專(zhuān)利名稱(chēng)：借助于多甘油酯從脂肪酸混合物分離飽和脂肪酸的方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及從脂肪酸混合物分離飽和脂肪酸的方法。而具體而言，本發(fā)明涉及制備具有降低了飽和脂肪酸組分含量的不飽和脂肪酸的方法。
2.相關(guān)領(lǐng)域描述脂肪酸被廣泛用作食品中間體，例如，單酸甘油酯和甘油二酯，以及多種工業(yè)產(chǎn)品的添加劑和中間體。這種脂肪酸通常在高壓下，經(jīng)過(guò)水解諸如菜籽油或豆油之類(lèi)的植物油，或者動(dòng)物脂肪如牛油來(lái)生產(chǎn)。
然而，單獨(dú)用這種方法生產(chǎn)的脂肪酸含有源自被用作原料的脂肪和油的飽和脂肪酸。這樣，已發(fā)現(xiàn)這些飽和脂肪酸不利地影響某些最終產(chǎn)品，如單酸甘油酯、甘油二酯、甘油三酯及其它酯。例如，當(dāng)含有飽和脂肪酸的脂肪酸混合物被用作生產(chǎn)甘油二酯的原料時(shí)，所述的甘油二酯可含有固體結(jié)晶的顆粒，或在室溫下處于半固體狀態(tài)，而在寒冷的環(huán)境中可完全結(jié)晶(固化)，以至于喪失其流動(dòng)性。因此，這些甘油二酯具有差的外觀(guān)質(zhì)量及其它問(wèn)題，例如難以從容器中除去。
美國(guó)專(zhuān)利5,514,405公開(kāi)了一種油炸的油或脂肪的組合物，可用于生產(chǎn)具有滿(mǎn)意的脆性和良好可接受的溫和的油性或油膩味道的油炸食品，它包含不超過(guò)4.0重量％的、溶解在油或脂肪中的乳化劑。乳化劑的選擇應(yīng)使油或脂肪組合物表現(xiàn)出在80℃下，當(dāng)油或脂肪組合物與水混合3秒鐘后形成油或脂肪相與水相之間的界面時(shí)，界面張力不超過(guò)7mN/m。含特別選擇的組合物的蔗糖脂肪酸酯，或含蔗糖脂肪酸酯與多甘油脂肪酸酯和/或甘油二酯的組合的油炸油或脂肪的組合物據(jù)說(shuō)也可用于相同的目的。
美國(guó)專(zhuān)利5,674,475公開(kāi)了一種乳化劑組合物，該組合物是多甘油脂肪酸酯(n≥4)與脂肪酸(n≥8)或其鹽的乳酸酯的混合物，可用于制造寬范圍的具有不同O/W的乳液，例如用于化妝品的防曬乳液。該多甘油脂肪酸酯優(yōu)選HLB值≤8。所述乳化劑組合物可另外包含親油性乳化劑。
美國(guó)專(zhuān)利5,945,318公開(kāi)了一種處理含甘油三酯形式的飽和與不飽和脂肪酸的油組合物的方法，為了得到具有較高濃度的多不飽和脂肪酸的精制產(chǎn)品，至少一些不飽和脂肪酸為多不飽和的。
美國(guó)專(zhuān)利5,952,518公開(kāi)了一種從脂肪酸混合物中有效地除去飽和脂肪酸的方法通過(guò)向原料脂肪酸混合物中加入乳化劑，并混合，然后冷卻混合物，再通過(guò)干燥分級(jí)除掉結(jié)晶部分，該發(fā)明還公開(kāi)了從得到的降低了飽和脂肪酸含量的混合物生產(chǎn)耐低溫結(jié)晶的脂肪酸酯的應(yīng)用。
前述公開(kāi)內(nèi)容全部通過(guò)引用整體結(jié)合到本文中。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種從選擇的原料得到的脂肪酸混合物中有效地除去飽和脂肪酸的方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種生產(chǎn)即使是在低溫下也耐結(jié)晶或固化的脂肪酸酯的方法。
本發(fā)明提供了這些和其它目的，其涉及了一種從最初的不飽和脂肪酸混合物中除去飽和脂肪酸的方法，該方法包括分餾掉混合物中C16及其它小脂肪酸組分至含量小于或等于4％重量，加入低級(jí)多甘油酯作為結(jié)晶助劑，然后冷卻并分級(jí)(fractionally)結(jié)晶出剩余的飽和脂肪酸，以產(chǎn)生包含少于3.3％重量飽和脂肪酸的產(chǎn)品。
在另一個(gè)方面，本發(fā)明涉及包含至少一種不飽和脂肪酸的產(chǎn)品，該產(chǎn)品通過(guò)包括以下步驟的方法制備從最初的不飽和脂肪酸混合物中分級(jí)蒸餾除去C16及其它較小的脂肪酸組分至含量小于或等于4％重量，加入低級(jí)多甘油酯作為結(jié)晶助劑，然后冷卻并分級(jí)結(jié)晶出剩余的飽和脂肪酸，以產(chǎn)生包含少于3.3％重量的飽和脂肪酸的所述產(chǎn)品。
優(yōu)選實(shí)施方案的描述本發(fā)明涉及一種制造不飽和脂肪酸的方法，所述的不飽和脂肪酸具有比迄今為止本領(lǐng)域中已知的其它方法可得到的不飽和脂肪酸更低含量的飽和脂肪酸。更具體而言，本發(fā)明涉及制造這種產(chǎn)品的方法，通過(guò)分餾從大豆或其它脂肪酸中除掉大部分的棕櫚酸(C16)和低級(jí)脂肪酸，然后用低級(jí)多甘油酯如三甘油單硬脂酸酯作為該步驟中的結(jié)晶助劑，分級(jí)結(jié)晶以除掉飽和的硬脂酸(C18)及一些殘余的棕櫚酸，以產(chǎn)生含有少于3.3％，優(yōu)選少于3％，更優(yōu)選少于2％的所有剩余飽和脂肪酸的不飽和脂肪酸。盡管可通過(guò)已知的方法分級(jí)結(jié)晶出飽和脂肪或脂肪酸，但這些低級(jí)多甘油酯比過(guò)去所使用的那些便宜，且因?yàn)樗鼈冊(cè)诜逐s步驟之后而不是之前起結(jié)晶助劑的作用，所以它們是獨(dú)特的。還有，通過(guò)本發(fā)明的方法，可得到低于2％的脂肪酸含量。
當(dāng)被用于從源自諸如菜籽油或豆油之類(lèi)的植物油的脂肪酸混合物中減少飽和脂肪酸時(shí)，本方法尤其有效，其中原料脂肪酸混合物可被蒸餾至硬脂酸含量為10％重量或更低，優(yōu)選5％重量或更低。部分甘油酯可存在于其中。
將被用作本發(fā)明中的原料的脂肪酸混合物通過(guò)常規(guī)的方法，例如通過(guò)水蒸汽分解水解或通過(guò)使用脂肪酶作為催化劑的水解，從植物油，例如菜籽油或豆油，或動(dòng)物脂肪來(lái)生產(chǎn)的。在本發(fā)明中，優(yōu)選的是使用其中諸如棕櫚酸和硬脂酸之類(lèi)的飽和脂肪酸的含量本來(lái)就較低的脂肪酸混合物，例如從植物油得到的那些。
本發(fā)明中使用的結(jié)晶助劑為低級(jí)多甘油/脂肪酸酯。如果需要的話(huà)，可使用兩種或多種這樣的酯的組合。這里所使用的術(shù)語(yǔ)“低級(jí)多甘油”是指二甘油、三甘油、四甘油、五甘油和六甘油。在這樣的材料中，如果需要的話(huà)，最高至約10％重量的七甘油可與這些低級(jí)多甘油的一種或多種一同存在。然而，優(yōu)選不存在七甘油或更高級(jí)的多甘油。
可用任何通?？色@得的脂肪酸來(lái)酯化所述的多甘油，例如飽和脂肪酸，如丁酸、月桂酸、棕櫚酸或硬脂酸，或者不飽和脂肪酸，如油酸、亞油酸或亞麻酸。如果需要的話(huà)，多甘油的全部羥基可被一個(gè)或多個(gè)的這種或其它的脂肪酸酯化，但更典型地是優(yōu)選約一個(gè)至三個(gè)的少于全部的這種羥基被酯化。在本發(fā)明的實(shí)踐中，優(yōu)選三甘油酯；尤其優(yōu)選三甘油單酯。市售的三甘油單硬脂酸酯為特別優(yōu)選。
以原料脂肪酸混合物計(jì)，結(jié)晶助劑的添加量?jī)?yōu)選為約0.001至約1％重量，更優(yōu)選約0.05至約0.5％重量。
在本發(fā)明中，原料脂肪酸混合物中的飽和脂肪酸含量的減少是通過(guò)蒸餾所述的混合物，向原料脂肪酸混合物中加入結(jié)晶助劑，混合，然后冷卻混合物并除掉結(jié)晶部分來(lái)實(shí)現(xiàn)的。結(jié)晶助劑優(yōu)選在30℃或更高的溫度下混合與溶解，以便完全溶解于脂肪酸混合物中。
對(duì)冷卻時(shí)間和冷卻溫度沒(méi)有限制，可以根據(jù)原料脂肪酸組合物的組成來(lái)選擇。雖然因?yàn)槿Q于原料的量、冷卻能力等而存在變化，但冷卻至0℃的3至30小時(shí)，優(yōu)選約15至25小時(shí)對(duì)于某些原料如大豆脂肪酸通常是必要的。冷卻可使用包括間歇、連續(xù)或半連續(xù)法的任何常規(guī)方法進(jìn)行。過(guò)濾、離心分離、沉降/分離等也可被用作晶體分離的方法。類(lèi)似地，這些方法可以是間歇、連續(xù)或半連續(xù)的方法。
本發(fā)明的方法優(yōu)選從標(biāo)準(zhǔn)精制和脫色的豆油開(kāi)始。水解或分解這種油以產(chǎn)生甘油和脂肪酸，所述脂肪酸包括一些飽和脂肪酸，例如約10％的C16(棕櫚酸)和約4％的C18(硬脂酸)。商業(yè)上所需的是提供這些飽和物總含量低于約3.3％的產(chǎn)品。
本發(fā)明采用了一種獨(dú)特的方法，即蒸餾掉大部分的棕櫚酸，然后結(jié)晶掉足夠多的硬脂酸及一些剩余的棕櫚酸，以達(dá)到要求的含量。
根據(jù)本發(fā)明，可將比以前所采用的更簡(jiǎn)單天然的低級(jí)多甘油酯用作結(jié)晶助劑，因?yàn)橹舅嵩诮Y(jié)晶前已被蒸餾。在本領(lǐng)域的已知方法中不能使用低級(jí)多甘油酯，因?yàn)樗鼈儾荒軐?duì)完整的豆油，即未分級(jí)的脂肪酸起作用。但是根據(jù)本發(fā)明，象以前一樣地采用大豆脂肪酸，但大部分的棕櫚酸及其它小脂肪酸組分首先被蒸餾掉，然后將結(jié)晶助劑，優(yōu)選市售的三甘油單硬脂酸酯加入到蒸餾過(guò)的物料中，隨后冷卻所述的物料，以使硬脂酸和一些其它殘余的飽和酸結(jié)晶出來(lái)，并從液體脂肪酸中分離。
本發(fā)明方法的產(chǎn)品可用于制造二烷基甘油酯(DAG)的油。這種DAG油已在日本銷(xiāo)售了幾年，且已經(jīng)獲取了食用油/色拉油市場(chǎng)的較大份額，因?yàn)樗鼈儾粫?huì)被身體加工并儲(chǔ)存為脂肪，而是被作為碳水化合物類(lèi)材料而燃燒掉。這有助于減輕顧消費(fèi)者的體重，以及提供其它的健康益處。
通過(guò)以下的實(shí)施例，將更加清楚本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及重要特征。
實(shí)施例用機(jī)動(dòng)有軌車(chē)或油罐車(chē)將精制、脫色的大豆三甘油酯接收到裝置中，并儲(chǔ)存在200°至250°F(93°至121℃)下。從儲(chǔ)存開(kāi)始，甘油三酯被進(jìn)料到加壓分解器。在分解器中，甘油三酯將在最高至800psig的壓力和最高至500°F(260℃)的溫度下與水反應(yīng)，或分解，形成脂肪酸和甘油。將甘油與脂肪酸分開(kāi)。
分解后，將大豆脂肪酸，或分解的大豆進(jìn)料到真空蒸餾裝置。通常，該裝置是在底部溫度約500°F(260℃)、塔頂壓力約5mmHg的絕對(duì)壓力下操作的。該塔蒸餾的材料截取了18％的殘?jiān)s分和12％的輕質(zhì)餾分。產(chǎn)生的蒸餾過(guò)的物料通常具有約2.5％重量的棕櫚酸和5.0％重量的硬脂酸的脂肪酸組成。
將蒸餾過(guò)的物料與3,000-3,500ppm的結(jié)晶助劑，即例如三甘油單硬脂酸酯的低級(jí)多甘油酯混合。用冷卻介質(zhì)與脂肪酸之間的溫差為20-50°F(11-28℃)的冷卻水在結(jié)晶器中冷卻新溶液。一旦結(jié)晶器達(dá)到了結(jié)晶點(diǎn)(通常為65-75°F，即18-24℃)，冷卻介質(zhì)與脂肪酸之間的溫差就降低到15-20°F(8-11℃)。按此方法形成的大晶體很容易分離。繼續(xù)冷卻直到最終溫度范圍達(dá)到18至25°F(-8至-4℃)。讓冷卻的蒸餾過(guò)的物料經(jīng)過(guò)圓盤(pán)-層疊離心機(jī)。固體晶體被從蒸餾過(guò)的物料產(chǎn)品中分離，并從離心機(jī)放出，從而產(chǎn)生了被稱(chēng)為豆餅的材料。最終產(chǎn)品為清澈的液體。以豆油原材料計(jì)，本方法所要求產(chǎn)品的收率為約45％。
鑒于可在不脫離本發(fā)明所包括原則的情況下對(duì)其進(jìn)行很多改變與改進(jìn)，應(yīng)當(dāng)參考后附的權(quán)利要求來(lái)理解由本發(fā)明所提供的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種從最初的不飽和脂肪酸混合物中除去飽和脂肪酸的方法，該方法包括分餾掉混合物中的飽和C16及其它小脂肪酸組分至含量小于或等于4％重量，加入低級(jí)多甘油酯作為結(jié)晶助劑，然后冷卻并分級(jí)結(jié)晶出剩余的飽和脂肪酸，以產(chǎn)生包含少于3.3％重量的飽和脂肪酸的產(chǎn)品。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述的最初的不飽和脂肪酸混合物是大豆脂肪酸混合物。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述的低級(jí)多甘油酯是三甘油酯。
4.權(quán)利要求3的方法，其中所述的三甘油酯是三甘油單酯。
5.權(quán)利要求4的方法，其中所述的三甘油單酯是三甘油單硬脂酸酯。
6.權(quán)利要求1的方法，其中所述的產(chǎn)品包含少于3％重量的飽和脂肪酸。
7.權(quán)利要求1的方法，其中所述的產(chǎn)品包含少于2％重量的飽和脂肪酸。
8.權(quán)利要求1的方法，其中所采用的低級(jí)多甘油酯的用量以所述脂肪酸混合物的重量計(jì)為約0.001至約1％重量。
9.一種包含至少一種不飽和脂肪酸的產(chǎn)品，其是由包括下列步驟的方法制備的從最初的不飽和脂肪酸混合物中分餾掉C16及更短的飽和脂肪酸至含量小于或等于4％重量，加入低級(jí)多甘油酯作為結(jié)晶助劑，然后冷卻并分級(jí)結(jié)晶出剩余的飽和脂肪酸，以產(chǎn)生包含少于3.3％重量的飽和脂肪酸的所述產(chǎn)品。
10.權(quán)利要求9的產(chǎn)品，其中所述的最初的不飽和脂肪酸混合物是大豆脂肪酸混合物。
11.權(quán)利要求9的產(chǎn)品，其中所述的低級(jí)多甘油酯是三甘油酯。
12.權(quán)利要求11的產(chǎn)品，其中所述的三甘油酯是三甘油單酯。
13.權(quán)利要求12的產(chǎn)品，其中所述的三甘油單酯是三甘油單硬脂酸酯。
14.權(quán)利要求9的產(chǎn)品，其中所述的產(chǎn)品包含少于3％重量的飽和脂肪酸。
15.權(quán)利要求9的產(chǎn)品，其中所述的產(chǎn)品包含少于2％重量的飽和脂肪酸。
16.權(quán)利要求9的產(chǎn)品，其中所采用的低級(jí)多甘油酯的用量以所述脂肪酸混合物的重量計(jì)為約0.001至約1％重量。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種從最初的不飽和脂肪酸混合物中除去飽和脂肪酸的方法，其中該方法包括分餾掉混合物中的飽和C
文檔編號(hào)C11C1/10GK1694861SQ03824711
公開(kāi)日2005年11月9日 申請(qǐng)日期2003年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月7日
發(fā)明者G·翰德里, S·馬丁, T·E·布利烏爾, K·沃克爾 申請(qǐng)人:克魯普頓公司