%的碱性催化剂，结合160~180℃的反应温度以及0.06~0.08MPa的真空度进行酯化反应2~4h，接着使用磷酸除去碱性催化剂，得到粗酯，其中丙二醇单硬脂酸酯含量在80%以上，粗酯再经过四级蒸馏，一级蒸馏除去水，二级蒸馏除去1，2-丙二醇，三级蒸馏除去二酯，四级蒸馏除去1，2-丙二醇和游离酸，最终得到纯度在99%以上的丙二醇单硬脂酸酯。

本发明的另一目的在于提供一种乳化组合物，该乳化组合物由上述丙二醇单硬脂酸酯和三聚甘油单硬脂酸酯组成，所述丙二醇单硬脂酸酯和三聚甘油单硬脂酸酯的重量比为（10~15）:（8~12）。该乳化组合物可应用于蛋糕中，其添加比例为面粉重量的0.02~0.04%。