二乙酰酒石酸单双甘酯的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种二乙酰酒石酸单双甘酯的制备方法，包括如下步骤：将Ｌ－酒石酸和／或ＤＬ－酒石酸，同乙酸酐和／或乙酰氯置于反应容器中，加入浓磷酸作为催化剂，混合均匀，形成反应体系；加热所述反应容器直至所述反应体系温度达到５０℃～５５℃以进行反应，待反应体系升温后又下降至８０℃～９０℃时，保温２０～６０ｍｉｎ，得到中间产物；以及向所述中间产物中加入硬脂酸单双甘油酯，加入粉状氢氧化钠作为催化剂，将所述反应容器内压力控制为－０．０９ＭＰａ～－０．０９８ＭＰａ，二次加热所述反应容器，直至所述反应体系温度达到９０℃～１３０℃，维持２０～４０ｍｉｎ，得到所述二乙酰酒石酸单双甘酯。本方法具有生产工艺简单、生产成本低廉、环境友好、收率较高、生产产品质量较好的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及食品添加剂领域，尤其是涉及一种食品乳化剂的新型制备方法。
技术介绍
食品乳化剂是食品加工中使不相溶的液体(如油和水)形成稳定乳浊液的添加 剂。这些乳化剂在人体吸收或排出体外，对人体的代谢无不良作用，也不会在人体积累而影 响健康。同时食品乳化剂本身无特殊异味，对加工食品的风味不产生任何影响，因而可广泛 用于各类食品的加工制作。食品乳化剂品种多，应用范围广，在食品添加剂总量中，乳化剂 用量约占1/2，是食品工业中用量最多的添加剂。近年来，国外烤焙食品使用国际上公认的第三代食品乳化剂二乙酰酒石酸单双甘 酯(DATEM)，该产品在面制食品中，它的亲水基团能与小麦面筋中的麦胶蛋白结合，疏水基 团则与麦谷蛋白结合，形成面筋蛋白的复合物，使面筋网络更细密而有弹性，从而提高发酵 面团持气性，耐发酵性增强，入炉急胀性能好，和烤焙成品的体积大。在其它食品中二乙酰 酒石酸单双甘酯(DATEM)不仅是乳化剂，又是很好的稳定剂。但由于其制作工艺对设备要 求较高，因而进口产品的价格较贵。论文“食品乳化剂二乙酰酒石酸甘油单、羧酸酯的研制”(《无锡轻工业大学》1996，=308-312)公开了用乙酸引发乙酸酐开环与酒石酸酯化，生成双乙酰酒石酸和双乙酰 酒石酸酐的混合物，该混合物再与脂肪酸甘油酯反应生成DATEM。但由于该法用乙酸引发乙 酸酐与酒石酸酰化，催化活性很低，外加热使体系反应温度达到80-90°C以后，随着反应的 进行，短时间内反应体系会急剧升温，容易造成冲釜，影响安全生产；且反应效率较低，产品 质量较差；同时生产成本较高，不利于工业化应用。另外，该方法急骤放热产生的热量，会使 产品变黑，甚至缩合成树脂状黑色副产物，不能得到二乙酰酒石酸酐。中国专利99815233. 1公开了由"C12-C22脂肪酸单酸甘油酯和甘油二酯的二乙酰酒 石酸酯组成的混合物”。将食品级L-(+)酒石酸慢慢加入含有微量浓硫酸催化剂的乙酸酐 中，在油浴中反应，减压蒸馏出剩余的乙酸酐和乙酸。再将熔融了的含4wt%甘油二酯的脂 肪酸单甘酯在干燥氮气保护下，与二乙酰酒石酸酐以24000rmp的高速混合反应，而后加硬 脂酸钠催化剂高速分散20分钟后，放到金属板上，冷却后低温研磨粉碎，得到产品。实验证 明，在浓硫酸存在下，酒石酸与乙酸酐的反应是强烈的放热反应，酒石酸极易分解缩合，加 完酒石酸后，再用油浴升温到140-150°C，真空度一定在-0. OSMPa以下，强酸，高温、空气存 在下，即是在有惰性气体存在下，也只能得到黑色或浅黑色液体，得不到二乙酰酒石酸酐； 超高速混合反应，提高了工艺实现的难度；氮气保护，增加了成本，不利于工业推广。综上所述，现有的DATEM生产工艺存在的技术问题是反应条件要求较高，提高了 生产成本，不利于工业推广；产品收率低，质量差，甚至在工业化生产条件下，完全不能得到 DATEM ；生产过程中对环境污染明显。
技术实现思路
为了解决上述至少一个技术问题，本专利技术提供了一种生产工艺简单、生产成本低廉、 环境友好、收率较高、生产产品质量较好的制备二乙酰酒石酸单双甘酯(DATEM)的新方法。根据本专利技术提供的，包括如下步骤a.将L-酒 石酸和/或DL-酒石酸，同乙酸酐和/或乙酰氯置于反应容器中，加入浓磷酸作为催化剂， 混合均勻，形成反应体系；b.加热反应容器直至所述反应体系温度达到50°C 55°C以进行 反应，待反应体系升温后又下降至80°C 90°C时，保温20 60min，得到中间产物；以及 c.向所述中间产物中加入硬脂酸单双甘油酯，加入粉状氢氧化钠作为催化剂，将所述反应 容器内压力控制为-0. 09Mpa -0. 098Mpa，二次加热所述反应容器，直至所述反应体系温 度达到90°C 130°C，维持20 40min，得到所述二乙酰酒石酸单双甘酯。本专利技术首先在浓磷酸做催化剂的条件下利用酰化酯化反应形成二乙酰酒石酸酐。 酒石酸有三种构象D-酒石酸、L-酒石酸和DL-酒石酸，其中D-酒石酸有一定毒性，不能用 于食品添加剂领域，因而本专利技术选择L-酒石酸、DL-酒石酸或两者按一定比例组成的混合 物，尤其是DL-酒石酸作为反应物之一。另一种反应物选用乙酸酐或乙酰氯或两者按一定 比例组成的混合物。两种反应物在反应体系温度达到50°C 55°C范围、且在浓磷酸的催化 作用下，发生如下反应 酒石酸C lmol) 乙酸酐(3.5mol)二乙酰酒石酸酐C Imol) 乙酸(3.5mol)经过反应后，得到的二乙酰酒石酸酐，其得率和纯度的高低直接影响最终产品的 质量、得率和应用效果。利用本专利技术提供的方法，二乙酰酒石酸酐的得率一般为98%，熔点 范围120-132°C，优选128-130°C，这反应出本法得到的二乙酰酒石酸酐不仅得率高，而且 纯度较好。现有技术中采用浓硫酸作为催化剂，其反应过于激烈，难以控制而容易冲釜，给安 全生产造成隐患，同时会使得物料变黑影响产品的美观和质量。根据本专利技术，步骤a中选 用浓磷酸作为催化剂，主要优点在于其使得反应温和，副反应少，易于控制，不会使反应物 料变黑而影响产品质量。本专利技术所述浓磷酸的浓度一般大于85%。根据本专利技术的实施方 式之一，所述浓磷酸的加入量为所述L-酒石酸和/或DL-酒石酸使用总量的0. 004% 0. 005%。在步骤b中，首先应通过外源供热，使得反应体系的温度上升至一定程度，例如达 到50°C 55°C，反应物之间开始发生反应。乙酸酐自动开环，释放热量，随着反应的进行， 反应体系在反应热的作用下继续升温，一般情况下，反应体系的温度最高可以达到120°C， 随即逐渐下降。当反应体系温度下降到80°C 90°C时，控制温度保持一段时间，以使得反应更加充分完全。通常情况下，保温时间可以为20 60min。根据本专利技术实施方式之一，保 温时间为30min 40min。根据本专利技术所提供方法，通常乙酸酐和/或乙酰氯同L-酒石酸和/或DL-酒石酸 之间的重量比为1.5 3. 5 1。乙酸酐和/或乙酰氯的用量高于理论量，以提高反应的收率。根据本专利技术的实施方式之一，步骤a中所述乙酸酐和/或乙酰氯分至少两次加入， 例如可以按照上述比例计算总量后，分两次加入到反应体系之中，也可以分成三次或更多 次加入。分次加入的目的是防止反应体系温度短时间内升高过快，造成冲釜。本专利技术在步骤b之后生成的中间产物主要为二乙酰酒石酸酐和副产物乙酸。与现 有技术不同的是，本专利技术所提供方法不需要将二乙酰酒石酸酐和副产物乙酸分离，避免了 现有技术中，先蒸馏出乙酸或结晶、离心分离、洗涤、再离心、干燥、黑暗低温储存等工艺步 骤，减少了设备投资，优化了生产环境，降低了生产成本。本专利技术所提供制备方法中，使用的另一种反应物硬脂酸单双甘油酯中硬脂酸单甘 油酯的含量通常占其总重量的50% 90%，凝固点60°C 70°C，碘值<3g/100g。根据本发 明的实施方式之一，所述硬脂酸单双甘油酯中硬脂酸单甘油酯的含量占其总重量的70% 80%。步骤c中，硬脂酸单双甘油酯加入到含有二乙酰酒石酸酐的中间产物中，以粉状 氢氧化钠作为催化剂。根据本专利技术实施方式之一，所述粉状氢氧化钠的加入量为所述L-酒 石酸和/或DL-酒石酸使用总量的0. 004% 0. 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二乙酰酒石酸单双甘酯的制备方法，包括如下步骤：ａ．将Ｌ－酒石酸和／或ＤＬ－酒石酸，同乙酸酐和／或乙酰氯置于反应容器中，加入浓磷酸作为催化剂，混合均匀，形成反应体系；ｂ．加热所述反应容器直至所述反应体系温度达到５０℃～５５℃以进行反应，待反应体系升温后又下降至８０℃～９０℃时，保温２０～６０ｍｉｎ，得到中间产物；以及ｃ．向所述中间产物中加入硬脂酸单双甘油酯，加入粉状氢氧化钠作为催化剂，将所述反应容器内压力控制为－０．０９Ｍｐａ～－０．０９８Ｍｐａ，二次加热所述反应容器，直至所述反应体系温度达到９０℃～１３０℃，维持２０～４０ｍｉｎ，得到所述二乙酰酒石酸单双甘酯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于树明，刘高峰，
申请(专利权)人：刘高峰，于树明，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]