CS241285B1 - čerpatelný tuk se zvýšenou oxidační stabilitou na bázi řepkového oleje - Google Patents

Abstract

Řešením je čerpatelný tuk se zvýšenou oxidační stabilitou na bázi řepkového oleje tím, že jej definuje jako produkt selektivní hydrogsnace a izomerace řepkového oleje, obsahující v molekule triacylglycerolu specifické množství mastných kyselin při určitém celkovém obsahu jejich transizomérů, příp. dále upravený řízenou krystalizaci a temperací.

Description

čerpatelný tuk se zvýšenou oxidační stabilitou na bázi řepkového oleje

Řešením je čerpatelný tuk se zvýšenou oxidační stabilitou na bázi řepkového oleje tím, že jej definuje jako produkt selektivní hydrogsnace a izomerace řepkového oleje, obsahující v molekule triacylglycerolu specifické množství mastných kyselin při určitém celkovém obsahu jejich transizomérů, příp. dále upravený řízenou krystalizaci a temperací.

241 285

-1 241 285

Předmětem vynálezu je tuk se zvýšenou stabilitou proti oxidaci· na bázi řepkového oleje· určený pro potravinářský průmysl.

Pro průmyslové smažení potravinářských výrobků a tepelnou úpravu jídel a pokrmů a dále pro úpravu masných a rybích výrobků, jsou používány rostlinné oleje, které neobsahuji trinenasycenó mastné kyseliny. Mezi né patří olej palmový, s výhodou jeho tekutá frakce, podzemnicový, bavlníkový a zvláště pro úpravu rybích výrobků olej olivový·

Celosvětová spotřeba rostlinných olejů vzrůstá a nárůst spotřeby je vyrovnáván zvyšováním produkce řepkového semene, a to převážně pěstováním odrůd s nízkým obsahem kyseliny erukovó, a to 0,1 hmot. % až 5,0 hmot. % v molekule triacylglycerolu, respektive se středním obsahem kyseliny erukové v molekule triacylglycerolu, a to 6 hmot. % až 15 hmot. %.

Mírou oxidační stability oleje nebo tuku je doba v hodinách, za které tyto zahřívány na teplotu 180°C, zaznamenají zvýšeni čísla kyselosti z původní hodnoty 0,10 až 0,16 mg KOH/g na hodnotu 2,5 mg KOH/g, nebo když dojde k tvorbě oxidovaných mastných kyselin až do obsahu 0,7 hmot. %, nebo když poklesne jejich bod zakouřeni pod 170°C.

241 285

Průvodním jevem rozkladu triacylglycerolů při tepelném namáháni je tvorba těkavých sloučenin, jako jsou aldehydy, ketony, nízkomolekulární mastné kyseliny, dále tvorba netěkavých sloučenin, jako jsou hydroxy, epoxy-, ketokyseliny a polymérni sloučeniny, které jsou nerozpustné v petroleteru a jsou pomocí tohoto rozpustidla stanovovány jako oxikyseliny. V důsledku rozkladu triacylglycerolů dochází k snížení hodnoty jodového čísla, k zvyšováni obsahu volných mastných kyselin a k poklesu bodu zakouřeni tuku nebo oleje·

Bod zakouření tuku je teplota, kdy se na jeho povrchu objeví souvislý pramínek kouře.

Analytickou metodikou se stanovuji parametry teoretické oxidační stability, kterou nutno odlišit od praktické oxidační stability, která je závislá na teplotě smaženi, způsobu ohřevu oleje, na kvalitě materiálu smažící aparatury a významně na materiálu, který je smažen neb jinak tepelně upravován. Praktická oxidační stabilita vykazuje vesměs nižší hodnotu než teoretická, ale je této vždy proporcionální. Obdobná proporcionalita praktická oxidační stability sa projevuje i ve vztahu ke koeficientu relativní oxidační dispozice, což je hodnota vypočtená ze složení mastných kyselin triacylglycerolů, stanovených plynovou chromatografií v hmot. % a známých koeficientů relativní oxidační dispozice, platných pro jednotlivé skupiny mastných kyselin, případně samotné mastné kyseliny, jejichž hodnota je následujici:

Druh nebo skupina mastných kyselin

241 285

Koeficient relativní oxidační dispozice

Nasycené	1.0
Trans-kyseliny	1.0
Kyselina olejová C 18:1	1.8
Kyselina linolová C 18:2	3,0
Kyselina linolénové C 18:3	4.6
Kyselina erukové C 22:1	2,0

Oleje používané pro smažení a tepelnou úpravu pokrmů mají následující teoretickou oxidační stabilitu a koeficient relativní oxidační dispozice:

Druh oleje Teoretická oxid. Koeficient relativní stabilita v hod. oxid. dispozice

Palmový	75 <*	80	1,5 4»	1,6
Olivový	60«	65	1,8 «£	1,85
Podzemnicový	50 «	55	1.8 «ř	2,0
Bavlníkový	45 «	50	2,0	2,2

Naproti tomu řepkový olej s nízkým, respektive sníženým obsahem kyseliny erukové v molekule triacylglycerolů se vyznačuje sníženou oxidační stabilitou v porovnání s uvedenými oleji, a to v důsledku obsahu 6,0 hmot. až 14,0 hmot. % trinenasycených mastných kyselin v molekule triacylglycerolů C 18:3, kyseliny linolénové.

Oxidační stabilita řepkového oleje s nízkým a středním obsahem kyseliny erukové v molekule triacylglycerolů o slo- 4 241 285 žení mastných kyselin v rozpětí:

hmot.

c	16	• •	0	2,5	až	6,0
c	18	e •	0	0,9	až	2.1
c	18	• •	1	45,0	až	66,0
c	18	• •	2	12,5	až	30,0
c	18	• •	3	6,0	až	14,0
c	22	•	1	0,1	až	15,0

byla stanovena zahříváním na teplotu 180°C a vykázala hodnotu 30 až 35 hodin a koeficient relativní oxidaČni » dispozice 2,26 - 2,40.

Zvýšení oxidační stability olejů polyénového typu je dosahováno přídavkem syntetických organických látek, antioxidantů, BHA - butylhydroxianisol, BHT - butylhydroxitoluen, alkylgalláty, askorbilpalmitát, (fy-tokoferol, případně jejich kombinaci s přírodními fosfolipidy. Tyto látky samotné, případně v kombinaci, se dávkuji do olejů v množství 100 až 200 mg/1 kg. Zvýšeni oxidační stability olejů za použiti organických antioxidantů, je účinné při běžné teplotě oleje, ale jejich účinek je značně snížen při tepelném namáháni oleje v rozmezí teplot 170° až 200°C, a proto nejsou tyto antioxidanty pro daný účel vyhovující. Mimo to jejich přítomnost zhoršuje organoleptické vlastnosti oleje a rovněž z důvodů zdravotních je jejich přídavek do olejů limitován.

Pokud je v literatuře uváděno zvýšeni stability olejů polyénového typu pomoci parciální hydrogenace, děje ee tak výlučně za použiti měBnatých katalyzátorů, směsných katalyzátorů kysličníku mědi, chrómu, manganu,

241 285 případně za použití vzácných kovů stříbra, platiny a paladia. Při použití katalyzátorů na bázi mědi dochází ko zvýšeni pracnosti a materiálových nákladů, poněvadž stopy mědi přechází do oleje a jejich odstranění vyžaduje další operaci, za použiti speciálních adsorbentů. Směsné katalyzátory s obsahem vzácných kovů, nejsou pro tento účel průmyslově vyráběny a při jejich eventuální aplikaci by se značně zvýšily výrobní náklady.

Pokusy o přípravu tuku na bázi řepkového oleje se zvýšenou oxidační stabilitou nevedly doposud k žádoucímu výsledku, vzhledem k vysokému bodu táni tuku 34° až 36°C, což není pro daný účel vyhovující, ježto tuk nesplňuje požadované funkční vlastnosti, po vychladnutí tvoři na povrchu výrobku nežádoucí pevný inkrust, který zhoršuje jeho organoleptické vlastnosti.

Mimo to tuk o uvedeném bodu táni nesplňuje požadavek čerpatelnosti, fluidity a dávkovatelnosti v rozmezí teplot 15° až 28°C.

Nyní bylo zjištěno, že uvedené nedostatky odstraňuje čerpatelný tuk se zvýšenou oxidační stabilitou pro použiti v potravinářském průmyslu, na bázi řepkového oleje s nízkým a nebo středním obsahem kyseliny erukové, podle vynálezu, který je tvořen produktem selektivní hydrogenace a izomerace řepkového oleje, obsahujícího 0,1 hmot. % až 15,0 hmot. % kyseliny erukové a 6,0 hmot.^ až 14,0 hmot. % kyseliny linolénové, za přítomnosti niklového katalyzátoru, obsahujícím v molekule triacylglycerolu hlavně

4,0 až 11,5 hm. % mastné kyseliny C 16:0

1,5 až 8,0 hm, % C 18:0 až 79,5 hm. % C 18:1

- 6 241 285 až 19,0 hra. % 0,1 až 3,0 hra. % 0,1 až 15,0 hra.% mastné kyseliny

C 18:2 C 18:3 C 22:1 při celkovém obsahu jejich transizoraérů v rozpětí 8 až 64 hmot. %. Vedle těchto hlavních mastných kyselin obsahuje tuk v molekule triecylglycerolu doplňující množství 3,0 až 5,5 hmot. % směsi zbývajících mastných kyselin v opakujícím sa téměř standardním složení, které nemají podstatný vliv na požadované kvalitativní parametry produktu.

Oalěl zvýšeni čarpatelnosti tuku v rozmezí 15° až 28°C bez ohřevu s potřebnou fluiditou lze dosáhnout při použiti produktu podle vynálezu dála upraveného řízenou krystalizaci a temparaci. Čerpatalný tuk podle vynálezu je v zásadě upraven bu9 laminární temperaci a následnou krystalizaci, nebo rychlým ochlazením 8 dynamickou krystalizaci a následnou laminárni tamparaci.

Tuk sa zvýšenou oxidační stabilitou o bodu tání max. 25°C podle vynálezu, obsahuje 0,3 hmot. % až 10,0 hmot. % pevných podílů při 20°C, přičemž tento podíl se vytvoří bu9 při parciální selektivní hydrogana ci, a nebo přídavkem 1,0 až 5,0 hmot. % vysokoztúženého tuku o jodovém čísle 2,0 až 6,0.

Hlavním tachnickoekonomickým účinkem při výrobě a aplikaci tuku podle vynálezu, je dosaženi stejné a vyšší oxidační stability v porovnáni 8 doposud používanými oleji pro daný účel, při zachování jeho fluidity a čarpatelnosti v rozmezí 15° až 28°C, za použiti ekonomicky výhodného řepkového oleje z odrůd a nízkým nebo středním obsahem kyseliny eruková v molekule triacylglycerolu.

241 285

Dosaženi neočekávaného efektu, značného zvýšeni oxidační stability, fluidity a čerpatelnosti tuku podle vynálezu, je možno demonstrovat na následujících příkladech .

Příklad 1

Kapkový olej o hmotnosti 5 t se selektivně hydrogenoval za přítomnosti 20,0 kg katalyzátoru, který obsahoval 15 hmot. % Ni, po dobu 1,5 hod., při teplotě 18O°C a tlaku vodíku 0,04 MPa. Po dosažení obsahu kyseliny linolénové

2,5 hmot. )o, což bylo zjištěno refraktometricky, z korelace mezi jodovým Číslem a koncentrací kyseliny linolénové, se tuk filtroval a rafinoval obvyklým způsobem a před desodorací bylo k tuku přidáno 1 hmot. % vysokoztuženého loje o jodovém čísle 5, načež směs tuků byla podrobena dynamické řízené krystalizací, která spočívala v rychlém ochlazeni na teplotu 12°C a laminárni kontinuální temperací, což bylo řízené temperováni rafinády na teplotu 22°C.

Byl získán čerpatelný tuk při 15°C s obsahem kyseliny linolénové 2,5 hmot. kyseliny erukové 3,5 hmot. o jodovém čísle 100, s vysokou oxidační stabilitou 50 hodin a obsahem transizomórů 18 hmot.

Příklad 2

Řepkový olej o hmotnosti 5 t se selektivně hydrogenoval a izomeroval za přítomnosti 120,0 kg katalyzátoru, který obsahoval 15 hmot. Ni, po dobu 1 hodiny, při teplotě 180 C a tlaku vodíku 0,04 MPa. Po dosaženi obsahu kyseliny linolénové 0,5 hmot. což bylo zjištěno obdobně jako v přikladu 1, se tuk filtroval, rafinoval a desodoroval, načež byl tuk podroben laminárni kontinuální temperací

241 28S

s následnou krystalizací, což bylo řízené temperováni rafinády na 23°C s následnou krystalizací při táže teplotě·

Byl získán čerpatelný tuk při 24°C s obsahem kyseliny linolénové 0,5 hmot. %, kyseliny erukové 0,5 hmot. % o jodovém čísle 87,4 s vysokou oxidační stabilitou 80 hodin a obsahem transizomérů 40,0 hmot. %·

Příklad 3

Řepkový olej o hmotnosti 5 t se selektivně hydrogenoval za přítomnosti 27,0 kg katalyzátoru, který obsahoval 15,0 hmot. % Ni, po dobu 1,5 hod·, při teplotě 195°C a tlaku vodíku 0,30 MPa. Po dosaženi obsahu kyseliny linolénové 2,4 hmot. %, což bylo zjištěno obdobně jako v přikladu 1, se tuk filtroval a rafinoval obvyklým způsobem a před desodorací byly k tuku přidány 4,0 hmot.% vysokoztúženého loje o jodovém čísle 2,0, načež směe tuků byla podrobena dynamické řízené krystalizací, která spočívala v rychlém ochlazeni na teplotu 10°C a laminární kontinuální temperaci, což bylo řízené temperování rafinády na teplotu 24°C.

Byl získán čerpatelný tuk při 16°C s obsahem kyseliny linolénové 2,4 hmot. %, kyseliny erukové 3,4 hmot. % o jodovém čísle 94, s vysokou oxidační stabilitou 65 hodin a obsahem transizomérů 17,0 hmot. %·

Přiklad 4

Řepkový olej o hmotnosti 5 t se selektivně hydrogenoval a izomeroval za přítomnosti 100,0 kg katalyzátoru, který obsahoval 12 hmot. % Ni, po dobu 1 hodiny při teplo tě 190°C a tlaku vodíku 0,1 MPa. Po dosažení obsahu kyseliny linolénové 1,5 hmot. %, což bylo zjištěno obdobně jako v přikladu 1, se tuk filtroval a rafinoval

241 285 obvyklým způsobem a před desodoraci byly k tuku přidány 2 hmot· % vysokoztúženého palmstearinu o jodovém čísle 4, načež směs tuků byla podrobena dynamické řízené krystalizaci, která spočívala v rychlém ochlazení na teplotu 15°C a laminární kontinuální temperaci, což bylo řízené temperování rafinády na teplotu 26°C.

Byl získán čerpatelný tuk při 19°C, s obsahem kyseliny linolénové 1,5 hmot. kyseliny erukové 6,9 hmot. % o jodovém čísle 92,9, s vysokou oxidační stabilitou 70 hodin a obsahem transizomérů 30,0 hmot. %.

Přiklad 5

Řepkový olej o hmotnosti 5 t se selektivně hydrogenoval a izomeroval za přítomnosti 130,0 kg katalyzátoru, který obsahoval 12 hmot. % Ni, po dobu 1,0 hodiny, při teplotě 200°C a tlaku vodíku 0,15 MPa. Po dosaženi obsahu kyseliny linolénové 1,0 hmot. %, což bylo zjištěno obdobně jako v přikladu 1, se tuk filtroval, rafinoval a desodoroval, načež byl podroben laminární temperaci s následnou krystalizací, což bylo řízené temperováni rafinády na 20°C, s následnou krystalizací při téže teplotě.

Byl získán čerpatelný tuk při teplotě 21°C s obsahem kyseliny linolénové 1,0 hmot. %, kyseliny erukové 11,9 hmot.% o jodovém čísle 88,4 s vysokou oxidační stabilitou hodin a obsahem transizomérů 35,0 hmot. %.

Přiklad 6

Řepkový olej o hmotnosti 5 t se selektivně hydrogenoval a izomeroval za přítomnosti 60,0 kg katalyzátoru, který obsahoval 15 hmot. % Ni, po dobu 3 hodin, při teplotě 210°C a tlaku vodíku 0,1 MPa. Po dosaženi obsahu kyseliny linolénové 0,2 hmot. %, což bylo zjištěno obdobně jako v přikladu 1, ee tuk filtroval, rafinoval, desodoroval a následně čerpal do cisterny k expedici.

241 2SS

Byl ziskán čerpatelný tuk při teplotě 27°C β obsahem kyseliny linolénovó 0,2 hmot. % kyseliny erukové 13,8 hm.% o jodovém čísle 80,5, vysokou oxidační stabilitou 85 hodin a obsahem transizomérA 60 hmot. %.

Příklad 7

Řepkový olej o hmotnosti 5 t se selektivně hydrogenoval za přítomnosti 17 kg katalyzátoru, který obsahoval 15 hmot. % Ni, po dobu 2 hodin, při teplotě 205°C a tlaku vodiku 0,15 MPa. Po dosaženi obsahu kyseliny linolénovó 2,8 hmot. %, což bylo zjištěno obdobně jako v přikladu 1, se tuk filtroval, rafinoval a desodoroval, načež byl podroben řízené krystalizaci, která spočívala v rychlém zchlazení na 8°C a řízené temperaci, což bylo diakontinuálni temperování rafinády na teplotu 21°C.

Byl ziskán čerpatelný tuk při 15°C s obsahem kyseliny linolónové 2,8 hmot. %, kyseliny erukové 1,5 hraot.% o jodovém čísle 105,0, s vysokou oxidační stabilitou 58 hodin a obsahem transizomérA 11 hmot. %.

Claims (5)

PŘEDMĚT VYNÁLEZU 241 285

1,5 až 8,0 hm. % -.“ - C 18:0

55 až 79,5 hm. % - ^M - C 18:1

6,0 až 19,0 hm. % - * - C 18:2

0,1 až 3,0 hm. % - ” - C 18:3

0,1 až 15,0 hm. % - - C 22:1 při celkovém obsahu jejich transizomerů v rozpětí 8 až 64 hmot. %.

1. čerpatelný tuk se zvýšenou oxidační stabilitou na bázi řepkového oleje, vyznačený tím, že je tvořen produktem selektivní hydrogenace a izomerace řepkového oleja obsahujícího 0,1 až 15 hmot. % kyseliny erukové a 6,0 až 14,0 hmot. ^lzu kyseliny linolenové, za přítomnosti niklového katalyzátoru, obsahujícím v molekula triacylglycsrolu hlavně

2. čerpatelný tuk podle bodu 1, vyznačený tím, že je tvořen produktem dále upraveným řízenou krystalizací a temparaci.

3. Čerpatelný tuk podle bodu 2, vyznačený tím, že je tvořen produktem dále upraveným laminární temperací s následnou krystalizací.

4. Čerpatelný tuk podle bodu 2, vyznačený tím, že je tvořen produktem dále upraveným rychlým ochlazením s dynamickou krystalizací a následnou laminární temperací.

4,0 až 11,5 hm. % mastné kyseliny C 16:0

5. Čerpatelný tuk podle b$c(y 2 nebp 3 neboo4, vyznačený tím, že je tvořen produfcteife upraveným před řtženod temperací s krystalizací přídavkem-^,,0 až5$) hmot· ýysokoztuženého tuku o Jodovém čiele 2 až 6.

Opravy ve vytištěných popisech vynálezů

Ve vytištěném popisu vynálezu k autorskému osvědčení č. 241 285 (PV 7949- 84) byla dodatečně upravena definice v předmětu vynálezu na str. 13 , řádek 6a? shora a to v řádku 6 se vypouští výraz ·' molekule a v téže řádce a následující se upravuje na v triacylglycerolech.

Stejné úpravy se,týkají titul, strany. 5 řádek, strana 1 . 9 řádek, trana 3 , 3 řádek zdola, strana 5 4 a 5 řádek zdola a na straně 6 řádek shora.