Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу получения жировой композиции, включающей триглицериды, где указанный способ включает стадию этерификации, и к жировой композиции, полученной указанным способом. Изобретение также относится к структурирующему жиру, содержащему жировую композицию, полученную способом, описанным в настоящем документе.
Уровень техники изобретения
В настоящее время все большее внимание уделяется отказу от использования частично гидрогенизированных растительных масел. Всемирная организация здравоохранения утверждает, что отказ от использования частично гидрогенизированных растительных масел в продуктах питания принесет существенную пользу для здоровья людей.
После того, как в июне 2015 года, было определено, что частично гидрогенизированные масла (partially hydrogenated oils - PHO) больше не являются «общепризнанными безопасными» для использования в продуктах питания человека, Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств США обратилось к производителям продуктов питания с требованием удалить их из продуктов к июню 2018 года. По этой причине потребители стремятся избегать гидрогенизированных пищевых продуктов, и поэтому в пищевой промышленности существует тенденция к отказу от использования продуктов питания, которые относятся к категории гидрогенизированных (т.е. маркируются как гидрогенизированные).
В Патенте США 7951967 описывается реакция этерификации без использования катализатора, но для эффективной работы указанной реакции необходима высокая температура в диапазоне от 200 до 320°C и высокое атмосферное давление до 10 бар (1 МПа). Для таких условий требуется специальное оборудование, большое количество энергии, а высокая температура может приводить к разрушению образующих масла полимеров и вызывать побочные реакции с повышением содержания пероксидов, повышением интенсивности окрашивания масла и т.д.
Таким образом, основным предметом изобретения является разработка простого способа получения жировой композиции - предпочтительно жирового продукта, который не обязательно маркировать как гидрогенизированный и который впоследствии может подвергаться переэтерифицированию с рядом растительных масел для получения жирового продукта, аналогичного жировым продуктам, представленным на рынке.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение относится к способу получения жировой композиции, включающей триглицериды, где указанная композиция содержит:
а) по меньшей мере 8% масс. SatSatSat триглицеридов (насыщенных C8 - C22 жирных кислот), и
b) по меньшей мере 10% масс. стеариновой кислоты (C18:0),
где в указанном способе по меньшей мере часть жирных кислот, образующих триглицериды, присутствующие в указанной композиции, подвергалась гидрогенизации и где указанный способ включает стадию этерификации.
С помощью настоящего способа можно получить жировую композицию, включающую триглицериды, где композиция содержит по меньшей мере 8% масс. SatSatSat триглицеридов (насыщенных С8 - С22 жирных кислот) и по меньшей мере 10% масс. стеариновой кислоты (C18:0), без использования стеарина ши, масла манго или масла салового дерева (салового масла) в качестве исходного материала. Поставки этих веществ ограничены, поэтому они являются дорогостоящими материалами для использования в производстве. Полученную жировую композицию затем можно использовать в реакции переэтерификации с другими маслами для замены масла ши и/или стеарина ши в реакциях переэтерификации, в которых в противном случае компонентом было бы масло ши и/или стеарин ши.
Настоящее изобретение также относится к структурирующей жировой композиции, включающей жировую композицию, полученную способом по настоящему изобретению.
Настоящее изобретение также включает жировую композицию, содержащую по меньшей мере 10% масс. стеариновой кислоты и 8% масс. SatSatSat триглицеридов, которую не нужно маркировать как гидрогенизированные. Как уже упоминалось, потребители все больше внимания уделяют отказу от гидрогенизированных пищевых продуктов. Поэтому существует потребность в жировых композициях, которые не подлежат маркировке как гидрогенизированные масла и жиры при производстве.
Жировая композиция в одном варианте осуществления представляет собой продукт, который напоминает композицию переэтерифицированного масла ши или композицию переэтерифицированного стеарина ши. Жировая композиция в одном варианте осуществления представляет собой продукт, обладающий рядом общих характеристик с композицией переэтерифицированного масла ши или с композицией переэтерифицированного стеарина ши, например аналогичным содержанием стеариновой кислоты (St) и олеиновой кислоты (O). Под сходством в одном варианте осуществления подразумевается, что кривая плавления (содержание твердых жиров) жировой композиции по настоящему изобретению сопоставима с кривой плавления переэтерифицированного масла ши или стеарина ши, которые получены в соответствии с IUPAC 2.150.
Настоящее изобретение также относится к структурирующей жировой композиции, включающей жировую композицию, содержащую по меньшей мере 10% масс. стеариновой кислоты и 8% масс. SatSatSat триглицеридов, которая не подлежит маркировке как гидрогенизированная, и дополнительно включающей масло, содержащее от 20 до 90% масс. олеиновой кислоты.
Краткое описание фигур
На фигуре 1 представлен профиль плавления жировой композиции, полученной в примере 2, и эталонного переэтерифицированного стеарина ши.
На фигуре 2 представлен профиль плавления продуктов, полученных в примере 3 и примере 4.
Определения
Используемый в настоящем описании термин «растительный» следует понимать как полученный из растения или одноклеточного организма. Таким образом, жир или триглицериды следует также считать растительными, если все жирные кислоты, используемые для получения указанного триглицерида или жира, получены из растения или одноклеточного организма.
Насыщенные жирные кислоты представляют собой цепочки атомов углерода, соединенных одинарными связями, с максимальным числом атомов водорода, присоединенных к каждому атому углерода в цепи. Ненасыщенные жирные кислоты представляют собой цепочки, состоящие из атомов углерода, которые соединены одинарными связями и различным количеством двойных связей и к которым присоединено не все максимально возможное количество атомов водорода. Ненасыщенная жирная кислота может существовать в двух формах: цис-форме и транс-форме. Двойная связь может иметь одну из двух возможных конфигураций: транс- или цис-конфигурацию. В транс-конфигурации (гидрогенизацияая кислота) углеродная цепь располагается о разные стороны двойной связи, тогда как в цис-конфигурации (цис-жирная кислота) углеродная цепь располагается по одну сторону двойной связи. Символ «СХ» при использовании в номенклатуре означает, что жирная кислота содержит X атомов углерода, например, жирная кислота C14 содержит 14 атомов углерода, в то время как жирная кислота C8 содержит 8 атомов углерода.
Символ «CX:Y» при использовании в номенклатуре означает, что жирная кислота содержит X атомов углерода и Y двойных связей, например, жирная кислота C14:0 содержит 14 атомов углерода и 0 двойных связей, в то время как жирная кислота C18:1 содержит 18 атомов углерода и 1 двойную связь.
C18:0 - стеариновая кислота (St), C18:1 - олеиновая кислота (O), C18:2 - линолевая кислота (Li).
Используемое в настоящем описании обозначение «%» или термин «процент» относится к проценту по массе, т.е. % масс., % по массе, если не указано иное.
Термины «масло» и «жир» используются в настоящем описании взаимозаменяемо, если не указано иное.
Термины «растительное масло» и «растительный жир» в настоящем описании используются взаимозаменяемо, если не указано иное.
Используемый в настоящем описании термин «масло одноклеточных» означает масло, полученное с помощью жирообразующих микроорганизмов, которые представляют собой виды дрожжей, плесеней (грибковых), бактерий и микроводорослей. Эти масла одноклеточных вырабатываются внутриклеточно и в большинстве случаев во время стационарной фазы роста в определенных условиях роста (например, при ограничении азота с одновременным избытком источника углерода). Примерами жирообразующих микроорганизмов являются, но не ограничиваются только ими, Mortierella alpineea, Yarrowia lipolytica, Schizochytrium, Nannochloropsis, Chlorella, Crypthecodinium cohnii, Shewanella.
Используемый в настоящем описании термин «3-MCPD» означает 3-MCPD (3-хлорпропан-1,2-диол), 2-MCPD (2-хлорпропан-1,3-диол) и их сложные эфиры.
Продукты и методы, относящиеся к области кондитерских изделий, описаны в публикацию “Chocolate, Cocoa and Confectionery”, B.W. Minifie, Aspen Publishers Inc., 3. Edition 1999.
Пищевой продукт представляет собой продукт, предназначенный для потребления человеком. Важной группой продуктов являются продукты, в которых используется какао-масло и жиры, подобные какао-маслу.
Термин «шоколад» или «шоколадоподобный продукт» позначает продукт, который по меньшей мере воспринимается потребителем как шоколад или как кондитерское изделие с органолептическими свойствами, обычно присущими шоколаду, такими как, например, профиль плавления, вкус и т.д. Некоторые виды шоколада обычно содержат какао-масло в значительных количествах, в то время как некоторые шоколадоподобные продукты могут быть получены с небольшим количеством какао-масла или даже без него, например заменой какао-масла эквивалентом какао-масла, заместителем какао-масла, заменителем какао-масла и т.д. Кроме того, многие виды шоколада или шоколадоподобные продукты включают какао-порошок или какао-массу, в то время как некоторые другие виды шоколада или шоколадоподобные продукты, такие как обычный белый шоколад, могут производиться без какао-порошка, но приобретают свой шоколадный вкус, например, из какао-масла. В зависимости от страны и/или региона могут иметь место различные ограничения на то, какие продукты могут продаваться как шоколад.
Используемый в настоящем описании термин «остаточные реагенты» следует интерпретировать как любые свободные жирные кислоты и моноглицериды, глицерин и воду, которые не прореагировали в данной реакции и, следовательно, вместе с конечным продуктом остаются в реакционной смеси в качестве нежелательных остатков реагентов.
Используемый в настоящем описании термин «пальмовые растения» означает растения масличной пальмы рода Elaeis, точнее виды Elaeis guineensis и Elaeis Oleifera и их гибриды.
Термин «напоминает (похож)» следует интерпретировать как указание на то, что жировая композиция имеет сходные химические и/или физические характеристики. Например, содержание триглицеридов и свободных жирных кислот жировой композиции сопоставимо с содержанием триглицеридов и свободных жирных кислот упоминаемой жировой композиции, например переэтерифицированного масла ши или переэтерифицированного стеарина ши, в частности аналогичное содержание стеариновой кислоты (St) и олеиновой кислоты (O). Под сходством в одном дополнительном варианте осуществления подразумевается, что физические характеристики (кривая плавления) жировой композиции по настоящему изобретению сопоставимы с характеристиками переэтерифицированного масла ши или стеарина масла ши, которые получены с использованием IUPAC 2.150.
Термин «структурирующий» при описании структурирующей жировой композиции предназначен для обозначения композиции, в которой по меньшей мере часть жира кристаллизуется в заданных условиях способа и таким образом обеспечивает текстуру с точки зрения твердости продукта, в состав которого он входит.
Термин «включающий», «включать» или «содержит» следует интерпретировать как указание на наличие указанных частей, стадий, отличительных признаков или компонентов, но не исключает присутствия одной из нескольких дополнительных частей, стадий, отличительных признаков или компонентов.
Используемый в настоящем описании термин «и/или» предназначен для обозначения комбинированного («и») использования и использования с исключением («или»), т.е. термин «А и/или В» означает «только А или только В по отдельности или А и В вместе».
Подробное описание изобретения
При описании нижеприведенных вариантов осуществления настоящее изобретение предусматривает все возможные комбинации и перестановки описанных ниже вариантов осуществления с раскрытыми выше аспектами.
Изобретение относится к способу получения жировой композиции, включающей триглицериды, где указанная композиция содержит:
а) по меньшей мере 8% масс. SatSatSat триглицеридов (насыщенных C8 - C22 жирных кислот), и
b) по меньшей мере 10% масс. стеариновой кислоты (C18:0),
где в указанном способе по меньшей мере часть жирных кислот, образующих труглицериды, присутствующие в указанной композиции, подвергалась гидрогенизации и где указанный способ включает стадию этерификации.
С помощью способа по настоящему изобретению можно получить жировую композицию, включающую триглицериды, которая содержит по меньшей мере 8% масс. SatSatSat триглицеридов (насыщенных C8 - C22 жирных кислоты) и по меньшей мере 10% масс. стеариновой кислоты (C18:0), без использования стеарина ши в качестве исходного материала. Полученную жировую композицию затем можно использовать в реакции переэтерификации для замены масла ши и/или стеарина ши в реакциях переэтерификации, в которых в противном случае масло ши и/или стеарин ши были бы компонентами.
По меньшей мере 10% масс. стеариновой кислоты, указанные в пункте b), представляют собой часть в указанных в пункте а) по меньшей мере 8% масс. SatSatSat триглицеридов. То есть в 10% масс. стеариновой кислоты, которые указаны в b), стеариновая кислота присутствует не в виде свободной жирной кислоты, но это не исключает, что также может присутствовать стеариновая кислота в виде свободной жирной кислоты.
В одном или нескольких вариантах осуществления содержание SatSatSat триглицеридов составляет по меньшей мере 10% масс., например по меньшей мере 20% масс., по меньшей мере 30% масс., по меньшей мере 40% масс., по меньшей мере 50% масс., по меньшей мере 60% масс.
В одном или нескольких вариантах осуществления содержание SatSatSat триглицеридов находится в диапазоне от 10 до 97% масс., например в диапазоне от 20 до 97% масс., в диапазоне от 30 до 97% масс., в диапазоне от 40 до 97% масс., в диапазоне от 50 до 97% масс., в диапазоне от 60 до 97% масс., в диапазоне от 70 до 97% масс.
В одном или нескольких вариантах осуществления содержание SatSatSat триглицеридов находится в диапазоне от 10 до 90% масс., например в диапазоне от 20 до 90% масс., в диапазоне от 30 до 90% масс., в диапазоне от 40 до 80% масс., в диапазоне от 50 до 80% масс., в диапазоне от 60 до 80% масс.
В одном или нескольких вариантах осуществления содержание C16 в композиции составляет менее 50% масс., например менее 40% масс., менее 30% масс., менее 20% масс., менее 10% масс., менее 5% масс.
В одном или нескольких вариантах осуществления содержание C16 в композиции находится в диапазоне от 50 до 5% масс., например в диапазоне от 40 до 5% масс., в диапазоне от 30 до 5% масс., в диапазоне от 20 до 5% масс. и в диапазоне от 10 до 5% масс.
В одном или нескольких вариантах осуществления содержание C16 в композиции находится в диапазоне от 50 до 10% масс., например в диапазоне от 40 до 10% масс., в диапазоне от 30 до 10% масс., в диапазоне от 20 до 10% масс. и в диапазоне от 15 до 10% масс.
В одном или нескольких вариантах осуществления содержание стеариновой кислоты (C18:0) составляет по меньшей мере 15% масс., например по меньшей мере 20% масс., по меньшей мере 25% масс., по меньшей мере 30% масс., по меньшей мере 40% масс.
В одном или нескольких вариантах осуществления содержание стеариновой кислоты (C18:0) находится в диапазоне от 10 до 97% масс., например в диапазоне от 20 до 97% масс., в диапазоне от 30 до 97% масс., в диапазоне от 40 до 97% масс.%, в диапазоне от 50 до 97% масс., в диапазоне от 60 до 97% масс. и в диапазоне от 70 до 97% масс.
В одном или нескольких вариантах осуществления содержание стеариновой кислоты (C18:0) находится в диапазоне от 10 до 90% масс., например в диапазоне от 20 до 90% масс., в диапазоне от 30 до 90% масс., в диапазоне от 40 до 80% масс., в диапазоне от 50 до 80% масс. и в диапазоне от 60 до 80% масс.
В одном или нескольких вариантах осуществления способ включает следующие стадии:
а) обеспечение наличия растительного жира или масла;;
b) гидролиз указанного растительного жира или масла с получением глицерина и свободных жирных кислот;
c) гидрогенизация по меньшей мере части свободных жирных кислот, полученных в результате указанного гидролиза на стадии b), полностью насыщая таким образом указанные свободные жирные кислоты, с образованием первой смеси свободных жирных кислот;
d) необязательно добавление дополнительных свободных жирных кислот к указанной первой смеси свободных жирных кислот для образования второй смеси свободных жирных кислот;
e) переэтерификация указанной смеси свободных жирных кислот, полученной на стадии c) и/или стадии d), с глицерином с образованием указанных SatSatSat триглицеридов; и
f) дистилляция SatSatSat триглицеридов, полученных на стадии е), для удаления остатков реагентов,
с получением таким образом указанной жировой композиции, содержащей по меньшей мере 10% масс. стеариновой кислоты (C18:0) и по меньшей мере 8% масс. SatSatSat триглицеридов.
В одном варианте осуществления стадии от a) до f) выполняются последовательно в указанном порядке, то есть стадия a) перед стадией b) и т.д.
Первая смесь свободных жирных кислот в одном варианте осуществления может содержать как гидрогенизированные, так и негидрирогенизированные свободные жирные кислоты или, в другом варианте осуществления, может содержать только гидрогенизированные свободные жирные кислоты.
Дополнительные свободные жирные кислоты, которые могут добавляться к первой смеси свободных жирных кислот, могут быть как гидрогенизированными, так и/или негидрогенизированными.
Жировая композиция, полученная способом по настоящему изобретению, включает не более 1% трансжирных кислот, например не более 0,5% трансжирных кислот, не более 0,2% трансжирных кислот.
В одном или нескольких вариантах осуществления способа жирнокислотная композиция указанного растительного жира или масла, полученная на стадии а), включает 65% масс., например 75% масс., 85% масс., например более 90% масс. C18. В одном варианте осуществления способа композиция жирных кислот указанного растительного жира или масла, полученного на стадии а), включает от 65% масс. до 98% масс. C18.
Термин «C18» включает C18:0, C18:1, C18:2, C18:3, C18:4 или любые их смеси, и в растительном жире или масле C18 в основном присутствует в форме TAG.
В одном или нескольких вариантах осуществления способа растительный жир или растительное масло могут быть получены из масла ши, подсолнечного масла, соевого масла, пальмового масла, кукурузного масла, рапсового масла и/или его высокоолеиновых эквивалентов, кокосового масла, пальмоядрового масла и их смесей, но без ограничения только ими.
В одном или нескольких вариантах осуществления растительный жир или растительное масло не является пальмовым маслом или пальмоядровым маслом, т.е. не является жиром или маслом, полученным из пальмовых растений.
В одном или нескольких вариантах осуществления растительный жир или растительное масло представляет собой масло ши, то есть масло ши, такое как олеин ши, полученный фракционированием масла ши.
В одном или нескольких вариантах осуществления способа свободные жирные кислоты получены источника ши, где источником свободных жирных кислот является масло ши или олеин ши (не стеарин ши).
В одном или нескольких вариантах осуществления жир или масло получены не из одноклеточного организма.
Свободные жирные кислоты, которые получены на стадии c) способа, могут содержать от 85% до 100% по массе C18:0, например от 90% до 100% по массе C18:0, от 95% до 100% по массе C18:0, от 98% до 100% по массе C18:0. В одном или нескольких вариантах осуществления свободные жирные кислоты, используемые в настоящем способе на стадии d), по существу состоят из C18:0.
Свободные жирные кислоты, которые получены на стадии c) способа, могут содержать от 85% до 99% по массе C18:0, например от 90% до 99% по массе C18:0, от 95% до 99% по массе C18:0, от 98% до 99% по массе C18:0.
В одном или нескольких вариантах осуществления способа ни один из триглицеридов в жировой композиции в любой момент процесса не подвергается гидрогенизации.
Теоретически аналогичный, негидрогенизированный продукт может быть получен фракционированием растительных масел и жиров, но это будет приводить к низкому выходу и обычно 20-50% SatSatSat. Это будет значительно более дорогостоящий процесс, поскольку будет добавлено несколько стадий и потребуется фракционирование. В настоящем способе фракционирование масел не проводится. Чистота продукта также может быть поставлена под угрозу, поскольку с помощью фракционирования будет очень трудно отделить триглицериды с высокой температурой плавления, такие как SSS, PPP, PSS, PPS. Поэтому этот способ будет дорогостоящим, трудоемким и потребует больших производственных мощностей.
В способе по настоящему изобретения фракционная дистилляция жирных кислот не проводится ни на какой стадии. В частности, фракционная дистилляция не проводится перед гидрогенизацией жирных кислот.
Способ по настоящему изобретению приводит к незначительному образованию ди- и моноглицеридов, а также загрязняющих веществ, таких как 3-MCPD и окрашивающие компоненты. При использовании стандартного способа в конечной полученной жировой композиции такие загрязняющие вещества обычно присутствуют, и в частности особенным преимуществом в способе по настоящему изобретению является образование очень небольшого количества 3-MCPD. Образование 3-MCPD в жировой композиции по настоящему изобретению составляет менее 2 милионных долей (м.д.) 3-MCPD или, например менее 1 м.д. 3-MCPD.
В одном или нескольких вариантах осуществления переэтерификация на стадии е), указанной выше, включает следующие стадии:
i. смешивание смеси глицерина и смеси свободных жирных кислот в контейнере с получением смеси глицерина со смесью свободных жирных кислот;
ii. нагревание указанной смеси при пониженном давлении в течение заданного периода времени;
iii. дальнейшее повышение температуры и нагревание указанной смеси в течение заданного периода времени и одновременное дальнейшее снижение давления по сравнению со стадией ii);
iv. выдерживание указанной смеси при температуре и давлении стадии iii) в течение заданного периода времени.
В одном или нескольких вариантах осуществления переэтерификация на стадии е) осуществляется без применения катализатора.
Стадия e) в способе по настоящему изобретению представляет собой процесс переэтерификации. В стандартном способе переэтерификации используется катализатор, и, таким образом, одним из преимуществ способа по настоящему изобретению является возможность его осуществления без катализатора в течение соответствующего периода времени и с достаточным выходом. Поскольку в способе не нужен катализатор, нет необходимости в дополнительных стадиях обработки для удаления катализатора после взаимодействия, что делает весь способ простым и легким в обслуживании.
В одном или нескольких вариантах осуществления способа на стадии i) глицерин и смесь свободных жирных кислот (FFA) смешивают в соотношении от 1:3,125 до 1:10 (моль глицерина: моль свободных жирных кислот) для получения смеси глицерина со смесью свободных жирных кислот. В одном или нескольких вариантах осуществления указанное соотношение составляет от 1:3,125 до 1:6, например от 1:3,125 до 1:4.
Поскольку молекула глицерина содержит 3 спиртовые группы, соотношение 1:3 глицерин:FFA из расчета на моли означает, что существует точное соответствие между количеством спиртовых групп в глицерине и количеством свободных жирных кислот, присутствующих в растворе. Соотношение глицерина и свободных жирных кислот (глицерин:FFA), равное 1:10, означает избыток свободных жирных кислот на 233% относительно спиртовых групп в молекуле глицерина. Соотношение глицерина и свободных жирных кислот (FFA) (глицерин: FFA), равное 1:4, означает, что избыток свободных жирных кислот составляет 33%, тогда как соотношение 1:3,125 означает, что избыток свободных жирных кислот по отношению к спиртовым группам в молекуле глицерина составляет 4,2%.
Реактором может служить любой контейнер, подходящий для проведения химической реакции. Такими контейнерами могут быть, например, но не ограничиваются только ими, колба, резервуар, пробирка, колба Эрленмейера, лабораторная колба, круглодонная колба, трехгорлая колба, двугорлая колба, одногорлая колба, стеклянная колба или металлическая колба. Реакция может проводиться с перемешиванием или без него.
В одном или нескольких вариантах осуществления способа используется конденсатор. Конденсатор нагревается до температуры от 40 до 150ºC, например от 50 до 90ºC, от 65 до 90ºC. Эта температура конденсатора зависит от размера и площади поверхности конденсатора, и важно использовать температуру, при которой вода испаряется, в то время как большая часть глицерина конденсируется, чтобы избежать потери слишком большого количества глицерина. Специалист в данной области техники должен знать, как это отрегулировать.
В одном или нескольких вариантах осуществления способа на стадии ii) смесь глицерина и свободных жирных кислот нагревают до температуры в диапазоне от 140 до 180ºC. В одном или нескольких вариантах осуществления способа на стадии ii) смесь глицерина и жирных кислот нагревают до температуры в диапазоне от 160 до 170ºC.
В одном или нескольких вариантах осуществления способа на стадии ii) пониженное давление находится в диапазоне от 150 до 400 мбар (от 15 до 40 кПа), например в диапазоне от 175 до 250 мбар (от 17,5 до 25 кПа).
В одном или нескольких вариантах осуществления способа заданный период времени на стадии ii) находится в диапазоне от 15 минут до 5 часов, например в диапазоне от 30 минут до 4 часов.
В одном примере длительность нагревания реакционной смеси до температуры в диапазоне от 140ºC до 180ºC на стадии ii) будет составлять приблизительно 15-35 минут при производстве в малом масштабе (1,5 кг) и приблизительно 2-3 часа при крупномасштабном (400 кг) производстве.
В одном или нескольких вариантах осуществления способа заданный период времени на стадии ii) составляет по меньшей мере 15 минут, например по меньшей мере 20 минут, по меньшей мере 30 минут, по меньшей мере 1 час, по меньшей мере 2 часа, по меньшей мере 3 часа.
В одном или нескольких вариантах осуществления способа температура на стадии iii) находится в диапазоне от 180 до 250ºC, например в диапазоне от 210 до 230ºC.
В одном или нескольких вариантах осуществления способа смесь на стадии iii) нагревают по меньшей мере до 160°C.
В одном или нескольких вариантах осуществления смесь на стадии iii) нагревают до максимальной температуры 230ºC. В одном или нескольких вариантах осуществления смесь на стадии iii) нагревают до максимальной температуры 240ºC.
При переходе от стадии ii) к стадии iii) температура постепенно повышается. В одном или нескольких вариантах осуществления температура повышается от примерно 170ºC на стадии ii) до примерно до 210°C на стадии iii).
В одном или нескольких вариантах осуществления способа давление на стадии iii) находится в диапазоне от 10 до 400 мбар (от 1 до 40 кПа), например в диапазоне от 20 до 250 мбар (от 2 до 25 кПа), в диапазоне от 30 до 150 мбар (от 3 до 15 кПа), в диапазоне от 30 до 90 мбар (от 3 до 9 кПа), в диапазоне от 30 до 40 мбар (от 3 до 4 кПа).
Давление постепенно снижают при переходе от стадии ii) к стадии iii). В одном или нескольких вариантах осуществления давление снижают от примерно 200 мбар (20 кПа) на стадии ii) до примерно 30 мбар (3 кПа) на стадии iii).
В одном или нескольких вариантах осуществления способа заданный период времени на стадии iii) находится в диапазоне от 15 минут до 5 часов, например в диапазоне от 30 минут до 4 часов.
В одном или нескольких вариантах осуществления способа заданный период времени на стадии iii) составляет по меньшей мере 15 минут, например по меньшей мере 20 минут, по меньшей мере 30 минут, по меньшей мере 1 час, по меньшей мере 2 часа.
В одном примере продолжительность стадии нагрева реакции от температуры в диапазоне от 140°C до 180°C до температуры в диапазоне от 180 до 210° будет составлять приблизительно 15-35 минут при производстве в малом масштабе (1,5 кг) и приблизительно 2-3 часа при крупномасштабном (400 кг) производстве.
В одном или нескольких вариантах осуществления способ полностью завершается менее чем за 24 часа, например менее чем за 20 часов, менее чем за 15 часов, менее чем за 10 часов. Предпочтительно, способ завершается в течение от 5 до 20 часов.
Специалисту будет известно, что подходящая реакция зависит как от выбранной температуры реакции, так и от избытка используемых свободных жирных кислот. Если температура реакции повышается, продолжительность реакции будет меньше, и аналогично, если выбрана более низкая температура реакции, продолжительность реакции будет больше. Если используется больший избыток свободных жирных кислот, продолжительность реакции будет меньше, и аналогично, если используется меньший избыток свободных жирных кислот, продолжительность реакции будет больше. Если используются как высокая температура, так и большой избыток свободных жирных кислот, продолжительность реакции также будет меньше.
В одном или нескольких вариантах осуществления настоящего способа на стадии i) добавляют катализатор. Добавление катализатора может увеличить скорость реакции и, следовательно, сократить общее время реакции, необходимое для получения композиции растительного жира. Катализатором может служить любой катализатор, который известен как применимый в этерификации, и особенно предпочтительным является использование в качестве катализатора оксида цинка. Таким образом, в одном или нескольких вариантах осуществления настоящего способа на стадии i) в качестве катализатора добавляется оксид цинка (ZnO).
Специалисту в данной области известно, что заданное количество времени на стадии iv), необходимое для получения жировой композиции, уменьшится, если использовать катализатор.
В одном или нескольких вариантах осуществления настоящего способа оксид цинка (ZnO) в качестве катализатора добавляют на стадии i), и заданное количество времени на стадии iv) составляет по меньшей мере 1 час, например по меньшей мере 2 часа, по меньшей мере 3 часа, по меньшей мере 4 часа, по меньшей мере 5 часов. Таким образом, в одном варианте осуществления заданный промежуток времени составляет от 1 до 10 часов.
Квалифицированный специалист может определить количество катализатора, необходимое в способе. В одном или нескольких вариантах осуществления настоящего способа количество добавляемого катализатора составляет по меньшей мере 0,8%, например по меньшей мере 0,9%, например 1%. Специалисту также будет понятно, что может быть добавлено большее количество катализатора, что приведет к меньшему времени реакции, однако существует естественный верхний предел количества катализатора, которое следует добавлять. В одном или нескольких вариантах осуществления настоящего способа добавляют не более 2% катализатора, например не более 1%, не более 0,5%.
В одном или нескольких вариантах осуществления способа дистилляция на стадии f) (физическая очистка) проводится при температуре по меньшей мере 160°C и при пониженном давлении. В одном или нескольких вариантах осуществления способа дистилляция прводится при температуре не ниже 190°C и при пониженном давлении. В одном или нескольких вариантах осуществления способа дистилляция проводится при температуре от 220 до 260°C и при пониженном давлении, например при температуре около 230°C и при пониженном давлении. Это стандартные условия для процесса дистилляции, известные специалисту в данной области. В одном варианте осуществления вместо физической очистки можно использовать химическую очистку, и специалисту тогда будет понятно, как изменить температуру примерно до 100°C. В одном варианте осуществления химическую очистку можно проводить посредством смешивания щелочного раствора, воды и жировой композиции при 100°C, после чего жировую композицию промывают водой для удаления остатков реагентов.
В одном или нескольких вариантах осуществления избыточные свободные жирные кислоты, удаленные после физической или химической очистки, могут возвращаться в цикл и повторно использоваться в новой партии способа по настоящему изобретению, что снизит стоимость всего способа и сведет к минимуму отходы потока побочного продукта.
Гидролиз на стадии b) может проводиться при высоком давлении и высокой температуре в колонне с противотоком реагентов. Жиры и/или масла подаются в нижнюю часть колонны, а вода подается в верхнюю часть колонны. Ввиду разницы плотностей вода будет перемещаться по колонне вниз, а масло/жир будут стремиться вверх. Во время контакта водной фазы и жировой фазы будет происходить гидролиз с образованием жирной кислоты и глицерина. Глицерин выводится из колонны вместе с избытком воды внизу, а жирная кислота выводится из верхней части колонны. Глицерин может использоваться в реакции этерификации после удаления воды. После стадии гидролиза гидролизованные жирные кислоты могут подвергаться очистке вакуумной дистилляцией.
На стадии гидрогенизации c) по меньшей мере часть свободных жирных кислот подвергается полной гидрогенизации с удалением любых двойных связей и полным насыщением таким образом указанных свободных жирных кислот с образованием первой смеси свободных жирных кислот. Газообразный водород подается в реактор в присутствии катализатора. Двойные связи подвергаются гидрогенизации, а катализатор удаляется с помощью отбеливания (bleaching) и фильтрации после реакции. Катализатором может быть любой стандартный катализатор, известный в данной области. В качестве примера можно упомянуть PRICAT 9953. Вместо гидрогенизации свободные жирные кислоты необязательно могут быть получены с помощью дистилляции (очистки) и/или фракционирования для получения другой композиции свободных жирных кислот.
В одном или нескольких вариантах осуществления на стадии гидрогенизации c) очищенные свободные жирные кислоты подвергаются гидрогенизации для удаления любых двойных связей, тем самым превращая почти все свободные жирные кислоты C:18 в стеариновую кислоту (C18:0).
Преимущество способа по настоящему изобретению состоит в том, что полученный продукт не нужно маркировать как гидрогенизированный. Способ этерификации по настоящему изобретению, как описано в настоящем документе, приводит к получению жировой композиции, которая может функционировать в качестве источника негидрогенизированного жира, богатого SatSatSat триглицеридами. Важно, чтобы растительное масло или растительный жир сначала подвергались гидролизу, а затем гидрогенизации - тогда гарантируется, что гидрогенизации подверглись именно свободные жирные кислоты, а не исходное масло. То есть ни на какой стадии способа триглицериды не подвергаются гидрогенизации. Это приводит к получению «дружественного потребителю» продукта, поскольку гидрогенизация обычно нежелательна для потребителей и требует дополнительной маркировки продукта.
Настоящее изобретение также относится к структурирующей жировой композиции, содержащей жировую композицию, полученную способом, который описан в настоящем документе.
В одном или нескольких вариантах осуществления структурирующая жировая композиция дополнительно подвергается переэтерификации. В одном или нескольких вариантах осуществления указанная переэтерификация представляет собой химическую переэтерификацию. В одном или нескольких вариантах осуществления указанная переэтерификация представляет собой ферментативную переэтерификацию.
В одном или нескольких вариантах осуществления структурирующая жировая композиция дополнительно включает один или несколько растительных жиров или масел, выбранных из группы, состоящей из масла ши, салового масла, подсолнечного масла, соевого масла, пальмового масла, кукурузного масла, рапсового масла и/или их высокоолеиновых эквивалентов, кокосового масла, пальмоядрового масла и их смесей.
В одном или нескольких вариантах осуществления указанная структурирующая жировая композиция включает кокосовое масло. В одном или нескольких вариантах осуществления указанная структурирующая жировая композиция не содержит пальмового масла или пальмоядрового масла.
Настоящее изобретение также относится к жировой композиции, содержащей по меньшей мере 10% масс. стеариновой кислоты и 8% масс. SatSatSat триглицеридов, которую не нужно маркировать как гидрогенизированную и которая получена способом по настоящему изобретению и как описано в настоящем документе.
Настоящее изобретение также относится к жировой композиции, включающей по меньшей мере 10% масс. стеариновой кислоты и 8% масс. SatSatSat, которую не нужно маркировать как гидрогенизированную.
То, что жировую композицию по настоящему изобретению не нужно маркировать как гидрогенизированную, означает, что триглицериды в указанной жировой композиции ни в какой момент времени не подвергаются гидрогенизации и, как таковые, являются негидрогенизированными.
В одном или нескольких вариантах осуществления жировая композиция дополнительно включает 6% по массе или менее диглицеридов, 4% по массе или менее моноглицеридов и 3% по массе или менее свободных жирных кислот.
В одном или нескольких вариантах осуществления жировая композиция включает от 0,5% по массе до 6% по массе диглицеридов, от 0,1% по массе до 4% по массе моноглицеридов и от 0,1% по массе до 3% по массе свободных жирных кислот.
В одном или нескольких вариантах осуществления жировая композиция, полученная способом по настоящему изобретению, представляет собой композицию растительного жира. В одном или нескольких вариантах осуществления композиция жирных кислот растительного жира или масла, предоставляемая на стадии а), включает 65% масс. С18, например 75% масс., 85% масс. или более 90% масс. C18. В одном варианте осуществления растительный жир или растительное масло, предоставляемые на стадии а), включают от 65% масс. до 98% масс. C18.
В одном или нескольких вариантах осуществления жировая композиция включает по меньшей мере 27% по массе тристеарина, например по меньшей мере 65% по массе тристеарина, по меньшей мере 70% по массе тристеарина, по меньшей мере 75% по массе тристеарина, по меньшей мере 80% по массе тристеарина, по меньшей мере 83% мас. тристеарина, по меньшей мере 85% мас. тристеарина, по меньшей мере 88% по массе тристеарина, по меньшей мере 90% по массе тристеарина, по меньшей мере 92% по массе тристеарина, по меньшей мере 94% по массе тристеарина или по меньшей мере 95% по массе тристеарина.
В одном или нескольких вариантах осуществления жировая композиция включает от 61 до 97% по массе тристеарина, например от 65 до 97% по массе тристеарина, от 70 до 97% по массе тристеарина или от 75 до 97% по массе тристеарина.
В одном или нескольких вариантах осуществления жировая композиция включает от 61 до 97% по массе тристеарина и от 85 до 99% по массе C18:0.
Тристеарин, также известный как пропан-1,2,3-триилтриоктадеканоат или глицерилтристеарат, состоит из трех молекул стеариновой кислоты (C18:0), присоединенных к трем спиртовым группам в молекуле глицерина посредством трех отдельных реакций этерификации.
Тристеарин может быть получен полной гидрогенизацией масла с высоким содержанием С18, например рапсового масла, но такой продукт должен маркироваться как гидрогенизированный, что очень нежелательно. В этой методике не используется методика этерификации.
В одном или нескольких вариантах осуществления жировая композиция напоминает переэтерифицированное масло ши или переэтерифицированный стеарин ши.
Настоящее изобретение также относится к структурирующей жировой композиции, включающей жировую композицию, которая описана в настоящем документе, и дополнительно включающей масло, содержащее от 20 до 90% по массе олеиновой кислоты.
Таким образом, настоящее изобретение также относится к структурирующей жировой композиции, включающей жировую композицию, содержащую по меньшей мере 10% масс. стеариновой кислоты и 8% масс. SatSatSat триглицеридов, которая не подлежит маркировке как гидрогенизированная и дополнительно включает масло, содержащее от 20 до 90% по массе олеиновой кислоты.
В одном или нескольких вариантах осуществления масло, включающее от 20 до 90% по массе олеиновой кислоты, выбрано из группы, состоящей из масла ши, салового масла, подсолнечного масла, соевого масла, пальмового масла, кукурузного масла, рапсового масла и/или их высокоолеинового эквивалента, кокосового масла, пальмоядрового масла и их смесей.
В одном или нескольких вариантах осуществления структурирующую жировую композицию производят способом, включающим следующие стадии:
а) смешивание от 10 до 80% по массе жировой композиции, полученной способом по настоящему изобретению, с
b) от 20 до 90% по массе масла, содержащего от 20 до 90% по массе олеиновой кислоты, с получением смеси;
c) переэтерификация смеси со стадии b) с получением структурирующей жировой композиции.
Соотношение жировой композиции и олеинсодержащего масла зависит от того, какое олеинсодержащее масло используется, и, кроме того, какой тип продукта нужен.
В одном или нескольких вариантах осуществления используемое соотношение составляет от 20 до 65% по массе жировой композиции и от 35 до 80% по массе масла, содержащего от 20 до 90% по массе олеиновой кислоты. В одном или нескольких вариантах осуществления используемое соотношение составляет от 20 до 60% по массе жировой композиции и от 40 до 80% по массе масла, содержащего от 20 до 90% по массе олеиновой кислоты. В одном или нескольких вариантах осуществления используемое соотношение составляет от 20 до 58% по массе жировой композиции и от 42 до 80% по массе масла, содержащего от 20 до 90% масс. олеиновой кислоты. В одном или нескольких вариантах осуществления используемое соотношение составляет от 40 до 65%по массе жировой композиции и от 35 до 60% по массе масла, содержащего от 20 до 90% по массе олеиновой кислоты.
В одном или нескольких вариантах осуществления способ дополнительно включает добавление одного или нескольких дополнительных растительных масел к смеси со стадии в).
В одном или нескольких вариантах осуществления одно или несколько дополнительных растительных масел могут быть получены из одного или нескольких масел, выбранных из масла ши, салового масла, подсолнечного масла, соевого масла, пальмового масла, кукурузного масла, рапсового масла и/или их высокоолеинового эквивалента, кокосового масла, пальмоядрового масла и их смесей.
Жировая композиция и структурирующая жировая композиция могут использоваться в пищевых продуктах на растительной основе, хлебобулочных, молочных или кондитерских изделиях. Пищевые продукты на растительной основе представляют собой пищевые продукты, основу которых составляют главным образом или исключительно растительные компоненты. Специалисту понятно, что жировая композиция и структурирующая жировая композиция по настоящему изобретению могут использоваться в любой сфере применения, где в противном случае должны были использоваться бы стеарин ши или масло ши.
В одном или нескольких вариантах осуществления жировая композиция и структурирующая жировая композиция используются для производства для пищевого продукта, подвергающегося технологической обработке, или в качестве жирового компонента, который должен вводиться в пищевой продукт.
При описании вариантов осуществления настоящего изобретения не были конкретно описаны все возможные комбинации и перестановки всех вариантов осуществления. Тем не менее, сам факт того, что определенные мероприятия указаны во взаимно отличающихся зависимых пунктах формулы изобретения или описаны в разных вариантах осуществления, не указывает на то, что нельзя успешно использовать комбинацию этих мероприятий. Настоящее изобретение предусматривает все возможные комбинации и перестановки описанных вариантов осуществления.
Настоящее изобретение дополнительно иллюстрируется представленными далее примерами, которые не следует рассматривать как ограничения объема правовой охраны.
Примеры
Пример 1 - Этерификация глицерина со свободными жирными кислотами
Глицерин (Gly) и свободные жирные кислоты (FFA) смешивают в реакционной емкости в соотношении, указанном в приведенной ниже таблице 1, где в данном примере свободные жирные кислоты включают 98,5% по массе C18:0, 0,5% по массе C16:0 и 0,9% по массе C20:0 (проанализировано в соответствии с IUPAC 2.304). Реакционная емкость снабжена вакуумным впуском, охлаждаемой ловушкой и конденсатором с температурой до 70°C. Реакционную смесь нагревают до 150°C в течение приблизительно 20 минут в вакууме (200 мбар, 20 кПа). Температуру постепенно повышают до 210-230°C, в то время как давление постепенно снижают до 33 мбар (3,3 кПа) в течение 30-60 минут. При достижении конечной температуры реакции реакционную смесь выдерживают в достигнутых условиях в течение периода времени, составляющего от 5 часов 30 минут до 10 часов 30 минут (см. таблицу 1). Полученное сырое масло затем перегоняют при 240°C и пониженном давлении для удаления избытка свободных жирных кислот с получением конечного продукта, как показано в таблице 1.
Таблица 1
(моль:моль)
Полученную композицию анализируют с использованием AOCS Cd 22-91. Жирнокислотный состав триацилглицеринового (TAG) продукта анализируют с использованием IUPAC 2.304 (GLC). TAG состав TAG продукта рассчитывают с использованием условия 100% случайной химической переэтерификации.
Во всех конечных продуктах, полученных в этом примере, содержание 3-MCPD является низким, то есть менее 1 миллионной доли (м.д.) 3-MCPD или его сложных эфиров.
Как показано в приведенной выше таблице, с применением способа по настоящему изобретению можно получать очень чистый SSS TAG продукт.
Эксперименты показывают, что чем выше температура, тем быстрее протекает реакция. Однако стеариновая кислота начинает избыточно окисляться/разлагаться, если реакционная смесь слишком долго нагревается до 260°C. Если температура реакционной смесь остается на уровне 150ºC, реакция протекает медленно, но в конечном итоге образуется небольшое количество тристеарина. Если используется небольшой избыток стеариновой кислоты при 150ºC, реакция протекает очень медленно. Кроме того, меньшая продолжительность реакции и более низкая температура приводят к более высокому содержанию DAG (диацилглицеринов) и MAG (моноацилглиеринов).
Эксперименты также показывают, что чем ниже давление, тем легче испарять воду, что необходимо для протекания реакции, поскольку удаление образовавшейся воды является движущей силой реакции. Однако если давление слишком низкое, глицерин также начинает испаряться, что приводит к снижению выхода тристеарина. Следовательно, очень низкое давление, например 10 мбар (1 кПа), и высокая температура 210ºC в течение слишком длительного времени приводят к образованию тристеарина, а также к снижению выхода, поскольку некоторое количество глицерина будет испарено и потеряно. Если реакция проводится при 400 мбар (40 кПа), она протекает медленнее, чем при более низком давлении, поскольку вода испаряется медленнее.
Кроме того, чем больше избыток стеариновой кислоты, тем быстрее протекает реакция.
Температура конденсатора должна быть достаточно высокой, чтобы вода могла испариться, но достаточно низкой, чтобы глицерин конденсировался и возвращался в реакцию. Эксперименты показывают, что нагрев конденсатора до температуры от 40 до 150ºC будет работать для этих условий, как описано в примерах. Температура зависит от размера конденсатора, и важно использовать температуру, при которой вода испаряется без испарения глицерина. Квалифицированному специалисту понятно, как отрегулировать температуру в соответствии с оборудованием, а температура в диапазоне от 50 до 90ºC является стандартной в данной области производства.
Избыток стеариновой кислоты может быть переработан после дистилляции, очищен и повторно использоваться в новой реакции этерификации, что снизит стоимость всего процесса и сведет к минимуму отходы.
Полученная тристеариновая жировая композиция может дополнительно использоваться в приведенном ниже способе (пример 2) для получения структурирующей жировой композиции, способной заменить масло ши/стеарин ши, которые являются труднодоступными и очень дорогими компонентами.
Пример 2 - Реакция переэтерификации с использованием тристеарина для получения структурирующей жировой композиции
Тристеариновую жировую композицию, полученную описанным выше способом, можно смешивать с олеинсодержащим маслом (например, олеином ши или высокоолеиновым подсолнечным маслом (HOSO)) и использовать в качестве компонента для замены масла ши/стеарина ши в реакциях переэтерификации, в которых в противном случае масло ши/стеарин ши служили бы в качестве компонентов.
Экспериментальная часть:
В настоящем примере используемую тристеариновую жировую композицию получают в условиях, показанных в первой строке (1) в таблице 1 (4:1, 5,5 часа, 210ºC), и смешивают с олеином ши в соотношении 45% по массе композиции тристеаринового жира и 55% по массе олеина ши. Затем смесь подвергают химической переэтерификации с использованием стандартных условий для получения структурирующей жировой композиции.
В таблице 2 ниже представлены результаты различных анализов, в которых состав структурирующего жира сравнивается с обычным эталонным стеарином ши. В таблице 2 показан состав свободных жирных кислот (FFA) структурирующей жировой композиции по сравнению с обычным эталонным стеарином ши. Из таблицы видно, указанные два масла схожи по составу свободных жирных кислот (FFA) (определено в соответствии с IUPAC 2.304).
Таблица 2
Кроме того, сравнение физических характеристик двух масел (таблица 3 и фигура 1) показывает, что масла схожи не только по составу, но и по своим физическим свойствам, в частности по профилям плавления (определены с использованием IUPAC 2.150).
Таблица 3
Поскольку стеарин ши является натуральным продуктом, состав жирных кислот будет варьироваться от партии к партии. Эталонный переэтерифицированный стеарин ши, показанный в примере, представляет собой всего лишь один из переэтерифицированных стеаринов ши, и поэтому следует ожидать, что состав жирных кислот и триглицеридов продукта может отличаться от состава других переэтерифицированных стеаринов ши в пределах естественно ожидаемой разницы.
Таким образом, способ, описанный в настоящем документе, может использоваться для получения структурирующей жировой композиции, которая как по составу, так и по физическим свойствам аналогична переэтерифицированному стеарину ши.
Одним из преимуществ способа по настоящему изобретению является то, что, поскольку в композицию не добавляют масло ши/стеарин ши, структурирующая жировая композиция может быть дешевле, чем переэтерифицированное масло ши и переэтерифицированный стеарин ши. Ограниченная доступность компонента масла ши/стеарина ши больше не является проблемой для способа по настоящему изобретению, поскольку можно избежать использования в качестве компонента масла ши/стеарина ши.
Пример 3 - Реакция переэтерификации тристеарина с двумя дополнительными маслами для получения структурирующей жировой композиции
Тристеариновая жировая композиция, полученная способом, описанным в примере 1, смешанная с олеинсодержащим маслом (например, олеином ши или высокоолеиновым подсолнечным маслом (high oleic sunflower oil - HOSO) в соответствии с примером 2) и дополнительно с другим или несколькими другими маслами, может использоваться в качестве компонента для замены масла ши/стеарина ши в реакциях переэтерификации, в которых в противном случае для получения продуктов с различными свойствами в зависимости от используемого(ых) дополнительного(ых) масла(ел) в качестве компонента использовались бы масло ши/стеарин ши.
Экспериментальная часть:
В настоящем примере используемую тристеариновую жировую композицию получают в условиях, представленных в первой строке (1) в таблице 1 (4:1, 5,5 часа, 210ºC), и смешивают с олеином ши и кокосовым маслом с получением в смеси, содержащей 32% по массе тристеариновой жировой композиции, до 39% по массе олеина ши и до 29% по массе кокосового масла. После этого полученную смесь подвергают переэтерификации в стандартных условиях.
В таблице 4 представлен состав свободных жирных кислот (FFA) структурирующей жировой композиции (определенный в соответствии с IUPAC 2.304).
Таблица 4
В завершении исследуют физическое поведение продукта (фигура 2). График содержания твердых жиров (SFC) показывает, что полученный продукт, помимо прочего, хорошо подходит в качестве структурирующей жировой композиции для различных применений, например в хлебобулочных изделиях (получен в соответствии IUPAC 2.150).
Таким образом, способ, описанный в настоящем документе, может быть использован для получения продукта, содержащего несколько масел.
Одним из преимуществ способа является то, что, поскольку в композицию не добавляется масло ши/стеарин ши, продукт может быть дешевле. Низкая доступность масла ши/стеарина ши в качестве компонента больше не является проблемой для настоящего способа, поскольку можно избежать использования масла ши/стеарина ши в качестве компонента.
Пример 4 - Получение структурирующей жировой композиции непосредственно с помощью реакции этерификации
В предыдущих примерах 2 и 3 желаемая жировая композиция была получена посредством смешивания полученного тристеарина с олеином ши и/или другими маслами, после чего смесь подвергалась переэтерификации в стандартных условиях с получением желаемой жировой композиции. Однако можно также получить желаемую структурирующую жировую композицию непосредственно реакцией этерификации, обходя таким образом процесс переэтерификации.
В примере 3 структурирующую жировую композицию получают переэтерификацией тристеарина, олеина ши и кокосового масла. Этот продукт также был получен с использованием только реакции этерификации. В этом случае глицерин и свободные жирные кислоты смешивают в подходящих соотношениях и снова подвергаются этерифицикации (re-esterification) с получением непосредственно желаемого продукта. Это приводит к получению продукта высокого качества с низким содержанием диглицеридов.
Экспериментальная часть:
В настоящем примере структурирующую жировую композицию получают посредством смешивания глицерина с подходящей смесью свободных жирных кислот (43% стеариновой кислоты, 32% олеиновой кислоты (которая содержит 12% C18:2), 13% лауриновой кислоты, 7% пальмитиновой кислоты и 5% миристиновой кислоты). Затем полученную смесь снова подвергают этерификации в условиях, которые описаны в примере 1 в первой строке (1) таблицы 1 (4:1, 5,5 части, 210ºC) для получения тристеарина. Затем сырое масло подвергают дистилляции для удаления остаточных реагентов с получением конечного продукта.
Таблица 5
(этерификация+переэтерификация)
(этерификация)
Сравнение составов жирных кислот двух структурирующих жировых композиций, полученных в примере 3 и примере 4, показывает, что в продукте примера 4 содержится немного больше пальмитиновой кислоты. Это связано с низким содержанием пальмитиновой кислоты в тристеарине и олеине ши, которые используются для реакции переэтерификации с кокосовым маслом в примере 3. Поскольку эти два компонента имеют низкое содержание пальмитиновой кислоты, конечный продукт реакции переэтерификации также будет иметь низкое содержание пальмитиновой кислоты. Если нужно снизиь содержание пальмитиновой кислоты в структурирующей жировой композиции, полученной в примере 4, долю пальмитиновой кислоты, которая добавляется в реакционную смесь, можно отрегулировать для достижения этого результата.
Существует несколько преимуществ получения желаемой структурирующей жировой композиции непосредственно в процессе этерификации. При использовании этого способа можно исключить стадию переэтерификации, что делает весь процесс более эффективным, и при использовании только этерификации также получают продукты с низким содержанием диглицеридов, как показано в таблице 6.
Таблица 6
Кроме того, сравнение физических характеристик (таблица 7 и фигура 2) структурирующей жировой композиции, полученной в примере 3, и структурирующей жировой композиции, полученной в примере 4, показывает, что масла схожи не только по составу, но и по своим физическим свойствам, в частности по профилю плавления (получены в соответствии с IUPAC 2.150).
Таблица 7
Изобретение дополнительно описано в представленных далее пунктах, которые следует рассматривать как ограничивающие область настоящего изобретения.
1. Способ получения жировой композиции, включающей триглицериды, в котором композиция содержит:
а) по меньшей мере 8% масс. SatSatSat триглицеридов (насыщенных C8 - C22 жирных кислот), и
b) по меньшей мере 10% масс. стеариновой кислоты (C18:0),
где в указанном способе по меньшей мере часть жирных кислот, образующих триглицериды, присутствующие в указанной композиции, подвергалась гидрогенизации и где указанный способ включает стадию этерификации.
2. Способ по пункту 1, в котором содержание SatSatSat триглицеридов составляет по меньшей мере 10% масс., например по меньшей мере 20% масс., по меньшей мере 30% масс., по меньшей мере 40% масс., по меньшей мере 50% масс., по меньшей мере 60% масс.
3. Способ по пункту 1 или 2, в котором содержание C16 в композиции составляет менее 50% масс., например менее 40% масс., менее 30% масс., менее 20% масс., менее 10% масс., например, менее 5% масс.
4. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором содержание стеариновой кислоты (C18:0) составляет по меньшей мере 15% масс., например по меньшей мере 20% масс., по меньшей мере 25% масс., по меньшей мере 30% масс., по меньшей мере 40% масс.
5. Способ по любому из предыдущих пунктов, где указанный способ включает следующие стадии:
а) обеспечение наличия растительного жира или масла;
b) гидролиз указанного растительного жира или масла с получением глицерина и свободных жирных кислот;
c) гидрогенизация по меньшей мере части свободных жирных кислот, полученных в результате гидролиза на стадии b), с полным насыщением таким образом указанных свободных жирных кислот и образованием первой смеси свободных жирных кислот;
d) необязательно добавление дополнительных свободных жирных кислот к указанной первой смеси свободных жирных кислот с образованием второй смеси свободных жирных кислот;
e) реэтерификация указанной смеси свободных жирных кислот, полученной на стадии c) и/или стадии d), с глицерином с образованием указанных SatSatSat триглицеридов; и
f) дистилляция SatSatSat триглицеридов, полученных на стадии e), для удаления остатков реагентов,
с получением таким образом указанной жировой композиции, содержащей по меньшей мере 10% масс. стеариновой кислоты (C18:0) и по меньшей мере 8% масс. SatSatSat триглицеридов.
6. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором ни один из триглицеридов в жировой композиции в любой момент времени не подвергается гидрогенизации.
7. Способ по любому из пунктов 5 или 6, в котором реэтерификация на стадии е) включает следующие стадии:
i. смешивание глицерина и смеси свободных жирных кислот в контейнере с получением смеси глицерина со смесью свободных жирных кислот;
ii. нагревание указанной смеси при пониженном давлении в течение заданного периода времени;
iii. дальнейшее повышение температуры и нагревание указанной смеси в течение заданного периода времени и одновременное дальнейшее снижение давления по сравнению со стадией ii);
iv. выдерживание указанной смеси при температуре и давлении стадии iii) в течение заданного периода времени.
8. Способ по любому из пунктов с 5 по 7, в котором реэтерификация на стадии e) проводится без применения катализатора.
9. Способ по пункту 7, в котором смесь на стадии iii) нагревают по меньшей мере до 160ºC.
10. Способ по любому из пунктов с 7 по 9, в котором смесь на стадии iii) нагревают максимум до 240ºC.
11. Способ по любому из пунктов с 7 по 10, в котором глицерин и смесь свободных жирных кислот стадии i) смешивают в соотношении от 1:3,125 до 1:10 (моль глицерина:моль свободных жирных кислот) для получения смеси глицерина со смесью свободных жирных кислот.
12. Способ по любому из предыдущих пунктов, который полностью завершается менее чем за 24 часа, например менее чем за 20 часов, менее чем за 15 часов, менее чем за 10 часов.
13. Способ по любому из пунктов с 5 по 12, в котором указанный растительный жир или указанное растительное масло выбраны из группы, состоящей из масла ши, подсолнечного масла, соевого масла, пальмового масла, кукурузного масла, рапсового масла и/или их высокоолеиновых эквивалентов, кокосового масла, пальмоядрового масла и их смеси.
14. Способ по любому из пунктов с 5 по 13, в котором композиция жирных кислот указанного растительного жира или масла включает 65% масс. С18, например 75% масс., 85% масс., более 90% по массе C18.
15. Способ по любому из пунктов с 5 по 14, в котором растительный жир или растительное масло получены не из пальмовых растений.
16. Способ по любому из пунктов с 5 по 16, в котором растительный жир или растительное масло представляет собой масло ши, например олеин ши, полученный фракционированием масла ши.
17. Структурирующая жировая композиция, включающая жировую композицию, полученную способом по любому из пунктов с 1 по 16.
18. Структурирующая жировая композиция по пункту 17, которая дополнительно подвергается переэтерификации.
19. Структурирующая жировая композиция по пункту 18, где указанная переэтерификация представляет собой химическую переэтерификацию.
20. Структурирующая жировая композиция по пункту 18, где указанная переэтерификация представляет собой ферментативную переэтерификацию.
21. Структурирующая жировая композиция по любому из пунктов с 17 по 20, дополнительно включающая один или несколько растительных жиров или масел, выбранных из группы, состоящей из масла ши, масла салового дерева (салового масла), подсолнечного масла, соевого масла, пальмового масла, кукурузного масла, рапсового масла и/или их высоколеиновых эквивалентов, кокосового масла, пальмоядрового масла и их смесей.
22. Структурирующая жировая композиция по любому из пунктов с 17 по 21, где указанная структурирующая жировая композиция включает кокосовое масло.
23. Структурирующая жировая композиция по любому из пунктов с 17 по 22, где указанная структурирующая жировая композиция не содержит пальмового масла или пальмоядрового масла.
24. Жировая композиция, включающая по меньшей мере 10% масс. стеариновой кислоты и 8% масс. SatSatSat, которая является негидрогенизированной.
25. Жировая композиция по пункту 24, где жировая композиция напоминает переэтерифицированное масло ши или переэтерифицированный стеарин ши.
26. Структурирующая жировая композиция, включающая жировую композицию по любому из пунктов с 24 по 25 и дополнительно включающая масло, включающее от 20 до 90% по массе олеиновой кислоты.
27. Структурирующая жировая композиция по пункту 26, в которой масло, включающее от 20 до 90% по массе олеиновой кислоты, выбрано из группы, состоящей из масла ши, салового масла, подсолнечного масла, соевого масла, пальмового масла, кукурузного масла, рапсового масла и/или его высокоолеинового эквивалента, кокосового масла, пальмоядрового масла и их смесей.
28. Жировая композиция и/или структурирующая жировая композиция по любому из пунктов с 17 по 27 для применения в пищевых продуктах на растительной основе, хлебобулочных, молочных или кондитерских изделиях.
29. Жировая композиция и/или структурирующая жировая композиция по пункту 28, где применение в хлебобулочных изделиях выбрано из применений в печенье, пирогах, кексах, пончиках, кондитерских изделиях или хлебе.
30. Жировая композиция и/или структурирующая жировая композиция по любому из пунктов с 17 по 27 для применения в формовании, покрытии, глазировке или наполнении шоколада или шоколадоподобных продуктов.
31. Жировая композиция и/или структурирующая жировая композиция по любому из пунктов с 17 по 27 для применения в качестве шоколадного или шоколадоподобного покрытия.
32. Применение жировой композиции и/или структурирующей жировой композиции по любому из пунктов с 17 по 27 в пищевых продуктах на растительной основе, хлебобулочных, молочных или кондитерских изделиях.
33. Применение жировой композиции и/или структурирующей жировой композиции по любому из пунктов с 17 по 27 в покрытии или глазировке для хлебобулочных или кондитерских изделий.
34. Применение жировой композиции и/или структурирующей жировой композиции по пункту 32 или 33, где применение в хлебобулочных изделиях выбрано из применений в печенье, пирогах, кексах, пончиках, кондитерских изделиях или хлебе.
35. Применение жировой композиции и/или структурирующей жировой композиции по любому из пунктов с 17 по 27 в начинках, таких как начинки для хлебобулочных изделий и начинки для кондитерских изделий.
36. Применение жировой композиции и/или структурирующей жировой композиции по любому из пунктов с 17 по 27 для шоколадного или шоколадоподобного покрытия.
37. Применение жировой композиции и/или структурирующей жировой композиции по любому из пунктов с 17 по 27 для производства технологически переработанного пищевого продукта.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| НЕГИДРОГЕНИЗИРОВАННАЯ ЖИРОВАЯ КОМПОЗИЦИЯ, ПРИМЕНЕНИЕ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ | 2019 |
|
RU2789084C2 |
| ЖИРОВАЯ КОМПОЗИЦИЯ И ЖИРОВАЯ СМЕСЬ | 2015 |
|
RU2670077C2 |
| НЕТЕМПЕРИРУЕМЫЕ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ ТЕКСТУРУ КОМПОЗИЦИИ ЖИРОВ | 2011 |
|
RU2556395C2 |
| СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЖИРА С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ ТРИГЛИЦЕРИДОВ, ПИЩЕВОЙ ПРОДУКТ, ЖИРОВАЯ ФАЗА И СПРЕД, СОДЕРЖАЩИЕ ЕГО | 2003 |
|
RU2315483C2 |
| ПРИГОДНЫЙ К УПОТРЕБЛЕНИЮ В ПИЩУ ПРОДУКТ | 2011 |
|
RU2569479C2 |
| ЖИРОВАЯ КОМПОЗИЦИЯ | 2015 |
|
RU2671899C2 |
| КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ ЗАМОРОЖЕННОГО КОНДИТЕРСКОГО ИЗДЕЛИЯ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ | 2016 |
|
RU2727729C1 |
| 1,3-СЕЛЕКТИВНАЯ ПЕРЕЭТЕРИФИКАЦИЯ | 2013 |
|
RU2635696C2 |
| КОМПОЗИЦИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО ЖИРА, СОДЕРЖАЩАЯ ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ C14 | 2020 |
|
RU2813656C2 |
| ПИЩЕВОЙ ЭМУЛЬСИОННЫЙ ПАСТООБРАЗНЫЙ ПРОДУКТ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ | 2001 |
|
RU2277788C2 |
Настоящее изобретение относится к способу получения жировой композиции, содержащей: а) по меньшей мере 8% масс. SatSatSat триглицеридов (насыщенных C8-C22 жирных кислот), и b) по меньшей мере 10% масс. стеариновой кислоты (C18:0). В предлагаемом способе по меньшей мере часть жирных кислот, образующих триглицериды, присутствующие в указанной композиции, подвергалась гидрогенизации. При этом данный способ включает стадию этерификации, и ни один из триглицеридов в жировой композиции в любой момент времени в указанном способе не подвергается гидрогенизации. Технический результат - разработка простого способа получения жировой композиции, предпочтительно жирового продукта, который не обязательно маркировать как гидрогенизированный и который впоследствии может подвергаться переэтерифицированию с рядом растительных масел для получения жирового продукта, аналогичного жировым продуктам, представленным на рынке. 14 з.п. ф-лы, 2 ил., 7 табл., 4 пр.
1. Способ получения жировой композиции, включающей триглицериды, где композиция содержит:
а) по меньшей мере 8% масс. SatSatSat триглицеридов (насыщенных C8-C22 жирных кислот), и
b) по меньшей мере 10% масс. стеариновой кислоты (C18:0),
где в указанном способе по меньшей мере часть жирных кислот, образующих триглицериды, присутствующие в указанной композиции, подвергалась гидрогенизации, указанный способ включает стадию этерификации, и ни один из триглицеридов в жировой композиции в любой момент времени в указанном способе не подвергается гидрогенизации.
2. Способ по п.1, в котором содержание SatSatSat триглицеридов составляет по меньшей мере 10% масс., например по меньшей мере 20% масс., по меньшей мере 30% масс., по меньшей мере 40% масс., по меньшей мере 50% масс., по меньшей мере 60% масс.
3. Способ по любому из пп.1 или 2, в котором содержание C16 в композиции составляет менее 50% масс., например менее 40% масс., менее 30% масс., менее 20% масс., менее 10% масс., например менее 5% масс.
4. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором содержание стеариновой кислоты (C18:0) составляет по меньшей мере 15% масс., например по меньшей мере 20% масс., по меньшей мере 25% масс., по меньшей мере 30% масс., по меньшей мере 40% масс.
5. Способ по любому из предыдущих пунктов, где указанный способ включает следующие стадии:
а) обеспечение наличия растительного жира или масла;
b) гидролиз указанного растительного жира или масла с получением глицерина и свободных жирных кислот;
c) гидрогенизация по меньшей мере части свободных жирных кислот, полученных в результате гидролиза на стадии b), с полным насыщением таким образом указанных свободных жирных кислот и образованием первой смеси свободных жирных кислот;
d) необязательно добавление дополнительных свободных жирных кислот к указанной первой смеси свободных жирных кислот с образованием второй смеси свободных жирных кислот;
e) реэтерификация указанной смеси свободных жирных кислот, полученной на стадии c) и/или стадии d), с глицерином с образованием указанных SatSatSat триглицеридов; и
f) дистилляция SatSatSat триглицеридов, полученных на стадии e), для удаления остатков реагентов,
с получением таким образом указанной жировой композиции, содержащей по меньшей мере 10% масс. стеариновой кислоты (C18:0) и по меньшей мере 8% масс. SatSatSat триглицеридов.
6. Способ по п.5, в котором реэтерификация на стадии е) включает следующие стадии:
i) смешивание глицерина и смеси свободных жирных кислот в контейнере с получением смеси глицерина со смесью свободных жирных кислот;
ii) нагревание указанной смеси при пониженном давлении в течение заданного периода времени;
iii) дальнейшее повышение температуры и нагревание указанной смеси в течение заданного периода времени и одновременное дальнейшее снижение давления по сравнению со стадией ii);
iv) выдерживание указанной смеси при температуре и давлении стадии iii) в течение заданного периода времени.
7. Способ по любому из пп. 5, 6, в котором реэтерификация на стадии e) проводится без применения катализатора.
8. Способ по п. 7, в котором смесь на стадии iii) нагревают по меньшей мере до 160°C.
9. Способ по любому из пп. 7, 8, в котором смесь на стадии iii) нагревают максимум до 240°C.
10. Способ по любому из пп. 7-9, в котором глицерин и смесь свободных жирных кислот стадии i) смешивают в соотношении от 1:3,125 до 1:10 (моль глицерина:моль свободных жирных кислот) для получения смеси глицерина со смесью свободных жирных кислот.
11. Способ по любому из предыдущих пунктов, который полностью завершается менее чем за 24 часа, например менее чем за 20 часов, менее чем за 15 часов, менее чем за 10 часов.
12. Способ по любому из пп. 5-11, в котором указанный растительный жир или указанное растительное масло выбраны из группы, состоящей из масла ши, подсолнечного масла, соевого масла, пальмового масла, кукурузного масла, рапсового масла и/или их высокоолеиновых эквивалентов, кокосового масла, пальмоядрового масла и их смеси.
13. Способ по любому из пп. 5-12, в котором композиция жирных кислот указанного растительного жира или масла включает 65% масс. С18, например 75% масс., 85% масс., более 90% по массе C18.
14. Способ по любому из пп. 5-13, в котором растительный жир или растительное масло получены не из пальмовых растений.
15. Способ по любому из пп. 5-14, в котором растительный жир или растительное масло представляет собой масло ши, например олеин ши, полученный фракционированием масла ши.
| EP 1040761 A1, 04.10.2000 | |||
| WO 2018149884 A1, 23.08.2018 | |||
| US 2011008499 A1, 13.01.2011 | |||
| WO 2019166598 A1, 06.09.2019 | |||
| WO 2005074722 A1, 18.08.2005 | |||
| ТРИГЛИЦЕРИДНЫЙ ЖИР | 2003 |
|
RU2307517C2 |
