酶促豬油與菜油酯交換反應(yīng)及其氧化亞硫酸化產(chǎn)物加脂性能研究.pdf

1、本課題選取來源廣泛的菜油與豬油進(jìn)行酶促酯交換反應(yīng)，合成出一種凝固點(diǎn)和碘值接近于天然牛蹄油的油脂原料，從根本上消除了豬油類加脂劑易產(chǎn)生油霜的缺陷。針對(duì)這種新型油脂原料進(jìn)行氧化亞硫酸化技術(shù)處理，重點(diǎn)研究處理過程中的化學(xué)反應(yīng)規(guī)律及產(chǎn)物的皮革加脂特性。旨在于拓寬豬油在皮革加脂劑生產(chǎn)上的應(yīng)用范圍，開發(fā)出一種具有潛在應(yīng)用前景的皮革油脂新原料。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下：
　　針對(duì)酶促豬油與菜油酯交換反應(yīng)的研究，以反應(yīng)產(chǎn)物固體脂肪含量及凝固點(diǎn)為考察

2、指標(biāo)，通過單因素及正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化出最佳反應(yīng)條件:底物質(zhì)量比例為50∶50、反應(yīng)時(shí)間為4h、脂肪酶Lipozyme TILM用量為4％、反應(yīng)溫度為50℃。此時(shí)產(chǎn)物體系固體脂肪含量為零，凝固點(diǎn)及碘值與天然牛蹄油接近，分別為4℃、79。
　　針對(duì)本實(shí)驗(yàn)中酯交換油脂的氧化反應(yīng)研究，以氧化油的過氧化值(POV)上升速率及其峰值為考察指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)其氧化反應(yīng)規(guī)律為:當(dāng)溫度在80～90℃范圍內(nèi)時(shí)，隨著溫度的升高，POV上升速率加快，峰值提高，但在90

3、～95℃基本保持不變;隨著自制負(fù)載型有機(jī)鹽催化劑用量的增加，POV的上升速率加快，峰值相近;當(dāng)通氣量由0.5L/min依次增大至1.0L/min、1.5L/min時(shí)，POV上升速率先加快后減小，峰值接近;空氣分布由單孔到多孔實(shí)驗(yàn)表明，孔數(shù)越多，POV上升速率越大，但峰值相近;當(dāng)氧化時(shí)間在0～6h時(shí)，氧化油酸價(jià)、羰基價(jià)、粘度增幅不大，而6h之后，增幅顯著提高;隨著氧化時(shí)間的延長，氧化油折光率始終保持平穩(wěn)增長。對(duì)比分析酶促豬油與菜油酯交換油

4、脂、豬油與菜油的混合油脂氧化過程中的POV變化，發(fā)現(xiàn)前者POV始終大于后者。氧化油FT-IR譜圖顯示，在3466cm-1處存在-OOH的特征峰，驗(yàn)證了油脂氧化產(chǎn)物為氫過氧化物的正確性。
　　針對(duì)氧化油的亞硫酸化反應(yīng)研究，以反應(yīng)過程中體系轉(zhuǎn)變透明的時(shí)間、體系磺酸根結(jié)合量、焦亞硫酸鈉反應(yīng)率、產(chǎn)品外觀、產(chǎn)物1∶9乳液穩(wěn)定性為考察指標(biāo)，通過單因素實(shí)驗(yàn)確定了最佳反應(yīng)條件:OS-15用量為3％、焦亞硫酸鈉用量為6％、反應(yīng)溫度為75℃、反應(yīng)時(shí)間

5、為4h。以上述指標(biāo)及產(chǎn)物中殘余焦亞硫酸鈉含量、平均乳液粒徑為考察指標(biāo)，對(duì)比分析了氧化油POV對(duì)亞硫酸化產(chǎn)物的影響，結(jié)果表明:當(dāng)氧化油POV在250～450mmol/kg時(shí)，隨著POV的增大，產(chǎn)物體系轉(zhuǎn)變透明的時(shí)間縮短至90min左右、體系磺酸根結(jié)合量升高至3.38％、焦亞硫酸鈉反應(yīng)率提高至91.94％、體系殘余焦亞硫酸鈉含量降低至1.90mgSO2/g，且產(chǎn)物外觀由渾濁變?yōu)橥该?同時(shí)隨著POV的增長，產(chǎn)物平均乳液粒徑由93.92nm依次

6、減小至82.66nm。此外，還從微觀上研究了氧化油POV對(duì)亞硫酸化產(chǎn)物乳液靜態(tài)穩(wěn)定性的影響，發(fā)現(xiàn)隨著POV的增大，產(chǎn)物乳液靜態(tài)穩(wěn)定性提高。對(duì)比分析酯交換油脂和混合油脂的氧化亞硫酸化產(chǎn)物，發(fā)現(xiàn)后者產(chǎn)物及其乳液穩(wěn)定性較差，且體系磺酸根結(jié)合量相對(duì)較少為3.10％、焦亞硫酸鈉反應(yīng)率較低為85.05％、體系殘余焦亞硫酸鈉含量較大為3.59mgSO2/g。最后，對(duì)酯交換油脂氧化亞硫酸化產(chǎn)物的FT-IR譜圖分析顯示，1052cm-1處存在磺酸根的特征

7、峰，證明了亞硫酸化反應(yīng)的發(fā)生。
　　以削勻牛皮藍(lán)濕革為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，對(duì)不同POV氧化油的亞硫酸化產(chǎn)物進(jìn)行加脂應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。通過對(duì)加脂過程中乳液吸收速率及吸凈率、油脂在革斷面分布，以及坯革的感官性能、透氣性、靜態(tài)吸水率、物理機(jī)械性能與SEM圖譜的分析，結(jié)果表明:隨著POV的增長，加脂過程中乳液吸收速率變快、吸凈率提高、油脂在坯革斷面分布趨于均勻、坯革感官性能提升、透氣性和靜態(tài)吸水率提高、坯革物理機(jī)械性能提高、革纖維分散變好。對(duì)酯交換油脂和混