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Verfahren zur Herstellung von modifizierten Ölen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von modifizierten Ölen durch Umesterung von Ölen mit Glyceriden von Säuren des gleichen Öles.
Kokosnussöl stellt ein niedrig schmelzendes Fett dar, welches bei mässigen Temperaturen fest und bei hohen Temperaturen flüssig ist und für Ernährungszwecke verwendet werden kann ; auf Grund bestimmter Eigenschaften ist jedoch die Verwendung auf gewissen Gebieten nicht sehr ausgedehnt. Kokosnussöl zeigt nämlich ein sehr kleines Schmelzintervall, das im allgemeinen nahe 260C liegt. Im festen Zustand ist es sehr spröde und ein Ansteigen der Temperatur um etwa 10C bewirkt, dass es vollständig flüssig wird.
Auf Grund dieser Tatsache konnte es bisher nicht als Salatöl verwendet werden, da es sich bei Kühlraumtemperatur verfestigt und selbst bei Stehen bei Raumtemperatur zum Festwerden neigt. Auch auf Grund der Sprödigkeit konnte es in verschiedene Fettmischungen - von sehr kleinen Mengen abgesehen-nicht einverleibt werden.
Die Erfindung zielt darauf ab, die Schwierigkeiten und Nachteile, die sich durch die Eigenschaften von Ölen der Art des Kokosnussöles ergeben, zu beseitigen und ein modifiziertes Öl herzustellen, welches einen verhältnismässig grossen Schmelzbereich zeigt und dessen Sprödigkeit praktisch beseitigt ist. Ferner gelingt es nach der Erfindung, ein modifiziertes Öl der Kokosnussöltype zu schaffen, welches voll genussfähig und verdaulich ist, als Salatöl verwendet werden kann und dessen Eigenschaften jenen der besten für Ernährungszwecke verwendeten Olivenöle äquivalent sind ; erfindungsgemäss können Mischungen mit erhöhtem Plastizitätsintervall erzeugt werden, welche in verhältnismässig grossen Mengen beispielsweise zur Margarine-und Mayonnaiseherstellung verarbeitet werden können.
Es ist bereits bekannt, Fettsäuren mit verhältnismässig hoher Jodzahl (etwa 60-77) mit Triacetin zu behandeln, um das Plastizitätsintervall derselben zu erhöhen ; solche modifizierte Fette sind aber bei Zimmertemperatur oft fest. Beim Verfahren gemäss der Erfindung werden hingegen im wesentlichen gesättigte Öle verwendet, in welchen die Jodzahl im allgemeinen unter 10 liegt und praktisch nie mehr als etwa 15 - 20 beträgt, die bei Zimmertemperatur fest sind, aber bei etwas höheren Temperaturen schmelzen. Es ist ferner bekannt, Glyceridfette zwecks Umlagerung der Ester zu behandeln. Dabei erfolgt keine Reaktion des Fettes mit irgendwelchen andern Estern, wie dies erfindungsgemäss der Fall ist.
Nach dem bekannten Verfahren wird Fett umgelagert, worauf die niedriger und die höher schmelzenden Fraktionen entfernt und die Mittelfraktion zur Umsetzung mit dem frischen Fett verwendet wird. Die höheren und die niedrigeren Fraktionen werden vereinigt und bilden das Erzeugnis. Wenn auch erwähnt worden ist, dass tierische oder pflanzliche Fette mit Kokosnussöl gemischt und als Ausgangsmaterial verwendet werden können, so findet doch keine Behandlung von Kokosnussöl an sich statt. Bei dem bekannten Verfahren werden also Glyceride von höheren Fettsäuren zum Kokosnussöl zugesetzt. Schliesslich ist auch ein Verfahren zur Umlagerung von Fetten bei niedriger Temperatur bekanntgeworden, gemäss welchem das Fett bei einer solchen Temperatur mit einem Katalysator vermischt wird, bei der das flüssige Fett mit dem höher schmelzenden Fett gesättigt ist.
Bei der Umlagerung wird dann durch die Bildung hochschmelzender Fraktionen eine Ausfällung derselben bewirkt und der ausgefällte Anteil scheidet für die weitere Reaktion aus. Dabei wird eine hohe Ausbeute an festen Fetten, wie Tristearin und Tripalmitin, erhalten.
Während die als Ausgangsmaterial für das erfindungsgemässe Verfahren verwendeten Öle vom Typ des Kokosnussöles praktisch kein Plastizitätsintervall haben, sind die nach der Erfindung hergestellten Öle so
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modifiziert, dass sie ein beträchtliches Plastizitätsintervall aufweisen ; zusätzlich ist der Erstarrungspunkt in ein solches Temperaturintervall verlegt, dass Öle, die bei allen Zimmertemperaturen und Kühlschranktemperaturen flüssig sind, erhalten werden. Der Erstarrungspunkt liegt stets unterhalb 19 C, insbesondere bei etwa 2 - 60C ; vorzugsweise bei etwa -6oC ; das Plastizitätsintervall beträgt wenigstens etwa 2, 5 C, z. B. 8 C.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird von Ölen der Art des Kokosnussöles ausgegangen, deren typische Vertreter Kokosnussöl, Babassuöl, Cohuneöl, Tucumöl und Palmkernöl sind.
Diese Öle stellen im wesentlichen gesättigte Öle dar, die sehr kleine Mengen an ungesättigten Fettsäuren, wie Ölsäure oder Linolsäure, enthalten. Im allgemeinen enthalten sie Fettsäuren von 6 bis 18 Kohlenstoffatomen mit wesentlichen Mengen an Säuren, die 10,12 und 14 Kohlenstoffatome aufweisen.
Ein solches Öl wird gemäss der Erfindung mit Triglyceriden der niedrigen Fettsäuren Capryl- und bzw. oder Caprinsäure zur Reaktion gebracht, wobei die Triglyceride von Capryl- und bzw. oder Caprinsäure in einer Menge von 5 bis 100 Gew.-Teilen je 100 Teile der Öle von der Art des Kokosnussöles eingesetzt werden.
Die Ester der niedrigen Fettsäuren werden bei erhöhten Temperaturen in der Weise zur Reaktion gebracht, dass eine grössere Anzahl von gemischten Estern gebildet wird als ursprünglich in dem Öl vorhanden waren.
Bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens können verschiedene Temperaturen, z. B.
Temperaturen bis zu etwa 200 - 2200C und auch noch höhere Temperaturen angewendet werden. Die erfindungsgemäss verwendeten Caprin- und Caprylsäureglyceride können geringe Mengen Capron- und Laurinsäure, d. s. nicht mehr als 4 Gew.-% Capron-und bzw. oder Laurinsäure, und insbesondere nicht mehr als 2,5 Gew. -0/0 Laurinsäure und 1,5 Gew.-% Capronsäure enthalten. Die Menge an Caprylsäure ist im allgemeinen erheblich höher als jene der Caprinsäure. Die niedrigen Triglyceride können durch äquivalente Mengen von niedrigen Fettsäuren sowie gegebenenfalls Mono- oder Diglyceriden der niedrigen Fettsäuren und bzw. oder genügend Glycerin ersetzt werden, wobei sich die Triglyceride der niedrigen Fettsäuren bilden.
In der Zeichnung ist eine Kurve dargestellt, die die verschiedenen Eigenschaften der gemäss der Er findung modifizierten Öle zeigt. Daraus geht hervor, dass verschiedene Verhältnisse von Glyceriden von Capryl- und bzw. oder Caprinsäure und von Ölen von der Art des Kokosnussöles zur Reaktion gebracht werden und für verschiedene Zwecke Anwendung finden können. So sind Öle, die zwischen 10 und 201o der Glyceride von Capryl- und bzw. oder Caprinsäure enthalten, ausgezeichnete Margarine- öle und jene, die etwa 45-55% Glyceride der genannten niedrigen Fettsäure enthalten, stellen ausgezeichnete medizinische Öle dar.
Die niedrigen Fettsäuren in den oben angegebenen Glyceriden haben etwa die folgenden Kennzahlen :
EMI2.1
<tb>
<tb> Freie <SEP> Fettsäuren <SEP> 185, <SEP> 3 <SEP>
<tb> unverseifbare <SEP> Anteile, <SEP> maximal <SEP> 1. <SEP> olo
<tb> Capronsäure <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 1, <SEP> 5je <SEP>
<tb> Caprylsäure <SEP> 65 <SEP> - <SEP> 75ago <SEP>
<tb> Caprinsäure <SEP> 25-35%
<tb> Laurinsäure <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 2, <SEP> 5ago. <SEP>
<tb>
Das zur Veresterung einer solchen Mischung von Fettsäuren benutzte Glycerin ist vorzugsweise handelsübliches, chemisch reines Glycerin.
Die beim erfindungsgemässen Verfahren erhältlichen Produkte können weiteren Behandlungen unterworfen werden, um ihnen die für besondere Zwecke erwünschten Eigenschaften zu verleihen. Beispielsweise können die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Erzeugnisse einer Kühlbehandlung unterworfen werden, wobei einöl geschaffen wird, das als Salatöl oder für andere Zwecke, die einen sehr niedrigen Erstarrungspunkt erfordern, Verwendung finden kann. Der feste Rückstand ist für verschiedene Zwecke zur Verwendung als Nahrungsmittel geeignet. Die für eine derartige Kühlbehandlung notwendigen Temperaturen sind nicht besonders niedrig, so dass nur eine mässige Kühlung angewendet zu werden braucht.
Die in den Beispielen angegebenen Werte für Farbe, Aroma, Swift- und Kreistest wurden nach Standardversuchen ermittelt, wie sie in "The Official and Tentative Methods of the American Oil Chemist's Society" beschrieben sind.
Beispiel 1 : Aus 200 g Kokosnussöl, 50 g Caprinsäure-Caprylsäure-Triglycerid und 9 g einer 8, 4' ? eigen Suspension von Natriummethylat in Xylol wird eine Mischung hergestellt. Das Natriummethylat dient als Katalysator für die Reaktion, während das Xylol als Träger verwendet wird.
Die Mischung
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EMI3.1
EMI3.2
<tb>
<tb> Farbe <SEP> 70/10 <SEP> maximal
<tb> freie <SEP> Fettsäuren <SEP> 0,2
<tb> Verseifungszahl <SEP> 355
<tb> Jodzahl <SEP> 1,0
<tb> Acetylzahl <SEP> 5, <SEP> 0.
<tb>
EMI3.3
EMI3.4
<tb>
<tb> Farbe <SEP> 6. <SEP> 0/0, <SEP> 4
<tb> freie <SEP> Fettsäuren <SEP> 0, <SEP> 04
<tb> Jodzahl <SEP> 5,6
<tb> spez. <SEP> Gewicht <SEP> bei <SEP> 48 C <SEP> 0, <SEP> 917
<tb> Brechungsindex <SEP> bei <SEP> 60 C <SEP> 1,4352
<tb> Erstarrungspunkt-2, <SEP> 0 C <SEP>
<tb> Verseifungszahl <SEP> 300
<tb> Acetylzahl <SEP> 5,0.
<tb>
Beispiel 3 : Zur Herstellung eines Triglycerides niedriger Fettsäuren wird die folgende Mischung verwendet :
EMI3.5
<tb>
<tb> i, <SEP> u <SEP> yo <SEP> apronsaure
<tb> 66,34% <SEP> Caprylsäure
<tb> 30, <SEP> 181o <SEP> Caprinsäure
<tb> 2, <SEP> 460/0 <SEP> Laurinsäure.
<tb>
Die Veresterung wird in der in Beispiel 2 angegebenen Weise durchgeführt, wobei ein Triglycerid niedriger Fettsäuren erhalten wird, das die folgenden Kennzahlen aufweist :
EMI3.6
<tb>
<tb> Farbe <SEP> 7, <SEP> 2/1, <SEP> 0
<tb> freie <SEP> Fettsäuren <SEP> 0, <SEP> 15
<tb> Jodzahl <SEP> 1, <SEP> 0
<tb> Verseifungszahl <SEP> 342,0
<tb> Acetylzahl <SEP> 3,3
<tb> unverseifbare <SEP> Anteile <SEP> 0. <SEP> 15. <SEP>
<tb>
Es wird eine Mischung aus 45% des beschriebenen Esters mit 55% Kokosnussöl hergestellt und der Um-
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esterung in der in Beispiel 2 angegebenen Weise unterworfen.
Das erhaltene Erzeugnis hatte die folgenden Kennzahlen :
EMI4.1
<tb>
<tb> Farbe <SEP> 8, <SEP> 2/1, <SEP> 9 <SEP>
<tb> freie <SEP> Fettsäuren <SEP> 0,04
<tb> Aroma <SEP> A
<tb> Erstarrungspunkt-2, <SEP> 60C <SEP>
<tb> Jodzahl <SEP> 5,4
<tb> Verseifungszahl <SEP> 302,2
<tb> Acetylzahl <SEP> 10,2
<tb> Swift-Test <SEP> 150 <SEP> Stunden
<tb> Peroxydzahl <SEP> 0,1
<tb> Kreis-Test <SEP> negativ.
<tb>
Beispiel 4 : Eine Mischung niedriger Fettsäuren mit der folgenden Zusammensetzung
EMI4.2
<tb>
<tb> Capronsäure <SEP> 0, <SEP> 8SOlo
<tb> Caprylsäure <SEP> 68, <SEP> 76%
<tb> Caprinsäure <SEP> 28, <SEP> 1710
<tb> Laurinsäure <SEP> 2, <SEP> 1910
<tb>
wird, wie in Beispiel 2 angegeben, verestert, wobei Triglyceride der niedrigen Fettsäuren gebildet werden, die die folgenden Kennzahlen zeigen :
EMI4.3
<tb>
<tb> Farbe <SEP> 70,0/6, <SEP> 4 <SEP> maximal
<tb> freie <SEP> Fettsäuren <SEP> 0, <SEP> 8 <SEP>
<tb> Verseifungszahl <SEP> 346,2
<tb> Acetylzahl <SEP> 1,1
<tb> Erstarrungspunkt <SEP> -7, <SEP> 80C. <SEP>
<tb>
Zur Umsetzung wurde eine Mischung der oben angegebenen Triglyceride mit Kokosnussöl im Verhältnis 40 : 60 verwendet. Die Umesterung wurde in der in Beispiel 2 angegebenen Weise durchgeführt, wobei ein Erzeugnis mit den folgenden Eigenschaften erhalten wurde :
EMI4.4
<tb>
<tb> Farbe <SEP> 8,0/1, <SEP> 4
<tb> freie <SEP> Fettsäuren <SEP> 0,015
<tb> Aroma <SEP> AVerseifungszahl <SEP> 306,5
<tb> Acetylzahl <SEP> 7, <SEP> 1 <SEP>
<tb> Jodzahl <SEP> 6,3
<tb> Peroxydzahl <SEP> 0, <SEP> 1
<tb> Kreis-Test <SEP> negativ
<tb> Swift-Test <SEP> 152 <SEP> Stunden
<tb> Erstarrungspunkt <SEP> -2. <SEP> 5oC. <SEP>
<tb>
Beispiel 5 : Ein nach Beispiel 2 erhaltenes Erzeugnis wird etwa 48 Stunden lang auf eine Temperatur von etwa +10 bis 130C gebracht. Der kristallisierte Anteil wird abfiltriert, wodurch der Erstarrungpunkt auf etwa 60C herabgesetzt wird, wenn etwa 201o des Erzeugnisses durch Filtrieren abgetrennt werden.
Es ist auch möglich, die übrigen oben beschriebenen Erzeugnisse auf ähnliche Art zu behandeln, beispielsweise das Erzeugnis, welches nach dem Verfahren des Beispieles 4 erhalten wird. Dieses wird etwa 4 Tage lang auf eine Temperatur von +10 C gebracht, wobei Kristallisation von etwa 25% der Bestandteile bewirkt wird. Diese kristallisierten Anteile werden abfiltriert und es wird ein Öl erhalten, welches einen Erstarrungspunkt von etwa 20C aufweist.
In ähnlicher Weise können die Erzeugnisse auf niedrigere Temperaturen abgekühlt und bzw. oder diesen Temperaturen längere Zeit unterworfen werden, oder es können auch beide Massnahmen Anwendung finden, wobei mehr oder weniger der vorhandenen Glyceride zur Auskristallisation gebracht werden, um ein flüssiges Produkt mit einem vorbestimmten Erstarrungspunkt zu erhalten.
Beispiel 6 : Es wird die folgende Mischung hergestellt :
EMI4.5
<tb>
<tb> 700 <SEP> g <SEP> Kokosnussöl
<tb> 700g <SEP> S. <SEP> C. <SEP> Triglycerid
<tb> 50 <SEP> g <SEP> einer <SEP> 8, <SEP> 4"gen <SEP> Suspension <SEP> von <SEP> Natriummethylat <SEP> in <SEP> Xylol.
<tb>
Das"S. C. Triglycerid"ist ein neutrales Glycerid von Säuren der folgenden Zusammensetzung
EMI4.6
<tb>
<tb> Capronsäure <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> bis <SEP> 5 <SEP> Teile
<tb> Caprylsäure <SEP> 60 <SEP> bis <SEP> 70 <SEP> Teile
<tb> Caprinsäure <SEP> 25 <SEP> bis <SEP> 35 <SEP> Teile.
<tb>
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Die Mischung wird in einen geeigneten Kolben gebracht, der mit einer Rührvorrichtung ausgestattet ist. Im Kolben wird durch eine Stickstoffgas-Schutzatmosphäre der Zutritt von Luft verhindert. Die Bestandteile der Mischung sind im wesentlichen trocken und werden im allgemeinen zuerst im Vakuum getrocknet, bevor der Katalysator zugesetzt wird.
Die Mischung wird zur Beendigung der Umsetzung etwa 1, 5. Stunden auf eine Temperatur von etwa 55 bis 570C erhitzt. Anschliessend werden unter Rühren 50 g einer wässerigen 10% igen Salzsäure zugesetzt, um den Katalysator zu zersetzen. Das Erzeugnis wird mit Wasser gewaschen, bis es im wesentlichen säurefrei ist. Es wird dann in üblicher Weise getrocknet, gebleicht und desodoriert.
Der Erstarrungspunkt des bei der Reaktion benutzten Kokosnussöles beträgt etwa 22 C, während der Erstarrungspunkt des modifizierten Erzeugnisses etwa -60C beträgt. Das erhaltene Produkt ist unter den üblichen Bedingungen flüssig, selbst wenn es unter den Gefrierpunkt des Wassers abgekühlt wird. Das Erzeugnis zeigt gute Haltbarkeitseigenschaften und neigt nicht zum Ranzigwerden oder zur Oxydation, wenn es bei Zimmertemperatur aufbewahrt wird. Es hat einen guten Geschmack und ein angenehmes Aroma.
Bei verschiedenen Herstellungsverfahren als auch bei der Verwendung in der Küche ist es leichter zu handhaben, beispielsweise beim Abmessen oder Wiegen und bei der Überführung von einem Behälter in einen andern.
Die vorstehenden Beispiele erläutern nur einige der Mischungen, die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt werden können. Wie aus der Zeichnung entnommen werden kann, können noch andere Erzeugnisse durch Änderung der Anteile des Öles vom Typ des Kokosnussöles und der Triglyceride niedrigen Fettsäuren erhalten werden. Das Margarine-Ausgangsöl, welches den Angaben in der Zeichnung zugrunde liegt, hatte folgende Kennwerte :
EMI5.1
<tb>
<tb> Schmelzpunkt <SEP> 25 <SEP> bis <SEP> 26OC.
<tb> Anfangsschmelzpunkt <SEP> 17 <SEP> bis <SEP> 17, <SEP> 5 C <SEP>
<tb> Schmelzpunkt <SEP> (in <SEP> der <SEP> geschlossenen <SEP> Kapillare) <SEP> 26 <SEP> bis <SEP> 26, <SEP> 5 C
<tb> Erstarrungspunkt <SEP> -8 <SEP> bis <SEP> -7. <SEP> 50C <SEP>
<tb> Verseifungszahl <SEP> 260 <SEP> bis <SEP> 270.
<tb>
Nach Compoundieren mit geeigneten Gelier-und Verdickungsmitteln zeigt die erhaltene Margarine selbst bei Kühlraumtemperatur ausgezeichnete Streichfähigkeit und gute Formhaltigkeit selbst bei erhöhten Temperaturen, wie sie in Küchen auftreten.
Die in der Zeichnung dargestellten medizinischen Öle haben die folgenden Kennwerte :
EMI5.2
<tb>
<tb> Erstarrungspunkt <SEP> 0 <SEP> bis <SEP> -2oC <SEP>
<tb> Verseifungszahl <SEP> 295 <SEP> bis <SEP> 305
<tb> Dichte <SEP> bei <SEP> 480C <SEP> 0. <SEP> 9170.
<tb>
Die niedrigen Fettsäuren, die bei der Herstellung der obigen Mischungen verwendet werden, bestehen aus etwa 851o Caprylsäure und etwa 151o Caprinsäure.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von modifizierten Ölen durch Umesterung von Ölen mit Glyceriden von Säuren des gleichen Öles, dadurch gekennzeichnet, dass man Öle von der Art des Kokosnussöles mit Triglyceriden der niedrigen Fettsäuren Capryl- und bzw. oder der Caprinsäure zur Reaktion bringt, wobei die Triglyceride von Capryl- und bzw. oder Caprinsäure in einer Menge von 5 bis 100 Gew.-Teilen je 100 Teile der Öle von der Art des Kokosnussöles eingesetzt werden.