專(zhuān)利名稱(chēng):油組合物的固液分離方法
發(fā)明背景發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明涉及從含有至少50％重量的偏甘油酯的油組合物中分離和制備固態(tài)油或脂肪(下文統(tǒng)成為“油”)組合物和液態(tài)油組合物的方法。
背景技術(shù)：
的說(shuō)明
近年來(lái)，對(duì)健康問(wèn)題地關(guān)注使人們對(duì)防止體重增加以防止肥胖給予了高度重視。然而，近年來(lái)的研究結(jié)果表明，不只是防止體重增加，還有降低體內(nèi)的脂肪，尤其是內(nèi)臟的脂肪，均能有效防止和改善多種疾病，例如心臟機(jī)能減退、高血壓和動(dòng)脈硬化。研究發(fā)現(xiàn)，含有飽和或不飽和的C12-C22?；鳛榻Y(jié)構(gòu)?；母视投ナ欠乐购椭委熤靖蔚挠行巹?日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)300828/1992)。
這種甘油二酯和甘油單酸酯(此后稱(chēng)為偏甘油酯)可以通過(guò)油和脂肪(此后統(tǒng)稱(chēng)為“油”)，例如大豆油或菜籽油，與甘油之間的酯交換反應(yīng)，從這些油衍生而來(lái)并通過(guò)其水解得到的脂肪酸與甘油等的酯化反應(yīng)以及分子蒸餾和除臭等方法純化而制備。
如上方法制備的含有偏甘油酯的油組合物是帶有不同鏈長(zhǎng)?；闹舅岣视王サ幕旌衔?。為發(fā)揮甘油二酯對(duì)日常飲食習(xí)慣造成的體內(nèi)脂肪積累的抑制作用，需要將通常食用的油(甘油三酯)替換為甘油二酯。為做到這一點(diǎn)，有兩種方法。一種是將常用的烹調(diào)油(色拉油)替換為甘油二酯。另一種是食用加工過(guò)的食物，例如蛋黃醬、人造黃油或用甘油二酯替代油的油炸食物。
從用處、味道、口感、儲(chǔ)藏穩(wěn)定性等角度出發(fā)，不同熔點(diǎn)的油已在這些食物中應(yīng)用，低沸點(diǎn)和高沸點(diǎn)的油已被恰當(dāng)?shù)厥褂谩?br>例如，色拉油甚至在冰箱或冬天的低溫條件下也不結(jié)晶。然而，甘油二酯因結(jié)構(gòu)原因其熔點(diǎn)比甘油三酯高，所以其在低溫下結(jié)晶。因此，該甘油酯不能從瓶中倒出，或在外觀上有缺點(diǎn)。此外，當(dāng)甘油二酯用作可以在冰箱中儲(chǔ)存的蛋黃醬或調(diào)味品的油材料時(shí)，甘油二酯的結(jié)晶導(dǎo)致乳液凝固，或油析出(油材料的分離)發(fā)生。甘油二酯通常從一般的動(dòng)物或植物油中制備。即使使用包含少量飽和脂肪酸的菜籽油等作為原料來(lái)降低得到的甘油二酯的熔點(diǎn)，該甘油酯仍在冰箱(5℃)中結(jié)晶固化。菜籽油的熔點(diǎn)約為-5℃，而由菜籽油為原料制備的甘油二酯的熔點(diǎn)約為15℃。因此，需要通過(guò)分離法除去甘油二酯中的高熔點(diǎn)成分以降低其熔點(diǎn)。分離得到的高熔點(diǎn)成分可以用作面包、油炸食品、巧克力等需要高熔點(diǎn)的食物的油。
近些年來(lái)，對(duì)這些甘油二酯進(jìn)行了清楚的營(yíng)養(yǎng)研究，需要將其高熔點(diǎn)和低熔點(diǎn)成分分離。然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，有使用溶劑將甘油二酯從甘油酯混合物中濃縮或去除的例子(日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)65212/1977，122793/1988，117845/1989和34990/1996等)，但沒(méi)有將高熔點(diǎn)甘油二酯和低熔點(diǎn)甘油二酯從高濃度甘油二酯中分離的例子。原因在于迄今的乳化劑制造商銷(xiāo)售的高純度甘油二酯是熔點(diǎn)至少為20℃的甘油二酯，例如甘油二硬脂酸酯和甘油二油酸酯，它們通過(guò)向油中少量加入而被用作親油乳化劑且即使其熔點(diǎn)高也可完全溶于油中，因此不需要熔點(diǎn)為20℃或更低的甘油二酯。
對(duì)于上述的低熔點(diǎn)和高熔點(diǎn)成分的分離方法，可以考慮色譜法和蒸餾法分離。但是，這些方法有低生產(chǎn)率、高成本、變質(zhì)等問(wèn)題。
為將偏甘油酯分離成固態(tài)和液態(tài)成分，需要冷卻偏甘油酯使其高熔點(diǎn)成分結(jié)晶。曾提出過(guò)將親油性聚脂肪酸甘油酯加入油中將其分離成固態(tài)和液態(tài)成分(日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)289897/1989和31397/1991)，和將乳化劑加入到脂肪酸中去除結(jié)晶成分(日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)106782/1999)等方法。然而，甘油二酯和甘油單酸酯被認(rèn)為是阻止油結(jié)晶的雜質(zhì)(Yu Kagaku(油化學(xué))，28，700-708(1979)；和Oil PalmNews，22，10-18(1997))，并且甘油二酯被認(rèn)為難于結(jié)晶，且特別難于進(jìn)行不使用任何溶劑的干分離。發(fā)明概要
本發(fā)明的目的是提供一種將含有至少50％重量的偏甘油酯的油組合物分離成固態(tài)和液態(tài)成分的方法，可解決上述問(wèn)題。
事實(shí)上，在用干分離法分離棕櫚油或冷濾法制備色拉油時(shí)，通過(guò)簡(jiǎn)單冷卻沉積的晶體是堅(jiān)硬的，并且晶體的漿液是流體，可以容易地通過(guò)過(guò)濾或離心分離成固態(tài)和液態(tài)成分。然而，通過(guò)簡(jiǎn)單冷卻高濃度甘油二酯得到的晶體漿液不是流體，不能通過(guò)普通的過(guò)濾或離心的方法分離成固態(tài)和液態(tài)成分，導(dǎo)致得不到液態(tài)成分。如上所述，油和偏甘油酯在晶體性質(zhì)上完全不同，分離過(guò)程在偏甘油酯含量提高時(shí)更難進(jìn)行。然而，發(fā)現(xiàn)在含有至少50％重量的偏甘油二酯(partialdiglyceride)的油組合物中，只有當(dāng)有乳化劑加入時(shí)，通過(guò)冷卻油組合物沉積晶體來(lái)進(jìn)行固液分離才可行。發(fā)現(xiàn)含有偏甘油酯的油組合物可以通過(guò)低能耗、溫和條件、低成本、無(wú)溶劑的方法分離成固態(tài)和液態(tài)成分。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種將含有至少50％重量的偏甘油二酯的油組合物分離為固態(tài)和液態(tài)成分的方法，包括溶解乳化劑于油組合物中，冷卻溶液沉積晶體和然后進(jìn)行固-液分離。優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述
本發(fā)明所用的含有至少50％重量(下文統(tǒng)稱(chēng)“％”)的偏甘油酯的油組合物是通過(guò)使堿催化劑或脂肪酶作用于含有所需的結(jié)構(gòu)脂肪酸與甘油的油以進(jìn)行酯交換反應(yīng)，或使堿催化劑或脂肪酶作用于由油水解得到的所需的結(jié)構(gòu)脂肪酸或其酯與甘油的混合物以進(jìn)行酯化反應(yīng)制備。油的例子包括植物油，例如大豆油、菜籽油、葵花子油、紅花油、亞麻子油、紫蘇子油、棕櫚油、米糠油和玉米油；動(dòng)物油，包括牛油和魚(yú)油；和混合油，硬化油，分級(jí)油及其隨機(jī)酯基轉(zhuǎn)移油。偏甘油酯所含?；奶荚訑?shù)優(yōu)選為8到24個(gè)，特別優(yōu)選為16到22個(gè)。為降低固液分離得到的液態(tài)成分的熔點(diǎn)，從棕櫚酸和硬脂酸衍生而來(lái)的?；偤?jī)?yōu)選為至多20％，特別優(yōu)選為至多15％。
含偏甘油酯的油組合物中偏甘油酯的含量至少為50％，優(yōu)選至少為70％，特別優(yōu)選為大于80％。偏甘油酯優(yōu)選為甘油二酯，并且甘油單酸酯的優(yōu)選含量為至多5％，特別優(yōu)選為至多2％。從提高油組合物味道的角度出發(fā)，游離脂肪酸的優(yōu)選含量為至多5％，特別優(yōu)選為至多2％。從分離操作的角度，剩余物由甘油三酯組成，其含量?jī)?yōu)選為1到50％，特別優(yōu)選為2到20％。
在制備出的含有至少50％偏甘油酯的油組合物中加入乳化劑，此混合物根據(jù)需要加熱使乳化劑溶解于油組合物中。
本發(fā)明中所用的乳化劑的例子包括脂肪酸多元醇酯，硬脂基乳酸鹽、硬脂基檸檬酸鹽、及膽酸(鹽)等，優(yōu)選熔點(diǎn)在20℃到40℃之間的那些。特別優(yōu)選的乳化劑是脂肪酸多元醇酯，其例子包括甘油脂肪酸單酯、甘油有機(jī)酸脂肪酸酯(有機(jī)酸乙酸，乳酸，檸檬酸，琥珀酸，二乙?；剖岬?，縮合蓖麻油酸聚甘油酯，脂肪酸聚甘油酯，脂肪酸蔗糖酯，脂肪酸山梨聚糖酯，脂肪酸聚氧乙烯山梨聚糖酯，脂肪酸丙二醇酯和磷脂，其中優(yōu)選脂肪酸聚甘油酯、脂肪酸蔗糖酯和脂肪酸山梨聚糖酯。
脂肪酸多元醇酯中的?；菐в?2到22個(gè)碳原子，優(yōu)選帶有12到18個(gè)碳原子的飽和或不飽和?；貏e優(yōu)選飽和和不飽和?；幕旌衔铩Ｌ貏e地，優(yōu)選的混合?；蓭в?2到18個(gè)碳原子的飽和?；蛶в?8個(gè)碳原子的不飽和?；M成。少于12個(gè)碳原子的?；暮?jī)?yōu)選至多為脂肪酸多元醇酯中所有結(jié)構(gòu)?；康?％。
在脂肪酸多元醇酯中，特別優(yōu)選脂肪酸聚甘油酯，進(jìn)一步優(yōu)選平均聚合度為4到15，優(yōu)選為8到12且酯化度至少為70％的那些。
進(jìn)而，從便于含有至少50％的偏甘油酯的油組合物的分離角度出發(fā)，脂肪酸多元醇酯優(yōu)選具有至多7的HLB(根據(jù)Gfiffin方程)和20℃到40℃的熔點(diǎn)。
對(duì)于含有至少50％的偏甘油酯的油組合物與乳化劑的混合比例，從完全分離的角度出發(fā)，優(yōu)選乳化劑以每100重量份的含有偏甘油酯的油組合物0.001到5重量份，優(yōu)選為0.05到0.5重量份，特別優(yōu)選為0.1到0.3重量份的比例混合。
然后根據(jù)需要加熱含有至少50％偏甘油酯的油組合物與乳化劑的混合物，使乳化劑溶解于其中。在此情況下，溫度優(yōu)選控制在20到80℃之間，更優(yōu)選在30到60℃之間。乳化劑的熔點(diǎn)，尤其是此處所用的脂肪酸多元醇酯的熔點(diǎn)優(yōu)選比要分離的含有至少50％偏甘油酯的油組合物的熔點(diǎn)高3到25℃，更優(yōu)選為高5到20℃。
溶解有脂肪酸多元醇酯的含有至少50％偏甘油酯的油組合物在沒(méi)有晶體析出的溫度范圍，例如，在15到80℃，優(yōu)選為20到60℃，混合至少1分鐘，優(yōu)選為3到30分鐘，而后以0.1到10℃/小時(shí)，優(yōu)選為1到5℃/小時(shí)，特別優(yōu)選為1到3℃/小時(shí)的冷卻速度冷卻，通過(guò)基于脂肪酸多元醇酯的結(jié)晶調(diào)節(jié)作用以高熔點(diǎn)成分(固態(tài)油組合物)沉積包含高熔點(diǎn)甘油二酯的成分，從而使其晶體生長(zhǎng)。
當(dāng)混合物的溫度達(dá)到使所需高熔點(diǎn)成分沉積完全的溫度后，將化合物熟化10到600分鐘，優(yōu)選為30到300分鐘。而后，通過(guò)加壓過(guò)濾、真空過(guò)濾、離心、膜處理等方法將高熔點(diǎn)和低熔點(diǎn)成分從混合物中分離。優(yōu)選為過(guò)濾方法，因?yàn)橐簯B(tài)油組合物的產(chǎn)率較高。
如上所述，本發(fā)明中含有至少50％偏甘油酯的油組合物優(yōu)選不使用溶劑分離為固態(tài)和液態(tài)成分。實(shí)施例1
裝有原料油(2,500克)，非選擇性脂肪酶(“Lipase OF”，MeitoSanyo Co.，Ltd.制造，1.3克)和水(2,500克)的四頸瓶在40℃氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌水解6小時(shí)后，油相通過(guò)離心分離。混合油相反應(yīng)產(chǎn)物(2,000克)，甘油(330克)和1，3-位選擇性固定化脂肪酶(“LipozymeIM”，Novo Nordisk Bioindustry Co.制造；200克)，在40℃和4hPa下進(jìn)行5小時(shí)酯化反應(yīng)。得到的反應(yīng)產(chǎn)物通過(guò)分子蒸餾處理和除臭處理得到含偏甘油酯的油組合物(1,360克)，組成如表1。而后脂肪酸多元醇酯(0.2克)或沒(méi)有脂肪酸多元醇酯加入到幾份(每份100克)含偏甘油酯的油組合物中，加熱至40℃(發(fā)明產(chǎn)品4中加熱到60℃)，制備均質(zhì)液體。而后該液體以2℃/小時(shí)的冷卻速度和10轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度，冷卻至5℃，然后靜置2小時(shí)。
得到的晶體漿液通過(guò)抽濾分離為固態(tài)油組分和液態(tài)油組合物。液態(tài)油組合物的組成如表2所示。
表1含偏甘油酯的油組合物的組成和熔點(diǎn)
表2固液分離后液態(tài)組合物的組成(注)脂肪酸多元醇酯.THL 15十甘油的混合脂肪酸酯，Sakamoto Yakuhin Kogyo Co.，Ltd.產(chǎn)品，HLB3，熔點(diǎn)31℃；.合成產(chǎn)物十甘油棕櫚酸酯(40％)油酸酯(60％)；HLB3，熔點(diǎn)29℃；.No.700 P-2甘油單癸酸酯，Taiyo Kagaku(Chemical)Co.，Ltd.產(chǎn)品，HLB7.2，熔點(diǎn)15℃；.No.61NN硬脂酸脫水山梨糖醇酯，Taiyo Kagaku(Chemical)Co.，Ltd.產(chǎn)品，HLB6.2，熔點(diǎn)56℃。
發(fā)明產(chǎn)物1到5均為液態(tài)油組合物，即使在5℃靜置1小時(shí)也未發(fā)現(xiàn)晶體的沉積物。對(duì)比產(chǎn)品中，晶體漿液膠凝，不能提供液態(tài)油組合物。因此，表1中含偏甘油酯的油組合物分別在5℃儲(chǔ)藏。結(jié)果，從葵花子油和大豆油制成的油組合物均在5℃析出晶體而膠凝。特別是，由大豆油制成的油組合物在色拉油瓶中固化，不能從中倒出。對(duì)比實(shí)施例
葵花子油(81重量份)作為原料油加入到由表1中葵花子油制成的含有偏甘油酯的油組合物(29重量份)中制成含25％甘油二酯的油組合物。上述的脂肪酸多元醇酯合成產(chǎn)物(0.2克)加入到該油組合物(100克)中，將混合物加熱至40℃，制成均質(zhì)液體。而后，該液體以2℃/小時(shí)的冷卻速度和10轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下冷卻。因?yàn)樵撚徒M合物中含大約74％的甘油三酯，因此其熔點(diǎn)較低，在-4℃時(shí)沒(méi)有晶體析出。因此，將該液體冷卻至-10℃，而后靜置2小時(shí)。得到的晶體漿液膠凝，其晶體過(guò)細(xì)不能用過(guò)濾收集。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，包含至少50％偏甘油酯的油組合物可以簡(jiǎn)易地分離成固態(tài)油組合物和液態(tài)油組合物。
權(quán)利要求
1.一種用于將包含至少50％重量偏甘油酯的油組合物分離成固態(tài)成分和液態(tài)成分的方法，包括在油組合物中溶解乳化劑，冷卻該溶液沉積晶體，和然后進(jìn)行固液分離。
2.如權(quán)利要求
1所述的方法，其中由棕櫚酸和硬脂酸衍生而來(lái)的?；加徒M合物中總酰基的至多20％。
3.如權(quán)利要求
1或2所述的方法，其中乳化劑是脂肪酸多元醇酯。
4.如權(quán)利要求
3所述的方法，其中脂肪酸多元醇酯優(yōu)選具有至多7的HLB和20到40℃的熔點(diǎn)。
5.如權(quán)利要求
3或4所述的方法，其中脂肪酸多元醇酯的熔點(diǎn)比包含至少50％偏甘油酯的油組合物的熔點(diǎn)高3到25℃。
6.如權(quán)利要求
3到5任一項(xiàng)所述的方法，其中脂肪酸多元醇酯的?；呛?2到18個(gè)碳原子的混合?；?，含有少于12個(gè)碳原子的?；暮空贾舅岫嘣减ブ兴薪Y(jié)構(gòu)酰基的至多1％。
7.如權(quán)利要求
3到6任一項(xiàng)所述的方法，其中脂肪酸多元醇酯是脂肪酸聚甘油酯。
專(zhuān)利摘要
一種用于將包含至少50％重量偏甘油酯的油組合物分離成固態(tài)成分和液態(tài)成分的方法，包括在油組合物中溶解乳化劑，冷卻該溶液沉積晶體，和然后進(jìn)行固液分離。該方法可以簡(jiǎn)易地將油組合物分離成固態(tài)油組合物和液態(tài)油組合物。
文檔編號(hào)A23D9/02GKCN1396250SQ01122491
公開(kāi)日2003年2月12日 申請(qǐng)日期2001年7月13日
發(fā)明者杉浦將勝, 加瀨実, 山口浩明, 山田直人 申請(qǐng)人:花王株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan