DE112014006800T5

DE112014006800T5 - Herstellung und Zusammensetzung von mittelkettigen Triglyceriden, die eine erhebliche Menge an Laurinsäure enthalten

Info

Publication number: DE112014006800T5
Application number: DE112014006800.4T
Authority: DE
Inventors: Dean A. Jr. Lao; Sonia D. Salvador; Glenn C. Apostol
Original assignee: Lao Dean A
Current assignee: Lao Dean A
Priority date: 2014-07-10
Filing date: 2014-07-25
Publication date: 2017-04-06
Also published as: GB201620404D0; JP2019056125A; AU2014400680A1; JP2017523261A; MY181997A; KR102229104B1; US20170172170A1; KR20170031738A; JP2021011576A; GB202011795D0; KR20190129143A; WO2016007026A1; PH12014000195A1; AU2021203256A1; GB2583050A; GB2544204A; US10327452B2; JP7219251B2; CN106659176A; AU2019261791A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein effizientes großtechnisches Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung von mittelkettigen Triglyceriden mit > 95 % Anteil an C8 (Caprylsäure), C10 (Caprinsäure) und C12 (Laurinsäure), wobei der Anteil an Laurinsäure bei 5 % oder mehr liegt. Das Verfahren umfasst Fraktionieren von Fettsäuremethylestern, welche hauptsächlich aus Kokosnuss oder Palmkernöl stammen, ihre Veresterung mit Glycerol zur Bildung von mittelkettigen Triglyceriden und ihre Aufreiningung, um die Reinheit signifikant zu erhöhen und sie für menschlichen Konsum passend zu machen. Eine solche Zusammensetzung kann wichtige Anwendungen unter anderem in Nahrungsmitteln und ihre Herstellung in gesundheitlichen Ergänzungsmitteln, Kosmetika und Medizin haben.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Öle und Fette und insbesondere die Zusammensetzung von mittelkettigen Triglyceriden (engl. Medium-Chain Triglycerides, MCT) sowie Verfahren zu deren Herstellung.
Hintergrund der Erfindung
Mittelkettige Triglyceride sind Ester, die aus Glycerol und 3 Fettsäuren mit einer Kettenlänge von 8 bis 12 Kohlenstoffatomen gewonnen werden. Die wichtigsten Fettsäurekomponenten sind Caprylsäure (C8), Caprinsäure (C10) und Laurinsäure (C12).
MCT sind sehr nützlich. MCT werden kommerziell bei der Nahrungsmittelherstellung als chemische Zwischenprodukte bei Lebensmittelzusätzen verwendet. Sie werden auch bei der Herstellung von Backwaren, Getränken, Kaugummis, Süßwaren und Tiefkühlprodukten, bei Milchproduktanaloga, Fetten und Ölen, tiefgefroren Milchdesserts, verarbeiteten Früchten, Knabbergebäck, Erwachsenenernährung, Käseaufstrichen und Weichbonbons verwendet. Funktional wirken sie unter anderem als Emulgator, Energiequelle, Formulierungshilfsmittel, Gleitmittel, Trennmittel, Nahrungsergänzungsmittel, Verarbeitungshilfsstoff, Lösungsmittel, Träger, Stabilisator, Verdickungsmittel, Oberflächenbehandlungsmittel, Texturiermittel und Weichmacher für Kosmetika (US FDA 2014). In gesundheitlicher Hinsicht zählen zu den Vorteilen von MCT als Nahrungsmittel die Reduzierung von intestinalen Verletzungen, der Schutz vor Hepatotoxizität, die Entzündungshemmung, die verringerte Cholesterinämie und Hyperglykämie (Martens et al. 2006).
Mit der Realisierung der Vorteile von MCT wurden zahlreiche zusätzliche Verwendungen entdeckt. Das Patent EP 0 923 317 beschreibt MCT in einem Energie- oder Sportgetränk, die insbesondere Körperflüssigkeit, Kohlenhydrate, Lipide, Aminosäuren und Mineralionen in Perioden eines harten Ausdauertrainings ersetzen sollen. Zusätzlich zu Kohlenhydraten, L-Carnitin, Mineralionen und Aminosäuren mit geringen Mengen an Fruchtsaftkonzentraten und künstlichen Geschmacksverstärkern enthält es eine große Lipidmenge, die aus Glycerol besteht, das mit Oleinsäure, Caprinsäure oder Caprylsäure oder einer Kombination aus Caprinsäure, Caprylsäure oder gesättigter Laurinsäure verestert ist. Eine weitere Verwendung ermöglicht die stabile Aufnahme von MCT, was die Vorteile von MCT in gesundheitlicher Hinsicht optimiert, zu denen ihre leichte Verdaubarkeit, ihr größerer Energiegehalt und weitere Vorteile zählen. Das Patent US 20100119684 A1 beschreibt Nahrungsmittelzusammensetzungen umfassend MCT, wobei MCT 2–10 % der Nahrungsmittelzusammensetzung bilden. Durch die Aufnahme der MCT-Komponente ist es möglich, dass eine größere Menge MCT erfolgreich und dauerhaft in den Nahrungsmittelzusammensetzungen aufgenommen wird. Darüber hinaus beschreibt das Patent US 7470445 B2 eine Öl- oder Fettzusammensetzung, die hauptsächlich aus Triglyceriden besteht, die mit MCT angereichert sind. Die Öl- oder Fettzusammensetzung hat eine geringe Körperfetteinlagerung, hat mit herkömmlichen Speiseölen gleichwertige Gareigenschaften, einen guten Geschmack und eine hohe Sicherheit (Traul et al. 2000).
Eine aufkommende Verwendung der MCT betrifft ihr therapeutisches Potential bei neurodegenerativen Störungen. Das Patent US 6835750 B1 offenbarte die Verwendung von MCT zur Behandlung und Vorbeugung der Alzheimer-Erkrankung und anderer Erkrankungen, die aus einem reduzierten neuronalen Metabolismus resultieren. Dieses Patent zeigt eine Verbesserung der kognitiven Fähigkeit bei der Behandlung mit MCT. Es ist kürzlich eine MCT-Zubereitung für die Verbesserung und Aufrechterhaltung der Gehirnfunktion unter Verwendung einer Zusammensetzung offenbart worden, die eine effektive Menge an Kokosöl und eine effektive Menge an MCT umfasst ( US 20130017278 A1 ).
MCT werden auch im Kosmetikbereich aktiv untersucht. Das Patent US 8586060 B2 schlägt eine kosmetische oder pharmazeutische Zusammensetzung als pflanzlichen Ersatz für Vaseline vor. Da es sich um Triglyceride der MCT handelt, bietet sie andere physikalische Eigenschaften als gewöhnliche Öle. Sie hat eine geringere Viskosität, wodurch ein Mittel für eine rasche Verteilung bereitgestellt wird, wenn sie als Hauterweichungsmittel verwendet wird, und ist auf der Haut nichtklebend und nichtfettend. Triglyceride, insbesondere MCT für kosmetische Anwendungen sind ungefährlich hinsichtlich der vorliegenden Verwendungspraxis und der Konzentration, wie durch den Cosmetic Ingredient Review (CIR) Expert Panel (2003) (Fachausschuss für die Bewertung kosmetischer Inhaltsstoffe) festgelegt worden ist. MCT-Öl wird gemäß dem US C.F.R. (Code of Federal Regulations – Sammlung der Bundesrichtlinien), Titel 21, Teil 170 im Allgemeinen als sicher anerkannt (engl. GRAS – Generally Regarded as Safe) und wurde von der US-Behörde für Lebens- und Arzneimittel (engl. Food and Drug Administration) zugelassen.
Das Besondere an der vorliegenden Erfindung ist das konzentrierte Vorliegen von C12 (Laurinsäure), die in der Zusammensetzung enthalten ist. Im Vergleich zu anderen MCT hat Laurinsäure besondere Verwendungen. Das resultierende MCT der vorliegenden Erfindung umfasst eine Zusammensetzung, die mit einer erheblichen Menge an Laurinsäure angereichert ist, was als Nahrungsmittelzusatz, Salatöl, Brat- und Speiseöl, bei Nahrungsmittelzubereitungen sowie zu kosmetischen, kosmezeutischen und pharmazeutischen Zwecken nützlich ist. Sie kann auch zu einer geeigneten Rezeptur und als kompositorischer Bestandteil bei der Nahrungsmittelzubereitung hergestellt werden. Sie kann, ohne darauf beschränkt zu sein, als Lösungsmittel, Emulgator, Energiequelle, Formulierungshilfsstoff, lebensmittelechtes Gleitmittel, Trennmittel, Nahrungsergänzungsmittel, Verarbeitungshilfsstoff, Lösungsmittel, Träger, Stabilisator, Verdickungsmittel, Oberflächenbehandlungsmittel, Texturiermittel und Weichmacher für Kosmetika wirken.
Mit der Verwendung einer erheblichen Menge Laurinsäure kann eine MCT-Zusammensetzung als Nahrungsergänzungsmittel wirken, von der täglich etwa 1 bis 2 Esslöffel oral einzunehmen sind. Sie ist geschmacksfrei, ist eine rasche und unmittelbare Energiequelle, eine alternative Nahrung für das Gehirn, die zu verbesserter Wachsamkeit führt, und ein natürlicher mikrobieller Wirkstoff, da Laurinsäure sich als solche Eigenschaft aufweisend erwiesen hat.
Die höhere Menge an Laurinsäure führt außerdem zu einer Synergie mit C8-und C10-Säuren betreffend antimikrobielle, antivirale und antimykotische Bioaktivität und kann als natürliches Selbst-Konservierungsmittel verwendet werden. Als solches findet sie besondere Anwendung in der Kosmetik und bei Toilettenartikeln und in der kosmezeutischen und pharmazeutischen Industrie (Marten et al. 2006).
Ein weiteres Beispiel für die Verwendung der MCT mit einer erheblichen Menge an Laurinsäure ist die Herstellung eines gebrauchsfertigen Ölkonzentrats für heißen Kaffee oder andere flüssige Zubereitungen. Das gebrauchsfertige MCT-Öl mit einer erheblichen Menge Laurinsäure wird hergestellt, indem etwa 20 % eines Emulgatorgemischs aus destillierten Monoglyceriden aus Oleinsäure und polyethoxylierte Sorbitanester beigemischt werden. Dadurch wird ein stabiles Gemisch ohne schwimmendes MCT-Öl gebildet, wenn es heißem Kaffee oder ähnlichen flüssigen Zubereitungen beigemengt wird.
Die vorliegende Erfindung umfasst darüber hinaus die Erzeugung von MCT, die viele Vorteile bieten, wie etwa Festigkeit, wodurch sie als Verdickungsmittel oder als Geliermittel für topische Anwendung oder Kosmetologie von Nutzen sein können, eine längere Haltbarkeit, einen Widerstand gegen Ranzigkeit und eine bessere Schmackhaftigkeit.
In den Fällen, in denen Laurinsäuren in Zusammensetzungen genannt sind, ist üblicherweise auch eine beträchtliche Menge an nicht mittelkettigen Fettsäuren genannt, wie etwa an Myristinsäure ( GB879211 , JP2009142185 ). Dadurch können die Vorteile von MCT im Allgemeinen verloren gehen, insbesondere ihre Nützlichkeit in der Nahrungsmittelzubereitung und bei bioaktiven Anwendungen.
Zusätzlich zu Produkten bietet die vorliegende Erfindung ein effizienteres Verfahren zur Produktion und Herstellung von MCT mit einer erheblichen Menge an Laurinsäure. Wie im Stand der Technik überlicherweise bekannt ist, wird die Mehrheit der kommerziellen MCT durch Verestern von Glycerol und C8- und C12-Fettsäuren erhalten ( US2238442 , WO2013126990A1 ). Dies erfolgt in Anwesenheit eines Säurekatalysators bei Temperaturen in einem Bereich von 140°C bis 260°C oder durch die Verwendung eines Enzyms wie Lipase bei niedrigeren Temperaturen von 40°C bis 90°C.
Herkömmliche MCT enthalten 50 % bis 70 % C8 und 30 % bis 50 % C10 mit 2 % oder weniger C12 und 3 % oder weniger C6 (Capronsäure). Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines MCT zu bilden, welches durch Veresterung von Fettsäuremethylestern, die aus Kokos- und/oder Palmkernöl gewonnen sind, C8-Säure (Caprylsäure), C10-Säure (Caprinsäure) und eine wesentliche Menge an C12-Säure (Laurinsäure) enthält. In diesem Fall handelt es sich bei dem bevorzugten Ausgangsmaterial um Fettsäuremethylester, die stabiler und nicht korrodierend sind. Dadurch sind eine Herstellungsausstattung und Herstellungsparameter erforderlich, die leichter zu erhalten und zu betreiben sind. Als Nachteil wird bei diesem Verfahren zur Herstellung von MCT-Öl mit Fettsäuremethylestern Methanol als Nebenprodukt gebildet, das bekanntlich toxisch ist. Mit der vorliegenden Erfindung wird somit auch ein effektiver Destillations- und Desodorierungsvorgang vorgestellt, der eine Entfernung von Methanol im Produkt gewährleistet.
Im Gegensatz zum Stand der Technik enthält das MCT-Öl, das aus dem genannten Verfahren unter Verwendung von Fettsäuremethylestern resultiert, einen wesentlichen Anteil an mit Glycerol verestertem C12. Ein herkömmlicher MCT-Prozess wird unter Verwendung von Fettsäuren mit 2 % Laurinsäure durchgeführt. Das neue MCT-Öl enthält einen Großteil an C8, C10 und C12, wobei C12 zwischen 2 und 70 % ausmacht und kleine Mengen an C6 und C14 vorhanden sind. Während das MCT-Öl aus einem herkömmlichen Verfahren auch C8, C10 und C12 enthält, hat es eine geringere Menge an C12.
Aus dem Vorhergehenden ist es für den Fachmann offensichtlich, dass die Erfindung bei anderen besonderen Formen realisiert werden kann, ohne von ihrem Gedanken oder ihren wesentlichen Merkmalen abzuweichen. Die beschriebenen Ausführungsformen sind lediglich als veranschaulichende und nicht einschränkende Ausführungsformen zu betrachten, da der Umfang des gesetzlichen Schutzes, der für die Erfindung gegeben ist, in den Ansprüchen angegeben ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft die Synthese für die kommerzielle Herstellung von mittelkettigen Triglyceriden, die durch Veresterung von Glycerol mit Fettsäuremethylestern und/oder Fettsäuren, die aus Kokosöl und/oder Palmkernöl stammen, gewonnen werden. Die Fettsäuremethylester oder Fettsäuren werden durch Umesterung oder Aufspaltung hergestellt. Die resultierenden Fettsäuremethylester werden weiter fraktioniert, um die C8-C12-Fraktionen zu erhalten, die dann für die Herstellung der endgültigen mittelkettigen Triglyceride verwendet werden. Die C8-C12-Fraktion hat einen C8-Gehalt von 13 bis 45 %, einen C10-Gehalt von 8 bis 35% und einen C12-Gehalt von 2 bis 70 %. Die C8-C12-Fraktion enthält weniger als 2 % C6 (Capronsäure) und 8 % oder weniger C14 (Myristinsäure).
Eine derartige Zusammensetzung führt dazu, dass die Verwendung der gewonnenen MCT mit einem erheblichen Laurinsäuregehalt als Nahrungsergänzungsmittel, Nahrungsmittelzubereitungen, Salatöl, Brat- und Speiseöl sowie für kosmetische, kosmezeutische und pharmazeutische Anwendungen nützlich ist. Sie können vorzugsweise als Zusammensetzungsbestandteil, Nahrungszusatz und als funktionelles Öl in verschiedenen Nahrungsmittelzubereitungen besonders nützlich sein.
Da bei dem Herstellungsprozess Methanol produziert wird, wird ferner ein Verfahren zur Entfernung eines derartigen Schadstoffs vorgestellt, um ein sicheres und genießbares MCT-Öl zu erzeugen.
Zusammenfassung der Figuren und Zeichnungen
1 zeigt den Fraktionierungsprozess der C8-C12-Methylesterfraktion. Kokosmethylester (CME) wird kontinuierlich einer Fraktioniersäule zugeführt, die bei hohen Temperaturen, unter Vakuumdruck und einem geregelten Durchfluss betrieben wird.
2 zeigt den Gesamtprozess zur Herstellung eines MCT durch die Reaktion von Glycerol und einer C8-C12-Methylesterfraktion hergestellt. Das rohe MCT tritt in die Raffinierungsprozessfolge, um es genießbar zu machen, insbesondere in einen Bleich- und Desodorierungsprozess.
Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt insgesamt eine neue MCT-Zusammensetzung mit einem erheblichen Laurinsäuregehalt bereit. Sie stellt auch ein alternatives Verfahren der direkten Veresterung von Fettsäure-Methylestern und Glycerol unter katalytischen Bedingungen für die Herstellung von MCT bereit. Unter Anwendung eines kontinuierlichen oder halbkontinuierlichen Prozesses oder einer Batch-Verarbeitung wird Glycerol mit einer C8-C12-Methylesterfraktion und raffiniertem Glycerin bei etwa 200°C bis 220°C mit einem Partialkondensator zur Reaktion gebracht, um die Methylester während der Reaktion zurücklaufen zu lassen, und mit einem Vollkondensator, um kontinuierlich das Reaktionsnebenprodukt wie Methanol zu entfernen (2).
Die C8-12-Methylesterfraktion wird aus der Fraktionierung eines vollständig getrennten Kokosmethylester gewonnen und wird mit einer Destillationseinheit erreicht, die gewöhnlich als "Fraktioniersäule" bezeichnet wird und dem Fachmann bekannt ist. Die Fraktioniersäule wird bei einem Druck von 55 bis 65 mbar bei einer Temperatur an der Turmspitze von 95°C bis 100°C und einer Temperatur am Säulenboden von 170°C bis 180°C gehalten, wobei die Kurzkettenlängen gesammelt und als C8- bis C12-(C8-C12-)Methylestertrennungen bezeichnet werden. Die Trennung am Boden ist eine Fraktion von C12-18-Methylestern in der rohen Form und kann für weitere Anwendungen weiter destilliert oder fraktioniert werden, wie etwa als Oleochemikalien und als oberflächenaktive Stoffe. Die C8-C12-Methylestertrennung ergibt etwa 16 % bis 18 % der Gesamtzufuhr von Kokosmethylester und 84 % bis 88 % einer rohen C12-18 Methylestertrennung. Die C8-12-Fraktion besteht aus 13 bis 45 % C8 (Caprylsäure), 8 bis 35 % C10 (Caprinsäure) und 2 bis 70 % C12 (Laurinsäure). Die C8 bis C12-Alkylgruppe kann 2 % C6 (Capronsäure) oder weniger und 8 % C14 (Myristinsäure) oder weniger. Die C8-12-Fraktion besteht vorzugsweise aus 1 % C6 oder weniger, 35 bis 45 % C8, 25 bis 31 % C10, 20 bis 30% C12 und 0 bis 4% C14 enthalten. Diese Zusammensetzung ist ideal für die Herstellung des endgültigen MCT-Öls. Alternativ kann die Fraktionierung verschiedener Fettsäuren oder ihrer Ester mit anderen Mitteln erreicht werden, wie etwa unter Verwendung verschiedener Lösungsmittel (Lindqvist et al. 1974).
Die C8-12-Fraktion kann auch in einer ähnlichen Fraktioniersäule unter Verwendung von Kokosfettsäuren als Ausgangsmaterial oder von Palmkernfettsäuren oder ihrer Methylesterderivate hergestellt werden. Die resultierende Trennung der C8-12-Fraktion sollte vorzugsweise auch aus 1 % C6 oder weniger, 35 bis 45 % C8, 25 bis 31 % C10, 20 bis 30 % C12 und 0 bis 4 % C14 bestehen.
Das MCT-Öl wird dann hergestellt, indem die C8-C12-Methylerfraktionen mit Glycerol zur Reaktion gebracht und anschließend gereinigt werden (2). Das Molverhältnis von Glycerol zur C8-12-Methylesterfraktion beträgt 1 Mol Glycerol zu 3 bis 4 Mol C8-C12-Methylester, vorzugsweise 1 Mol Glycerol zu 3,3 bis 3,9 Mol C8-12-Methylester. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Reaktion in Anwesenheit eines Katalysators durchgeführt. Die Reaktion erfolgt bei 140°C bis 260°C, vorzugsweise bei 180°C bis 220°C, und weiter vorzugsweise zwischen 200°C und 220°C bei einem Vakuum von 60 bis 80 mbar mit geregeltem Einblasen von Stickstoff, bis die Umwandlung zu Triglyceriden 95 % oder mehr beträgt. Alternativ kann ein derartiger Prozess auch unter atmosphärischen Bedingungen durchgeführt werden. Das Methanol als Ergebnis der Kondensation von Glycerol und Methylestern wird kontinuierlich kondensiert und aus dem Reaktionsgemisch entfernt, wobei das überschüssige Methylester zurücklaufen kann, um die Reaktion zur Triglyceridbildung anzutreiben. Dem Fachmann ist das korrekte Gleichgewicht zwischen Temperatur, Katalysator und aufgebrachtem Vakuum bekannt, um eine schnellere Umwandlung und eine kürzere Reaktionszeit des Veresterungsprozesses zu ermöglichen. Das überschüssige C8-12-Methylester wird gesammelt und kann in der Veresterungsstufe wiederverwendet werden. Die Hydroxylzahl (OHZ) wird kontinuierlich überwacht, bis der Pegel von 5 mgKOH/gm oder weniger erreicht ist, wobei vorzugsweise ein OHZ von 1 bis 3 erwünscht ist.
Der Katalysator der vorliegenden Erfindung wurde aus einem anorganischen Katalysator (homogen und heterogen), einem alkalischen Katalysator und Metalloxidkatalysatoren ausgewählt. Beispiele für homogene anorganische Säurekatalysatoren umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, H₃PO₄, H₂SO₄, Sulfonsäuren und Derivate wie Methansulfonsäure und p-Toluen-Sulfonsäure. Beispiele für alkalische Katalysatoren umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Natriumhydroxid, Natrium- oder Kaliummethylat. Beispiele für heterogene Katalysatoren auf Säurebasis umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Titanate der Butyloxosäure des Zinns. Beispiele für Metalloxide oder vermischte Metalloxidkatalyatoren umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Zinkoxide, Zinnoxide, Chromoxide und Zirkoniumoxid.
Bei der Herstellung des neuen MCT-Öl kann es sich bei dem bevorzugten Katalysator um 70 % Methansulfonsäure, 30 % Natriummethylat und/oder Titanate von der Butyloxosäure des Zinns in einer Dosierung von 0,30 bis 0,50 Gew.-% Gesamtgemischs handeln.
Die vorliegende Erfindung der Veresterung von Glycerol mit einer C8-12-Methylesterfraktion ist in einer Raffinerie integriert, um ein genießbares MCT-Öl herzustellen. Das rohe MCT, das aus der direkten Veresterung von Glycerol und C8-12-Methylestern resultiert, kann dadurch gekennzeichnet sein, dass es nicht reagierende C8-12-Methylester aus dem überschüssigen Molverhältnis, Spuren von Alkohol wie Methanol und höhere Mengen an Monoglyceriden und Diglyceriden umfasst, die aus ihrer unvollständigen Kondensation mit C8-12-Methyletern resultieren.
Die Anlage im Maßstab einer Raffinerie der vorliegenden Erfindung kann dadurch gekennzeichnet sein, dass sie Druckblattfilter, Bleichbehälter, Dampfdesodorierungsvorrichtungen und Sammelbehälter umfasst. Das rohe MCT-Öl, das als unreagierte Methylester und Spuren von Methanol enthaltend beschrieben wurde, soll bei einem Vakuum von 60 bis 80 mbar mit einem geregelten Einblasen von Stickstoff etwa für 2 Stunden auf 200°C bis 220°C erhitzt werden. Der Mehrheit der unreagierten Methylester einschließlich das vorhandene Restmethanol wird abgeschi8eden. Der verbrauchte Katalysator wird entfernt, indem das rohe MCT durch ein Druckblattfilter, das auf 50°C bis 60°C erhitzt ist, geleitet und im Bleichbehälter gesammelt wird. In dem Bleichbehälter wird es für etwa 30 bis 60 Minuten bei einem Vakuum von 60 bis 80 mbar auf etwa 90°C bis 110°C erhitzt. Die Bleicherde und die Aktivkohle werden in einer Menge von 0,30 bis 0,50 Gew.-% des Gesamtgemischs beigemengt. Nach der erforderlichen Verweilzeit wird das Vakuum unterbrochen. Die verbrauchten Bleichmittel werden entfernt, indem sie durch ein Druckblattfilter bei 50°C bis 60°C geleitet werden. Bei der Dampfdesodorierung werden die gebleichten MCT auf etwa 170°C bis 200°C erhitzt. Sie werden zunächst für etwa 2 Stunden bei etwa 4 bis 8 mbar auf 170°C erhitzt. Schließlich werden sie mit einem aufgebrachten Vakuum von 4 bis 8 mbar für weitere 4 Stunden auf 200°C erhitzt. Stabilisatoren oder Antioxidationsmittel wie Zitronensäure wird in einem Anteil von 100 bis 200 Teilen pro Million (ppm) dem endgültigen raffinierten MCT-Öl beigemengt.
Die vorliegende Erfindung offenbart ein großtechnisches Verfahren zur Herstellung von Triglyceriden, insbesondere von MCT aus der Reaktion von Glycerol und C8-12-Methylestern. Der Fachmann wird verstehen, dass es bestimmte Öl- und Fettmodifikationen gibt, die außerhalb der Ansprüche der Erfindung liegen und dennoch offensichtlich sind und in den Erfindungsumfang fallen. MCT können beispielsweise mit einzelnen Trennungen von C8, C10 und C2 mit Spuren von C6 und C14 hergestellt werden. Diese einzelnen Trennungen können in Form von Fettsäure-Methylestern oder Fettsäuren vorliegen und zu dem gewünschten Verhältnis vermischt werden, um die gleiche MCT-Ölzusammensetzung wie diejenige, die in der vorliegenden Erfindung beansprucht ist, zu erhalten. Darüber hinaus können Gemische aus Triglyceriden der Caprinsäure, Triglyceriden der Caprylsäure und Triglyceriden der Laurinsäure in unterschiedlichen Anteilen vermischt werden.
Kommerzielle MCT werden durch Veresterung von hauptsächlich C8-10-Fettsäuren mit Glycerol hergestellt. Die C8-10-Fettsäuren können aus Kokosöl und dem sehr verbreiteten Palmkernöl gewonnen werden. Kokosöl hat eine C8-10-Fettsäurefraktion von etwa 10 % bis 13% je nach Verfahren und Effizienz des Sammelvorgangs, wobei Palmkernöl eine niedrigere C8-10-Fraktion von etwa 7 bis 9 % enthält. Die vorliegende Erfindung bietet eine ergiebigere Extraktion der C12-Fraktion (Laurinsäure) aus der endgültigen C8-12-Fraktion.
Per Definition ist Laurinsäureöl ein MCT. Bei den bekannten Ölen haben Kokosöl oder Palmkernöl den höchsten Gehalt an Laurinsäure. Kokosnussöl enthält etwa 45 bis 52 % Laurinsäure und Palmkernöl 43 bis 48 %. Beide Öle bieten die höchste C8-12-Fraktion und eine größere Flexibilität für die individuelle Bildung von MCT mit variablen Eigenschaften und Formen. Die vorliegende Erfindung wurde somit dazu offenbart, die C8-12-Fraktion für die Herstellung von MCT mit substanzieller Laurinsäure zu verwenden.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Veresterungsprozess einer C8-C12-Methylesterfraktion und Glycerol mit einem großtechnischen kommerziellen Prozess, bei dem Methylesterfraktionen verwendet werden, um genießbare MCT herzustellen. Das MCT mit erheblicher Menge an Laurinsäure umfasst 1 % C6 oder weniger, 35 bis 45 % C8, 25 bis 31% C10, 20 bis 30 % C12 und 0 bis 4 % C14. Der Gehalt an Triglycerid beträgt 95 % oder mehr und der Gehalt an kombinierten Monoglyceriden und Diglyceriden etwa 5 %. Es hat idealerweise einen Steigschmelzpunkt von 0°C bis 15°C, wobei es bei Raumtemperatur und bei niedrigen Temperaturbedingungen flüssig bleibt. Der Nährwert pro 100 ml Portionsgröße beträgt zwischen 750 und 860 kcal und vorzugsweise etwa 840 kcal (bei einer Portionsgröße von 15 ml 110 bis 135 kcal, vorzugsweise etwa 130 kcal), der Gesamtfettgehalt beträgt 90 bis 100 Gramm, vorzugsweise etwa 93 Gramm (bei einer Portionsgröße von 15 ml 12 bis 15 Gramm, vorzugsweise etwa 14 Gramm), der Gehalt an gesättigten Fetten beträgt 90 bis 100 Gamm (bei einer Portionsgröße von 15 ml 12 bis 15 Gramm, vorzugsweise etwa 14 Gramm), der Gehalt an Transfetten, polyungesättigten Fetten und monogesättigten Fetten jeweils 0 Gramm, es gibt keinerlei oder Spuren von Cholesterin, Natrium, Kalium, der Gesamtkohlenhydrate einschließlich Ballaststoffe, lösliche Ballaststoffe und Zucker, Proteine, Vitamin A, C und Eisen, Spuren von Thiamin, Riboflavin, Niacin, und keinerlei oder Spuren von Asche, Feuchtigkeit und Phosphor.
Alternative Ausführungsformen Neben seiner Triglyceridform kann das hier vorgestellte MCT-Öl darüber hinaus mit Mischungen aus Verdickungsmitteln und Geliermitteln kosmetischer Qualität hergestellt werden, um daraus ein Softgel für Hautkosmetikanwendungen zu bilden, indem vorzugsweise hochreiner Bentonit-Ton, pyrogene Kieselsäure und Magnesium-Aluminium-Silicate mit 3,5 Gew.-% der gesamten Mischungen oder weniger beigemengt werden.
Das hier vorgestellte MCT-Öl kann ferner mit einer Mischung aus Nahrungsmittelemulgatoren für gebrauchsfertige Zubereitungen für Getränke, Kaffeeweißer oder ähnliche Flüssigkeiten hergestellt werden, die vorzugsweise aus 80 % MCT-Öl oder mehr und 20 % Lebensmittelemulgatormischungen oder weniger besteht umfassend, ohne darauf beschränkt zu sein, destillierte Monoglyceride aus Stearinsäure oder Oleinsäure, Polyglycerol-Fettsäureester und polyethoxylierte Sorbitanester.
Liste der angeführten Dokumente
Patentliteratur

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Claims

Verfahren zur Herstellung von Triglyceriden, die mit C8-12 Fettsäure-Seitenketten angereichert sind, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: (1) Fraktionieren von Fettsäuremethylestern; (2) Auffangen von Fraktionen, die mindestens 13 % C8-Fettsäuremethylester (Caprylsäure), mindestens 8 % C10-Fettsäuremethylester (Caprinsäure) und mindestens 5 % C12-Fettsäuremethylester (Laurinsäure) und weniger als 5 % andere Fettsäuren oder ihre Methylester enthalten; und (3) Verestern der C8-C12-Fettsäuremethylester mit Glycerol zur Bildung von Triglyceriden mit C8, C10 und C12 Fettsäureseitenkettenlängen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Fettsäuremethylester mit Destillationsmitteln fraktioniert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Fettsäuremethylester in C8-12- und in C12-18-Fraktionen fraktioniert werden.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei der Prozess halbkontinuierlich erfolgt.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei der Prozess kontinuierlich erfolgt.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei der Prozess ein Batch-Prozess ist.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei die Fettsäuren oder ihre Methylester aus Kokosnuss stammen.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei die Fettsäuren oder ihre Methylester aus Palmkernöl stammen.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei die Fraktionen der Fettsäuremethylester mindestens 35 % C8, 25 % C10 und mindestens 20 % C12 enthalten.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei die Fraktionen der Fettsäuremethylester 35–45% C8, 25–31 % C10 und mindestens 20 % C12 enthalten.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei das Molverhältnis von Glycerol zur C8-12-Methylesterfraktion 1 Mol Glycerol zu 3 bis 4 Mol C8-12-Methylester beträgt.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Molverhältnis von Glycerol zur C8-12-Methylesterfraktion 1 Mol Glycerol zu 3,3 bis 3,9 Mol C8-12-Methylester beträgt.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei die Veresterungsreaktion bei 140°C bis 260°C unter atmosphärischen Bedingungen oder unter Vakuum bei 60 bis 80 mbar mit geregeltem Einblasen von Stickstoff durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Veresterungsreaktionsschritt bei 180°C bis 220°C durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Veresterungsreaktionsschritt bei 200°C bis 220°C durchgeführt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei die Katalysatoren für Schritt (3) aus den folgenden Katalysatoren ausgewählt sind: anorganische Säurekatalysatoren, alkalische Katalysatoren und Metalloxidkatalysatoren.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei die Katalysatoren für Schritt (3) aus den folgenden Katalysatoren ausgewählt sind: Methansulfonsäure, Natriummethylat und Titanate von der Butyloxosäure des Zinns.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei die Veresterungsrate 95% oder mehr beträgt.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei Mittel für das Raffinieren von Triglyceridzusammensetzungen zum Entfernen von Methanol aus einem oder einer Kombination der folgenden Mittel ausgewählt sind, die aufgenommen sind: (1) Erhitzen unter Vakuum mit geregeltem Stickstofffluss, (2) Erhitzen und Leiten der Triglyceride durch ein Druckblattfilter, (3) Beimengen von Bleicherde und Aktivkohle und Leiten der Substanz durch ein Druckblattfilter.
Zusammensetzung aus mittelkettigen Triglyceriden, die mit dem Verfahren nach Anspruch 1 gewonnen wurden, wobei die Zusammensetzung mindestens 13 % C8 (Caprylsäure), mindestens 8 % C10 (Caprinsäure) und mindestens 20 % C12 (Laurinsäure) umfasst, wobei weniger als 5 % des Inhalts aus weiteren Fettsäuren bestehen.
Zusammensetzung aus mittelkettigen Triglyceriden, die mit dem Verfahren nach Anspruch 1 gewonnen wurden, wobei die Zusammensetzung 35 bis 45% % C8, 25 bis 31 % C10 und mindestens 20 % C12 umfasst, wobei weniger als 5 % des Inhalts aus weiteren Fettsäuren bestehen.
Zusammensetzung aus mittelkettigen Triglyceriden, die mindestens 13 % C8 (Caprylsäure), mindestens 8 % C10 (Caprinsäure) und mindestens 20 % C12 (Laurinsäure) umfasst, wobei weniger als 5 % des Inhalts aus weiteren Fettsäuren bestehen.
Zusammensetzung nach Anspruch 22, wobei die Triglyceride mindestens 35 % C8 (Caprylsäure), mindestens 25 % C10 (Caprinsäure) und mindestens 20 % C12 (Laurinsäure) umfassen, wobei weniger als 5 % des Inhalts aus weiteren Fettsäuren bestehen.
Zusammensetzung nach den Ansprüchen 20 bis 23, wobei die gewonnenen Fettsäuren vollständig oder teilweise aus Kokosnuss gewonnen sind.
Zusammensetzung nach den Ansprüchen 20 bis 23, wobei die gewonnenen Fettsäuren vollständig oder teilweise aus Palmkernöl gewonnen sind.
Zusammensetzung nach den Ansprüchen 20 bis 23, wobei zumindest eine Antioxidationssubstanz beigemengt wird.
Zusammensetzung nach Anspruch 26, wobei es sich bei dem Antioxidationsmittel um Zitronensäure handelt.
Verdickungssubstanz oder Geliermittel, die bzw. das die Zusammensetzung nach den Ansprüchen 19 bis 25 enthält.
Verdickungssubstanz oder Geliermittel nach Anspruch 28, wobei die Zusammensetzung nach den Ansprüchen 20 bis 27 in Bentonit-Ton, pyrogene Kieselsäure und/oder Magnesium-Aluminium-Silikate aufgenommen ist.
Nahrungsmittelemulgator, der die Zusammensetzung nach den Ansprüchen 20 bis 27 enthält.
Nahrungsmittelemulgator nach Anspruch 28, wobei die Zusammensetzung nach den Ansprüchen 20 bis 27 in die Gruppe von destillierten Monoglyceriden aus Stearinsäure oder Oleinsäure, Polyglycerol-Fettsäureester und/oder polyethoxylierten Sorbitanester aufgenommen ist.
Verwendung von Produkten nach den Ansprüchen 20 bis 31.