分子蒸馏纯化花生油甘油二酯及其成分变化研究（二）对液体混合物进行分离

2025-06-19 12:57:10 - 休闲

2.2分子蒸馏前、分蒸分变后甘油酯组成含量及得率

分子蒸馏是馏纯一种在高真空下操作的蒸馏方法，这时蒸气分子的化花化研平均自由程大于蒸发表面与冷凝表面之间的距离，从而可利用料液中各组分蒸发速率的生油差异，对液体混合物进行分离。甘油当温度越高时，酯及分子运动平均自由程越大，其成则轻、分蒸分变重组分分离效果越好，馏纯但高温会使所分离物质的化花化研品质受到一定程度的影响，如颜色会加深。生油因而蒸发面温度是甘油影响分离效果的关键因素。

表1 分子蒸馏前、酯及后甘油二酯的其成<strong></strong>含量及得率

如表1所示，利用酶法合成甘油酯中甘油二酯的分蒸分变纯度为45%，经过180℃和200℃分子蒸馏后，除去了甘油一酯和游离脂肪酸，甘油二酯提高到65%以上。当对一次分子蒸馏产物进行二次分子蒸馏后，随着温度的升高，甘油二酯的纯度可达88%，这是因为随着蒸发面温度的升高，物料中轻组分获得的能量更多，分子运动加剧，快速馏出。但甘油二酯产率较低，仍有甘油二酯流入重相。

2.3分子蒸馏前、后脂肪酸及反式脂肪酸组成及含量

油脂中的不饱和脂肪酸在高温条件下易产生反式脂肪酸，因此对反应前后及分子蒸馏产物脂肪酸组成及含量进行测定。

由表2可知，花生油甘油二酯经分子蒸馏后脂肪酸组成变化不大，仍以油酸和亚油酸为主，棕榈酸与硬脂酸其次，但不饱和脂肪酸远高于饱和脂肪酸。从产物中甘油二酯和甘油三酯的脂肪酸组成可知，各种脂肪酸与甘油或者甘油酯酯化的机会不均等，Selmi等比较过不同链长饱和脂肪酸及相同链长不同不饱和度的不饱和脂肪酸的酯化机会，研究发现在酯化的过程中，C14-C18的饱和脂肪酸酯化速度最快，其次为C_18:1等单不饱和脂肪酸，最后为C_18:2和C_18:3等多不饱和脂肪酸。因此反应产物中的甘油二酯和甘油三酯中饱和脂肪酸增加。

油脂在高温加热过程中易形成反式脂肪酸，合成产物中顺式油酸9c-C_18:1高温异构化后形成了极少量的9t-C_18:1；顺式亚油酸9c12c-C_18:2高温异构化形成了9c12t-C_18:2,9t12c-C_18:2和少量的9t12t-C_18:2;Li等对亚油酸异构化的研究认为，形成单反式脂肪酸仅需跨越一个能垒，因此在一定时间范围内含量更高。分子蒸馏过程温度虽在180℃和220℃，但反应时间较短，因此反式脂肪酸含量较低，仅从0.75%增加至1.2%，未超过国家规定3%。控制高温时间，是控制油脂中反式脂肪酸含量的有效途径。

2.4分子蒸馏温度对缩水甘油酯的含量的影响

表2 反应前、后及分子蒸馏产物脂肪酸组成及含量图2 分子蒸馏温度对缩水甘油酯含量的影响

由图2所示原料花生油及合成甘油酯中缩水甘油酯的含量很低，说明酶催化反应过程中不会产生缩水甘油酯，该结果与文献报导的结果是一致的。经不同温度下一次及二次分子蒸馏后，当温度超过220℃后，缩水甘油酯的含量急剧增加，富集在轻相甘油二酯中。Craft等发现甘油二酯与缩水甘油酯的形成有很强的相关性。Shimizu等对二油酸甘油酯在180℃到240℃下封闭热处理产生3-MCPD酯和缩水甘油酯的趋势进行考察，发现缩水甘油酯的产生量随温度的升高而增加，且当热处理温度高于220℃时油酸缩水甘油酯的产生量迅速增加，对于二次分子蒸馏后的甘油二酯会含至少2mg/kg的缩水甘油酯，如要提高得率，需要进行缩水甘油酯的去除。因此分子蒸馏温度是影响缩水甘油酯产生的重要因素。

2.5分子蒸馏前、后理化性质的变化

由表3所示产物相关理化性质的检测，合成产物会生成游离脂肪酸，因此酸价较高。分子蒸馏后脱去了游离脂肪酸及过氧化物后其酸价和过氧化值降低，其值都在国标范围内，但高温会使所分离物质的品质受到一定程度的影响，如颜色会加深。因此分子蒸馏后油脂颜色加深，缩水甘油酯的含量在220℃条件以下会有一定量的累积，因此考虑甘油二酯的得率的同时需检测缩水甘油酯的含量并除去。

2.6分子蒸馏前、后植物甾醇和维生素E的含量变化

由表4所示油脂中营养物质的变化，花生油中含有VE32.76mg/100g和甾醇318.46mg/100g，反应合成前后和分子蒸馏前后维生素E和甾醇都有一定量的损失，维生素E损失最高，分子蒸馏一次后损失率达43%，高温和高真空会使油脂发生轻微氧化，氧化时一般先损耗包括VE在内的抗氧化成分，因此维生素E损失率严重。有研究表明分子蒸馏可以富集维生素E和甾醇，DAG中VE和甾醇有累积，但是需要额外添加抗氧化剂等营养成分。

表3 反应前、后及分子蒸馏产物理化性质的变化 3结论

本试验通过分子蒸馏技术纯化花生油甘油二酯。在180℃分子蒸馏一次后可除去游离脂肪酸和甘油一酯，220℃二次分子蒸馏后可得到纯度85%，得率18.54%的甘油二酯，分子蒸馏后脂肪酸组成变化不大，其中饱和脂肪酸增加，反式脂肪酸含量较低，仅从0.75%增加至1.2%，当温度超过220℃后，缩水甘油酯的含量急剧增加，因此二次分子蒸馏的温度不应超过220℃。根据理化性质分析，花生油甘油二酯符合国家标准。分子蒸馏前后营养成分均会减少，维生素E的含量从32.76降到19.43mg/100g，损失40%左右，植物甾醇的含量从318.46降到248.6mg/100g，损失22%左右，本研究为分子蒸馏纯化甘油二酯提供理论支持。

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