一种结晶抑制剂组合物及其制备和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于结晶抑制剂的制备及应用，特别是指一种结晶抑制剂组合物及其制备 和应用。
【背景技术】
[0002] 蔗糖脂肪酸酯简称蔗糖酯，其化学结构如下：
[0005] 蔗糖脂肪酸酯由蔗糖和脂肪酸经酯化反应生成，因蔗糖含有8个-OH基，因此经酯 化，从单酯到八酯的各种产物均可生成，单酯含量越高，亲水性越强;二酯和三酯含量越多， 亲油性越强。根据蔗糖羟基的酯化数，可获得由亲油性到亲水性不同HLB值的蔗糖脂肪酸酯 系列广品。
[0006] 蔗糖酯呈现不同的形态，一般而言，常温为白色至黄色的粉末，或无色至微黄色的 粘稠液体或蜡状，无臭或稍有特殊气味，颜色不一。蔗糖酯一般无明显熔点，在120°C以下稳 定，加热至145°C上则易发生分解。对人体无毒害，可被微生物降解，不会造成环境污染。
[0007] 目前蔗糖酯在油脂中的应用主要集中于脂肪替代品方面，这是因为酯化程度在6 个羟基以上的蔗糖脂肪酸酯具有与普通油脂相类似的性质，具有轻微的油脂香味，口味微 甜，其粘度在常见植物油的粘度范围之内，比甘三酯粘度高，可以经受反复的加热和冷却处 理。由于其特殊的分子结构，蔗糖多酯在肠道内只部分被吸收，即使进入体内，也不被脂肪 酶降解，因而不提供能量。
[0008] 蔗糖酯是一种新型的非离子表面活性剂，能降低表面张力，具有良好的乳化、分散 增溶、润滑、渗透、起泡、黏度调节、防止老化、抗菌等性能，同时还具有无毒、无臭、易生物降 解及良好的表面性能，广泛用于食品、医药、日化、化工、纺织及农牧业等行业，由于具有较 宽的HLB范围在食品中主要用作乳化剂。蔗糖酯因其高度的安全性和良好的乳化性，已相继 被日本（1959年）、世界粮农及卫生组织(FA0/WH0,1969,1980年）、欧共体(EC，1974年）、美国 (1983年)和中国（1985年)等国家和组织批准作为食品添加剂和药用辅料。
[0009] 聚甘油脂肪酸酯，简称聚甘油酯，其化学结构如下：
[0011] 其中R = H或脂肪酸酰基，n = 0,1,2···
[0012] 聚甘油脂肪酸酯是由多种脂肪酸与聚甘油反应制成的一类优良非离子型表面活 性剂，其最大的特点是在酸性条件下相当稳定，也有良好耐热稳定性，不易发生水解。聚甘 油酯外观从淡黄色油状液体至蜡状固体都有，视其聚合度及所结合的脂肪酸而定，一般采 用C8-C22的直链脂肪酸，常见的有辛酸、癸酸、月桂酸、豆蔻酸、软脂酸、硬脂酸、花生油酸、 榆树酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、蓖麻油酸等，常用的有月桂酸、软脂酸、硬脂酸、油酸和蓖麻 油酸，可制取从亲油性到亲水性且适用于不同用途的系列聚甘油酯产品。
[0013] 研究聚甘油酯的代谢时发现，聚甘油酯的脂肪酸部分和天然油脂一样被代谢，聚 甘油没有被积蓄在脂肪中。一般认为聚甘油酯无毒，对人体无副作用，是一类安全性较高的 化合物。联合国粮食及农业组织(FAO)与世界卫生组织(WHO)确认聚甘油酯为高安全性的食 品添加剂。目前，FA0/WH0食品添加剂专家委员会公布使用的30多种食品乳化剂中就有聚甘 油酯，美国、日本、欧洲已批准聚甘油酯作为食品乳化剂。
[0014] 由于聚甘油酯可广泛用于各种酸乳、酸奶油、酸性饮料和蛋黄酱等食品中，具有乳 化、增溶、分散、稳定、增稠、消泡等不同用途，具有耐高温性能好、乳化性能优异、使用方便 等优点，且无毒无害，合成简单，应用领域广泛，食品行业中消费的聚甘油酯占其总产量的 80%，主要用于乳化剂、巧克力粘度调节剂、油脂结晶调节剂等方面，因此，聚甘油酯是极具 发展前途的新型食品乳化剂和品质改良剂。
[0015] 单细胞油脂指由单细胞生物，如酵母、霉菌、细菌和藻类等作为细胞工厂在一定条 件下积累和生产的油脂。目前可食用的单细胞油脂其基本组成结构与传统的植物和动物油 脂相似，不过这些单细胞油脂由于含有大量人体细胞所需的功能性多不饱和脂肪酸(如二 十二碳六烯酸(DHA)、二十二碳五烯酸(DPA)、二十碳五烯酸(EPA)，二十碳四烯酸(AA))，因 而作为功能性油脂备受广泛关注，目前单细胞油脂作为一种新兴的新资源油脂，其生产和 使用规模逐渐扩大，不仅应用于婴幼儿配方奶粉中，在液态奶制品、保健品（如胶囊)等方面 的应用量也逐年增加，成为油脂产业中不可或缺的新资源油脂。
[0016] 含有多不饱和脂肪酸的单细胞油脂作为新兴的油脂产品，目前在食品工业中应用 比较广泛的是DHA和AA油，市售的国内外产品中不仅含有大量主要的成分如DHA或者AA，还 含有其他的脂肪酸成分，如DPA、EPA、硬脂酸、棕榈酸等，没有理论上的DHA或者AA单体。例如 在当前的国内市场，市售的DHA油脂主要是以裂壶藻为藻种经过发酵和后处理工艺精制的 产品，该DHA油脂中除多不饱和脂肪酸外，还有大量的饱和脂肪酸(如棕榈酸、豆蔻酸等），导 致其中存在大量易结晶的甘三酯组分，使其熔点范围显著高于普通植物油。因此，有些未冬 化或简单分提处理的含有多不饱和脂肪酸的单细胞油脂在较低温度下即会呈半凝固状态， 流动性和透明性极差，影响其使用特性。
[0017]通常含有多不饱和脂肪酸的单细胞油脂经过脱胶、脱酸、脱色、脱臭工艺之后在常 温下为液体，在室温环境下一般能保持澄清透明，但由于精炼程度的不同，这些油脂若在较 低温度下延长储存时间，则会出现不同程度的发朦或结晶变浑浊，其结果还会使其流动性 丧失等，进而导致该油脂的外观品质或使用范围降低等问题，如不能应用于外观要求保持 澄清透明的终端产品。国外有的含有多不饱和脂肪酸的单细胞油脂和葵花籽油的混合油脂 可以在4°C冷藏条件下长时间保持澄清透明，而目前国内生产的多不饱和脂肪酸单细胞油 脂在抗冻性方面与国外产品尚存在较大差距，有些简单冬化处理后的油脂尽管满足短时间 冷藏试验要求(如4°C，5.5小时内保持澄清透明状态），但是随着低温储存时间的延长，很快 又会产生不同程度的结晶或者凝固，影响产品的外观性能或造成使用领域的限制，因此产 品在国际市场上缺乏竞争力，所以改善油脂抗冻性及延缓油脂结晶方面的研究具有很重要 的现实意义。
[0018] 影响油脂抗冻性的因素很多，主要包括油料自身因素如原料油的来源，加工工艺， 油脂中胶体杂质及游离脂肪酸含量等，以及外部环境条件如温度波动，油料掺混等，都可能 弓丨起油脂结晶性能的改变。
[0019] 目前，针对普通植物油短时间内易结晶凝固的问题，在现有油脂行业常用的解决 方法有:一是向原料油中添加其他低熔点植物油以减少结晶；二是可通过控制生产过程中 的条件，如控制分提的条件和次数，使其中较高熔点的组分进一步结晶分离，从而制备含高 熔点组分更少的液态油脂;三是将油脂预先进行酯交换，使结晶性能降低，然后对其进行分 提处理；四是在油脂中添加结晶抑制剂(如羟基硬脂晶等）的方式来达到延缓结晶的办法； 五是对油脂储藏和运输条件的优化等。
[0020] 多不饱和脂肪酸单细胞油脂进行简单分提处理后的油脂很大程度上减少了高熔 点的甘三酯组分，而若要满足长时间冷藏储存，或在寒冷地区、或冬季长期保存的要求，还 需要进行进一步的冬化处理工艺。而多步冬化处理必然导致多不饱和脂肪酸单细胞油脂中 液体油得率的降低与不必要的浪费，而且多步冬化处理易造成生产成本的升高和生产周期 的延长，最终使该油脂的成本提高。采用添加低熔点植物油的办法不仅影响产品的纯度和 多不饱和脂肪酸的含量，还无法从根本上有效解决其结晶的问题;将多不饱和脂肪酸单细 胞油脂预先进行酯交换，然后对其进行分提处理的方法工艺复杂，也会使产品得率降低。
[0021] 目前的研究主要是针对植物油抗结晶的研究，如刘恒利研究了乳化剂对超级棕榈 液油耐寒性的影响，发现乳化剂可以不同程度的改善超级棕榈液油的耐寒性。郑伟和刘葆 仁等曾以羟基硬脂精为抑晶剂分别考察菜籽油、大豆油、茶籽油和鱼油的冷冻试验，发现抑 晶剂羟基硬脂精的添加显著延长了上述各种油脂〇°C出现结晶的时间，从而说明抑晶剂确 实有提高油脂耐寒性的作用。所以，利用结晶抑制剂可能是解决油脂耐寒性的一个途径。
[0022] 而有关多不饱和脂肪酸单细胞油脂抗结晶的研究尚未报道，而添加已报导的常规 植物油的抑晶剂（如羟基硬脂晶），对改善多不饱和脂肪酸单细胞油脂抗冻性并无显著影 响。
【发明内容】
[0023] 本发明的目的在于提供一种结晶抑制剂组合物及其制备和应用。该结晶抑制剂组 合物能够抑制低温下油脂结晶生长速率，有效延长油脂的澄清透明时间，从而改善油脂的 抗冻性、扩大其应用范围。
[0024]本发明的整体技术构思是：
[0025] 结晶抑制剂组合物，由聚甘油脂肪酸酯和蔗糖脂肪酸酯制成，其中蔗糖脂肪酸酯 的质量百分含量不低于20%。
[0026] 所述的蔗糖脂肪酸酯在室温下为粘稠状液体或者蜡状，0<HLB值<3;蔗糖脂肪酸 酯选用主要脂肪酸为质量百分含量不低于70%的月桂酸或油酸中的一种;或选用主要脂肪 酸构成为棕榈酸、硬脂酸和油