CN1101655C - 用于食品混合脂中的增稠组合物 - Google Patents
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Abstract
脂肪酸酯(例如甾醇和/或甾烷醇的不饱和脂肪酸酯)被用于替代大部分或全部不希望有的饱和脂肪与反式不饱和脂肪,所述脂肪被用作食品(例如人造奶油、蛋黄酱、烹饪用油、干酪、奶油和起酥油)中的结构给与硬原料。由于所述酯与所述不希望有的硬原料脂肪在结晶性和物理性能方面的相似性,所以所述替代或替换对食品的风味、稠度和其它感官性能产生有利影响。只有植物甾醇酯(本文定义为增稠剂)的脂肪酸部分被消化或吸收,而甾醇部分不能被吸收,于是导致总热量摄取的减少。此外,植物甾醇脂肪酸酯减少从消化道吸收食物胆甾醇和胆汁胆甾醇二者,于是降低血清胆甾醇、尤其是LDL-胆甾醇的含量。
Description
本发明涉及食用食品组合物。更具体地说,本发明涉及含某些类似脂肪的酯类的食品组合物,所述类似脂肪的酯类具有有害的甘油三酯脂肪(例如含于原来应用的混合脂硬原料中的饱和脂肪和反式不饱和脂肪)的物理特性,但较难被消化或吸收。这些类似脂肪的酯类代替所述硬原料的某部分作为食品中的增稠剂。
脂肪构成人饮食中总热量的相当大一部分。在很多人中,脂肪提供多达消耗的热量的40%。脂肪是一种重要的能源并且含必需脂肪酸,例如亚油酸和亚麻酸。脂肪也是脂溶性维生素和其它营养物的载体。除了它的功能性质外,脂肪常被用于改善食品的总体品质,包括颜色、稠度、结构、风味和口感。但是,在近数十年来,研究表明在脂肪的高消耗和疾病(例如动脉粥样硬化、冠状动脉病和肥胖症)的高发病率之间的关系。此外,已观察到饱和脂肪酸和反式不饱和脂肪酸比其它种类的脂肪对疾病(如冠状动脉病)的作用更大。所以,在数年内,人饮食中源于脂肪的热量的量,以及人们消费的饱和脂肪与不饱和脂肪的比例已显著改变了。对源于植物油(富含顺式不饱和脂肪酸)的脂肪的消费在数年内明显增多了。但是,在一些食品中,饱和脂肪被不饱和脂肪全部替代导致其它问题。
用于生产含脂肪的产品(例如人造奶油、糊状食品和可涂抹的干酪)的混合脂由液体油部分和所谓的硬原料构成。液体油部分通常包括液态未改性的植物油,例如豆油、葵花油、低芥酸菜籽油(Canola)、玉米油以及植物油混合物。硬原料一般包括室温下呈固态的脂肪类的混合物。所述硬原料含高比例的甘油三酯,甘油三酯结晶而赋予终产品某些所需的物理性能,例如稠度、奶油色和在口中熔化。稠度通常包括一些所需特性,例如粘度,可塑性,固体脂肪含量与温度的关系以及熔点。对于许多含脂肪的食品(例如人造奶油、糊状食品和糖果)来说,希望它们具有急剧变化的熔化曲线,在接近体温的约37℃~约40℃范围内几乎全部熔化。通常,硬原料是从天然硬脂肪(例如热带植物油脂和动物脂肪)制作的,或者是从如下所述制作的脂肪制作的:通过液体油的部分或全部氢化,接着与液体油或不与液体油共酯化。此外,固体脂肪部分可通过微分分馏法所得的硬脂肪而得,它可原样应用或者被进一步改性(例如酯交换和共酯化)。常用的硬原料由数种不同的硬脂肪构成以便使终产品获得所需的物理性能和β'-稳定性脂肪晶体。由于硬原料对许多含脂肪食品的感官性能的重要性,所以这些固体饱和脂肪中只有某些部分可被不饱和油替代而不致于破坏产品的感官品质。此外,饱和脂肪和反式不饱和脂肪的熔点高于相应的顺式不饱和酸。于是,更高熔点的脂肪不能轻易被更希望的不饱和脂肪代替而不损失稠度。
已进行了一些尝试,试图用其它成分代替至少一部分硬原料,这些其它成分能对食品起同样有益的感官效果但没有饱和脂肪酸和反式脂肪酸那些不希望有的副作用。美国专利No.5,354,573讲述了应用脂溶性聚合物作为食品中的增稠剂。该聚合物实例有:天然聚合物如角质,基于羟基酸的聚合物,由多元醇和多元酸缩合制备的聚合物,得自聚乙烯醇的聚合物,丙烯酸酯类的脂肪酸酯以及聚乙二醇脂肪酸衍生物。
EPO专利申请No.4070658A1试图将食用糊状食品的硬原料百分含量减至最小,提出具有低反式不饱和脂肪酸含量、少于10wt%的全部氢化脂肪。其余脂肪得自液体油且主要是不饱和的。
已进行了很多尝试,用全部吸收性的或只是部分吸收性的合成脂肪替代甘油三酯。美国专利No.3,600,186公开了具有至少四个脂肪酸酯基的合成糖脂肪酸酯和糖醇脂肪酸酯。据说这些化合物具有一般甘油三酯脂肪的物理性能,但食用时不被消化或吸收至与天然脂肪相同的程度。EPO专利申请No.0375027B1公开了一种食用组合物,它包括固态和液态非消化性脂肪物质(可用于代替食物中的甘油三酯脂肪)的掺和物。该非消化性脂肪物质是多元醇脂肪酸聚酯,例如糖脂肪酸聚酯、糖醇脂肪酸酯聚酯、聚甘油脂肪酸聚酯及其混合物。将粒径为10微米或更小且熔点高于37℃的该物质与熔点低于37℃的液态非消化性脂肪物质掺和而得一制品,它解决了对低熔点糖脂肪酸酯或糖醇脂肪酸酯(例如美国专利No.3,600,186中描述的那些)所注意到的肛门泄漏问题。
获得待用于含脂肪制品中的混合脂的更健康脂肪酸分布的另一方法是改变硬原料的组成而将脂肪酸(例如月桂酸和肉豆蔻酸)的含量降至最小。已知这类脂肪酸可能增高血液中的胆甾醇含量。一般地,所述硬原料是通过全部氢化的植物油与液态不饱和植物油的相互酯交换(cointeresterification)而生产的。美国油脂化学家学会会志(Journal ofthe American Oil Chemists’Society(AOCS)72,(1995),379-382页中讨论了该方法。
其它人尝试了降低人造奶油或糊状食品的脂肪含量,这些方法通过应用稳定剂,例如明胶、果胶、低聚果糖,和不同的凝胶(例如黄原胶、瓜尔豆胶、藻酸盐、角叉菜胶)以及纤维素衍生物。其它脂肪代用品也已被用于试图模拟终产品的口感同时减少其饱和脂肪和反式不饱和脂肪的总含量。
美国专利No.5,502,045公开了谷甾烷醇(sitostanol)脂肪酸酯在减小胆甾醇的吸收方面的应用。该专利的实施例5描述了一种包含80%脂肪的人造奶油,其中的脂肪包括60%菜籽油、35%部分氢化的豆油和5%椰子油。在该混合脂中添加占所述脂肪的10wt%和20wt%的量的β-谷甾烷醇脂肪酸酯作为稀释剂而稀释该混合脂的液体部分和固体原料。所有这些方法都具有一定的缺点,这些缺点使它们不能成为解决下列问题的圆满方法,所述问题即是从食品中除去有害的脂肪同时保持当存在于食品中时那些脂肪所赋予的感官品质。
本发明基于意外发现,即甾烷醇(stanol)脂肪酸酯和甾醇脂肪酸酯或者它们的掺和物(本文中定义为增稠剂)形成晶体网络,具有与常规硬原料甘油三酯的那些相似的性能。这一发现使得有可能全部或部分地应用这些增稠剂作为待用于含脂肪制品中的混合脂中常规硬原料的替代物,其中所述硬原料的结晶脂肪对整体感官品质最重要。
于是,本发明涉及含混合脂的食品,该混合脂包括较低含量的常规硬原料(所述常规硬原料富含吸收性饱和脂肪或反式不饱和脂肪),其中本发明的硬原料(本文中定义为增稠组合物)或者全部由植物甾醇酯或酯掺和物(本文中定义为增稠剂)构成,或者由所述增稠剂和常规硬原料的掺和物构成。所得增稠组合物显示与常规硬原料类似的物理性能并且在最终食品中构成具有与常规硬原料相似性能的晶体网络。该混合脂包括液态油成分和增稠组合物。该增稠组合物在本文中被定义为表现与常规硬原料大致相同的物理性能的组合物。该增稠组合物包括一种增稠剂和任选一种硬原料。该增稠组合物包括优选至少40wt%、更优选至少50%的增稠剂。在低脂肪食品中,所述增稠组合物中甚至更优选含至少60%、且最优选含至少70%的增稠剂。希望所述增稠组合物只包括少量硬原料,最好是完全不含硬原料。所述增稠剂通常被用于替代混合脂中至少等量的硬原料。待用于食品中的混合脂优选含至少15wt%、更优选含至少25wt%的增稠剂。
植物甾醇酯在本文中被定义为增稠剂,它们包括甾醇或甾烷醇的不饱和脂肪酸酯和饱和脂肪酸酯及其混合物。术语“植物甾醇”旨在表示源于植物的饱和甾醇和不饱和甾醇及其混合物(植物甾醇类),还表示合成的甾醇及其混合物(它们的性能重现了天然醇的性能)。这些甾醇的特征在于一个公共多环甾核,它包括17个碳原子的环体系、一条侧链和一个羟基。所述核或者是饱和的,其中该甾醇被称为甾烷醇;或者是不饱和的,其中该醇被称为甾醇。本发明意义上的甾醇应理解为一种甾醇或甾醇的混合物,而甾烷醇则应理解为一种甾烷醇或甾烷醇的混合物。
所述增稠剂作为代用品被加入食品中用于替代至少一部分有害的提高胆甾醇的脂肪替代物(固体脂肪)。被所述增稠剂替代的该有害吸收性脂肪替代物主要由甘油三酯构成。具体说来,40%~100%的、但优选至少50%的该有害脂肪替代物被所述增稠剂代替。这表明所述增稠剂和增稠组合物的比例优选是至少0.4,更优选至少0.5。在所述混合脂中最好没有常规硬原料。当用于制备所述酯的脂肪酸得自液态植物油(例如菜籽油、葵花油、豆油、玉米油或植物油的混合物)时,所述增稠剂最优选包括一种或多种甾烷醇脂肪酸酯,但它也可包括不同量的一种或多种甾醇脂肪酸酯(至多约30%是优选的)。在适当优化所述脂肪酸组成而获得所需的熔化特性后甚至可应用近100%的甾醇脂肪酸酯。
菜油甾烷醇(campestanol)被称作通过常规气液色谱法得到的峰,包含菜油甾烷醇及其差向异构体24-甲基胆甾烷醇,从菜子甾醇或22,23-二氢菜子甾醇的饱和而得。优选地,所述甾烷醇脂肪酸酯是谷甾烷醇脂肪酸酯,或是谷甾烷醇脂肪酸酯和菜油甾烷醇脂肪酸酯的混合物。或者,可应用某些甾醇脂肪酸酯或它们的混合物,只要它们的熔点和其它物理特性再现了固体脂肪的那些。甾烷醇脂肪酸酯或甾醇脂肪酸酯可通过游离甾烷醇或游离甾醇或它们的混合物与饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸的酯化制备。本发明中的脂肪酸应理解为单一脂肪酸或者两种或多种脂肪酸的混合物。同样,甾醇或甾烷醇的脂肪酸酯应理解为单一脂肪酸酯或脂肪酸酯的混合物。所述脂肪酸在脂肪酸链中一般具有4~24个、但优选具有16~20个碳基。所述增稠剂在室温下优选具有晶态结构或基体,并且在食品制作过程中(例如人造奶油、糊状食品和可涂抹的干酪的生产中)意外地表现得象常规结晶脂肪。
用作食品的增稠剂时,所述增稠剂在20℃~30℃之间应显示高固体脂肪含量(通过常规NMR技术测定),并具有急剧变化的熔化曲线以致优选在约37℃~约40℃之间的温度下几乎全部熔化(在定向结晶(directed crystallization)步骤后通过差示扫描量热法测定)。此外,在产品的整个贮存期限内,该增稠剂在其低熔化多晶型物中应是稳定的。应注意,甾醇脂肪酸和甾烷醇脂肪酸具有类似于常规结晶脂肪的多晶特性。所以,将与用于通常的脂肪相同的基本方法用来加工和生产基于它们的酯的含脂肪产品。在它们最稳定的多晶形中单独的谷甾醇脂肪酸酯和谷甾烷醇(豆甾烷醇)脂肪酸酯的熔点已由Kuksis和Beveridge发表了(有机化学杂志(J.Org.Chem.):25,(1960)1209-1219)。常用于生产含脂肪食品的、在定向结晶过程中形成稳定的低熔点多晶型物的该甾醇酯、甾烷醇酯或它们的混合物在本发明中都适用。描述于该文中的更高熔点的多晶型物会在口中引起不良熔化并引起终产品硬而脆的结构,使产品不可口。
根据本发明意外地发现了,甾烷醇脂肪酸和/或甾醇脂肪酸的酯甚至可全部代替待用于制备食品(如人造奶油、糊状食品和可涂抹的干酪)的混合脂中的硬原料,给出具有相似物理性能和在口中的熔化性能的晶体网络。本领域技术人员清楚本发明书中公开的增稠组合物可用于任何食品,只要是食品中需要含结晶脂肪的混合脂使终产品获得所需的感官性能和物理性能。常规硬原料的甘油三酯成分基本上由饱和脂肪酸和反式不饱和脂肪酸构成。由于这些脂肪酸具有线型结构,所以它们在结晶过程中容易被填入晶格。本说明书中预期的甾烷醇酯和/或甾醇酯另一方面基本上包括不饱和脂肪酸,它们是弯曲的或折叠的分子,所以不能期望它们形成具有与常用甘油三酯硬原料相似的熔化性能的晶体网络。此外,常规甘油三酯硬原料产生稳定的β'-晶体。β'-晶体是小针状晶体,它们一起生长(sintring)而产生晶体网络。该晶体网络的一个重要特征是很大的总晶体表面,它使得可保持液态油滴和水滴。因此,本发明的甾烷醇酯和/或甾醇酯构成具有与常规硬原料甘油三酯相似性能的晶体网络这一事实完全出乎意外。
本发明意义中的增稠组合物应理解为所述混合脂的非液态部分,它结晶而形成晶体网络并赋予终产品所需的结构和感官性能。在本说明书中,该增稠组合物或者全部由增稠剂(本文定义为植物甾醇酯或酯的混合物)构成,或者由所述增稠剂和常规硬原料的混合物构成。设计该增稠组合物的成分和物理性能从而给出与以前应用的全部基于甘油三酯的硬原料相似的物理性能。所述植物甾醇酯例如可通过下文的本说明书实施例1中描述的方法制备。常规硬原料脂肪可用作部分所述增稠组合物,并且本领域技术人员熟悉适用的硬原料的不同组成。因此,本领域技术人员清楚如何通过实施本发明的启示而制备增稠组合物。
除了替代所述混合脂的部分或全部硬原料外,本发明还包括改善待用于最终食品的混合脂的脂肪酸组成的方法。通常,使所述增稠剂获得所要求的物理性能而需要的脂肪酸得自富含不饱和脂肪酸的液态植物油。当常用的有害取代物被本发明的增稠剂替代时,有害的脂肪酸(例如饱和脂肪酸与反式不饱和脂肪酸)就被主要在营养上需要的顺式不饱和脂肪酸部分地或全部替代。
本发明还包括这一方法,即保持含混合脂的食品的稠度,同时减少产品中吸收性脂肪的量。很多吸收性有害饱和脂肪酸和反式不饱和脂肪酸都含于所谓的硬原料中,通常被加入食品以改善其稠度和其它感官性能。该方法包括:用由甾醇的脂肪酸酯、甾烷醇的脂肪酸酯或它们的混合物构成的增稠剂替代所述硬原料的至少一部分。该硬原料(它富含饱和脂肪酸和反式不饱和脂肪酸并且含有高含量的甘油三酯)被所述增稠剂全部或部分替代。增稠剂和增稠组合物之间的比率优选至少是0.4,更优选至少是0.5。更进一步优选的比率至少是0.6,最优选至少是0.7。最希望所述混合脂中没有硬原料。所述增稠剂优选包含甾烷醇脂肪酸酯,任选含不同量的甾醇脂肪酸酯,优选高达30%。此外,在适当优化所述脂肪酸组成后,该增稠剂甚至可包括高达100%的甾醇脂肪酸酯。用于该方法中的甾烷醇和/或甾醇脂肪酸酯可通过在食品级催化剂的存在下,甾烷醇和/或甾醇与脂肪酸的酯化而制备。该方法一般包括甾烷醇和脂肪酸酯或脂肪酸酯混合物的酯交换。
本发明还包括生产包含低含量吸收性脂肪的食品的方法,该方法包括在食品中应用一种增稠组合物,其中所述组合物中的部分或全部营养学上不希望有的常规硬原料被一种增稠剂(它由甾醇的脂肪酸酯、甾烷醇的脂肪酸酯或它们的混合物构成)替代。适用于本发明的所需增稠剂包括木甾烷醇酯和植物油甾烷醇酯,它们掺和了液态植物油(如菜籽油)。在一个实施方案中,所述混合脂包括约29%~约35%木甾烷醇酯,约54%~约75%菜籽油以及约3%~约17%富含饱和脂肪酸和/或反式不饱和脂肪酸的硬原料。希望包括至少40wt%所述增稠剂的增稠组合物的稠度和熔化特性导致产品具有同基于含常见硬原料、但从营养角度考虑含显著改善了的脂肪酸组成的混合脂的产品相似的感官特性。
本发明还涉及适用于食品的增稠组合物,包括增稠剂和任选某些硬原料的该组合物被混入还含有液态植物油(优选富含不饱和脂肪酸)的混合脂中。该增稠组合物优选包括至少40wt%增稠剂。该增稠组合物可包含少量富含饱和脂肪和/或反式不饱和脂肪的硬原料。所述增稠剂是甾醇脂肪酸酯或甾烷醇脂肪酸酯或这两者的混合物。该酯优选通过源于木材或植物油的甾烷醇和/或甾醇的酯化制备,但还可从得自其它来源的甾醇和甾烷醇混合物制备。优选的是,所述增稠剂是通过基于木材或基于植物油或这两者的植物甾烷醇、植物甾醇或它们的混合物的酯化制备的。另外,该甾醇和甾烷醇混合物可通过掺和得自不同来源的甾醇和甾烷醇而得到。具有很低饱和脂肪酸含量的液态植物油如菜籽油(LEAR)是优选的适用于所述酯化并且也适用于同甾烷醇酯或甾醇酯掺和的脂肪酸来源。可应用的其它饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸可源于食用植物油或脂肪,优选是液态植物油,例如葵花油、豆油、玉米油及其混合物。本领域技术人员清楚:任何液态食用油或者两种或多种这类油的混合物都可用作用于所述酯化的脂肪酸来源。最希望增稠组合物具有这样一条熔化曲线:其中大部分结晶物质在约37℃-约40℃的温度范围内全部熔化了(在定向结晶步骤后通过差示扫描量热法测定)。在某些应用中,在更高温度下熔化的增稠剂可能是所需的。在这些情况下,食用硬脂肪,例如椰子油、棕榈油,部分氢化的植物油或乳脂可用作用于所述酯化的脂肪酸来源。在本发明增稠组合物的一个优选方案中,所述增稠剂包括至少一种植物甾醇脂肪酸酯和至少一种植物甾烷醇脂肪酸酯的混合物,该增稠剂包括至多30wt%植物甾醇脂肪酸酯和至少70wt%植物甾烷醇脂肪酸酯,所述植物甾烷醇脂肪酸酯和植物甾醇脂肪酸酯的脂肪酸部分可源于液态植物油。在本发明增稠组合物的又一个优选方案中,所述增稠剂包括至少一种植物甾醇脂肪酸酯和至少一种植物甾烷醇脂肪酸酯的混合物,该植物甾烷醇脂肪酸酯和植物甾醇脂肪酸酯的脂肪酸部分可源于液态植物油和硬脂肪的掺和物或者混合脂。在本发明增稠组合物的又一个优选方案中,所述增稠剂包括植物甾醇脂肪酸酯类的混合物,该植物甾醇脂肪酸酯类包括至少一种植物甾醇,该植物甾醇脂肪酸酯的脂肪酸部分可源于可从液态植物油而得的脂肪酸掺和物(特别是得自椰子油、棕榈油或其混合物的脂肪酸掺和物)或者液态植物油和植物脂的掺和物。
本发明还涉及这一方法,即增大混合脂(它包括一种增稠组合物和一种液态油成分)的营养价值和/或保健价值、同时减少该混合脂中吸收性脂肪的量。该方法包括在所述增稠组合物中应用至少40wt%、优选至少50wt%增稠剂以替代至少相等量的所述混合脂的硬原料。所述增稠剂主要包括至少一种甾烷醇脂肪酸酯,任选含有不同量的至少一种甾醇脂肪酸酯,优选至多30%的甾醇脂肪酸酯,但最优选不多于约10%的甾醇脂肪酸酯。在本发明的混合脂的一个优选方案中,所述增稠剂包括至少一种植物甾醇脂肪酸酯和至少一种植物甾烷醇脂肪酸酯的混合物,该增稠剂包括至多30wt%植物甾醇脂肪酸酯和至少70wt%植物甾烷醇脂肪酸酯,该植物甾烷醇脂肪酸酯和植物甾醇脂肪酸酯的脂肪酸部分可源于液态植物油。在适当优化所述脂肪酸组成(包括应用较高量的饱和脂肪酸)之后,该增稠剂可包含高达100%的甾醇脂肪酸酯。所述酯或酯的混合物可通过相应的甾烷醇和/或甾醇与一种脂肪酸或脂肪酸混合物(优选具有约C-16至C-20的平均碳链长度)的酯化而生产。所述增稠剂在室温下具有晶态结构,并且具有优选在约37℃~约40℃间的熔点。该熔点是按本领域中熟知的既定方法在所述增稠剂的定向结晶后通过差示扫描量热法测定的。
本发明的一个目的是克服现有方法的缺点,同时用一种增稠剂(它模拟硬原料的感官特性)代替一部分所述硬原料;
本发明的另一目的是减少食品中的饱和脂肪和反式不饱和脂肪酸的量,但不破坏该食品的稠度和其它所需的特性;
本发明的又一目的是用基于更有利于健康的植物甾醇脂肪酸酯的物质替代食品和食品添加剂中含有的有害的饱和脂肪酸和反式不饱和脂肪酸的硬原料,其中所述物质可被设计成能模拟它所替代的硬原料的稠度和其它感官特性。
本发明的又一目的是一种食品,其中一些或全部所述硬原料被一种增稠剂代替,该增稠剂包括处于混合脂中的植物甾醇脂肪酸酯,所述混合脂含有源于液态植物油(作为唯一的吸收性脂肪)的不饱和脂肪酸。
本发明的又一目的是用更有益于健康的替代物代替食品中的饱和脂肪酸和反式不饱和脂肪酸,其中所述替代物具有封阻从肠道吸收胆甾醇以及减少吸收性脂肪的量的辅助效果。
在阅读本发明的说明以及附图(其中图1示出适用于本发明的两种组合物的熔化曲线)之后将明白本发明的这些和其它目的。
本发明描述了甾烷醇脂肪酸酯或甾醇脂肪酸酯或这些酯的混合物作为增稠剂在食品中的应用。在早期研究中,已证实当甾烷醇脂肪酸酯被加入食物后可有效地降低人血清胆甾醇(尤其是LDL-胆甾醇)含量(参见美国专利No.5,502,045)。每天摄食约2~2.5克甾烷醇脂肪酸酯(作为游离甾烷醇计算的)就可获得该有益效果。
除了甾烷醇脂肪酸酯的该有益的胆甾醇含量降低效果外,现已意外地发现了这些酯在终产品中形成晶体网络,这类似于用以前应用的硬原料甘油三酯而得的结晶性。这样,甾烷醇脂肪酸酯和/或甾醇脂肪酸酯可部分地或全部替代待用于食品(例如人造奶油、糊状食品、蛋黄酱、烹饪用油、起酥油和可涂抹的干酪)的混合脂中的硬部分。
甾烷醇脂肪酸酯或甾醇脂肪酸酯在该应用场合中应用的优点在于它们的物理性能可通过改变所述脂肪酸组成而设定。这是通过选择能把所要求的熔点曲线赋予植物甾醇酯的脂肪酸来实现的。该脂肪酸的碳链长度影响所述酯的熔点,即熔点随着脂肪酸分子量的增大而降低直到在C14-C16区达到一个最小值,然后熔点增大。还有一个影响因素是脂肪酸的饱和度或不饱和度,饱和度愈大则熔点愈高。
所述物理性能同样可通过改变该脂肪酸酯中甾烷醇和甾醇的比例来控制。又一次地,就所述脂肪酸来说,饱和甾烷醇表现出比相应甾醇更高的熔化曲线。因为本发明的一个目的是用不饱和脂肪代替饱和脂肪,所以优选的酯基于不饱和脂肪酸、优选为高度或多不饱和脂肪酸在所述酯中的应用。但是,应该指出的是,所述脂肪酸酯的甾醇或甾烷醇部分是不可消化的或不能被吸收入体内,所以,基于饱和度的甾烷醇或甾醇间的选择不是一个重要的因素。然而,甾醇和甾烷醇之间熔化曲线的差异对选择适用于生产所述脂肪酸酯的合适增稠剂起重要作用。实现该目的的最便利方法是应用源于液体植物油的脂肪酸。例如,低芥酸菜籽油(Canola种)的甾烷醇脂肪酸酯是这种酯,即它表现的物理性能类似于以前应用的硬脂肪部分的性能。该甾烷醇脂肪酸酯混合物可被适当地用于生产脂肪含量范围是80%~35%的人造奶油和糊状食品。从这类甾烷醇脂肪酸酯的物理性能明显可见,可以制备甚至具有更低脂肪含量的产品(包括常规胶凝体系或稳定体系)而不会严重有损于稠度。
美国专利No.5,502,045清楚地显示了甾烷醇脂肪酸酯在降低从肠道吸收胆甾醇的效果。该降低作用引起人体内总的胆甾醇含量和尤其是LDL-胆甾醇含量二者的大为降低。因此,除了作为混合脂中的增稠剂、尤其是替代食物中一部分有害的吸收性脂肪外,本发明还提供了一种方法,即在日常食物中引入有效量的甾烷醇酯,导致从所有食物源吸收胆甾醇的整体减少。此外,所述酯的甾烷醇部分(代表约60%或更多的甾烷醇脂肪酸酯)实际上不被吸收,于是不提供热量。
应注意,含有植物甾醇酯、用于降低胆甾醇含量的混合脂(公开于美国专利No.5,502,045中)的生产表明,可往待用于生产人造奶油的混合脂中加入脂溶性的谷甾烷醇酯,加入的量可高达总混合脂的20%。植物甾醇酯的意外的物理性能,即它能使得全部或部分替代营养学上不希望有的甘油三酯硬原料,在描述于美国专利No.5,502,045的发明的时候不明显。谷甾烷醇酯被加入现存的混合脂,于是它稀释了所述混合脂的液态油部分和硬原料二者。本说明书中预期的植物甾醇脂肪酸酯的意外物理性能,即它能使得大部分、甚至全部替代常规硬原料,这从美国专利No.5,502,045来看不是显而易见的。
作为对本发明的启示,制备甾醇脂肪酸酯和甾烷醇脂肪酸酯的优选方法描述于美国专利No.5,502,045中。该方法与先有的制备方法相比优点在于:这些先有的方法利用的试剂在待用作食品中营养物的产品的制备中不能被接受。在这些早期方法中常见毒性试剂(例如亚硫酰氯或脂肪酸的酸酐衍生物)的应用。优选的制备方法依赖于食用脂肪和油工业中广泛应用的酯交换法。除了游离甾烷醇、脂肪酸酯或脂肪酸酯混合物以及酯交换催化剂(例如乙醇钠)之外,该方法未应用其它物质。该方法的一个重要特征在于,所述脂肪酸酯被过量应用并起溶剂的作用,即在应用的条件(真空度5~15mmHg)下溶解甾烷醇。该反应给出脂肪酸酯和甾烷醇脂肪酸酯的混合物。该甾烷醇脂肪酸酯可通过真空蒸馏(除去过量的脂肪酸酯)轻易地被浓缩成几乎纯净的甾烷醇脂肪酸酯。也可就这样将所述混合物加到最终的混合脂中,接着是脱臭步骤。
在例如小麦、黑麦、玉米和黑小麦这类产品中发现少量的天然甾烷醇。它们也可轻易地通过天然甾醇混合物(例如基于植物油的甾醇混合物)或可商购的木甾醇的氢化来生产。这样得到的植物甾醇可通过熟知的氢化方法(例如基于在有机溶剂中应用Pd/C催化剂的那些方法)被转化成甾烷醇。本领域技术人员已知的多种钯催化剂和溶剂可用于进行该氢化。本领域技术人员明白,其它来源的甾醇或甾烷醇或它们的混合物可被用于按本发明生产植物甾醇酯。
在本发明的讲授中适用的合适植物甾醇实例有谷甾醇、菜油甾醇、菜子甾醇、22,23-二氢菜子甾醇和豆甾醇。这些甾醇优选被氢化而生成相应的饱和化合物,即谷甾烷醇、菜油甾烷醇、24β-甲基胆甾烷醇等。
适用于本发明的脂肪酸和脂肪酸酯选自下组:饱和直链脂肪酸、饱和支链脂肪酸和不饱和脂肪酸。适用于本发明的脂肪酸碳链长度一般在2~24之间。然而,优选地,选择适用于本发明的脂肪酸或脂肪酸混合物使得甾醇脂肪酸酯、甾烷醇脂肪酸酯或它们的混合物的熔点、稠度和其它感官特性准确地再现所替代的硬原料的相应性能。特别适合本发明的脂肪酸是这样的:它们的平均碳链长度在12~24之间,更具体在约16~20之间,优选约18。
给出如下实施例以便更全面理解本发明及其实施例。
实施例1
甾醇混合物的氢化
将得自植物油馏出物的可商购植物甾醇混合物(组成:菜油甾醇+22,23-二氢菜子甾醇26.7%,菜油甾烷醇1.7%,豆甾醇18.4%,谷甾醇49.1%以及谷甾烷醇2.9%)在中间工厂规模反应器(25升)中氢化。往该反应器中加入26克纤维状Pd催化剂(Smop-20;Pd含量10wt%,Smoptech,Turku,芬兰),26g蒸馏水(用于激活该催化剂)和11.7kg丙醇。用氮气冲洗该反应器,在1巴压力下、65℃的温度下的氢气中进行催化剂的活化达30分钟。在活化后,将混合物冷却到40℃,然后添加1.3kg所述甾醇混合物。
在氮气气氛中将该丙醇植物甾醇混合物加热到65℃,然后用氢气代替氮气。接着,用氢气充分冲洗。在1巴的氢压下进行氢化反应。正常的转化时间约为120分钟。该转化可轻易地通过取等分样进行HPLC分析来监控。
降低氢压,用氮气冲洗该反应器。在氮气压力下滤出所述纤维状催化剂。在10℃下将所得丙醇甾烷醇混合物放置使之结晶一夜,然后真空过滤出甾烷醇晶体,用0.5kg冷丙醇洗涤滤饼。在60℃下的真空柜中干燥所得的植物油甾烷醇混合物。产率为75%,根据毛细管气相色谱分析所得甾烷醇混合物的组成如下:菜油甾醇0.2%,菜油甾烷醇28.9%,豆甾醇0.1%,谷甾醇0.2%,谷甾烷醇70.1%。应注意,菜子甾醇和22,23-二氢菜子甾醇被氢化成24β-甲基胆甾烷醇(它是菜油甾烷醇的差向异构体),但由于用一般的毛细管气相色谱法(它不能根据手性分离)分析时这些物质出现在同一峰中,所以通常作为菜油甾烷醇计算。
甾烷醇脂肪酸酯的制备
在中间工厂规模制备甾烷醇脂肪酸酯的混合物。将6kg植物油甾烷醇(通过合并数批前面给出的氢化操作得到的植物油甾烷醇而获得的)在60℃下干燥一夜,再与8.6kg低芥酸菜籽油甲酯混合物酯化。应用的甾烷醇混合物的组成如下:菜油甾醇0.4%,菜油甾烷醇(+24β-甲基胆甾烷醇)29.7%,豆甾醇0.1%,谷甾醇0.4%以及谷甾烷醇68.0%。该混合物中的甾烷醇含量是98.2%。按如下方法进行酯化:
在90~120℃和5~15mmHg的真空度下的反应器中加热所述植物油甾烷醇和低芥酸菜籽油脂肪酸甲酯的混合物。干燥1小时后,添加21g乙醇钠,继续反应约2小时。通过在90℃下添加30wt%水而破坏催化剂。相分离后,除去水相并进行第二次洗涤。分离水相后,在95℃下和200rpm的搅拌下真空干燥油相。在30mmHg和110℃温度下,用1.0%漂白土(Tonsil Optimum FF,Sdchemie,德国)在200rpm的搅拌下将所述甾烷醇脂肪酸混合物稍微漂白并脱臭20分钟。滤出漂白土,得无味的甾烷醇脂肪酸酯,通过常规脱臭方法处理后将它进一步用于不同的食品生产过程中。或者,可在最终的混合脂脱臭前将所述甾烷醇脂肪酸酯-脂肪酸酯混合物加到最终的混合脂中。又一可选方法是在应用前通过真空蒸馏除去过量的甲酯。
由快速HPLC法测得所述酯化过程的转化率一般高于99%,产率约为95%。
甾烷醇脂肪酸酯的熔化曲线
图1示出按上面描述的方法通过木甾烷醇和植物油甾烷醇的酯化制备的两种甾烷醇酯的熔化曲线。这些酯是通过每种甾烷醇与低芥酸菜籽油(脂肪酸成分在C14和C24之间,其中约90%是在C18∶1→C18∶3的范围内)的酯交换而制备的。以所述甾烷醇酯的重量百分数表示的组成如下:
木甾烷醇酯 植物油甾烷醇酯菜油甾醇(1) 0.8 0.8菜油甾烷醇(2) 8.5 30.0谷甾醇 4.8 1.8谷甾烷醇 85.7 67.0其它 0.1 0.4
(1)包括菜油甾醇和22,23-二氢菜子甾醇
(2)包括菜油甾烷醇及其差向异构体24-甲基胆甾烷醇(从菜子甾醇和22,23-二氢菜子甾醇的饱和而得)。
通过差示扫描量热法(DSC)获得的熔化曲线见于图1。该熔化曲线是将样品(约8mg)在75℃下熔化10分钟、再将该样品以10℃/min的速度冷却到-50℃使之结晶并在-50℃下将样品保持5分钟之后得到的。该熔化曲线是通过以10℃/min的速度加热到70℃而获得的。如图1所示,两种甾烷醇酯都在35℃的范围内很迅速地熔化,木甾烷醇酯(曲线A)全部熔化的主峰在约36℃,基于植物的甾烷醇酯(曲线B)全部熔化的主峰在约39℃。该急剧变化的熔化曲线正是良好的熔化性能所需的,尤其是终产品在口中的融化。
实施例2
作为增稠剂的甾烷醇脂肪酸酯
应用了不同的脂肪酸成分来酯化木甾烷醇或植物油甾烷醇。
1)木甾烷醇酯,应用得自菜籽油的脂肪酸
2)植物油甾烷醇酯,应用得自菜籽油的脂肪酸
3)木甾烷醇酯,应用得自豆油的脂肪酸
4)木甾烷醇酯,应用得自菜籽油-棕榈油混合物(85∶15)的脂肪酸
5)木甾烷醇酯,应用得自菜籽油-棕榈油混合物(70∶30)的脂肪酸
6)木甾烷醇酯,应用得自奶油制作用油的脂肪酸
每种酯(在不同的温度下是固体)的固体脂肪含量(脂肪的百分数)是通过常规NMR技术应用通常的连续回火法(serial tempering)测定的,如表I所示。
表I
增稠剂 | 10℃ | 20℃ | 30℃ | 35℃ | 40℃ | 45℃ |
1 | 84.1 | 70.4 | 26.6 | 7.0 | 4.6 | 2.5 |
2 | 82.3 | 70.4 | 34.9 | 9.4 | 5.2 | 2.6 |
3 | 74.3 | 52.8 | 35.3 | 26.3 | 21.7 | 17.9 |
4 | 90.6 | 85.0 | 60.2 | 31.6 | 22.7 | 17.4 |
5 | 88.1 | 82.0 | 64.3 | 49.5 | 38.0 | 29.8 |
6 | 83.0 | 75.6 | 66.8 | 64.9 | 62.4 | 55.2 |
如果木甾烷醇酯和植物油甾烷醇酯具有合适的熔化曲线并具有有利于所述混合脂的稠度和其它感官属性的其它性能,它们就适用于本发明的启示。所以,已发现通过甾烷醇与脂肪酸(例如得自葵花油、玉米油、豆油、奶油制作用油、菜籽油以及植物油和植物脂的混合物的脂肪酸)的酯化制备的酯给出的熔化曲线使它们能与液态混合脂掺和,作为混合脂中大部分或全部饱和脂肪或反式不饱和脂肪的替代物。
实施例3
作为增稠剂的甾醇酯
虽然当应用含或不含少量甾醇脂肪酸酯的甾烷醇脂肪酸酯时对本发明特别有益,但应用甾醇脂肪酸酯(它们已被掺和而提供类似于被替代的所述硬原料的固体脂肪含量)同样可实施本发明。如下甾醇酯的掺和物就是可用作增稠剂的实例。
甾醇酯的掺和物
1.菜籽脂肪酸的木甾醇酯90%,棕榈油脂肪酸的木甾醇酯10%
2.菜籽脂肪酸的木甾醇酯80%,棕榈油脂肪酸的木甾醇酯20%
3.菜籽脂肪酸的木甾醇酯70%,棕榈油脂肪酸的木甾醇酯30%
4.菜籽油脂肪酸的木甾醇酯80%,棕榈油脂肪酸的木甾醇酯10%,椰子脂肪酸的木甾醇酯10%
5.菜籽油脂肪酸的木甾醇酯90%,椰子脂肪酸的木甾醇酯10%
6.菜籽油脂肪酸的木甾醇酯80%,椰子脂肪酸的木甾醇酯20%
7.菜籽油脂肪酸的木甾醇酯70%,椰子脂肪酸的木甾醇酯30%
8.菜籽油脂肪酸的植物油甾醇酯85%,棕榈油脂肪酸的植物油甾醇酯15%
在掺和物1~7中,通过常规气液色谱法得到的甾醇组成(wt%)如下:菜油甾醇 7.8%菜油甾烷醇 1.2%豆甾醇 0.5%谷甾醇 77.3%谷甾烷醇 13.0%掺和物8中甾醇组成是:菜子甾醇 2.8%菜油甾醇 28.2%豆甾醇 16.5%谷甾醇 49.7%其它不饱和甾醇 2.8%
在不同温度下所述甾醇酯掺和物的固体脂肪含量示于表II。
表II
甾醇掺和物 | 10℃ | 20℃ | 30℃ | 35℃ | 40℃ | 45℃ |
1 | 63.0 | 24.9 | 12.1 | 9.0 | 7.0 | 4.7 |
2 | 68.1 | 33.2 | 19.7 | 16.0 | 12.8 | 10.1 |
3 | 71.1 | 41.3 | 26.6 | 22.2 | 18.6 | 15.8 |
4 | 71.1 | 25.7 | 13.5 | 10.2 | 7.4 | 5.3 |
5 | 69.4 | 15.5 | 6.1 | 3.7 | 1.7 | 0.0 |
6 | 69.3 | 35.9 | 8.3 | 4.7 | 1.8 | 0.0 |
7 | 69.7 | 50.3 | 15.1 | 10.9 | 6.2 | 2.1 |
8 | 69.7 | 33.8 | 18.5 | 14.5 | 11.2 | 8.6 |
表II中的数据清楚地表明,通过优化木甾醇脂肪酸酯和植物油甾醇脂肪酸酯的脂肪酸组成,所述掺和物的熔化特性使它们适合作为富含饱和脂肪酸和反式不饱和脂肪酸的硬原料中组分的替代物从而赋予食品稠度和其它感官性能。虽然这些甾醇酯含有少量甾烷醇酯,但显然,全部基于不饱和甾醇的甾醇酯掺和物在适当优化脂肪酸组成后,也将获得所需的使它们适用作增稠剂的熔化特性。
实施例4
脂肪酸部分得自菜籽油的增稠剂
如下数据表明,甾醇脂肪酸酯可用作与甾烷醇脂肪酸酯的掺和物的少量成分。该甾醇酯或甾烷醇酯是用得自低芥酸菜籽油的脂肪酸制备的。所述掺和物适用作含脂肪的人造奶油、干酪、糊状食品等的硬原料替代物。制备并试验了如下植物甾醇酯和硬原料以测定它们的熔化曲线:
甾醇脂肪酸酯和甾烷醇脂肪酸酯或它们的掺和物
1.木甾烷醇酯
2.植物油甾烷醇酯
3.木甾醇酯
4.植物油甾醇酯
5.植物油甾醇酯15%,植物油甾烷醇酯85%
6.植物油甾醇酯25%,植物油甾烷醇酯75%
7.木甾醇酯15%,木甾烷醇酯85%
8.木甾醇酯25%,木甾烷醇酯75%
9.部分氢化的豆油(滴点42℃)
10.部分氢化的菜籽油/棕榈油掺和物(滴点42℃)
11.棕榈硬脂精(palm stearine)(滴点≈49℃)
12.棕榈硬脂精/椰子油掺和物,酯交换的(滴点42℃)
应用实施例2中所述分析固体脂肪含量的方法分析这些掺和物,结果列于下表:
表III
甾醇掺和物 | 10℃ | 20℃ | 30℃ | 35℃ | 40℃ | 45℃ |
1 | 84.1 | 70.4 | 26.6 | 7.0 | 4.6 | 2.5 |
2 | 82.3 | 70.2 | 34.9 | 9.4 | 5.2 | 2.6 |
3 | 25.5 | 5.4 | 1.9 | 0.7 | 0.5 | 0.3 |
4 | 40.4 | 11.6 | 3.5 | 1.7 | 1.1 | 0.3 |
5 | 76.6 | 60.8 | 20.5 | 6.8 | 3.9 | 2.4 |
6 | 73.4 | 55.7 | 13.5 | 6.3 | 3.2 | 1.7 |
7 | 72.7 | 56.0 | 13.7 | 5.5 | 3.5 | 2.5 |
8 | 68.7 | 49.3 | 9.0 | 5.3 | 3.2 | 1.9 |
9* | nd** | 68-72 | 38-42 | 18-22 | 5-9 | ≤1 |
10* | nd** | 50-54 | 20-24 | 7-11 | ≤1.5 | 0 |
11* | nd** | 51-56 | 26-31 | 17-21 | 11-16 | 6-10 |
12* | 68-72 | 47-51 | 24-26 | 14-16 | 5-7 | ≤4 |
*作为对比的、常用于工业生产混合脂的硬原料成分
**未测出
这些结果清楚地表明了,所述甾烷醇酯以及甾烷醇酯与至多30%甾醇酯的掺和物具有的固体脂肪含量值是在与含有高度饱和的脂肪酸和/或反式脂肪酸、以前用于商品化混合脂的硬原料中的成分的脂肪值相同范围内。100%木甾醇酯和植物油甾醇酯(3和4)所具有的熔化曲线太低而不能在用作所述硬原料的替代物时不会损失至少一部分感官特性。然而,通过优化掺和物3和4的脂肪酸组成,可获得具有所需物理性能的甾醇脂肪酸酯,如表II中掺和物8所示。
实施例5
含增稠组合物的混合脂
制备了几种含有和不含硬原料、基于不同的木甾烷醇酯与菜籽油的重量比的混合脂。各种比例如下所示。
混合脂1:木甾烷醇酯35%,菜籽油(LEAR)65%
混合脂2:木甾烷醇酯30%,菜籽油70%
混合脂3:木甾烷醇酯25%,菜籽油75%
混合脂4:木甾烷醇酯35%,菜籽油62%,无反式硬原料*3%
混合脂5:木甾烷醇酯29%,菜籽油66%,无反式硬原料5%
混合脂6:木甾烷醇酯29%,菜籽油60%,无反式硬原料11%
混合脂7:木甾烷醇酯29%,菜籽油57%,无反式硬原料14%
混合脂8:木甾烷醇酯29%,菜籽油54%,无反式硬原料17%
混合脂9:木甾烷醇酯25%,菜籽油60%,无反式硬原料15%
混合脂10:木甾烷醇酯20%,菜籽油60%,无反式硬原料20%
混合脂11:木甾烷醇酯16%,菜籽油60%,无反式硬原料24%
混合脂12:木甾烷醇酯15%,菜籽油63%,无反式硬原料22%
*“无反式”表示实际上不含反式脂肪酸的混合脂
应用实施例2中描述的技术,测定了在10℃~45℃之间的温度下每种掺和物的固体脂肪含量,结果列于表IV。
表IV
混合脂 | 10℃ | 20℃ | 30℃ | 35℃ | 40℃ | 45℃ |
1 | 18.2 | 8.5 | 1.6 | 1.1 | 0.9 | 0.1 |
2 | 14.3 | 5.5 | 1.3 | 1.0 | 0.5 | 0.0 |
3 | 10.6 | 2.4 | 0.9 | 0.7 | 0.0 | 0.0 |
4 | 19.2 | 8.6 | 1.7 | 1.1 | 0.5 | 0.3 |
5 | 15.3 | 5.2 | 1.1 | 0.4 | 0.2 | 0.1 |
6 | 17.5 | 6.2 | 1.4 | 0.2 | 0.2 | 0.1 |
7 | 19.4 | 7.5 | 1.7 | 0.4 | 0.2 | 0.1 |
8 | 20.9 | 8.4 | 2.5 | 0.8 | 0.3 | 0.2 |
9 | 16.6 | 5.6 | 2.6 | 1.1 | 0.5 | 0.0 |
10 | 17.0 | 6.4 | 3.3 | 1.7 | 0.2 | 0.0 |
11 | 16.9 | 7.5 | 3.4 | 2.0 | 0.4 | 0.0 |
12 | 14.7 | 6.3 | 3.1 | 1.8 | 0.6 | 0.0 |
混合脂1~12中所得固体脂肪含量清楚地指示了,这些混合脂可用于生产含脂肪的产品(其中需要硬脂肪以保持产品的最终结构)。只有混合脂3太软而不能用于一般的人造奶油和糊状食品。混合脂1~3正是需要的,因为所述硬原料全部被甾烷醇酯/菜籽油替代,于是所有吸收性油得自高度不饱和的液体菜籽油而不是远不需要的所述硬原料的饱和甘油三酯。
进一步期望本发明可通过这样实施,即一起掺和两种或多种甾醇酯而提供一种替代物,该替代物可与富含不饱和脂肪酸的液态植物油掺和以替代混合脂中大部分或所有饱和脂肪酸或反式不饱和脂肪酸。将木甾醇脂肪酸的掺和物(含有约85%甾醇,如菜油甾醇或谷甾醇,其余是甾烷醇)与不同的脂肪酸反应而生成甾醇酯。按如下配方一起掺和这些酯中的数种,得到的产物具有有利的温度曲线,能用作硬原料中有害脂肪的替代物。
1.70%~90%菜籽脂肪酸酯与30%~10%甾醇的棕榈油脂肪酸酯的混合物。
2.70%~90%菜籽油脂肪酸酯和30%~10%甾醇的椰子脂肪酸酯的混合物。
3.80%菜籽油脂肪酸酯、10%棕榈油脂肪酸酯和10%甾醇的椰子脂肪酸酯的混合物。
实施例6
含甾烷醇酯的60%人造奶油的生产
在Gerstenberg & Agger 3×57中间工厂规模perfector上生产含混合脂的60%人造奶油,其中该混合脂包括35wt%植物油甾烷醇脂肪酸酯(脂肪酸得自菜籽油)和65%菜籽油。该混合脂是通过将漂白并脱臭过的甾烷醇脂肪酸酯与常规纯化过的菜子油掺和而得的。应用的生产能力是60kg/h。产品的甾烷醇含量定为约12g/100g产品,在20g人造奶油/天的用量水平下该产品应提供约2.4g甾烷醇的日摄取量。该产品是按下列配方生产的。
混合脂(包括植物油甾烷醇脂肪酸酯) 60%
水 39%
盐 0.5%
乳化剂 }
碳酸氢钠和柠檬酸(作为pH调节剂) }0.5%
β-胡萝卜素(作为着色剂) }共计
调味剂 }
将所得人造奶油填入250g聚丙烯管,用铝箔密封。该产品的味道和稠度与商品化60%人造奶油一样。甚至在三个月的贮存期间也未见融化。所得产品包含约48%吸收性脂肪,它的脂肪酸组成(多不饱和脂肪酸34%,单不饱和脂肪酸59.2%,以及饱和脂肪酸6.8%)与液态菜籽油的接近。该产品的脂肪酸组成如下:
多不饱和脂肪酸 15.1g/100g产品
单不饱和脂肪酸 26.9g/100g产品
饱和脂肪酸 3.1g/100g产品
反式脂肪酸 0.3g/100g产品
实施例7
含甾烷醇酯的40%脂肪糊的生产
应用的混合脂的组成如下:木甾烷醇脂肪酸酯(脂肪酸得自菜籽油)33.3wt%,菜籽油59.7wt%,棕榈硬脂精和椰子油的酯交换混合物7%。所述混合脂是通过将熔化并脱臭后的木甾烷醇脂肪酸酯与菜籽油和硬原料成分掺和而制备的。所述脂肪糊是用Gerstenberg & Agger 3×57中间工厂规模perfector生产的。应用的生产能力是45kg/h。该产品是按下列配方生产的:
混合脂(包括甾烷醇脂肪酸酯) 40.0%
水 56.4%
明胶 2.5%
盐 0.5%
乳化剂 0.2%
山梨酸钾 0.1%
酪乳粉 0.25%
调味剂 }
柠檬酸(作为pH调节剂) }0.05%
β-胡萝卜素(作为着色剂) }总计
将所得的脂肪糊填入250g聚丙烯管,用铝箔密封。该产品的外观与常规的40%糊状食品一样。所得产品的味道良好,在口内迅速融化。未见到游离的水或融化,涂抹性能良好。
该产品包含约32%吸收性脂肪,它有如下脂肪酸组成:
多不饱和脂肪酸 9.2g/100g产品
单不饱和脂肪酸 17.4g/100g产品
饱和脂肪酸 3.6g/100g产品
反式脂肪酸 0.2g/100g产品
实施例8
含甾烷醇酯的可涂抹干酪的生产
应用的混合脂的组成如下:木甾烷醇脂肪酸酯(脂肪酸得自菜籽油)33.3wt%,菜籽油59.7wt%,棕榈硬脂精和椰子油的酯交换混合物7%。该混合脂是通过将熔化并脱臭后的木甾烷醇脂肪酸酯与菜籽油和硬原料成分掺和而制备的。
所述可涂抹干酪是在Stephan混合机中生产的,每批生产能力是25kg。该产品是按下列配方生产的:
凝乳 55.2%
混合脂(包括甾烷醇脂肪酸酯) 25.4%
凝缩物(condensate) 13.2%
稳定剂 1.0%
乳蛋白质 2.6%
盐 0.7%
山梨酸钾 0.1%
蒜调味品 1.8%
乳酸(作为pH调节剂) }0.05%
调味剂 }共计
在Stephan混合机中在室温下将这些组分混合约1分钟,然后通过直接蒸汽喷射(0.8巴)至60℃加热该混合物并混合1分钟。将温度升高到72℃并混合1分钟。趁热将所得产物填入100g聚丙烯管,再用铝箔密封这些管。
该产品的味道与用常规混合脂生产的产品相似。该产品的脂肪含量是26%,吸收性脂肪含量是21%,脂肪酸组成如下:
多不饱和脂肪酸 6.0g/100g产品
单不饱和脂肪酸 11.4g/100g产品
饱和脂肪酸 2.6g/100g产品
反式脂肪酸 0.1g/100g产品
实施例9
含甾烷醇酯的50%脂肪糊的生产
应用的混合脂的组成如下:木甾烷醇脂肪酸酯(脂肪酸得自菜籽油)30wt%,菜籽油58.5wt%,棕榈硬脂精和椰子油的酯交换混合物11.5%。该混合脂是通过将熔化并脱臭后的木甾烷醇脂肪酸酯与菜籽油和硬原料成分掺和而制备的。所述脂肪糊是用Gerstenberg & Agger 3×57中间工厂规模perfector生产的,生产能力是45kg/h。该产品是按下列配方生产的:
混合脂(包括甾烷醇脂肪酸酯) 50.0%
水 49.0%
盐 0.5%
乳化剂 0.4%
调味剂 }
山梨酸钾 }0.05%
碳酸氢钠和柠檬酸(作为pH调节剂) }共计
β-胡萝卜素(作为着色剂) }
将所得的糊填入250g聚丙烯管,用铝箔密封。该产品的外观与常规的50%糊状食品一样。未见到游离的水或融化,涂抹性能良好。味道与不含甾烷醇酯的商品相似,口感良好。
该产品包含约41%吸收性脂肪,它具有如下脂肪酸组成:
多不饱和脂肪酸 10.0g/100g产品
单不饱和脂肪酸 22.6g/100g产品
饱和脂肪酸 6.0g/100g产品
反式脂肪酸 0.3g/100g产品
实施例10
40%脂肪糊(具有高含量的膳食纤维并以甾烷醇酯为增稠剂)的生产
应用的混合脂是通过将38wt%熔化并脱臭后的木甾烷醇脂肪酸酯(脂肪酸得自菜籽油)与62%液态菜籽油掺和而制备的。所述脂肪糊是用Gerstenberg & Agger 3×57中间工厂规模perfector生产的。应用的生产能力是45kg/h。该产品的甾烷醇含量定为约8.5g/100g产品,在25g糊/天的用量下,该产品会提供约2.1g甾烷醇的日摄取量。该产品是按如下配方生产的:
混合脂(包括甾烷醇脂肪酸酯) 40.0%
水 54.0%
Raftline HP(低聚果糖*) 5.0%
盐 0.5%
乳化剂 0.3%
调味剂 }
山梨酸钾 }0.05%
柠檬酸(作为pH调节剂) }共计
β-胡萝卜素(作为着色剂) }
*Orafti s.a.Belgium的食品配料
将所得的糊填入250g聚丙烯管,用铝箔密封。该产品的外观与常规人造奶油一样,但表面有光泽(这是低脂肪糊状食品中常见的现象)。未见到游离的水或融化,硬度与商品化40%糊状食品相似。涂抹性能极好,涂抹时未出现水。口感适中,这最可能是由于产品中纤维含量高的缘故。
该产品包含约31%吸收性脂肪,它具有如下脂肪酸组成:
多不饱和脂肪酸 9.8g/100g产品
单不饱和脂肪酸 17.4g/100g产品
饱和脂肪酸 2.0g/100g产品
反式脂肪酸 0.2g/100g产品
本发明的混合脂的益处总结
通过阅读前述讨论明显可见,本发明具有胜过应用富含饱和脂肪酸或反式不饱和脂肪酸的脂肪组分的一个或多个明显的优点。首先,应用掺有液态植物油(它富含不饱和脂肪酸)的甾烷醇和甾醇的不饱和吸收性脂肪酸酯替代一部分有害的脂肪酸,给使用者提供一定的营养益处。此外,吸收性脂肪酸含量少于40%,而甾醇不被吸收,于是对食物未贡献热量。还注意到,所述甾醇酯或甾烷醇酯起阻止胆汁胆甾醇和内源性胆甾醇吸收入血清的作用。又一个优点在于,所述增稠组合物中的吸收性脂肪可包括高百分含量的不饱和脂肪酸与低百分含量的有害饱和脂肪酸和反式脂肪酸。由于全部所述硬原料被所述增稠剂替代了,所以实现了最大程度地减少吸收性脂肪,导致有害的饱和脂肪酸和反式不饱和脂肪酸的显著减少,改善后的脂肪酸成分含高含量所需要的不饱和脂肪酸。
为了阐明由本发明达到的不同优点,将现有技术混合脂的组成和本发明的混合脂组成归纳于表V中。
表V.混合脂的组成和源于液态植物油的脂肪酸量(以wt%表示)以及增稠剂/增稠组合物的计算比率。
液态油成分 | 常规硬原料 | 谷甾烷醇酯或其它增稠剂 | 源于液态植物油的脂肪酸 | 增稠剂/增稠组合物 | |
用于人造奶油的常规混合脂 | 60 | 40 | - | 57.0 | 0 |
US 5,502,045 | 48 | 32 | 20 | 53.6 | 0.38 |
本发明实施例5 | 65 | - | 35 | 75.8 | 1 |
70 | - | 30 | 78.5 | 1 | |
75 | - | 25 | 81.2 | 1 | |
62 | 3 | 35 | 72.9 | 0.92 | |
66 | 5 | 29 | 74.3 | 0.85 | |
60 | 11 | 29 | 68.6 | 0.72 | |
57 | 14 | 29 | 65.8 | 0.67 | |
54 | 17 | 29 | 62.9 | 0.63 | |
60 | 15 | 25 | 67.0 | 0.62 | |
60 | 20 | 20 | 65.0 | 0.50 | |
60 | 24 | 16 | 63.4 | 0.40 | |
63 | 22 | 15 | 65.8 | 0.40 | |
实施例6 | 65 | - | 35 | 75.8 | 1 |
实施例7 | 60 | 7 | 33 | 70.2 | 0.82 |
实施例8 | 59.7 | 7 | 33.3 | 70.0 | 0.72 |
实施例9 | 58.5 | 11.5 | 30 | 67.6 | 0.72 |
实施例10 | 62 | - | 38 | 74.1 | 1 |
从表V所示的数据清楚可见,本发明的掺和物中常规硬原料的量大为减少了。液态油的量可保持与常规混合脂中的量大致相同的值或者甚至更大。与在先的美国专利No.5,502,045相比,液态油的量和常规硬原料的量的差异都很显著。还明显可见,与常规混合脂相比,所述在先的美国专利中公开的混合脂中脂肪酸组成实际上没变,而本发明的混合脂表现出营养上更需要的值。
所有上面提及的优点都可通过应用本说明书中公开的增稠组合物而实现,但不会损失所述混合脂的稠度或含所述混合脂的食品的增度。
Claims (31)
1.一种增稠组合物,它包括一种增稠剂和一种硬原料,该增稠组合物具有与硬原料相同的物理性能,特征在于,所述增稠剂包括一种或多种植物甾醇脂肪酸酯、一种或多种植物甾烷醇脂肪酸酯或者它们的混合物,其中所述增稠剂的脂肪酸部分是饱和的或不饱和的并且具有在C-12和C-24之间的碳链长度,而且该增稠组合物包括至少60%的增稠剂。
2.权利要求1的增稠组合物,特征在于它包括至少70%的增稠剂。
3.权利要求1的增稠组合物,特征在于它包括少部分硬原料。
4.权利要求1的增稠组合物,特征在于所述增稠剂是通过植物甾烷醇、植物甾醇或它们的混合物与可源于食用油、脂肪或它们的混合物的脂肪酸或脂肪酸掺和物的酯化制备的。
5.权利要求4的增稠组合物,特征在于所述增稠剂是通过基于木材或基于植物油或这两者的植物甾烷醇、植物甾醇或它们的混合物的酯化制备的。
6.权利要求1的增稠组合物,特征在于所述增稠剂的脂肪酸部分具有C-16和C-20之间的碳链长度。
7.权利要求1的增稠组合物,特征在于所述增稠剂的植物甾醇和/或植物甾烷醇部分具有一个包括17个碳原子的环体系的多环甾核。
8.权利要求1的增稠组合物,特征在于所述增稠剂在室温下具有晶态结构,它的熔点基本上与硬原料的相似。
9.权利要求8的增稠组合物,特征在于所述增稠剂的熔点在37℃~40℃的范围内。
10.权利要求1的增稠组合物,特征在于所述增稠剂包括至少一种植物甾烷醇脂肪酸酯。
11.权利要求1的增稠组合物,特征在于所述增稠剂包括至少一种植物甾醇脂肪酸酯和至少一种植物甾烷醇脂肪酸酯的混合物,该增稠剂包括至多30wt%植物甾醇脂肪酸酯和至少70wt%植物甾烷醇脂肪酸酯,所述植物甾烷醇脂肪酸酯和植物甾醇脂肪酸酯的脂肪酸部分可源于液态植物油。
12.权利要求1的增稠组合物,特征在于所述增稠剂包括植物甾烷醇脂肪酸酯类的混合物,该植物甾烷醇脂肪酸酯类包括至少一种植物甾烷醇,该植物甾烷醇脂肪酸酯的脂肪酸部分可源于液态植物油。
13.权利要求11或12的增稠组合物,特征在于所述液态植物油包括菜籽油、葵花油、豆油、玉米油、或至少两种植物油的混合物。
14.权利要求1的增稠组合物,特征在于所述增稠剂包括至少一种植物甾醇脂肪酸酯和至少一种植物甾烷醇脂肪酸酯的混合物,该植物甾烷醇脂肪酸酯和植物甾醇脂肪酸酯的脂肪酸部分可源于液态植物油和硬脂肪的掺和物或者混合脂。
15.权利要求1的增稠组合物,特征在于所述增稠剂包括植物甾醇脂肪酸酯类的混合物,该植物甾醇脂肪酸酯类包括至少一种植物甾醇,该植物甾醇脂肪酸酯的脂肪酸部分可源于可从液态植物油而得的脂肪酸掺和物或者液态植物油和植物脂的掺和物。
16.权利要求15的增稠组合物,特征在于所述脂肪酸掺合物得自椰子油、棕榈油或其混合物。
17.权利要求1的增稠组合物,特征在于所述增稠剂包括高达100%的至少一种植物甾醇脂肪酸酯。
18.一种混合脂,它包括液态植物油成分和至少25wt%的增稠剂,但不含硬原料,其中该增稠剂包括一种或多种植物甾醇脂肪酸酯、一种或多种植物甾烷醇脂肪酸酯或它们的混合物,其中所述增稠剂的脂肪酸部分是饱和的或不饱和的并且具有在C-12和C-24之间的碳链长度。
19.权利要求18的混合脂,特征在于所述增稠剂包括至少一种植物甾醇脂肪酸酯和至少一种植物甾烷醇脂肪酸酯的混合物,该增稠剂包括至多30wt%植物甾醇脂肪酸酯和至少70wt%植物甾烷醇脂肪酸酯,该植物甾烷醇脂肪酸酯和植物甾醇脂肪酸酯的脂肪酸部分可源于液态植物油。
20.权利要求18的混合脂,特征在于所述增稠剂包括植物甾烷醇脂肪酸酯类的混合物,该植物甾烷醇脂肪酸酯类包括至少一种植物甾烷醇,该植物甾烷醇脂肪酸酯的脂肪酸部分可源于液态植物油。
21.权利要求19或20的混合脂,特征在于所述液态植物油包括菜籽油、葵花油、豆油、玉米油或至少两种植物油的混合物。
22.权利要求18的混合脂,特征在于所述液态植物油成分包括菜籽油、葵花油、豆油或玉米油或者至少两种液态植物油的混合物。
23.一种混合脂,它包括液态植物油成分和权利要求1-17任一项定义的增稠组合物。
24.权利要求23的混合脂,特征在于所述增稠剂包括至少一种植物甾醇脂肪酸酯和至少一种植物甾烷醇脂肪酸酯的混合物,该增稠剂包括至多30wt%植物甾醇脂肪酸酯和至少70wt%植物甾烷醇脂肪酸酯,该植物甾烷醇脂肪酸酯和植物甾醇脂肪酸酯的脂肪酸部分可源于液态植物油。
25.权利要求23的混合脂,特征在于所述增稠剂包括植物甾烷醇脂肪酸酯类的混合物,该植物甾烷醇脂肪酸酯类包括至少一种植物甾烷醇,该植物甾烷醇脂肪酸酯的脂肪酸部分可源于液态植物油。
26.权利要求24或25的混合脂,特征在于所述液态植物油包括菜籽油、葵花油、豆油、玉米油或至少两种植物油的混合物。
27.权利要求23的混合脂,特征在于所述液态植物油包括菜籽油、葵花油、豆油或玉米油或至少两种液态植物油的混合物。
28.权利要求23的混合脂,特征在于该混合脂包括至少15%的增稠剂。
29.一种含混合脂的食品,其中该混合脂如权利要求18-28中任一项所定义。
30.权利要求29的食品,特征在于所述混合脂包括至少25%的增稠剂。
31.一种或多种植物甾醇脂肪酸酯、一种或多种植物甾烷醇脂肪酸酯或其混合物作为增稠剂在混合脂或含混合脂的食品中的应用,其中所述增稠剂的脂肪酸部分是饱和的或不饱和的而且具有在C-12和C-24之间的碳链长度,所述混合脂包含液态植物油,所述增稠剂用于代替混合脂中至少部分硬原料并且用于降低混合脂中硬原料与液态植物油的比例。
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