CN1038746C - 固态不易消化多元醇多酯及其应用 - Google Patents
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Abstract
固态不易消化多元醇多酯中酯基基本上由(1)有至少一个羟基并被另一脂肪酸或其它有机酸基团酯化的脂肪酸基团和(2)至少约15%C20或更高碳饱和脂肪酸基团组成且(1)∶(2)的摩尔比为约0.1∶7.9至约3∶5。这些固态多元醇多酯为液态不易消化油被动性失油的极有效控制剂并且因包括含有这些固态多元醇多酯的不易消化脂肪的含食用脂肪的产品中控制被动性失油所需固体少，所以该产品的蜡质口感极轻微。
Description
本发明涉及不易消化的脂肪样新固态化合物，这些化合物可作为液态食用油增稠剂用于调配流态烹调油和色拉油或半固态油质产品如起酥油和人造奶油。本发明还涉及用这些不易消化的脂肪样固态化合物与液态不易消化油调配成的混合物，这种混合物可制成不易消化的脂肪组合物，而这种组合物可控制被动性失油，同时又不会具有过分的蜡质味觉。
已有人提出用某些多元醇脂肪酸多酯作为食品中所用甘油三酸酯油脂的低热值替代品。例如，已用不易吸收又不易消化的蔗糖脂肪酸酯或糖醇脂肪酸酯作为低热值食品组合物中的部分或全部脂肪替代品，其中所述酯具有至少4个脂肪酸酯基，而每一脂肪酸含8-22个碳原子(见Mattson&Volpenhein：US3600186，1971.8.17颁布)。可特别应用这些多元醇多酯作为甘油三酸酯油脂的部分或全部替代品的食品包括宜用于油炸的产品。不幸的是，定期摄入中量至大量的这类完全液态多元醇多酯会导致不希望出现的被动性失油，即经肛门括约肌流失多酯。相比之下，完全固态的这类多酯在口腔温度(如92°F，33.3℃)下可提供足够大量的固体，这又使其食用时在口中留下蜡质味道或感受。
作为这些完全液态或完全固态的不易消化/不易吸收的多元醇多酯替代品，已开发出某些中等熔点的多元酵脂肪酸多酯，这些多酯可控制被动性失油，同时又可降低口中蜡质味觉(见Bernhardt，分别于1987.9.9和8.26公开的EP-A236288和233856)。这些中等熔点的多元醇多酯在人体温度下显示出独特的流变性，因为其基质中包含最低量与剩余液体部分结合的固体(如约12％或更低)。因此，这些中等熔点的多元醇多酯在体温下的粘度和液/固稳定性足以控制被动性失油。这类中等熔点的多元醇多酯例子为用完全氢化(硬料)和部分氢化豆油脂肪酸甲酯的55∶45混合物基本上完全酯化蔗糖所得的多酯(见以上EP专利申请的实施例1和2)。
这些中等熔点的多元醇多酯可用作各种食品，包括烹调油和煎炸油中其它油脂的全部或部分替代品。但是，已发现在含有大量这类不易消化的中等熔点多元醇多酯，尤其是其含量超过约40％的煎炸油中炸出的某些食品如马铃薯片与不易消化多元醇多酯部分替代的易消化甘油三酯脂油或脂中炸出的马铃薯片相比可能使人感到明显加重的蜡质感受(从物理性质看，“蜡质”指脂肪组合物在口中给人的感觉，更具体地讲在某种程度上是指含相对大量固体的产品给人的感觉)。的确，这种中等熔点的多元醇多酯带来的加重蜡质感受在上述EP专利申请No.233856中已谈到，因为其中公开了含易消化食品物料如甘油三酯酯以及取代甘油一和二酸酯的脂肪组合物，所用食品物料作为中等熔点多元醇多酯的溶剂。但是，为降低蜡质感受而将甘油三酸酯的比例相对于中等熔点多元醇多酯不断提高时，煎炸油的热容量也随之增大。另外，已发现含约40％以上这类中等熔点多元醇多酯的煎炸油对油炸食品，尤其是对马铃薯片的风味展现产生不利影响。
由中等熔点多元醇多酯如上述EF′288和′856专利申请所述的那些多酯带来蜡质感受的原因据认为至少部分是由于固态脂肪含量(SFC)变化，尤其是在典型室温(即70°F，21.1℃)和体温(即98.6°F，37℃)之间发生变化。例如，EP专利申请Nos.233856和236128中实施例2所述的中等熔点蔗糖多酯在室温和体温之间的SFC分布曲线斜率(定义见后文)为约-1.3。换句话说，这类中等熔点的多元醇多酯的SFC曲线斜率相当陡。在这种相当陡的SFC曲线斜率情况下，这类中等熔点多元醇多酯的固体含量变化可能很大，以致当把这种室温下的物料第一次放入口中时让人感觉到大量的固体，因此使人感觉蜡质感很重。
为了控制被动性失油，还提出完全液态多元醇多酯与完全固态多元醇多酯硬料的混合物，优选还用C10-C22饱和脂肪酸酯化(如蔗糖八硬脂酸酯)(见例如Jandacek：US4005195和Jandacek/Mattson：US4005196，均于1977.1.25颁布)。这些液态多元醇多酯和固态多元醇多酯硬料的混合物在典型室温和体温之间的SFC分布斜率相当平坦，即斜率为0至约-0.3，一般为0至约-0.1。换句话说，在室温和体温之间这些混合物的固体含量几乎没有或完全没有变化。
虽然可至少暂时控制被动性失油，但按上述US′195和′196专利所述液态多元醇多酯和固态多元醇多酯硬料的混合物不一定能长期控制被动性失油。已发现这些固态多元醇多酯硬料通常会在液态多元醇多酯中形成大的球颗粒(尺寸一般约3-约32μm)。在上述混合物贮存过程中，这些大的球颗粒有可能从液态多元醇多酯中相分离出来。因此，可能形成两相体系，其中液相部分只能达到最低或根本不能获得被动性失油控制。
另外，用上述US4005195和4005196提出的液态多元醇多酯和固态多元醇多酯硬料的混合物不一定能制成低蜡质口感的产品。正如这两项专利所述，需要相当大量的固态多元醇多酯硬料才能控制被动性失油。例如，硬料用量优选要达到液态多元醇多酯的约20重量％-约50重量％(Wt％)(见US4005195中第9栏第65-68行)。这种能这到体温下控制被动性失油用量的固态多元醇多酯就可能导致具有蜡质口感的产品，因为在口腔温度下也可能存在相当大量的固体。
综上所述，要求提供不易消化的脂肪组合物，其中包括液态多元醇多酯和固态多元醇多酯硬料颗粒的混合物，该混合物几乎不会或完全不会使硬料颗粒从液态多元醇多酯中相分离出来。另外，还可能要求能够减少有效控制被动性失油所需的固态多元醇多酯硬料量，以便制成蜡质口感轻微的产品。
在约25℃或更高温度下为固态的某些多元醇多酯除了与液态不易消化油组合用作被动性失油控制剂之外，也可用作常规易消化甘油三酯脂油品的增稠剂。例如，这些固态多元醇多酯已作为增稠剂与液态易消化或不易消化油品混合用于配方制品如起酥油以及用于其它含脂肪和非脂肪成分的组合物的食品如人造奶油，蛋黄酱和冷冻乳品甜食等(见例如Jandacek和Letton：US4797300，1989.1.10颁布)。但是，这些已有增稠剂必须以10-25％的量应用。因此，还要求降低这类增稠剂量，以便制成蜡质口感轻微的产品。
本发明涉及不易消化的新多元醇多酯，其完全熔化熔点高于约25℃。在这类多元醇多酯中，多元醇部分有至少4个羟基并且有至少4个羟基被酯化。这些多元醇多酯中的酯基包括以下两种基团的组合物：(i)至少约15％C20或更高碳饱和脂肪酸基团和(ii)脂肪-酯肪基团，该基团为带有至少一个羟基的脂肪酸基团，所说的羟基是被另一脂肪酸基团或有机酸基团酯化的。脂肪-脂肪基团与长链饱和脂肪酸基团的平均摩尔比为约0.1∶7.9至约3∶5。
本发明还涉及可在食品中用作甘油三酸酯油或脂替代品的不易消化脂肪组合物。该不易消化的脂肪组合物在21.1-37℃之间的SFC分布曲线斜率为0至约-1.35％固体/℃。这种组合物包括完全熔化熔点低于约37℃的液态不易消化油，其中分散有某些上述固态多元醇多酯的颗粒(熔点高于约37℃的颗粒)。这些颗粒分散在液态不易消化油中，其量足以在食用这些不易消化的脂肪组合物时控制被动性失油。
本发明还涉及易消化脂肪组合物，其中用上述不易消化多元醇多酯颗粒物料作增稠剂。这些组合物包括约85％-约99％易消化食用油和约1％-约15％不易消化固态多元醇多酯颗粒。
本发明的固态多元醇多酯与已有增稠剂相比具有明显的优越性，因为这些多酯以极低量应用时也可使液态易消化或不易消化油增稠。例如，因为这些固态多元醇多酯在这样低用量下即可使液态油胶凝，所以在与不易消化的液态油混合时这些固态多元醇多酯可达到特别有效的被动性失油控制。而且，由于液态油增稠所需固体量小，所以用本发明固态多元醇多酯可制得含这些固态多元醇多酯的蜡质口感轻微的产品。
图1示出了分散在液态蔗糖多元醇多酯中的含有由脂肪-脂肪酸基团形成的酯基的固态多元醇多酯颗粒的显微照片(放大1000X)。
A.定义
本文中“不易消化的”指某一物料只有约70％或低于70％能被人体消化，优选只能消化约20％或更少这样的物料，更优选只能消化约1％或更少这样的物料。
本文中“厚度”在其常规意义上指任何指定颗粒三维尺寸(长，宽，高)中最小的。
本文中“球粒”指基本上球形或圆形的并基本上三维的颗粒。
本文中“板状”指基本上平的并基本上二维的颗粒，其未褶合平面构型的长和宽的尺寸远远大于其厚度。
本文中“丝状”和“片状”指基本上一维的细长颗粒。
本文中“完全熔化熔点”指所有固态组分熔融的温度，本文中所有熔点是按下述差示扫描量热法(DSC)测定的。
本文中“包括”指各种组分或步骤可一并用于不易消化的脂肪，组合物和本发明工艺，因此“包括”一词包括更具限制性的“基本上由……组成”和“由……组成”。
本文中“多元醇”指含有至少4个，优选4-12个，更优选4-8个，最优选6-8个羟基的多元醇，因此“多元醇”一词包括糖(即单糖，双糖和三糖)，糖醇(即糖中醛或酮基已还原成醇的糖还原产品)，其它糖衍生物(如烷基糖苷)，聚甘油如二甘油和三甘油，季戊四醇和聚乙烯基醇，而适宜糖，糖醇和糖衍生物具体例子包括木糖，阿拉伯糖，核糖，木糖醇，赤藓醇，葡萄糖，甲基糖苷，甘露糖，半乳糖，果糖，山梨糖醇，麦芽糖，乳糖，蔗糖，棉籽糖和麦芽三糖，其中优选赤藓醇，木糖醇，山梨糖醇和葡萄糖，以蔗糖特别优选。
本文中“多元醇多酯”指含有至少4个脂肪酸酯基团的多元醇，即其中至少4个羟基被脂肪酸或其它有机酸酯化。含3个或少于3个酯基的多元醇酯在肠道中极象常用甘油三酸酯油或脂那样消化，(以及消化产品从肠道中被吸收)，而含4个或多于4个酯基的多元醇酯一般不易被人体大量消化，因此也不易被人体吸收，不必要求多元醇的所有羟基均被酯化，但优选的是双糖分子含不多于3个未酯化羟基，更优选含不多于2个未酯化羟基，这使其不易消化。一般来说，多元醇的基本上所有(如至少约85％)羟基被酯化。对于液态多元醇多酯，优选的是多元醇的至少约95％的羟基被酯化。在蔗糖多酯的情况下，一般来说多元醇的约7-8个羟基被酯化。
本文中“酯基”指羟基与有机酸或酸衍生物反应形成的基团，该基团含有脂肪酸和/或其它有机基团，而这种脂肪酸和/或其它有机基团含至少2个，一般至少8个，更一般至少12个，最一般至少16个碳原子，这种脂肪酸和其它有机基团的代表性例子包括乙酸，丙酸，丁酸，辛酸，癸酸，月桂酸，肉豆蔻酸，肉豆蔻油酸，棕榈酸，棕榈油酸，硬脂酸，油酸，反油酸，蓖麻油酸(羟基未被酯化或用脂肪酸或其它有机酸酯化)，亚油酸，亚麻酸，桐酸，花生酸，花生四烯酸，山萮酸，二十四烷酸，芥酸以及蜡酸这些基团，其它有机基团包括芳香酯如苯甲酸酯或甲苯甲酸酯；支链基团如异丁酸，新辛酸或甲基硬脂酸基团；超长链饱和或不饱和脂肪酸基团如二十三烷酸或二十三烯酸；环状脂肪酸如环己酸以及形成聚酯的基团如聚丙烯酸或二聚脂肪酸。这些脂肪酸或其它有机酸基团可源自天然或合成酸。这些酸基团可为饱和的或不饱和的，包括位置或几何异构体，如顺式或反式异构体，直链或支链脂肪酸或芳香酸，并且对所有酯基而言可相同或可为不同酸基团的混合物。
本文中，除另有说明而外，所有百分数和比例均以重量计。
B.含有由脂肪-脂肪酸基团形成的酯基的不易消化多元醇多酯
本发明新颖不易消化多元醇多酯为熔点高于约25℃(优选高于37℃，更优选高于约50℃，最优选高于约60℃)的多元醇多酯。一般来说，这些多元醇多酯含两种基本类型的酯基：(i)由某些长链饱和脂肪酸基团形成的基团和(ii)由脂肪-脂肪酸基团形成的基团。脂肪-脂肪酸基团与长链饱和脂肪酸基团之摩尔比为约0.1∶7.9至约3∶5，优选约0.5∶7.5至约1.75∶6.25，更优选约1∶7至约1.5∶6.5，通常宣为约1∶7。
a)失油控制剂固态颗粒多元醇多酯中的长链饱和脂肪酸组分
本发明固态多元醇多酯的酯基必须包括由某些长链饱和脂肪酸基团形成的酯基。更具体地讲，这些酯基应包括至少约15％，优选至少30％，更优选至少50％，最优选至少80％长链饱和脂肪酸基团。适宜长链饱和脂肪酸基团包括含至少20个碳原子，优选20-26个碳原子，更优选22个碳原子的脂肪酸基团。这些长链饱和脂肪酸基团可单独使用或相互以任何比例混合使用。另外，直链(即正)脂肪酸基团通常用作在固态多元醇多酯上形成酯基的长链饱和脂肪酸。适宜的长链饱和脂肪酸基团例子为棕榈酸根，硬脂肪酸根，二十烷酸根(花生酸根)，二十二烷酸根(山萮酸根)，二十四烷酸根(木焦油酸根)和二十六烷酸根(蜡酸根)。
b)失油控制剂固态颗粒多元醇多酯中的脂肪-脂肪酸组分
本发明固态多元醇多酯的酯基也必须包括由脂肪-脂肪酸基形成的酯基。本文中“脂肪-脂肪酸基团”指含有至少一个被另一脂肪酸或其它有机酸酯化的羟基的脂肪酸基团。
含有可用另外的脂肪酸或其它有机酸酯化而形成脂肪-脂肪酸基团的脂肪酸例子包括12-羟基-9-十八烯酸(蓖麻油酸)，12-羟基十八烷酸，9-羟基十八烷酸，9-羟基-10，12-十八碳二烯酸，9-羟基十八烷酸，9，10-二羟基二十二烷酸，15，16-二羟基二十四烷酸，9，10-二羟基十八烷酸，12，12-二羟基二十烷酸和18-羟基-9，11，13-十八碳三烯酸(坎模洛酸)，其中蓖麻油酸为优选羟基脂肪酸，而蓖麻油为常见的蓖麻油酸来源。其它羟基脂肪酸来源包括氢化蓖麻油，羊角拗籽油，金盏花籽油，氢化羊角拗籽油和氢化金盏花籽油，弹裂碎米荠籽油，卡马拉油，野桐脱色油和白桐油。
也可用不饱和脂肪酸经氧化剂氧化羟基化而合成羟基脂肪酸，其中氧化剂例子为高锰酸钾，四氧化锇和过酸如过乙酸。按照该方法，可用油酸制成9，10-二羟基十八烷酸并可用亚油酸制成9，10，12，13-四羟基十八烷酸。合成羟基脂肪酸如10-羟基-12-顺式-十八烯酸和10-羟基-12-顺式，15-顺式-十八烯酸的另一种途径是用微生物如诺卡氏菌(Nocardia Cholesteroliciim)转化脂肪酸如亚油酸和亚麻酸。
宜于酯化而连到羟基脂肪酸中羟基上的酯基可源自合成或天然饱和或不饱和脂肪酸和其它有机酸并包括位置和几何异构体。适宜的优选饱和脂肪酸例子包括乙酸，丁酸，己酸，辛酸，癸酸，月桂酸，肉豆蔻酸，棕榈酸，硬脂酸，花生酸，山萮酸，异肉豆蔻酸，异十七烷酸和羟基硬脂酸。宜于制备脂肪-脂肪酸基团的优选不饱和脂肪酸例子包括肉豆蔻油酸，棕榈油酸，蓖麻油酸，亚油酸，油酸，反油酸，亚麻酸，桐酸，花生四烯酸，芥酸和生红酸。源于豆油，棕榈油，棉籽油，红花油，菜籽油(高芥酸含量)，canola(低芥酸含量)和玉米油的脂肪酸混合物尤其优选用于制备脂肪-脂肪酸基团。这些脂肪酸可“原样”应用和/或氢化和/或异构化和/或提纯后应用。例如，菜籽可提供良好的C22脂肪酸来源；牛羊油，豆油或棉籽油可提供C16-C18脂肪酸；椰子，棕榈仁或巴西棕榈油可提供短链脂肪酸；而玉米油，猪油，橄榄油，棕榈油，花生油，蓖麻油，红花油，芝麻油和葵花籽油为可作为这些脂肪酸来源的其它天然油例子，这些脂肪酸可酯化而连到羟基脂肪酸基团的羟基上。
宜于酯化而连到含羟基脂肪酸基团上后形成脂肪-脂肪酸基团的其它有机基团包括芳香酸如苯甲酸或甲苯甲酸；支链基团如异丁酸，新辛酸或甲基硬脂酸；超长链饱和或不饱和脂肪酸如二十三烷酸或二十三烯酸；环状脂肪酸如环己烷羧酸以及形成聚合酯的基团如聚丙烯酸和二聚脂肪酸。
可先用各脂肪酸或脂肪酸酯在羟基上进行酯基转移反应，形成脂肪-脂肪基团，然后再酯化而连到多元醇上。例如，可用山萮酸甲酯酯化蓖麻油酸甲酯形成蓖麻油酸链脂肪-脂肪基团。优选的是，应用过量的山萮酸甲酯，以使蓖麻油酸的大部分12-羟基被山萮酸链酯化。
更为方便的脂肪-脂肪基团的形成方法是在多元醇酯化之前或优选在其酯化期间就地形成这些基团。例如，1当量蔗糖，1当量蓖麻油酸甲酯和7当量由氢化和蒸馏的高芥酸菜籽油酸甲酯得到的甲酯一起反应，其中存在功能量的乳化剂和碱性催化剂。在这些成分真空加热时，羟基脂肪酸甲酯(主要是蓖麻油酸甲酯)的酯化大约与脂肪酸甲酯与蔗糖的酯基转移反应同时发生。由于该例中大部分脂肪酸甲酯为山萮酸甲酯，所以蓖麻油酸甲酯上的大多数12-羟基得以用山萮酸甲酯酯化。
c)制备含脂肪-脂肪酸基团的固态多元醇多酯，
用形成酯的必要类型基团酯化所要求的多元醇即可制成前述固态多元醇多酯。用含有大量长链饱和或羟基脂肪酸的油得到的混合脂肪酸基团可在制备本发明化合物时用作脂肪酸基团的来源。用这些油得到的混合脂肪酸应含有至少约30％(优选至少约50％，更优选至少约80％)所要求的脂肪酸。例如，硬化(即氢化)的高芥酸菜籽油脂肪酸可用来代替含有20-26个碳原子的各种纯长链饱和脂肪酸的混合物。优选的是，C20及更高碳酸(或其衍生物如甲酯)可被浓缩，例如通过蒸馏浓缩。
本发明固态多元醇多酯可按已知的多元醇多酯制备方法得到。由于蔗糖多酯为用于本发明的优选固态多元醇多酯，所以主要以这类物料举例说明这种制备方法。事实上，这种制备方法之一中包括将形成要求酯的酸之酰氯或酸酐或酸本身与蔗糖反应，其中优选应用顺序酯化工艺。在该顺序酯化工艺中，蔗糖先用羟基脂肪酰氯部分酯化，后用长链饱和脂肪酰氯将该初步反应产物完全或基本上完全酯化，当然反应顺序亦可倒过来(见Letton：欧洲专利No.311154，1989.4.12颁布，其内容供本文参考)。
另一制备方法包括将可形成要求酯的酸的甲酯与蔗糖在脂肪酸皂和碱性催化剂如碳酸钾存在下反应的工艺(见例如Jandaceket al.：US 4797300，1989.1.10颁布；Rizzi et al.：US 3963699，1976.6.15颁布；Volpenhein：US4518772，1985 5.21颁布；Volpenhein：US4517360.1985.5.14颁布以及Letton：欧洲专利No.311154，1989.4.12颁布，其内容均供本文参考)。
在应用甲酯途径制备本发明固态多元醇多酯时；反应也可分两步进行，其中第一步加部分脂肪酸甲酯，第二步加另一部分脂肪酸甲酯。反应第一步持续到大部分，优选全部蔗糖转化为蔗糖低级酯。反应第一步和第二步所加脂肪酸甲酯可为羟基脂肪酸甲酯与其它甲酯如山萮酸甲酯的混合物。另一方面，第一步所加脂肪酸甲酯可不含羟基脂肪酸甲酯，而在反应第二步加入羟基脂肪酸甲酯。另一办法是将反应分成三步，如第一步加部分山萮酸甲酯，第二步加另一部分山俞酸甲酯，第三步加羟基脂肪酸甲酯(连同余下的任何山萮酸甲酯)。
C.含本发明固态多元醇多酯的不易消化脂肪组合物
本发明固态多元醇多酯增稠液态油的能力很高，这使得熔点高于体温(37℃)的本发明某些化合物尤其宜用于制成含液态不易消化油的食品，从而控制或预防食用这些油带来的被动性失油疾患。因此，本发明还涉及可在食品中用作甘油三酸酯油或脂替代品的不易消化脂肪组合物。这些不易消化脂肪组合物包括：
A)完全熔化熔点低于约37℃的液态不易消化油；和
B)分散在上述油中的本发明不易消化多元醇多酯固体颗粒，其量足以控制食用这些组合物时的被动性失油，该多元醇多酯颗粒完全熔化熔点高于约37℃。
1)本发明不易消化脂肪组合物中的液态不易消化油组分
本发明不易消化脂肪组合物的关键组分为完全熔化熔点低于37℃的液态不易消化油。本发明所用适宜的液态不易消化食用油包括液态多元醇多酯(见Jandacek：US4005195，1977.1.25颁布)；液态丙三羧酸酯(见Hamm：US4508746，1985.4.2颁布)；液态二羧酸二酯如丙二酸和琥珀酸衍生物(见Fulcher：US4582927，1986.4.15颁布)；液态甘油三α-支链羧酸酯(见Whyte：US3579548，1971.5.18颁布)；液态含新戊基的醚和醚酯(见Minich：US2962419，1960.11.29颁布)；液态聚甘油脂肪聚醚(见Hunter et al.：US3932532，1976.1.13颁布)；液态烷基苷多酯(见Meyer et al.：US4840815，1989.6.20颁布)；双醚键连接的羟基羧酸(如柠檬酸或异柠檬酸)液态多酯(见Huhn et al.：US4888195，1988.12.19颁布)；液态环氧化物加长的多元醇的酯(见White et al.：US4861613，1989.8.29颁布)；以及液态聚二甲基硅氧烷(如可从Dow-CorningCorporation得到的流体硅氧烷(Fluid Silicones))。所有以上涉及液态不易消化油组分的专利供本文参考。
优选液态不易消化油为包括液态糖多酯，液态糖醇多酯及其混合物的液态多元醇多酯。宜于制备这些液态多元醇多酯的优选糖和糖醇包括赤藓醇，木糖醇，山梨糖醇和葡萄糖，尤其优选蔗糖。制备这些液态多元醇多酯的糖或糖醇原料优选用含有8-22个，更优选8-18个碳原子的脂肪酸进行酯化。适宜的天然来源的这类脂肪酸包括玉米油脂肪酸，棉籽油脂肪酸，花生油脂肪酸，豆油脂肪酸，canola油脂肪酸(即用低芥酸含量的菜籽油得到的脂肪酸)，葵花籽油脂肪酸，芝麻油脂肪酸，红花油脂肪酸，分提的棕榈油脂肪酸，棕榈仁油脂肪酸，椰子油脂肪酸，牛羊油脂肪酸和猪油脂肪酸。
液态的多元醇脂肪酸多酯是在体温温度(即98.6°F，37℃)下固体含量最低或不含固体的多元醇多酯。这些液态多元醇多酯一般含有高比例的C12或更低级脂肪酸基团或高比例的C18或更高级不饱和脂肪酸基团之酯基。在含有高比例C18或更高级不饱和脂肪酸基团的液态多元醇多酯情况下，引入多酯分子的至少一半脂肪酸通常是不饱和的。在这些液态多元醇多酯中优选的不饱和脂肪酸为油酸，亚油酸及其混合物。
以下为适用于本发明的具体液态多元醇多酯的非限制性实例：蔗糖四油酸酯，蔗糖五油酸酯，蔗糖六油酸酯，蔗糖七油酸酯，蔗糖八油酸酯，不饱和豆油脂肪酸，canola油脂肪酸，棉籽油脂肪酸，玉米油脂肪酸，花生油脂肪酸，棕榈仁油脂肪酸或椰子油脂肪酸的蔗糖七和八酯，葡萄糖四油酸酯，椰子油或不饱和豆油脂肪酸和葡萄糖四酯，混合豆油脂肪酸的甘露糖四酯，油酸的半乳糖四脂，亚油酸的阿拉伯糖四酯，木糖四亚油酸酯，半乳糖五油酸酯，山梨糖醇四油酸酯，不饱和豆油脂肪酸的山梨糖醇六酯，木糖醇五油酸酯及其混合物。
宜用于本发明的液态多元醇多酯可用本专业技术人员已知的各种方法制成。这些方法包括：在各种催化剂存在下将多元醇(即糖或糖醇)与含所需酸基团的甲基，乙基或甘油酯进行酯基转移反应；将多元醇与酰氯进行酰化反应；将多元醇与酸酐进行酰化反应以及将多元醇与所需酸本身进行酰化反应(参见例如US2831854，3600186，3963699，4517360和4518772，这些专利均供本文参考，其中均公开了宜于制备多元醇脂肪酸多酯的方法)。
2)不易消化脂肪组合物的多元醇多酯颗粒组分
本发明不易消化脂肪组合物的第二种关键组分包括相对少量的前述某些多元醇多酯物料的不易消化固体颗粒。这些颗粒分散在液态不易消化油中，用以控制或防止被动性失油。这些颗粒可呈各种形式和形状，包括球粒状，片状，丝状或棒状或这些形状的组合。但通常为球粒状或片状。这些颗粒的厚度一般为约1μm或以下，但从更有效地控制本发明组合物的液态不易消化油组分被动性失油的角度看优选用较薄的颗粒。因此，这些颗粒优选厚度为0.1μm或以下，更优选0.05μm或以下。而且，这些颗粒的完全熔化熔点为约37℃以上，优选约50℃以上，更优选约60℃以上。
构成这些不易消化颗粒的多元醇多酯物料由以下“分析方法”部分所述差示扫描量热法(DSC)测定的完全熔化熔点应该很高，足以使这些不易消化颗粒本身分散在液态不易消化油中时具有前述的熔点特征。例如，全熔化熔点正好37℃的多元醇多酯物料分散在液态不易消化油中时不可能形成完全熔化熔点高于约37℃的固体颗粒。因此，在某些情况下，纯多元醇多酯物料的完全熔化熔点可能须要略高于37℃，如约40℃或更高，以便该颗粒与液态不易消化油组合时形成完全熔化熔点为37℃的固体颗粒。
不易消化颗粒一般以非结块离散粒子状态分散在液态不易消化油中。但是，这些不易消化的颗粒也可能聚集成更大的团块分散在液态不易消化油中。对于呈片状形式的不易消化颗粒而言尤其如此。片状不易消化颗粒集结成的团块一般为多孔球粒状性质，因此可容纳大量液态不易消化油。尽管这些聚集成块的片状颗粒不象未结块颗粒形式那么有效，但据认为这种多孔结构及其伴随而来的容纳大量不易消化液态油的能力是这些结块片状颗粒可获得极其有效的被动性失油控制的原因。
构成用于本发明脂肪组合物的固体颗粒的多元醇多酯物料一般包括完全熔化熔点高于约37℃的前述固态多元醇多酯。
D.制备最少被动性失油的不易消化脂肪组合物
为制成最少被动性失油的本发明不易消化脂肪组合物，要将液态不易消化油与上述固态多元醇多酯颗粒组合起来，该多元醇多酯颗粒用量足以控制被动性失油。对于任何给定的脂肪组合物而言，所谓“用量足以控制被动性失油”取决于所应用的具体固态多元醇多酯，要求的具体被动性失油控制效果以及就具体最终产品中应用配制的不易消化脂肪组合物而言所允许的蜡质口感水平。一般来说，这样制成的不易消化脂肪组合物将包括约60-约99％液态不易消化油和约1-约40％固态多元醇多酯颗粒。优选的是，所得混合物包括约80-约99％，更优选约85-约99％，进一步优选约90-约99％，最优选约95-约99％液态不易消化油以及优选约1-约20％，更优选约1-约15％，进一步优选约1-约10％，最优选约1-约5％固态多元醇多酯颗粒。从降低本发明不易消化脂肪组合物的固体组分留下的蜡质口感角度看，可能需要应用更大量的液态不易消化油(即应用更少量固态多元醇多酯颗粒)。但是，从控制或防止含这些液态不易消化油的组合物摄取时的被动性失油角度看，又可能需要应用更大量的固态多元醇多酯颗粒(即应用更少量的液态不易消化油)。
这种液态不易消化油和固态多元醇多酯的组合物的制备方法一般是将液态和固态组分简单地混合在一起，将该混合物加热直至固态多元醇多酯物料溶于油中后再将该混合物冷却到适宜结晶温度如室温下使多元醇多酯颗粒形成。
在本发明脂肪组合物中形成的多元醇多酯颗粒的具体尺寸取决于加热后的油和溶解固体的组合物之冷却速度。本文使用的冷却速度定义为(a)加热后的油/溶解固体组合物和(b)冷却后的结晶化液体/固态颗粒组合物之间的温差除以达到该温差所需时间所得值。一般来说，制备本发明脂肪组合物时所用的冷却速度越高，分散在该组合物中的固态多元醇多酯物料颗粒就越小。制备本发明脂肪组合物所需冷却速度一般高于0.6℃/分钟(1°F/分钟)，优选高于2.8℃/分钟(5°F/分钟)，更优选高于5.6℃/分钟(10F/分钟)，最优选高于27.8℃/分钟(50°F/分钟)。当本发明不易消化脂肪组合物现场形成时，如在食品中加该脂肪组合物形成一组成部分时，则脂肪组合物各组分类型和浓度应加以选择，以便食品所经历的冷却模式致使食品中形成所需量和尺寸的固态多元醇多酯颗粒。
根据本发明形成的薄型不易消化颗粒对控制所得脂肪组合物被动性失油的效果特别好。这种有效性可将不易消化脂肪中的固体含量降低到相当低的水平(如达到约1-约15％)。这样按照被动性失油控制要求降低固体含量并且同时使一般室温和体温之间的固体变化最小/完全不变就可制成具有极轻微蜡质口感的不易消化脂肪。
液态不易消化油和固态不易消化多元醇多酯组分以及各自的浓度应加以选择，以便制成具有一系列规定物理性能的不易消化脂肪组合物。更具体地讲，在从一般室温到体温，即21.1-37℃的温度范围内本发明不易消化脂肪应具有相当平坦的固体脂肪含量(SFC)曲线斜率，这些温度之间的SFC曲线斜率应从0-约-1.35％固体/℃，优选0-约-0.9％固体/℃，更优选0-约-0.54％固体/℃，最优选0-约-0.18％固体/℃。本发明脂肪组合物的SFC曲线斜率测定方法在本文下面“分析方法”部分中作了说明。
E.不易消化脂肪组合物在含食用脂肪食品中的应用
本发明不易消化的脂肪组合物可用于各种含食用脂肪的产品中，该产品包括食品，饮料和药品。既可单独使用，又可与其它物料如不易消化或易消化油脂并用。更具体地讲，本发明不易消化脂肪可任意地与易消化甘油三酸酯脂肪或油混配。一般来说，这些配方可包括约10-100％，优选35-100％，更优选约50-约100％，最优选约75-约100％不易消化脂肪以及0-约90％，优选0-约65％，更优选0-约50％，最优选0-约25％易消化甘油三酸酯脂肪或油。由于这些甘油三酸酯脂肪或油的潜在热值影响，所以要求尽可能减少其与本发明不易消化脂肪组合的量。
本文中“甘油三酸酯油”指约25℃以上为流体或液体的甘油三酸酯组合物。虽然不作要求，但用于本发明的甘油三酸酯油可包括25℃以下为流体或液体的组合物。这些甘油三酸酯油主要由甘油三酸酯物料组成，但也可包括剩余量的其它组分如甘油单和二酸酯。为了在低于25℃的温度下保持为流体或液体，甘油三酸酯油应含最少量的熔点高于约25℃的甘油脂，以尽可能限制甘油三酸酯油冷却时的固体增加量。要求该甘油三酸酯油是化学稳定的并且可抗氧化。
适宜的甘油三酸酯油可来源于天然液态植物油如棉籽油，豆油，红花油，玉米油，橄榄油，椰子油，棕榈仁油，花生油，菜籽油，canola油(即低芥酸含量的菜籽油)，芝麻油，葵花籽油及其混合物。用棕榈油，猪油和牛羊油经过例如皂析或直接酯交换后分离得到的油馏分较为适宜。主要含不饱和酸甘油酯的油需要一定程度氢化以保持香味，但应注意到不要大大提高熔点25℃以上的甘油酯量。当选择含有高于所需量的熔点在25-40℃之间的大量固体的油时，需要分出固体。例如，精炼并略为氢化的豆油以及精炼棉籽油是适用的。
本文中“甘油三酸酯脂肪”指在约25℃以上为固体或塑性体的甘油三酸酯组合物。这些固态或塑性脂肪可来源于植物或动物或可为食用合成脂肪。例如，可用室温下为固态的动物脂如猪油，牛羊油，软脂，炼制油和硬脂等。而且，甘油三酸酯油如不饱和植物油可转化为塑性脂肪，其中油的脂肪酸成分的不饱和双键部分氢化后进行常规的冷却和结晶工艺或与室温下为固体的足够甘油三酸酯进行适当混合而形成阻扰液态油自由流动性能的刚性啮合结晶结构，进一步的固态或塑性脂肪实例可参见Purves et al.：US3355302，1967.11.28颁布和Darragh et al.：US 3867556，1975.2.18颁布(均供本文参考)。由于固态或塑性脂肪增加了大量的固体，所以含这类脂肪会给本发明含食用酯肪的产品的感官特性，尤其是蜡质感受带来不利影响。
用于本发明不易消化脂肪的甘油三酸酯脂肪和油可包括甘油分子中一，二或三个OH基被乙酰基，丙酰基，丁酰基，己酰基，辛酰基或癸酰基取代，而甘油分子的剩余OH基(若有的话)被含12-24个碳原子的饱和或不饱和脂肪酸的酰基取代的某些甘油三酸酯。
本发明不易消化的脂肪物料也可用来与低热量中等链和混合的/长链甘油三酸酯组合，例如可参见Ehrman et al.：US4888196，1989.12.19颁布和Seiden：欧洲专利No.322027，1989.6.28颁布，均供本文参考。
本发明不易消化脂肪组合物也可用于或作为起酥油以及油制品。起酥油和油制品又可作为煎炸用油，如用于制造法国式炸马铃薯片，用马铃薯条或组合马铃薯条炸成马铃薯片，炸马铃薯串，炸玉米薄片，炸玉米粉饼，炸面卷，炸鸡，炸鱼和油炸馅饼(如半圆形大馅饼)。起酥油和油制品还可用于制造任何形式的焙烤制品，如制备半成品食品，贮存稳定的焙烤制品和冷冻焙烤制品，包括(但并不仅限于)蛋糕，燕麦条，甜包，松饼，面包条，薄脆饼，饼干，面点，馅饼，馅饼皮以及烤饼，包括三明治烤饼。巧克为包衣烤饼，尤其是贮存稳定的夹心烤饼，如可参见Hong et al：US4455333，1984.6.19颁布。这些焙烤制品可含果酱，奶油或其它馅。用于其它焙烤制品的例子包括面包和面包卷，脆点心，椒盐脆饼，烤薄饼，威化饼干，蛋卷冰淇淋，发酵烤制品，肉馅饼及其皮以及焙烤谷粉快餐食品和其它加盐焙烤快餐。
可含本发明不易消化脂肪组合物的其它含食用脂肪的产品包括冰淇淋，冷冻甜食，干酪，干酪涂抹食品，肉类，仿肉品，巧克力糖果，色拉调味料，蛋黄酱，人造奶油，涂抹食品，酸性稀奶油，酸牛奶，咖啡稀奶油，花生酱，挤出快餐如玉米卷，玉米酥皮点心，玉米粒快餐以及其它以玉米或其它谷物粉如小麦和大米等为原料的半成品和挤出快餐，焙烤坚果和饮料如冰冻牛奶。
含有本发明不易消化脂肪组合物的含食用脂肪的产品可包括无热量或低热量甜味剂，并且这些甜味剂可单独或与填充剂并用。这些无热量或低热量甜味剂包括(但不仅限于)天冬氨酰苯丙酸甲酯(aspartame)，糖精，alitame，thaumatin，二氢查耳酮，acesulfame和环己基氨基磺酸盐。
可用于含本发明不易消化脂肪组合物的含食用脂肪的产品的填充剂或稠化剂包括部分或完全不易消化的碳水化合物，如聚葡萄糖和纤维素或纤维素衍生物如D，L-糖，羧甲基纤维素，羧乙基纤维素，羟丙基纤维素，甲基纤维素，羟丙基甲基纤维素和微晶纤维素。其它适宜的填充剂包括树胶(水解胶体)，淀粉，糊精，发酵乳清，豆腐，麦芽糖糊精，多元醇，包括糖醇如山梨糖醇和甘露糖醇以及碳水化合物如乳糖。
含有本发明不易消化脂肪组合物的含食用脂肪的产品还可包含膳食纤维。所谓“膳食纤维指可抗哺乳动物体内酶消化的复合碳水化合物，如植物细胞壁和海草中存在的碳水化合物以及微生物发酵生成的碳水化合物。这些复合碳水化合物的例子为麸皮，纤维素，半纤维素，果胶，树胶和粘液，海草提取物以及生物合成胶。纤维素纤维来源包括植物，水果，种子，谷物以及人造纤维(如细菌合成纤维)。也可用市售纤维，如提纯的植物纤维素或纤维素粉。还可用天然纤维如欧车前(psyllium)以及用整柑桔外皮，柑桔内皮，糖甜菜，柑桔浆和泡囊固体，苹果，杏和西瓜皮得到的纤维。
这些膳食纤维可为粗的或提纯形态。所用膳食纤维可为单一类型(如纤维素)，复合膳食纤维(如含纤维素和果胶的柑桔内皮纤维)或纤维的某些组合物(如纤维素和树胶组合物)。这些纤维可按本领域已知的方法处理。
本发明不易消化脂肪可用维生素和矿物质，尤其是脂溶性维生素强化。脂溶性维生素包括维生素A，D和E及其前体(见Mattson：US4034083，1977.7.5颁布，其内容供本文参考，其中公开了可用于强化多元醇脂肪酸多酯的脂溶性维生素)。
本发明不易消化脂肪组合物中还可包含各种其它脂肪产品中常存在的成分。这些成分包括防止高温氧化降解的稳定剂，为此可采用硅氧烷油，尤其是甲基和乙基硅氧烷油，并已证明甲基硅氧烷可有效地降低油炸期间油聚合速度。而且，本发明组合物中还可存在一般脂肪产品中所包括的其它添加剂如少量任选香料，乳化剂，防喷溅剂，防粘剂和抗氧化剂等。
F.含本发明固态多元醇多酯的易消化脂肪组合物
业已发现，本发明固态多元醇多酯除了可作为液态不易消化油的被动性失油控制剂而外；还可作为甘油三酸酯油的有效增稠剂。因此，这些固态多元醇多酯通过如下方式可用作“增稠剂”或“硬料”：将其以约1-约40％(通常1-15％，更通常1-10％)的量与液态易消化油掺和而配制成烹调油和色拉油或半固态食品如起酥油以及含脂肪和非脂肪成分组合物的其它食品，如人造奶油、蛋黄酱和冷冻乳制甜食等。用于这些组合物的油可为常用易消化甘油三酸酯油如棉籽油，玉米油，canola油，豆油或中等或中等/长链甘油三酸酯。
G.分析方法
用于表征本发明各要素的大量参数须用特定的实验分析程序定量化。每一种程序在下面进行详细说明：
1.多元醇多酯的脂肪酸组成
多元醇多酯的脂肪酸组成(FAC)用气相色谱法(GC)测定，其中用Hewlett-Packard Model S712A气相色谱仪，该仪器中装有火焰电离检测器和Hewlett-Packard Model 7671A自动取样器。所用色谱方法参见Official Methods and Recommended Practices of theAmerican Oil Chemists Society，4th Ed.，1989，Procedure1-Ce62(该文献供本文参考)。
2.蔗糖多酯的酯分布
蔗糖多酯中单个八，七，六和五以及共同的四至一酯的相对分布可用常规相高效液相色谱法(HPLC)确定。该方法中应用硅胶填充柱将多酯样品分成上列各酯基团。应用己烷和甲基叔丁基醚作为流动相溶剂。酯基团用质量检测器(即蒸发性光散射检测器)。测定检测器响应值后归一化为100％。各酯基团以相对百分比表示。
3.不易消化脂肪中固体脂肪含量(SFC)曲线斜率，测量以°F表示
在测量SFC值之前，将不易消化脂肪样品加热到140°F(60℃)或更高，历时至少30分钟或直到样品完全熔化。该熔化样品再按以下方式调和：80°F(26.7℃)15分钟；32°F(℃)15分钟；80°F(26.7℃)30分钟；32°F(℃)15分钟。调和后，测定50°F(10℃)，70°F(21.1℃)，80°F(26.7℃)，92°F(33.3℃)和98.6°F(37℃)下样品的SFC值，其中在每一温度下平衡30分钟后用脉冲核磁共振(PNMR)测量。用98.6°F(37℃)下的SFC值减去70°F(21.1℃)下的SFC值后除以28.6即可计算而得SFC曲线的斜率。用PNMR测定SFC值的方法参见于J.Amer.Oil Chem.Soc.，Vol.55(1978)，pp.328-32(该文献供本文参考)和A.O.C.S.Official Method Cd.16-81，Official Meth6ds and Recommended Practices of theAmerican Oil Chemists Society，4th Ed.，1989(该文献供本发明参考)。
4.多元醇多酯的完全熔化熔点，用差示扫描量热法(DSC)测定
用于本发明的多元醇多酯物料或含多元醇多酯的颗粒的完全熔化熔点用下述DSC测定：
设备：
Perkin-Elmer 7 Series Thermal Analysis System，Model DSC7，由Perkin-Elmer，Norwalk，CT.制造。
方法：
1)将多元醇多酯物料或含多元醇多酯的掺和物的样品加热到比所有可见固体均熔化并彻底混合的温度高至少10℃的温度。
2)10±2mg样品称重后放入样品盘。
3)从比所有可见固体熔化的温度高约10℃至-60℃以5℃/分钟的速度扫描。
4)样品温度在-60℃保持3分钟并且从-60℃至其初始温度(即比所有可见固体熔化的温度高约10℃)以5℃/分钟的速度进行扫描。
5)完全熔化熔点为基线(即比热线)与最后(如最高温度)吸热峰的尾迹相切的线相交处的温度。
5.固态多元醇多酯的酸值
固态多元醇多酯可用标准氢氧化钾(KOH)滴定到酚酞终点，其方法参见Official Methods and Recommended Practices of theAmerican Oil Chemists Society，4th Ed.，1989，Procedure 3a-63，同时还对空白样(未加样品)进行滴定。
酸值按下式计算：
AV＝((A-B)×N×56.1)/W其中A＝滴定样品所需KOH体积(ml)
B＝滴定空白样所需KOH体积(ml)
N＝KOH当量浓度
W＝样品重量(g)
6.固态多元醇多酯的羟值
样品的自由羟基可用乙酸酐的吡啶溶液定量乙酰化，乙酰化完毕后用过量水将剩余乙酸酐水解并且用标准的KOH乙醇溶液将残留的乙酸滴定到酚酞终点。空白样(未加样品)亦经过该处理过程并且滴定。所用方法参见于Official Methods and RecommendedPractices of the American Oil Chemists Society，4th Ed.，1989，Procedure Cd 13-60。
羟值按下式计算：
HV＝(((B-S)×N×56.1)/W)+AV其中B＝滴定空白样所需KOH体积(ml)
S＝滴定样品所需KOH体积(ml)
N＝KOH当量浓度
AV＝(上述)样品酸值
7.固态多元醇多酯颗粒厚度(光学显微镜检测法)
在本发明不易消化脂肪组合物中形成的固态多元醇多酯颗粒厚度室温下可用装有Hoffman Modulation Contrast(HMC)镜片的Nikon Microphot高视频摄像光学显微镜(VELM)估算，方法如下：
1)将少量(即1-10mg)其中分散有固态多元醇多酯颗粒的不易消化脂肪样品放在显微镜载玻片上并加盖，再将载玻片放在显微镜下。
2)用HMC 100X油物镜作为标准透镜并连用10X目镜透镜检测样品。
3)应用装有显微镜的摄像机及相关的控制器提高影像效果，从而提高样品和背影之间的分辨率。
4)固态多元醇多酯颗粒的厚度以μm为测量单位进行测量。
这种方法可分辨厚度正好在VELM分辩范围(大致0.2-0.5μm)的颗粒。更小尺寸的颗粒厚度可由下述的冷冻断裂方法测定。
(注：不需要进行特殊的样品制备过程，只需获得有代表性的样品。这些样品应在环境条件下熔化并冷却)。
参考文献：Robert Hoffman，The Modulation ContrastMicroscope：Principles and Performances＂，Journal of Microscopy，Vol.110，Pt 3，August 1977，pp.205-222。
8.固态多元醇多酯颗粒的厚度-冷冻断裂透射电镜法
多元醇多酯的颗粒及其尺寸的三维构型可用冷冻断裂透射电镜(ff-tem)法测定。
该冷冻断裂法按以下所述进行：
1)冷冻容器的外部空腔充入液氮，而冷冻容器的内部杜瓦瓶充入液态乙烷(正常熔点为-172℃)，并让乙烷冷冻。
2)将少量(1-2μl)其中分散有固态多元醇多酯颗粒的不易消化脂肪样品放在镀金的Balzers样品容器的贮槽中。(注：对于流动性非常好的样品，将1-2μl样品放在小金片(Balzers)上并在该圆片顶上放置另一小金片以形成夹心)。
3)将金属受热器(如小镊子)插入杜瓦瓶中使该杜瓦瓶中的大部分冷冻乙烷熔化。
4)一旦乙烷熔化，立即用一对小镊子将含有不易消化脂肪样品的样品容器取出并将其迅速浸入液态乙烷中。
5)几秒钟后，从乙烷中取出样品容器，迅速将其与驼毛刷端部接触而去除过量乙烷，然后将其立即浸入液氮中以将样品保持冷却状态。
6)在液氮中将样品转入JEOL JFD-9000C样品容器中，然后再转入JEOL JFD-9000C冷冻断裂装置的处理室中。该装置温度应达到约-175℃，真空度应达到至少1.066×10-4帕。
7)将刀片冷却到约-165℃。
8)在JEOL处理室中用预冷刀片使样品断裂。
9)4.5秒钟内以45。角将铂/炭沉积到断裂的样品上，然后25秒钟内以90。角进行碳沉积以形成断裂样品的复制品。所用高电压为2500V，而电流为70mA。
10)从冷冻断裂装置中取出样品并用氯仿洗3次。
11)用300目铜电镜(EM)栅格挑选出复制品并放在透射电镜中检测。
12)影像记录在底片上并用底片制成正片。
13)测定多元醇多酯颗粒的厚度，计为nm。
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H.具体实施例
以下实施例详细说明本发明固态多元醇多酯和脂肪组合物的制备方法。
实施例I
固态蔗糖多酯制备方法
蓖麻油酸甲酯制备方法
蓖麻油酸甲酯可用蓖麻油经过甲醇分解而得到，其中用甲醇钠作催化剂。将约420g蓖麻油加入31玻璃反应器中，该反应器中已加入约84g甲醇和约5.9g甲醇钠溶液(甲醇中约25％甲醇钠)。常压和约65℃下将混合物搅拌并加热约1.25小时。用回流冷凝器使甲醇回流返回反应器。然后向反应器加约50g水，将混合物进行搅拌，停止搅拌后让混合物澄清。水，甘油和未反应甲醇沉到反应器底部而形成单相，然后抽出该层。再将这种甲醇分解和水洗步骤重复两次，之后闪蒸甲酯。真空蒸馏去除约2％顶部甘油，水和其它低沸点物料馏分，然后以中部馏分闪蒸取出大量的甲酯，最后在蒸馏瓶中留下约10％底部渣馏分。中部馏分中含约87Wt％蓖麻油酸甲酯，为待用于蔗糖多酯酯基转移反应的产物。
山萮酸甲酯制备方法
山萮酸甲酯可用氢化的高芥酸含量的菜籽油得到。将870g氢化的高芥酸含量菜籽油，约174g甲醇和12.2g甲醇钠溶液(甲醇中浓度25％)加入31球形玻璃反应器中。该反应器装有加热套，温度计，温度控制器，回流冷凝器，变速搅拌器，真空抽吸孔和底部出口。混合物约65℃反应约1.5小时，同时使甲醇回流。然后停止搅拌，并经过约30分钟使甘油沉降。甘油沉到反应器底部并经底部出口去除。再向玻璃反应器中加约30g甲醇和5.2g甲醇钠溶液(甲醇中浓度25％)，并将混合物约65℃反应约30分钟。停止搅拌后让甘油沉降约30分钟并经底部出口排除。将约100g水加入混合物，搅拌后进行分离并从底部出口排除。该水洗步骤再重复两次。然后去除回流冷凝器，打破真空并在反应器中加装分馏柱。在约40.0-133.3Pa(1mmHg＝133.3224Pa)真空下将反应器加热到约170-200℃。从柱中蒸出的约50％第一批物料收集并弃之，再将从柱中蒸出的40％(大约)该物料收集起来，作为产品。该产品为大致92Wt％的山萮酸甲酯。
蔗糖酯化
该例中用，制备蔗糖多酯的反应装置为装有恒速搅拌器，温度计，McLeod真空规和真空抽吸孔的11反应烧瓶。加热套包在反应器周围，反应器中的温度用Thermowatch维持。用真空泵将反应器抽真空，并在反应器的真空抽吸孔和真空泵之间设置干冰收集器以使反应后的甲醇副产物冷凝并收集起来。
将约46.2g蓖麻油酸甲酯与约367.5g山萮酸甲酯混合。蓖麻油酸甲酯与氢化并蒸馏的菜籽油酸甲酯的摩尔比为约1∶7。将约172.3g甲酯混合物与约34.4g粉状蔗糖，约24g硬脂酸钾和约1.4g粉状碳酸钾一起加入11反应器中。反应物在约135℃和约1999.8Pa绝对压力下加热约1.5小时。在这一时刻，再将剩余的甲酯(约241.4g)和约1.4g碳酸钾加入反应器。反应物在约133.3-266.6Pa绝对压力下约5小时内加热到约135℃。
反应混合物在氮气中冷却到约75℃，然后再加入约30g水并将其混合。混合物以约2500RPM的转速离心分离约2分钟(用FischerScientific Model Marathon 10K Centrifuge)，从皂和水层中倾析出上层清液产品。再将约3.8g二氧化硅加入产品中，并将混合物过滤而去除最后存在的微量皂和二氧化硅。
将物料通过5.08cm Pope刷膜蒸发器(wiped film evaporator)即可从蔗糖多酯产品中蒸发过量甲酯。壁温为约235℃，真空保持约66.7Pa绝对压力。从蒸发器底部得到的蔗糖多酯产品为最终产品，该固态蔗糖多酯产品为一种改进型油增稠剂，与液态蔗糖多酯掺和时可将其用作被动性失油控制剂。
脂肪组合物制备方法
将约1-10Wt％该固态蔗糖多酯产品加入液态蔗糖多酯中，其中蔗糖已用棉籽油的脂肪酸根基本上完全酯化。将该掺和物加热到高于固态蔗糖多酯熔点的温度，然后以0.72℃/分钟的速度将其冷却到室温。这样冷却会使固态蔗糖多酯物料结晶成为小片状颗粒，这些颗粒分散在液态蔗糖多酯中。图1为表明固态蔗糖多酯颗粒二维片状结构的显微照片。这些颗粒用冷冻断裂透射电镜测定的厚度小于约25nm。
上述实施例I所述的不易消化脂肪组合物包括分散在液态蔗糖多酯中的固态蔗糖多酯颗粒，其SFC曲线斜率为-0.18％固体/℃，由上面在“分析方法”部分中所述的方法测定。该实施例I的组合物宜用作食用脂肪，并且不会出现被动性失油问题，而在仅用液态蔗糖多酯作为食用脂肪时就会出现这种问题。而且，用于制备实施例I的脂肪组合物的固体含量低，所以用该脂肪组合物制成的食品就不会出现令人不能接受的蜡质口感。
该实施例I中所用液态蔗糖多酯具有下表I所列的成分含量。
表I
脂肪酸含量 液态蔗糖多酯％
C12 ----
C14 0.3
C16 20.3
C17 0.1
C18 6.2
C18∶1 37.3
C18∶2 34.2
C18∶3 0.3
C20 0.3
C22 ----
C24 ----
其它 0.5
酯分布
八酯 74.6
七酯 25.0
六酯 ＜0.1
更低级酯 ＜0.1
实施例II
固态蔗糖多酯制备方法
将约46.2g蓖麻油甲酯与约367.5g氢化和蒸馏的菜籽油酸甲酯混合。蓖麻酸甲酯与氢化和蒸馏的菜籽油酸甲酯的摩尔比为约1/7。将约172.3g该甲酯混合物与约34.4g粉状蔗糖，约24g粉状硬脂酸钾和约1.4g粉状碳酸钾一起加入11球形反应器中。反应器具有加热套，温度计，温度控制器，变速搅拌器，真空抽吸孔和底部出口。混合物于约135℃和约1999.8Pa下搅拌和加热约1.5小时。约1.5小时后，用氮气打破真空，并将剩余的241.4g(大约值)甲酯混合物与约1.4g碳酸钾一起加入反应混合物中。该混合物在约135℃和约93.3-639.9Pa真空下反应约5小时。然后将混合物冷至约75℃并向混合物中加入约30g水。将该混合物转入罐中并以约2500RPM的转速离心分离约2分钟(用Fischer Scientific Model Marathon 10KCentrifuge)。然后将罐中液体从罐底部的皂层中倾析倒出。将约5g二氧化硅加入倾析出来的液体中，将该混合物于约75℃搅拌约30分钟。之后用Buchner漏斗让混合物经过滤纸过滤。再让滤液以大致30g/小时的速度经过Pope5.08cm直径刷膜蒸发器以蒸出未反应甲酯。该蒸发器在约235℃和约6.67-9.33Pa下操作。最后，从蒸发器中收集产品并将其冷却到室温。
所得固体蔗糖多酯的酸值为0.1，羟值为33.2。
与蔗糖结合的蓖麻油酸中的12-羟基本身已在反应期间用脂肪酸酯化，这已用多核NMR试验证实，该试验称为INPAT(Insensitive Nuclei Assigned by Polarization Transfer)，该方法已见于Johnson，L.：Relaxation Times，7(1)：4(1990)。这种试验检测了大范围的杂环偶合，3JCH。在这种情况下，在质子谱中蓖麻油酰基的C-12次甲基1H共振(相对于TMS的化学位移为4.9ppm)与碳谱中的一个羰基13C共振(相对于TMS的化学位移为173.2ppm)发生偶合。这种独特的羰基共振在蔗糖六，七和八山萮酸酯混合物谱中并不存在。那么，该共振只能来自酯化而连到蓖麻油酰基的C12羟基上的脂肪酰基的羰基。
脂肪组合物制备方法
可将1-10Wt％该固态蔗糖多酯产品加入上述实施例I所述的液态蔗糖多酯中。将所得掺和物加热到高于固态蔗糖多酯熔点的温度，然后以0.72℃/分钟的速度将其冷却到室温。这样冷却会使固态蔗糖多酯物料结晶成为小片状颗粒，该颗粒分散在液态蔗糖多酯中。
上述实施例II所述的不易消化脂肪组合物包括分散在液态蔗糖多酯中的固态蔗糖多酯颗粒，其SFC曲线斜率为-0.18％固体/℃，由上面在“分析方法”部分中所述的方法测定。该实施例II的组合物宜用作食用脂肪，并且不会出现被动性失油问题，而在仅用液态蔗糖多酯作为食用脂肪时就会出现这种问题。而且，用于制备实施例II的脂肪组合物的固体含量低，所以用该脂肪组合物制成的食品就不会出现令人不能接受的蜡质口感。
实施例III
固态蔗糖多酯制备方法
该实施例III应用同于前述实施例的装置和方法。将约61.8g蓖麻油酸甲酯与约304.4g氢化和蒸馏的菜籽油酸甲酯混合。蓖麻油酸甲酸与氢化和蒸馏菜籽油酸甲酯的摩尔比为约1.5/6.5。将约142.5g该甲酯混合物与约34.4g粉状蔗糖，约24g粉状硬脂酸钾和约1.4g粉状碳酸钾一起加入11球状玻璃反应器中。混合物在约135℃和约1999.8Pa真空下搅拌和加热约1.5小时。约1.5小时后，用氮气打破真空，并将剩余的223.7g(大约值)甲酯混合物与约1.4g碳酸钾一起加入反应混合物中。该混合物在约135℃和约66.7-773.3Pa 真空下反应约5小时。然后将混合物冷至约75℃并向混合物中加入约30g水。将该混合物转入罐中并以约2500RPM的转速离心分离约2分钟(用Fischer Scientific Model Marathon 10KCentrifuge)。然后将罐中液体从罐底部的皂层中倾析倒出。将约5g二氧化硅加入倾析出来的液体中，将该混合物于约75℃搅拌约30分钟。之后用Buchner漏斗让混合物经过滤纸过滤。再让滤液以大致30g/小时的速度经过Pope5.08cm直径刷膜蒸发器以蒸出未反应甲酯。该蒸发器在约235℃和约6.67-10.67Pa下操作。最后，从蒸发器中收集产品并将其冷却到室温。
最终得到的固态多元醇多酯的八酯含量为约58.1％。
脂肪组合物制备方法
4g该固态蔗糖多酯和96g上面实施例I所述的液态蔗糖多酯混合并加热直到所有固体溶解。然后，将该混合物冷却到室温，冷却速度为0.72℃/分钟。
所得组合物的SFC曲线斜率为-0.18％固体/℃并且宜用作食用脂肪。这种组合物不会出现被动性失油问题，而在仅用液态蔗糖多酯作为食用脂时就会出现这种问题。而且，用于制备实施例I的脂肪组合物的固体含量低并且有相当平坦的SFC曲线斜率，所以用该脂肪组合物制成的产品就不会出现蜡质口感。
实施例IV
应用Norchip马铃薯，该马铃薯已切成厚约0.052英寸(0.13cm)的薄片。该马铃薯片在5磅分隔油炸锅中于365F(185℃)下炸约3分钟。在实施例I，II和III所述每种脂肪组合物中油炸大致225g马铃薯片。
食用这些含有不易消化脂肪组合物的马铃薯片不会导致被动性失油，并且该马铃薯片没有令人不能接受的蜡质口感。
Claims (20)
1.一种完全熔化熔点25℃以上的不易消化多元醇脂肪酸多酯，该多元醇多酯包括：
(a)多元醇部分包括至少4个羟基并且有至少4个该羟基被酯化；和
(b)酯基团，由
(i)至少15％C20或更高碳饱和脂肪酸基团和
(ii)包括含羟基脂肪酸基团并且该羟基本身被另外的脂肪酸基团酯化的脂肪-脂肪酸基团组成；
该脂肪-脂肪酸基团与该C20或更高碳饱和脂肪酸基团的平均摩尔比为0.1∶7.9至3∶5。
2.权利要求1的不易消化多元醇多酯，其中多元醇含4-8个羟基；脂肪-脂肪酸基团包括带一或多个羟基的12-22碳脂肪酸基团并且有至少一个12-22碳脂肪酸基团酯化而连到至少一个所述羟基上；而长链饱和脂肪酸基团含20-26个碳原子。
3.权利要求2的不易消化多元醇多酯，其中脂肪-脂肪酸基团与C20-C26饱和脂肪酸基团的摩尔比为1∶7至1.5∶6.5并且至少85％的多元醇羟基已被酯化。
4.权利要求3的不易消化多元醇多酯，其中多元醇部分源自蔗糖。
5.权利要求4的不易消化多元醇多酯，其中脂肪-脂肪酸基团的含羟基脂肪酸基团由蓖麻油酸基团组成。
6.权利要求5的不易消化多元醇多酯，其中长链饱和脂肪酸基团由山萮酸基团组成。
7.一种在食品中用作甘油三酸酯油或脂肪替代品的不易消化脂肪组合物，该组合物在21.1℃-37℃之间的固体脂肪含量曲线斜率为0至-1.35％固体/℃并且该组合物包括：
A.完全熔化熔点低于37℃的液态不易消化油；以及
B.分散在该油中的多元醇多酯的不易消化固态颗粒，其量足以在食用该组合物时控制被动性失油，其中所说不易消化固体颗粒的完全熔化熔点高于37℃并且构成该颗粒的多酯物料包括：
(a)多元醇部分包括至少4个羟基并且有至少4个该羟基被酯化；和
(b)酯基团，由
(i)至少15％C20或更高碳饱和脂肪酸基团和
(ii)包括含羟基脂肪酸基团并且该羟基本身被另外的脂肪酸基团酯化的脂肪-脂肪酸基团组成；
该脂肪-脂肪酸基团与该C20或更高碳饱和脂肪酸基团的平均摩尔比为0.1∶7.9至3∶5。
8.权利要求7的不易消化脂肪组合物，其中固态多元醇多酯物料含4-8个羟基；脂肪-脂肪酸基团包括带一或多个羟基的12-22碳脂肪酸基团并且有至少一个12-22碳脂肪酸基团酯化而连到至少一个所述羟基上；而长链和脂肪酸基团含20-26个碳原子。
9.权利要求8的不易消化脂肪组合物，其中包括60-99％液态不易消化油和1-40％固态多元醇多酯颗粒。
10.权利要求9的不易消化脂肪组合物，其中多元醇多酯颗粒物料中脂肪-脂肪酸基团与C20-C26饱和脂肪酸基团的摩尔比为1∶7至1.5∶6.5并且至少85％的多元醇羟基已被酯化。
11.权利要求10的不易消化脂肪组合物，其中包括 85-99％液态蔗糖脂肪酸多酯和1-15％固态蔗糖脂肪酸多酯颗粒。
12.权利要求11的不易消化脂肪组合物，其中蔗糖脂肪酸多酯颗粒物料中脂肪-脂肪酸基团的含羟基脂肪酸基团由蓖麻油酸基团组成。
13.权利要求12的不易消化脂肪组合物，其中蔗糖脂肪酸多酯颗粒物料中长链饱和脂肪酸基团由山萮酸基团组成。
14.权利要求13的不易消化脂肪组合物，其中该组合物在21.1℃至37℃之间的固体脂肪含量曲线斜率为0-至-0.18％固体/℃。
15.权利要求14的不易消化脂肪组合物，其中不易消化固态蔗糖脂肪酸多酯颗粒的厚度小于1μm。
16.一种增稠的易消化油产品，其中包括：
A.85-99％完全熔化熔点低于25℃的易消化食用油；以及
B.1-15％固态不易消化多元醇多酯颗粒，其中该颗粒的完全熔化熔点高于37℃并且构成该颗粒的多元醇多酯物料包括：
(a)多元醇部分包括至少4个羟基并且有至少4个该羟基被酯化；和
(b)酯基团，由
(i)至少15％C20或更高碳饱和脂肪酸基团和
(ii)包括含羟基脂肪酸基团并且该羟基本身被另外的脂肪酸基团酯化的脂肪-脂肪酸基团组成；
该脂肪-脂肪酸基团与该C20或更高碳饱和脂肪酸基团的平均摩尔比为0.1∶7.9至3∶5。
17.权利要求16的增稠的易消化油产品，其中易消化油为甘油三酸酯并且固态多元醇多酯颗粒物料包括多元醇部分，而该多元醇部分含有4-8个羟基；脂肪-脂肪酸基团包括带一或多个羟基的的12-22碳脂肪酸基团并且有至少一个12-22碳脂肪酸基团酯化而连到至少一个所述羟基上；而长链饱和脂肪酸基团含20-26个碳原子。
18.权利要求17的增稠的易消化油产品，其中在多元醇多酯颗粒物料中脂肪-脂肪酸基团与长链饱和脂肪酸基团的摩尔比为1∶7至1.5∶6.5并且至少85％的多元醇羟基已被酯化。
19.权利要求18的增稠的易消化油产品，其中固态多元醇颗粒物料的多元醇部分源自蔗糖。
20.权利要求19的增稠的易消化油产品，其中在蔗糖多元醇多酯颗粒物料中脂肪-脂肪酸基团的含羟基脂肪酸基团由蓖麻油酸基团组成并且长链饱和脂肪酸由山萮酸基团组成。
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