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Verfahren zur Herstellung eines kakaobutterähnlichen Fettes Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines kakaobutterähnlichen Fettes,
insbesondere für Süßwaren.
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Die erfindungsgemäß erhaltenen kakaobutterähnlichen Fette sind dadurch,
daß sie nur wenige Grade unter ihrem Schmelzpunkt verhältnismäßig hart sind, als
Kakaobutterersatzstoffe z. B. in Kuvertüren, Pralinen und Zuckerwerk besonders geeignet.
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Kakaobutter wird, von ihrer Anwendung in Schokolade abgesehen, oft
in Füllmassen für Schokolade und Süßwaren in Kuvertüren und auch in der Pharmazie
und der Kosmetik angewendet. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Kakaobutterersatzstoffe,
die sich für solche Zwecke eignen.
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Kakaobutter hat eine Sonderstellung unter den natürlichen Fetten,
weil sie bei üblichen Temperaturen bis etwa 25° C eine spröde Substanz darstellt,
einen verhältnismäßig kurzen Schmelzbereich hat und bei 35° C fast völlig flüssig
ist. Für viele Zwecke wird ein Fett mit diesen Eigenschaften bevorzugt. Kakaobutter
ist teuer, und es wurden viele Versuche unternommen, ein billigeres Fett zu finden,
das einen Ersatz für wenigstens einen Teil der Kakaobutter darstellen könnte. Es
ist bekannt, flüssige vegetabilische natürliche öle bis zu einem Schmelzpunkt von
32 bis 36° C zu hydrieren. Diese öle und Fette ergeben jedoch kein Hydrierungsprodukt,
das als Kakaobutterersatz ausreicht.
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Man hat schon vorgeschlagen, zur Herstellung einfies Kakaobutterersatzes
Baumwollsamenöl zuerst zu hydrieren und nachher zu .fraktionieren. In dieser Weise
können geeignete Produkte nur in geringer Ausbeute erhalten werden, auch wenn man
statt Baumwollsamenöl Palmöl verwendet.
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Es wurde nun gefunden, daß flüssige, durch fraktionierte Kristallisation
aus Palmöl erhaltene Fraktionen durch Hydrierung mit einem geeigneten Katalysator
in hoher Ausbeute in niederschmelzende kakaobutterähnliche Fette umgesetzt werden
können. Die flüssigen Fraktionen haben einen hohen Gehalt an Palmitodiolein oder
Stearodiolein; besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn die Gesamtmenge dieser
Dioleine mehr als 70% des Glyceridgemisches beträgt.
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Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend ein Verfahren zur Herstellung
von kakaobutterähnlichen Fetten aus Palmöl, das dadurch gekennzeichnet ist, daß
man eine flüssige Fraktion, die durch fraktionierte Kristallisation und Entfernen
einer festen Fraktion bei einer Temperatur von etwa -3 bis -I-10° C aus einer Lösung
von Palmöl erhalten ist, unter Isomerisierungsbedingungen hydriert, bis die hydrierte
flüssige Fraktion eine Jodzahl zwischen 50 und 65 hat, wobei ein Fett mit einer
Dilatation bei 20° C von nicht weniger als 1200 und einem Erweichungspunkt zwischen
30 und 45° C anfällt.
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Vorzugsweise hat das kakaobutterähnliche Fett eine Jodzahl von 58
bis 62, einen Erweichungspunkt zwischen etwa 34 und etwa 38° C und eine Dilatation
bei 20° C von nicht weniger als 1400.
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Für die Bestimmung der Dilatationen für die Zwecke der Erfindung werden
die Methode und der Apparat benutzt, die in dem Abschnitt C-IV 3 e (52) der »D.
G. F. Einheitsmethoden«, veröffentlicht von der Deutschen Gesellschaft für Fettwissenschaft
e. V., beschrieben sind. Es bedarf besonderer Maßnahmen, das Fett vor der Dilatationsbestimmung
zu stabilisieren.
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Das Dilatometer wird in der vorgeschriebenen Weise mit dem Fettmuster
und Wasser gefüllt und dann in ein Wasserbad mit einer Temperatur von 60 = 0,05°
C gebracht; der Wasserspiegel steht dabei etwa 3 cm über dem Schliff des Dilatometers.
Nachdem das Volumen des Dilatometerinhalts konstant geworden ist, wird der Stand
des Meniskus abgesetzt. Darauf wird das Fett stabilisiert, indem man seine Temperatur
allmählich auf 26 oder 28,5° C ansteigen läßt, während das Dilatometer 40 Stunden
auf 26
oder 28,5° C gehalten wird, worauf es .wiederum während 1'/2
Stunden in Eis gekühlt wird. Dann wird es in ein Wasserbad gesetzt, auf 20 ± 0,05°
C gehalten, .und der Stand des Meniskus wird wieder abgelesen, nachdem sich ein
konstantes Volumen eingestellt hat. - -Die Dilatation (D20) bei einer Temperatur
von 20° C wird dann in üblicher Weise berechnet. Nachdem das Fett stabilisiert-worden
ist, wird der Erweichungspunkt durch- eine Abwandlung der von Barnicoat in »The
Analyst«,- 69, S.176 bis 178, veröffentlichten Methode bestimmt. Nach dieser abgeänderten
Methode werden 0;5 ml Quecksilber in ein Reagensrohr mit Kragen, 60 X 10 mm, eingefüllt
und das Rohr nebst Inhalt 5 Minuten in Eisstückchen und Wasser gekühlt. 1 ml bei
100° C geschmolzenes Fett wird auf das Quecksilber gegossen, und das gefüllte Rohr
wird 90 Minuten in Eis und Wasser stehengelassen. Eine Stahlkugel von etwa 3 mm
Durchmesser wird in -die Senkung gelegt, die in der Oberfläche beim Erstarren des
Fettes entsteht. Das Fett in dem Rohr wird dann in derselben Weise stabilisiert,
wie dies beim Dilatometer beschrieben wurde, wobei man die Temperatur allmählich
bis auf 26 oder 28,5° C ansteigen läßt und dann 40 Stunden auf 26 oder 28,5° C hält.
Das Rohr wird dann an einem Thermometer befestigt, das in 1/1o-Grade eingeteilt
ist, so daß die Fettsäule sich in gleicher Höhe wie das Quecksilbergefäß des Thermometers
befindet. Dies kann leicht dadurch erreicht werden, daß eine Metallplatte an dem-.Thermometer
befestigt wird, die verschiedene Löcher hat, in denen ein oder mehrere Rohre an
ihrem Kragen aufgehängt werden können. Das Thermometer -und die Rohre werden in
ein Wasserbad getaucht, das mit einem Rührer versehen ist, so daß die Rohre bis
zu einer Tiefe von 45 mm eingetaucht werden. Die Bestimmung wird in einem Wasserbad
bei 20°C begonnen, das 20 Minuten auf dieser Temperatur gehalten wird. Die Wasserbadtemperatur
wird dann um 0,5° C je Minute erhöht, wobei das Wasser kräftig gerührt wird. Als
Erweichungspunkt wird die Temperatur, bei welcher die Stahlkugel bis zur halben
Höhe der Fettsäule abgesunken ist, verzeichnet.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand einiger Beispiele näher erläutert.
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Beispiel 1 1000 kg raffiniertes und desodoriertes Palmöl wurden mit
30001 Aceton gemischt, und die Mischung wurde erhitzt, bis eine klare Lösung erhalten
war (35° C). Dann wurde die Lösung bis auf 25° C unter Rühren gekühlt und 20 Minuten
auf dieser Temperatur gehalten. Darauf wurde sie filtriert und auf dem Filter gepreßt.
Das Filtrat wurde bis auf 4,5° C unter fortwährendem Rühren gekühlt und 10 Minuten
auf dieser Temperatur gehalten. Nach Filtrieren wurde das Aceton von dem Filtrat
abdestilliert. In dieser Weise wurde eine flüssige Fraktion (mit einem Erweichungspunkt
von 7° C und einer Jodzahl 70) erhalten. Diese Fraktion wurde in Gegenwart eines
Nickelkatalysators hydriert, bis ihr Erweichungspunkt 37,4° C betrug. Das in dieser
Weise erhaltene Fett hatte eine Jodzahl von 60; D20 = 1505.
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Dieses Produkt eignete sich außerordentlich gut als Kakaobutterersatz
bei der Herstellung von Kuvertüren für Süßwaren und für pharmazeutische Produkte.
. Beispiel 2 Raffiniertes und desodoriertes Palmöl wurde geschmolzen und bis auf
30°C gekühlt. Es wurde 12 Stunden bei dieser Temperatur gehalten, worauf die geformten
-Kristalle von der flüssigen Fraktion getrennt wurden. Die in dieser Weise erhaltene
flüssige Fraktion hatte einen Erweichungspunkt von 10°C und eine Jodzahl 60,0. 500g
dieser flüssigen Fraktion wurden in 1400 ccm Aceton gelöst und dann 5 Stunden lang
bei einer Temperatur von 2° C gekühlt. 155 g Öl mit einem Erweichungspunkt von 8°
C und einer Jodzahl 82,5 wurden aus dem Filtrat erhalten. Diese Fraktion wurde bis
zu einem Erweichungspunkt von 37° C hydriert. Das Endprodukt hatte eine Jodzahl
von 59,0; D20 =1400. Versuchsbericht Im folgenden Versuchsbericht sind die Ergebnisse
gegenübergestellt, die beim Arbeiten nach den Verfahren gemäß »Off and Söap« (1943),
S. 235 bis 240, und gemäß der Erfindung mit Palmöl erzielt wurden.
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A. Arbeitsweise nach »Oil and Soap« mit Palmöl Pahnöl wurde nach dem
Entsäuern und Bleichen mit Aktiverde bei 120° C unter 3 atü Wasserstoffdruck mit
0,1% Ni (aktiver Katalysator) auf Jodzahl 25,1 hydriert. Der Steigschmelzpunkt des
gehärteten Palmöls war 53,5° C.
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Tabelle 1 enthält die Ausbeute an Endprodukt nach zweimaliger Trennung
durch fraktionierte Kristallisation aus Petrolbenzin (Siedepunkt 65 bis 68° C) und
Tabelle 2 die Kennzahlen.
| Tabelle 1 |
| Hartfett, Menge . . . . . . . . . 400 g |
| Lösungsmittel, Menge .... 1600 g |
| 1. Kristallisation |
| (24° C, 18 Stunden) .... 198 g = 49,50% |
| (Schmp. 57,5° C) |
| 2. Kristallisation |
| (-I-2° C, 18 Stunden) ... 122 g = 30,50/0 |
| (Schmp. 50;5° C) |
| Aus dem Filtrat erhaltenes |
| Endprodukt . . . . . . . . . . . 78 g = 19,5 0/0 |
| Tabelle 2 |
| Erweichungspunkt nach |
| B arnicoat . . . . . . . . . 43,2° C |
| Steigschmelzpunkt ....... 40,5° C |
| Desgleichen, stabilisiert ... 41,0° C |
| Jodzahl ................. 40,2 |
| Dilation |
| bei 20° C . . . . . . . . . . . . . 1565 |
| nach 40 Stunden Stabili- |
| sieren bei -I-26° C ... 1515 |
B. Arbeitsweise nach der Erfindung mit Palmöl 500 g entsäuertes und gebleichtes
Pahnöl wurden in 2500 ccm Aceton gelöst und 4 Stunden bei 0° C bis +2'C aufbewahrt.
Das Filtrat enthielt
302g
Öl = 60,4%.
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250 g dieser Fraktion wurden mit 0,5'°/o Ni (geschwefelter Katalysator)
bei 180° C unter 1 ata Wasserstoffdruck auf Schmelzpunkt 33,5° C hydriert: Tabelle
3 enthält die Kennzahlen des gehärteten Endprodukts.
| Tabelle 3 |
| Erweichungspunkt nach Barnicoat 37,0° C |
| Steigschmelzpunkt . . . . . . . . . . . . . . . 33,5° C |
| Desgleichen, stabilisiert . . . . . . . . . . . 35,5° C |
| Jodzahl ......................... 60,2 |
| Dilation |
| bei 20° C . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1500 |
| nach 40 Stunden Stabilisieren bei |
| -26°C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1410 |
Zusammenfassung Die Versuche ergaben, daß nach dem Verfahren »0i1 and Soap« (A)
weniger Endprodukt »hartes Fett« zu erhalten ist im Vergleich mit der Arbeitsweise
nach der Erfindung (B). Die Ausbeuten an hartem Fett betrugen nach Methode A . .
. . . . . . . . . . . . . 19,5110 nach Methode B . . . . . . . . . . . . . . . 60,4%
Das Verfahren »0i1 and Soap« erfordert die Hydrierung des gesamten zu verarbeitenden
Palmöls auf einen hohen Schmelzpunkt. Daher sind die anfallenden Mengen Hartfett,
welche als Nebenprodukt entstehen, ernährungstechnisch von geringem Wert.
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Demgegenüber gestattet die Arbeitsweise der Erfindung die Gewinnung
harter Fette genau definierter Eigenschaften aus Palmöl in wesentlich höherer Ausbeute.
Die erhaltenen Nebenfraktionen sind als solche oder nach geeigneter Hydrierung für
Nahrungsfette restlos verwertbar.