DE68924470T2 - Fettzusammensetzungen mit hohem Fettkörpergehalt. - Google Patents

Fettzusammensetzungen mit hohem Fettkörpergehalt.

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Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eßbare Zusammensetzungen, welche feste und flüssige Fettmaterialien umfassen, und einen hohen Feststoffgehalt aufweisen, wobei die Fettmaterialien unverdaubar sind.
    • Hintergrund der Erfindung
  • Die GB-A-1 025 992 betrifft Fettzusammensetzungen, welche Suspensionen feinzerteilter Triglycerid-Kristalle in flüssigen Triglyceriden umfassen.
  • Unter den Verbrauchern besteht ein stets anwachsendes Interesse für Nahrungsprodukte mit einem reduzierten Fett- und reduzierten Kaloriengehalt. Von bestimmten eßbaren, aber nicht absorbierbaren und unverdaubaren flüssigen Materialien wurde gefunden, daß sie als Fettersatzstoffe und als pharmazeutische Zusammensetzungen für die Behandlung von Hypercholesterinämie geeignet sind. Siehe z.B. US-Patent 3 600 186 (erteilt am 17. August 1971) und US-Patent Nr. 3 954 976 (erteilt am 4. Mai 1976), beide von Mattson und Volpenhein, beide übertragen an Procter & Gamble, und beide hier durch den Bezug darauf einbezogen. Um mit der Aufnahme von Speiseprodukten, die bestimmte dieser Fettmaterialien enthalten, verbundene unerwünschte Effekte des analen Ausfließens zu lindern, wurde ein verbesserter Fettersatz durch Einbringen bestimmter fester Fettmaterialien in diese flüssigen Fettmaterialien erhalten. Siehe z.B. US-Patent Nr. 4 005 196 von Jandacek (erteilt am 25. Januar 1977), übertragen an The Procter & Gamble Company, und hierin durch den Bezug darauf einbezogen. Das bevorzugte Verhältnis von flüssigen zu festen Bestandteilen in den Jandacek-Zusammensetzungen beträgt etwa 4:1 bis zu etwa 2:1. Während die Mischung aus flüssigen und festen Bestandteilen das Problem des analen Ausfließens zufriedenstellend berichtigte, führte die Einbindung eines solch hohen Anteils an festen Fettmaterialien in die flüssigen Fettmaterialien zu einem Fettersatz welcher, obwohl im wesentlichen frei von unerwünschten Effekten des analen Ausfließens, manchmal dazu neigte ein unerwünscht wachsiges oder sandiges Gefühl im Mund nach Aufnahme durch den Verbraucher zu ergeben.
  • Es ist deshalb ein Ziel dieser Erfindung, eine für die Einbringung in Nahrungsmittelzusammensetzungen geeignete, unverdaubare Fettzusammensetzung zu erzeugen, welche den unerwünschten Effekt des analen Ausfließens im wesentlichen lindert und das wachsige oder sandige Gefühl im Mund nach Aufnahme im wesentlichen eliminiert.
  • Dieses und andere Ziele der Erfindung werden durch die hier gegebene Beschreibung klar werden.
  • Alle Prozentsätze und Verhältnisse beziehen sich auf das Gewicht, außer anders angegeben.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Fettzusammensetzung. Die Zusammensetzung umfaßt ein flüssiges Fettmaterial, welches unverdaubar ist, und ein unverdaubares festes Fettmaterial.
  • Die verbesserte Fettzusammensetzung zeigt im wesentlichen kein Wachsigkeits- oder Sandigkeits-Gefühl im Mund, jedoch behält die Zusammensetzung den gegen das anale Ausfließen gerichteten Vorteil, der durch die Einbindung fester Fettmaterialien in unverdaubares flüssiges Fettmaterial verliehen wird, bei. Dieses wird durch Einbinden fester Fettmaterialien mit einer Partikelgröße von 10 um oder weniger erreicht.
  • Die Fettzusammensetzung umfaßt deshalb eine Mischung aus flüssigem Fettmaterial, welches unverdaubar ist, und einem festen Fettmaterial, wobei das feste Material eine Teilchengröße von 10 um (10 micron) oder weniger aufweist, und worin das Gewichtsverhältnis von flüssigem Fettmaterial zu festem Fettmaterial etwa 1,5:1 bis etwa 4:1 beträgt.
  • Die Vorteile dieser Erfindung werden mit einer maximalen Kalorienreduktion im Vergleich zu herkömmlichen Triglyceridfetten erreicht, wenn sowohl das flüssige Fettmaterial als auch das feste Fettmaterial unverdaubar sind. Es besteht weniger Kalorienreduktion, wenn ein festes Fettmaterial, das verdaubar ist, in einem unverdaubaren flüssigen Fettmaterial suspendiert wird. Darüber hinaus besteht eine wesentlich geringere Kalorienreduktion im Vergleich zu herkömmlichen Triglyceridfetten, wenn ein unverdaubares festes Fettmaterial in einem verdaubaren flüssigen Fettmaterial (anstelle einem vollständig oder teilweise unverdaubaren flüssigen Fettmaterial) suspendiert wird, und es besteht keine Kalorienreduktion, wenn ein verdaubares festes Fettmaterial in einem verdaubaren flüssigen Fettmaterial suspendiert wird.
  • Der hier verwendete Begriff "festes unverdaubares Fettmaterial", steht für ein Material, welches Triglyceridfette in Speisen ersetzen kann und dennoch die geschmacksmäßigen und physikalischen Eigenschaften von Triglyceridfett, wie etwa Gleitfähigkeit und Geschmack, in der menschlichen Nahrung zur Verfügung stellt. Mit "fest" ist hier gemeint, daß das Material einen vollständigen Schmelzpunkt oberhalb 37ºC (98,6ºF) besitzt. Die festen unverdaubaren Fettmaterialien gewähren die Kontrolle des analen Ausfließens, wenn sie zu den unverdaubaren flüssigen Fettmaterialien gegeben werden. Unter einem bevorzugten Gesichtspunkt ist die hier beschriebene Erfindung auf eine Fettzusammensetzung gerichtet, worin die flüssige Komponente ein unverdaubares Öl ist und welche die erwünschten das anale Ausfließen verhindernden Effekte aufgrund des darin vorhandenen festen Fettmaterials aufweist, aber die normalerweise nicht die mit der Einbindung der Feststoffe verbundene wachsige oder sandige Empfindung aufweist.
  • Der Begriff "flüssiges Fettmaterial", wie hier verwendet, bezeichnet ein Material, welches unverdaubar ist und welches die normalen flüssigen Triglyceride in der menschlichen Nahrung ersetzen kann. Diese Materialien können herkömmliche Triglycerid-Öle in der Nahrung ersetzen und stellen dennoch die geschmacksmäßigen und physikalischen Eigenschaften von Triglycerid-Ölen, wie etwa Gleitfähigkeit und Geschmack, zur Verfügung. Mit "flüssig" ist hier gemeint, daß das Material einen Schmelzpunkt von 37ºC (98,6ºF) oder weniger aufweist.
  • Mit "unverdaubar", wie hier verwendet, ist gemeint, daß mindestens 70 % des Materials (und bevorzugt das ganze Material) nicht vom Körper verdaut wird. Das Material wandert im wesentlichen als dasselbe durch das Verdauungssystem, als das es aufgenommen wurde. Umgekehrt ist mit "verdaubar" gemeint, daß mehr als 30 % des Materials vom Körper verdaut werden.
  • Mit "Anti-Anal-Leckage (AAL)"-Mittel bzw. das anale Ausfließen verhindernde Mittel", wie hier verwendet, sind eßbare Materialien gemeint, welche die das Ausfließen von unverdaubaren flüssigen Fettmaterialien durch den Analschließmuskel verhindern. Die unverdaubaren festen Fettmaterialien wirken als das anale Ausfließen verhindernde Mittel für die unverdaubaren flüssigen Fettmaterialien.
  • Die Fettzusammensetzung dieser Erfindung umfaßt eine stabile Fest/Flüssig-Dispersion, welche eine Mischung von festen Fettmaterialien mit einer Partikelgröße von 10 um oder weniger und flüssigen Fettmaterialien ist, worin das Gewichtsverhältnis der flüssigen zu den festen Bestandteilen etwa 1,5:1 bis etwa 4:1 beträgt und worin die flüssigen Bestandteile unverdaubar sind. Dieses stabile Fest/Flüssig-System stellt eine wirksame Kontrolle gegen das anale Ausfließens des flüssigen unverdaubaren Fettmaterials zur Verfügung und lindert zur gleichen Zeit die Wahrnehmung der Sandigkeit oder Wachsigkeit im Mund.
    • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fettzusammensetzung, umfassend eine Mischung aus einem flüssigem Fettmaterial, welches unverdaubar ist und welches einen Schmelzpunkt von 37ºC (98,6ºF) oder weniger besitzt, und einem festen Fettmaterial, das einen vollständigen Schmelzpunkt von mehr als 37ºC (98,6ºF) besitzt. Das Gewichtsverhältnis des flüssigen Fettmaterials zu dem festen Fettmaterial beträgt etwa 1,5:1 bis etwa 4:1. Das feste Fettmaterial besitzt eine Teilchengröße von weniger als etwa 10 um. Diese kleine Teilchengröße steigert den gegen anales Ausfließen gerichteten Vorteil, welcher durch die festen Materialien vermittelt wird, wenn sie in unverdaubarem flüssigen Fettmaterial suspendiert werden. Für feste unverdaubare Materialien verhindert die geringe Teilchengröße auch die oft mit den festen Materialien verbundene sandige Empfindung im Mund.
  • Um die spezifizierte Teilchengröße von 10 um oder weniger zu erreichen, werden die festen Fettmaterialien vorzugsweise gemahlen, noch bevorzugter in einer Kugelmühle gemahlen, am meisten bevorzugt in Gegenwart von Glas- oder Keramik-Kügelchen, entweder bevor oder nachdem sie den flüssigen Fettmaterialien zugegeben werden. Obwohl verschiedene Typen von Vorrichtungen zur Größenreduktion verwendet werden können, sollten die Mühlen im Idealfall entweder Glas- oder Keramik-Kügelchen verwenden, um die spezifizierte Teilchengröße von 10 um oder weniger zu erreichen. Während der Durchführung des Mahlens ist es notwendig, daß die Temperatur auf mindestens etwa -12,2ºC (10ºF), vorzugsweise etwa -9,4ºC (15ºF) unterhalb des vollständigen Schmelzpunkts der festen Fettmaterialien gehalten wird, um die Vorteile der hier beschriebenen Erfindung zu erzielen. Aus diesem Grunde wird es bevorzugt obwohl die festen Fettmaterialien, bevor sie zu den flüssigen Fettmaterialien gegeben werden, zufriedenstellend alleine gemahlen werden können, die festen und flüssigen Fettmaterialien in Form einer Aufschlämmung zu vereinigen und die Aufschlämmung dem Mahlen zu unterziehen. Dieses Herstellungsverfahren ergibt eine Mischung, welche leichter aus der Mühle wiedergewinnbar ist, als dies mit gemahlenen festen Fettmaterialien allein der Fall ist, und erleichtert aufgrund des Effektes der flüssigen Fettmaterialien auf die Wärmeleitung die Kontrolle der Temperatur.
  • Es ist wichtig zu erkennen, daß die Vorteile dieser Erfindung von dem festen Fettmatenal mit einer Teilchengröße von 10 um oder weniger festgelegt werden. Es ist allerdings unwesentlich, wie diese Teilchengröße erreicht wird. Während das Mahlen ein Verfahren zum Erreichen einer Teilchengröße von 10 um oder weniger ist, ist jegliches Verfahren zur Erreichung eines festen Fettmaterials mit der erforderlichen Teichengröße zur Verwendung bei der Herstellung des in der Fettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthaltenen festen Fettmaterials geeignet.
  • Die Verwendung der hier beschriebenen unverdaubaren Fettmaterialien führt zu einer verbesserten Fettzusammensetzung, welche im Vergleich zu herkömmlichen Triglyceridfetten weniger Fett und Kalorien aufweist und deshalb bevorzugt wird. Allerdings führt die Verwendung unverdaubarer flüssiger Fettmaterialien in der Abwesenheit von festen Fettmaterialien häufig zu analem Ausfließen dieser unverdauten flüssigen Fettmaterialien; dieses Problem wird durch das Einbringen von festen Fettmaterialien in die unverdaubaren flüssigen Fettmaterialien gelöst. Sowohl verdaubare als auch unverdaubare feste Fettmaterialien, oder eine Mischung davon, erleichtern erfolgreich das Problem des analen Ausfließens, aber die Verwendung von unverdaubaren festen Fettmaterialien führt zu einer größeren Fett- und Kalorienreduktion, als es bei der Verwendung von verdaubaren festen Fettmaterialien der Fall ist.
  • Die vorliegende Erfindung richtet sich auf eine verbesserte Fettzusammensetzung, die feste und flüssige Fettmaterialien umfaßt, worin die typischerweise mit der Einbindung von festen Fettmaterialien verbundene wachsige oder sandige Empfindung im Mund durch die Verwendung von festen Fettmaterialien mit einer Teilchengröße von 10 um oder weniger gemildert wird. Die flüssigen Fettmaterialien sind unverdaubar, um eine Fett- und Kalorienverminderung zu erzielen. Die flüssigen Fettmaterialien können ebenfalls aus einer Mischung von unverdaubaren flüssigen Fettmaterialien und verdaubaren flüssigen Fettmaterialien bestehen.
    • Unverdaubare Fettmaterialien
  • Eine breite Auswahl von unverdaubaren Fettmaterialien ist für die Verwendung in den Fettzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung geeignet. Abhängig von ihrem Schmelzpunkt können sie als ein flüssiges Fettmaterial oder als ein festes Fettmaterial, oder beides, bei den Zusammensetzungen der Erfindung verwendet werden. Beispiele solcher unverdaubaren Fettmaterialien sind: Fettalkoholester von Polycarbonsäuren (US-Patent Nr. 4 508 746 von Hamm, erteilt am 2. April 1985); Fettpolyester von Polyglycerin (US-Patent Nr. 3 932 532 von Hunter et al., erteilt am 13. Januar 1976) (Verwendung in Nahrungsmitteln beschrieben im Deutschen Patent 207 070, erteilt am 15. Februar 1984); Ether und Ether-ester von Polyolen die die Neopentyl-Gruppe enthalten (US-Patent 2 962 419 von Minich, erteilt am 29 November 1960); Fettalkoholdiester von Dicarbonsäuren wie Malonsäure und Bernsteinsäure (US-Patent 4 582 927 von Fulcher, erteilt am 15. April 1986); Triglyceridester von α-verzweigtkettigen Alkylcarbonsäuren (US-Patent 3 579 548 von Whyte, erteilt am 18. Mai 1971) und Zucker- und Zuckeralkoholfettsäurepolyester (US-Patent 3 600 186 von Mattson und Volpenhein, erteilt am 17. August 1971), die hier alle durch den Bezug darauf einbezogen sind. Die Fettgruppen dieser Materialien enthalten typischerweise etwa 8 bis etwa 24 Kohlenstoffatome, bevorzugt etwa 14 bis etwa 18 Kohlenstoffatome.
  • Aus Gründen der Kostengünstigkeit, der Annahme durch den Verbraucher und der Gewährleistung der inhärenten Sicherheit besteht die bevorzugte Klasse solcher in der Fettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung zu verwendenden Materialien in den Polyolfettsäurepolyestern. Polyolfettsäurepolyester umfassen Zuckerfettsäurepolyester, Zuckeralkoholfettsäurepolyester, Polyglycerinfettsäurepolyester und Mischungen davon.
  • Zucker-, Zuckeralkohol- oder Polyglycerinfettsäurepolyester sind unter den bevorzugten Materialien für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung. Der Begriff "Zucker" wird hier in seinem herkömmlichen Sinn als Sammelname für Mono- und Disaccharide verwendet. Der Begriff "Zuckeralkohol" wird ähnlicherweise in seinem herkömmlichen Sinn als Sammelname für das Reduktionsprodukt von Zuckern verwendet, worin die Aldehyd- oder Keton-Gruppe zu einem Alkohol reduziert worden ist. Der Begriff "Polyglycerin" wird verwendet, um Mischungen von Ethern von Glycerin mit sich selbst im Bereich von 2 bis 30 Glycerineinheiten pro Molekül zu beschreiben. Polyglycerin wird durch Polymerisierung von Glycerin in Gegenwart von entweder Säure oder Base unter Entfernen von Wasser während der Reaktion hergestellt. Zum Beispiel ist die im US-Patent 3 968 169 von Seiden und Martin (übertragen an The Procter & Gamble Company), erteilt am 6. Juli 1976, beschriebene Synthese geeignet und ist hier durch den Bezug darauf einbezogen. Polyglycerin kann durch im Fachgebiet bekannte Verfahren, wie etwa Molekulardestillation, fraktioniert werden, wodurch spezifische Polymerbereiche erhalten wurden.
  • Die zur Verwendung als Fettmaterialien hier geeigneten Polyolpolyester-Verbindungen werden durch die Reaktion eines Monosaccharids, Disaccharids, Zuckeralkohols oder von Polyglycerin mit solchen Fettsäuren, wie sie hier beschrieben werden, hergestellt. Bevorzugte Monosaccharide, Disaccharide und Zuckeralkohole enthalten 4 bis 8 Hydroxyl- Gruppen. Bevorzugte Polyglycerine enthalten vorwiegend etwa 5 bis etwa 15, und weiter bevorzugt etwa 6 bis etwa 10 veretherte Glycerineinheiten.
  • Beispiele für geeignete Monosaccharide sind diejenigen mit 4 Hydroxyl-Gruppen wie etwa Xylose, Arabinose und Ribose; der aus Xylose abgeleitete Zuckeralkohol, d.h. Xylitol, ist gleicherweise geeignet. Das Monosaccharid Erythrose ist für die Verwendung in Fettmaterialien der Fettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung nicht geeignet, da es nur 3 Hydroxyl-Gruppen enthält; der aus Erythrose abgeleitete Zuckeralkohol, d.h. Erythritol, enthält jedoch 4 Hydroxyl-Gruppen und ist somit geeignet. Unter den Monosacchariden mit 5 Hydroxyl-Gruppen, die für die hier vorliegenden Verwendung geeignet sind, sind Glucose, Mannose, Galactose, Fructose und Sorbose. Ein aus Saccharose, Glucose oder Sorbose abgeleiteter Zuckeralkohol, z.B. Sorbitol, enthält 6 Hydroxyl-Gruppen und ist ebenfalls als der Alkohol-Rest der Fettsäureester-Verbindung geeignet. Beispiele von geeigneten Disacchariden sind Maltose, Lactose und Saccharose, von denen alle 8 Hydroxyl-Gruppen enthalten.
  • Bei der Herstellung der Zucker-, Zuckeralkohol- oder Polyglycerinfettsäurepolyester zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung muß ein Zucker, Zuckeralkohol oder Polyglycerin, wie die unmittelbar obenstehend angegebenen, mit Fettsäuren, d.h. aliphatischen terminal einbasigen Carbonsäuren mit etwa 2 bis etwa 24, vorzugsweise etwa 8 bis etwa 24, am meisten bevorzugt 14 bis 18 Kohlenstoffatomen, verestert werden. Die Fettsäuren können aus geeigneten oder natürlich vorkommenden oder synthetischen Fettsäuren abgeleitet werden und können gesättigt oder ungesättigt sein, wobei Stellungs- und Konfigurationsisomere eingeschlossen sind. Beispiele derartiger Fettsäuren sind Caprylsäure, Carpinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Myristoleinsäure, Palmitinsäure, Palmitoleinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Rizinolsäure, Linolsäure, Linolensäure, Eleostearinsäure, Arachinsäure, Behensäure, Erucasäure und Brassidinsäure. Die Zucker-, Zuckeralkohol- oder Polyglycerinester werden in Abhängigkeit von der jeweiligen Kombination von Polyol und den veresternden Säuren, als auch dem Grad der Veresterung, Flüssigkeiten oder Feststoffe sein.
  • Fettsäuren selbst oder natürlich vorkommende Fette und Öle können als Quelle für die Fettsäure-Komponente im Zucker-, Zuckeralkohol- oder Polyglycerinfettsäureester dienen. Zum Beispiel stellt Rapsöl eine gute Quelle für C&sub2;&sub2;-Fettsäure zur Verfügung, wohingegen C&sub1;&sub6;-C&sub1;&sub8;-Fettsäuren durch Talg, Sojabohnenöl, Palmöl oder Baumwollsamenöl zur Verfügung gestellt werden können. Fettsäuren mit kürzerer Kettenlange können durch Kokosnuß-, Palmkern- oder Babassuöle zur Verfügung gestellt werden. Maisöl, Schmalz, Canolaöl, Olivenöl, Erdnußöl, Safflorsamenöl, Sesamkeimöl und Sonnenblumenkernöl sind Beispiele von anderen natürlichen Ölen, welche als die Quelle der Fettsäure Komponente dienen können.
  • Zucker-, Zuckeralkohol- oder Polyglycerinfettsäurepolyester, welche für die Verwendung als das Fettmaterial in der hier beschriebenen Fettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung geeignet sind, können mittels einer Vielzahl von dem Fachmann bekannten Verfahren hergestellt werden. Diese Verfahren umfassen zum Beispiel die Umesterung des Polyols mit Methyl-, Ethyl- oder Glycerinfettsäureestern unter Verwendung einer Vielzahl von Katalysatoren; die Acylierung des Polyols mit einem Fettsäureanhydrid; und die Acylierung des Polyols mit einer Fettsäure selbst. Polyolpolyester, ihre Verwendung als Fettersatzstoffe und ihre Herstellung werden detailliert in den folgenden US-Patenten beschrieben, welche alle an The Procter & Gamble Company übertragen wurden, und welche alle hier durch den Bezug darauf einbezogen sind: 3 600 186 von Mattson und Volpenhein, erteilt am 23. April 1968; 4 034 083 von Mattson, erteilt am 5. Juli 1977; 2 831 854 von Tucker und Martin, erteilt am 22. April 1958; 3 963 699 von Rizzi und Taylor, erteilt am 15. Juni 1976; und 4 518 772, erteilt am 21. Mai 1985, und 4 517 360, erteilt am 14. Mai 1985, beide von Volpenhein: und 3 968 169 von Seiden und Martin, erteilt am 6. Juli 1976.
  • Ein charakteristisches Merkmal der in der Fettsäurezusammensetzung dieser Erfindung verwendbaren Zucker- oder Zuckeralkoholfettsäurepolyester ist, daß sie vorwiegend mindestens 4 Fettsäureester-Gruppen enthalten. Zucker- oder Zuckeralkoholfettsäurepolyester-Verbindungen, welche 3 oder weniger Fettsäureester-Gruppen enthalten, werden im Darmtrakt in ungefähr der gleichen Weise wie normale Triglyceridfette verdaut, aber Zucker- oder Zuckeralkoholfettsäurepolyester-Verbindungen, welche 4 oder mehr Fettsäureester-Gruppen enthalten, werden in einem geringeren Ausmaß oder überhaupt nicht verdaut. Es ist nicht notwendig, daß alle Hydroxyl-Gruppen des Zucker- oder Zuckeralkoholfettsäurepolyesters mit Fettsäuren verestert werden, aber es wird bevorzugt, daß der Zucker- oder Zuckeralkoholfettsäurepolyester nicht mehr als 3 unveresterte Hydroxyl-Gruppen enthält, weiter bevorzugt, daß er nicht mehr als 2 enthält, und es wird am meisten bevorzugt daß im wesentlichen alle der Hydroxyl-Gruppen des Zucker- oder Zuckeralkoholfettsäurepolyesters mit Fettsäure verestert sind. Deshalb sind Zucker- oder Zuckeralkoholfettsäurepolyester die bevorzugten Materialien für die Verwendung bei der vorliegenden Erfindung sowohl als das flüssige als auch das feste Fettmaterial, weil sie, da sie im wesentlichen unverdaubar sind, in einem sehr geringen Ausmaß oder überhaupt nicht absorbiert werden und zu einer kalorienreduzierten oder kalorienfreien Fettzusammensetzung führen.
  • Eine charakteristisches Merkmal der in dieser Erfindung verwendbaren Polyglycerinfettsäurepolyester ist, daß sie vorwiegend mindestens 5, bevorzugt etwa bis etwa 15, und am meisten bevorzugt etwa 6 bis etwa 10 veretherte Glycerineinheiten enthalten. Darüber hinaus sollten bei den in dieser Erfindung verwendbaren Polyglycerinfettsäurepolyestern mindestens 75 % und bevorzugt mindestens 85 % der Hydroxyl-Gruppen mit Fettsäuren verestert sein. Polyglycerinfettsäurepolyester-Verbindungen, welche 3 oder weniger veretherte Glycerineinheiten enthalten, werden in ungefähr der gleichen Weise verdaut, absorbiert und metabolisiert wie gewöhnliche Triglyceridfette, aber Polyglycerinfettsäurepolyester-Verbindungen, welche 5 oder mehr veretherte Glycerineinheiten enthalten, werden in einem wesentlich geringeren Ausmaß oder überhaupt nicht verdaut, absorbiert und metabolisiert. Deshalb sind Polyglycerinfettsäurepolyester ebenfalls bevorzugte Materialien für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung sowohl als das flüssige als auch das feste Fettmaterial, weil sie, da sie im wesentlichen unverdaubar sind, in einem geringeren Ausmaß oder überhaupt nicht absorbiert werden und zu einer kalorienreduzierten oder kalorienfreien Fettzusammensetzung führen.
  • Die obenstehend beschriebenen Fettmaterialien können bei Körpertemperatur, d.h. bei 37ºC (98,6ºF), abhängig von ihren jeweiligen Polyol- und Fettsäurezusammensetzungen in fester oder flüssiger Form existieren. Im folgenden werden hier bestimmte bevorzugte feste und flüssige Fettmaterialien zur Verwendung in der verbesserten Fettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung erörtert.
    • Feste Fettmaterialien
  • Die festen Fettmaterialien zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung sind bei Körpertemperatur fest, d.h. haben einen vollständigen Schmelzpunkt oberhalb 37ºC (98,6ºF). Diese festen Fettmaterialien sind feste, eßbare, unverdaubare Materialien, welche Triglyceridfette in Nahrungsmitteln ersetzen können, und dennoch die geschmacksmäßigen und physikalischen Eigenschaften von Triglyceridfett, wie etwa Gleitfähigkeit bzw. Lubrizität und Geschmack, in der menschlichen Nahrung zur Verfügung zu stellen.
  • Die festen unverdaubaren Fettmaterialien verbleiben in ihrer festen unverdauten Form, wenn sie durch den Verdauungstrakt wandern, und wirken dadurch auch als Mittel gegen anales Ausfließen.
  • Feste Fettmaterialien mit einer Teilchengröße von 10 um oder weniger werden mit den flüssigen Fettmaterialien vereinigt. Eine stabile Fest/Flüssig-Dispersion wird hergestellt, in welcher die Abtrennung der festen und flüssigen Bestandteile verhindert wird. Die Verhinderung der Abtrennung ist unter dem Gesichtspunkt des Erzielens einer verbesserten Kontrolle des analen Ausfließens bedeutend, wenn unverdaubare flüssige Fettmaterialien angewandt werden. Sie ist ebenfalls unter dem Gesichtspunkt der Produktakzeptanz durch die Verbraucher bedeutsam. Zum Beispiel hätte ein Backfett oder einer Margarine, welche sich während der Lagerung in flüssige und feste Phasen trennt eine geringe Akzeptanz beim Verbraucher. Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung erreicht sowohl gute Flüssig/Fest-Stabilität als auch die Vermeidung von Sandigkeit oder Wachsigkeit im Mund.
  • Während die Zusammensetzung der Fettsäuren der festen Fettmaterialien sie als Mittel gegen anales Auslaufen ("Anti-Anal-Leckage (AAL)"-Mittel) wirksam macht, steigert die Reduktion der Teilchengröße des festen Fettmaterials den Oberflächenbereich des festen Fettmaterials. Dieser Zuwachs der Oberfläche fängt die flüssigen Fettmaterialien ein, wobei eine stabile Flüssig/Fest-Dispersion gebildet wird. Diese stabile Flüssig/Fest-Dispersion vermindert die Wahrnehmung der Wachsigkeit oder Sandigkeit im Mund und steigert die Wirksamkeit des festen Fettmaterials als ein AAL-Mittel.
  • Synthetische unverdaubare Fettmaterialien, insbesondere Fettsäureester, welche aus den gesättigten oder trans-ungesättigten C&sub1;&sub2;-C&sub2;&sub4;-, weiter bevorzugt C&sub1;&sub6;-C&sub2;&sub2;-, am meisten bevorzugt C&sub1;&sub6;-C&sub1;&sub8;-Fettsäuren hergestellt wurden, sind als die festen Fettmaterialien zur Verwendung in der hier beschriebenen Erfindung verwendbar. Derartige Materialien schließen die unverdaubaren Ester von vierwertigen Alkoholen wie etwa Erythritol, Ester von fünfwertigen Alkoholen wie etwa Xylitol und Erythritol, und Ester von sechswertigen Alkoholen wie etwa Sorbitol und dergleichen ein.
  • Typische Beispiele von hier als das feste Fettmaterial verwendbaren eßbaren, unverdaubaren, festen Fettmaterialien schließen Saccharoseoctastearat, Saccharoseoctapalmitat, Saccharoseheptastearat, Xylitolpentastearat, Galactosepentapalmitat, Saccharoseoctaelaidat, die Saccharoseoctaester von gemischten gesättigten C&sub2; bis C&sub2;&sub4;-, bevorzugt C&sub8; bis C&sub2;&sub4;-Fettsäuren und dergleichen ein.
  • Ein anderes stark bevorzugtes festes Fettmaterial umfaßt eßbare unverdaubare feste Saccharosefettsäurepolyester, in denen die Fettgruppen im wesentlichen aus kurzkettigen Fettsäure-Resten mit etwa 2 bis etwa 10 Kohlenstoffatomen und langkettigen Fettsäure- Resten mit etwa 20 bis 24 Kohlenstoffatomen bestehen, wobei das Molverhältnis von kurzkettigen zu langkettigen Resten von etwa 4:4 bis etwa 3:5 beträgt, und der Veresterungsgrad etwa 7 bis etwa 8 beträgt. Diese Verbindungen können mittels einer Vielzahl von dem Fachmann bekannten Verfahren, wie etwa denjenigen Verfahren, die hier obenstehend zitiert wurden, hergestellt werden. Wenn der Methylester-Weg zur Herstellung dieser Verbindungen verwendet wird, wird zuerst der Octaester der kurzkettigen Fettsäure hergestellt, und dann wird dieses Produkt teilweise mit dem Methylester der langkettigen Fettsäure zwischenverestert, um den Saccharoseester der gemischten kurzkettigen/langkettigen Fettsäure zu erhalten. Diese Verbindungen sind bei Temperaturen oberhalb etwa 40ºC (104ºF) fest. Sie besitzen die Fähigkeit, große Menge von flüssigem Öl innerhalb ihrer Kristallstruktur einzufangen.
  • Ein anderer Typ von festem Fettmaterial, welches für die Verwendung in der hier beschriebenen Fettzusammensetzung geeignet ist, umfaßt Fettsäureester, welche aufgrund einer Verzweigung am α-Kohlenstoffatom des Fettsäure-Restes unverdaubar sind. Derartige Materialien, welche auf dem chemischen Fachgebiet wohlbekannt sind, umfassen, z.B., feste α-Methyl- und α,α-Dimethyl-C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub8;-Fettsäureester von niederen Alkoholen wie etwa Ethanol und von Polyolen wie etwa Glycerin.
  • Die für eine Verwendung als das feste Fettmaterial in der Fettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung geeigneten Polyolfettsäurepolyestem werden bevorzugt mit bestimmten Arten von Fettsäuren verestert. Vorzugweise werden mindestens etwa 80 % und am meisten bevorzugt mindestens Bezug darauf einbezogen 90 % der Fettsäuren aus der Gruppe ausgewählt, welche aus Mischungen von C16:0, C18:0, C18:1, C18:2, C22:0, C22:1, ihren Konfigurations- und Stellungsisomeren und Mischungen daraus besteht.
  • Stark bevorzugte feste Fettmaterialien zur Verwendung in der verbesserten Fettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung sind Saccharosefettsäurepolyester von gesättigten C&sub8;- bis C&sub2;&sub4;-Fettsäuren. In bevorzugten Saccharosefettsäurepolyestern ist die Mehrzahl (d.h. mehr als vier) ihrer Hydroxyl-Gruppen mit Fettsäuren verestert. In Mischungen der Ester werden bevorzugt mindestens etwa 85 % und am meisten bevorzugt etwa 95 % der Saccharosepolyester aus der Gruppe gewählt, welche aus Octaestern, Heptaestern und Hexaestern und Mischungen daraus besteht. Vorzugsweise sind nicht mehr als etwa 35 % der Ester Hexaester oder Heptaester, und mindestens etwa 60 % der Polyester sind Octaester. Am meisten bevorzugt ist, daß mindestens etwa 70 % der Polyester Octaester sind. Es ist ebenfalls am meisten bevorzugt, daß die Polyester einen Gesamtgehalt von Penta- und niedrigeren Estern von nicht mehr als 3 % aufweisen.
  • Feste Polyglycerinfettsäurepolyester sind eine andere bevorzugte Klasse von Verbindungen, welche ebenfalls als die festen Fettmaterialien der Fettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Polyglycerin wird durch die Polymerisierung von Glycerin in Gegenwart von entweder Säure oder Base hergestellt. Die Polyglycerine können 2 bis 30 Glycerin-Reste enthalten. Die Polyglycerine werden bevorzugt solche mit mindestens 5, weiter bevorzugt 5 bis 15 und am meisten bevorzugt etwa 6 bis etwa 10 Glycerin-Resten sein.
  • Die Polyglycerin-Verbindungen können durch ein beliebiges Synthese-Verfahren hergestellt werden. Zum Beispiel ist jenes, das im US-Patent 3 968 169 von Seiden und Martin (übertragen an Procter & Gamble), erteilt am 6. Juli 1976, beschrieben wird, geeignet und ist durch den Bezug darauf hier einbezogen. Die Veresterung der Polyglycerine kann auch durch jegliches im Fachgebiet bekanntes Verfahren durchgeführt werden vorausgesetzt, daß die resultierenden Polyglycerinester die von der vorliegenden Erfindung geforderten Eigenschaften aufweisen.
    • Flüssige Fettmaterialien
  • Die flüssigen Fettmaterialien der vorliegenden Erfindung sind bei Körpertemperatur Flüssigkeiten, d.h. sie haben einen Schmelzpunkt von etwa 37ºC (98,6ºF) oder weniger. Diese flüssigen Fettmaterialien sind bevorzugt irgendwelche aus einer Auswahl von eßbaren unverdaubaren Verbindungen, welche Triglycerid-Fette oder Öle in der menschlichen Nahrung ersetzen können. Diese Materialien stellen die Vorteile von Triglycerid-Fetten und Ölen, d.h. Gleitfähigkeit und Geschmack, zur Verfügung, liefern hingegen weniger oder keine Kalorien, weil sie in einem geringeren Ausmaß oder überhaupt nicht absorbiert werden.
  • Das unverdaubare flüssige Fettmaterial wird bevorzugt aus der Gruppe gewählt, welche aus Polyolfettsäurepolyestern und mit Fettalkoholen veresterten Polycarbonsäuren und Mischungen daraus besteht. Bevorzugte flüssige Polyolfettsäurepolyester sind Zuckerfettsäurepolyester, Zuckeralkoholfettsäurepolyester und Polyglycerin-fettsäurepolyester und Mischungen daraus. Es wird weiter bevorzugt, daß das flüssige Fettmaterial aus der Gruppe ausgewählt wird, welche aus Zuckerfettsäurepolyestern und Zuckeralkoholfettsäurepolyestern und Mischungen davon besteht. Die Zucker und Zuckeralkohole enthalten 4 bis 8 Hydroxyl-Gruppen, und mindestens 4 der Hydroxyl-Gruppen sind verestert.
  • Bevorzugte Polyole für die Herstellung von flüssigen Fettmaterialien zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung werden aus der Gruppe gewählt, welche aus Erythritol, Xylitol, Sorbitol, Glucose und Saccharose besteht. Saccharose wird besonders bevorzugt.
  • Das Polyol-Ausgangsmaterial mit mindestens 4 Hydroxyl-Gruppen muß an mindestens vier der Hydroxyl-Gruppen mit einer Fettsäure verestert werden, welche etwa 2 bis etwa 24 Kohlenstoffatome, bevorzugt etwa 8 bis etwa 24 Kohlenstoffatome, und am meisten bevorzugt etwa 14 bis etwa 18 Kohlenstoffatome enthält. Diese Fettsäuren können aus natürlich vorkommenden Fetten abgeleitet werden, oder sie können synthetische Fettsäuren sein, wobei Stellungs- oder Konfigurationsisomere eingeschlossen sind. Typischerweise sind sie ungesättigt oder Mischungen von ungesättigten und gesättigten Fettsäuren. Beispiele der Fettsäuren schließen Caprylsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Myristoleinsäure, Palmitinsäure, Palmitoleinsäure. Stearinsäure, Ölsäure, Ricinolsäure, Linolsäure, Linolensäure, Eleostearinsäure, Arachinsäure, Arachidonsäure, Behensäure und Erucasäure oder Mischungen daraus ein. Um die flüssigen Saccharosepolyester, welche als die flüssigen Fettmaterialien zur Verwendung in der Fettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung am stärksten bevorzugt werden, zur Verfügung zu stellen, muß mindestens etwa die Hälfte der in eine Polyestermolekül eingebundenen Fettsäuren ungesättigt sein. Öl- und Linolsäuren und Mischungen davon sind besonders bevorzugte ungesättigte Fettsäuren.
  • Die als das flüssige Fettmaterial dieser Erfindung verwendbaren flüssigen Polyolfettsäurepolyester müssen mindestens vier Fettsäureester-Gruppen enthalten. Polyolfettsäurepolyester-Verbindungen, die drei oder weniger Fettsäureester-Gruppen enthalten, werden verdaut und die Verdauungsprodukte werden vom Verdauungstrakt in ungefähr der gleichen Weise wie normale Triglyceridfette absorbiert, wohingegen die Polyolfettsäurepolyester-Verbindungen, die vier oder mehr Fettsäureester-Gruppen enthalten, im wesentlichen unverdaubar und folglich vom menschlichen Körper nicht absorbierbar sind. Es ist nicht notwendig, daß alle der Hydroxyl-Gruppen des Polyols mit einer Fettsäure verestert sind, aber es ist bevorzugt daß das Polyol nicht mehr als drei nichtveresterte Hydroxyl-Gruppen besitzt und es ist stärker bevorzugt, daß es nicht mehr als zwei nichtveresterte Hydroxyl-Gruppen aufweist. Am meisten bevorzugt ist, daß im wesentlichen alle Hydroxyl-Gruppen des Polyols mit einer Fettsäure verestert sind, d.h. die Verbindung im wesentlichen vollständig verestert ist. Die mit dem Polyolmolekül veresterten Fettsäuren können gleich oder unterschiedlich sein (aber wie oben bereits angemerkt wurde, muß eine wesentliche Menge der ungesättigten Säureester-Gruppen zur Bereitstellung des flüssigen Zustandes vorliegen).
  • Nachfolgende Verbindungen sind nicht beschränkende Beispiele spezifischer flüssiger Polyolfettsäurepolyester, die mindestens vier Fettsäureester-Gruppen enthalten und für die Verwendung als das flüssige Fettmaterial in der Fettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung geeignet sind: Saccharosetetraoleat, Saccharosepentaoleat, Saccharosehexaoleat, Saccharaoseheptaoleat, Saccharoseoctaoleat, Saccharoseoctaelaidat, Glucosetetraoleat, die Glucosetetraester von ungesättigten Sojabohnenölfettsäuren, die Mannosetetraester von gemischten Sojabohnenölfettsäuren, die Galactosetetraester von Ölsäure, die Arabinosetetraester von Linolsäure, Xylosetetralinoleat, Galactosepentaoleat, Sorbitoltetraoleat, die Sorbitolhexaester von ungesättigten Sojabohnenölfettsäuren, Xylitolpentaoleat und Mischungen davon.
  • Wie obenstehend angemerkt, sind stark bevorzugte Polyolfettsäureester jene, in denen die Fettäuren etwa 14 bis etwa 18 Kohlenstoffatome enthalten.
  • Die für die Verwendung als flüssige Fettmaterialien hierin geeigneten Polyolfettsäurepolyester können mittels einer Vielzahl von dem Fachmann bekannten Verfahren hergestellt werden. Diese Verfahren schließen folgende ein: Umesterung von Polyol mit Methyl-, Ethyl- oder Glycerinfettsäureester unter Verwendung einer Vielzahl von Katalysatoren; Acylierung des Polyols mit einem Fettsäurechlorid; Acylierung des Polyols mit einem Fettsäureanhydrid; und Acylierung des Polyols mit einer Fettsäure selbst. Beispielsweise ist die Herstellung von Polyolfettsäureestern in den US-Patenten Nrn. 2 831 854, 3 963 699, 4 517 360 und 4 518 772 beschrieben (alle hierin durch den Bezug darauf einbezogen).
  • Spezifische, aber nicht beschränkende Beispiele der Herstellung von für die Verwendung bei der Ausführung der Erfindung geeigneter flüssiger Polyolfettsäureester sind wie folgt:
  • Erythritoltetraoleat: Erythritol und ein 5-facher molarer Überschuß an Methyloleat werden unter Vakuum bei 180ºC, unter Rühren, in Gegenwart eines Natriummethoxid-Katalysators über zwei Zeitperioden von jeweils mehreren Stunden erwärmt. Das Reaktionsprodukt (hauptsächlich Erythritoltetraoleat) wird in Petroleumether gereinigt und dreimal aus mehreren Acetonvolumina bei 1ºC auskristallisiert.
  • Xylitolpentaoleat: Xylitol und ein 5-facher molarer Überschuß an Methyloleat in einer Dimethylacetamid (DMAC)-Lösung werden 5 Stunden lang in Gegenwart eines Natriummethoxid-Katalysators unter Vakuum bei 180ºC erhitzt. Während dieser Zeit wird das DMAC durch Destillation entfernt. Das Produkt (hauptsächlich Xylitolpentaoleat) wird in einer Petroleumether-Lösung gereinigt, und nachdem es vom Petroleumether befreit wurde, wird es als flüssige Schicht viermal von Aceton bei etwa 1ºC und zweimal von Alkohol bei etwa 10ºC abgetrennt.
  • Sorbitolhexaoleat wird im wesentlichen durch den gleichen Arbeitsvorgang, wie er bei der Herstellung von Xylitolpentaoleat verwendet wurde, hergestellt, außer daß Xylitol durch Sorbitol ersetzt wurde.
  • Saccharoseoctaoleat wird im wesentlichen durch die gleichen Arbeitsschritte, wie die zur Herstellung von Erythritoltetraoleat verwendeten, hergestellt, außer daß Erythritol durch Saccharose ersetzt wurde.
  • Polyglycerinfettsäureester können ebenfalls als das flüssige Fettmaterial zur Verwendung in der Fettzusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Polyglycerin wird durch die Polymerisierung von Glycerin in Gegenwart von entweder Säure oder Base hergestellt. Die Polyglycerine enthalten bevorzugt etwa 5 bis etwa 15, am meisten bevorzugt etwa 6 bis etwa 10 Glycerin-Reste.
  • Die Polyglycerin-Verbindungen können durch jegliches Synthese-Verfahren hergestellt werden. Siehe z.B. US-Patent 3 968 169 von Seiden und Martin (1976). Die Veresterung der Polyglycerine kann auch durch jegliches im Fachgebiet bekannte Verfahren durchgeführt werden, vorausgesetzt die resultierenden Polyglycerinester weisen die in der vorliegenden Erfindung erforderlichen Eigenschaften auf.
  • Ebenso sind mit Fettalkoholen veresterte Polycarbonsäuren als das vorliegende flüssige Fettmaterial verwendbar, worin die Säuren dreiwertige und vierwertige oder höhere Carbonsäuren sind. Die Polycarbonsäuren können teilweise oder vollständig mit Fettalkoholen verestert sein. Es müssen sich mindestens drei Fettalkoholester-Gruppen auf einem Säuremolekül befinden, um es teilweise unverdaubar zu machen.
  • Die hier vorliegenden Fettzusammensetzungen können durch einfaches Vermischen von flüssigem Fettmaterial mit dem festen Fettmaterial mit einer Teilchengröße von 10 um oder weniger hergestellt werden. Alternativ dazu kann das flüssige Fettmaterial mit dem festen Fettmaterial mit einer Teilchengröße von größer als 10 um vermischt werden, und die Mischung kann danach dem Zermahlen unterzogen werden, um die Teilchengröße des festen Fettmaterials auf 10 um oder weniger zu reduzieren. Mit anderen Worten, kann die Teilchengröße des festen Fettmaterials vor oder nach dem Vermischen mit dem flüssigen Fettmaterial auf 10 um oder weniger reduziert werden.
  • Die Fettzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können für Kalorienreduktionen in solchen Zusammensetzungen als ein vollständiger oder teilweiser Ersatz für den Fettanteil von Speisen verwendet werden, welche Fett- und Nicht-Fett-Bestandteile enthalten. Beispiele von Speisen, in denen die Fettzusammensetzungen hierin als ein teilweiser oder vollständiger Fettersatz verwendet werden können, sind Erdnußbutter, Mayonnaise, Eintauchsoßen für Eßwaren für Zwischendurch, Salatdressings, Soßen, Margarinen, Puddings, Yoghurts, Eiscreme und verwandte Molkereiprodukte, und Aufschlagmassen aus Nicht-Molkereiprodukten.
  • Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele verdeutlich werden:
    • Beispiel I Synthese von festem unverdaubaren Fettmaterial Geräte
  • 1 - 12 Liter großes, 3-Hals-Glasreaktionsgefäß (Ace Glass, Inc., Louisville, KY, Model 6944)
  • 1 - 5 Liter großes, 3-Hals-Glasreaktionsgefäß (Ace Glass, Inc., Louisville, KY. Model 6944), ausgerüstet mit mechanischer Rührvorrichtung und Heizmantel (Glas-Col, Inc., Model M-114)
  • 1 - DuoSeal -Vakuumpumpe (Sargent Welch Scientific Co., Skokie, IL, Model 1402)
  • 1 - 29/42-Kaltwasserkondensator für Methanol-Rückfluß
  • 1 - 3 Liter großes 3-Hals-Glasreaktionsgefäß (Ace Glass, Inc., Louisville, KY, Model 6944)
  • 2 - 40/50 große Vakuumkühlfalle mit 3/4 Inch Dampfaufnahme/Eingang
  • 1 - Tube Hochvakuumschmiere auf Siliconbasis
  • 1 - McLeod Meßmanometer (0 - 5 mm Hg)
  • 1 - "Stri-Lube" -Trubor-Gefäßgleitmittel (Ace Glass, Inc., Louisville, KY)
  • - Verschiedene Hochvakuumschläuche fürs Vakuumsystem
  • - Ausgesuchte Bechergläser für die Materialzugabe
  • - Labor-Hebevorrichtung für Heizmantel-Träger und verschiedene Haltevorrichtungen
    • Reaktionsmaterialien
  • 1. 6656,00 g einer Ausgangsstammlösung aus Sojabohnenöl, welches zu einer Jodzahl (im folgenden I.V.) von 8 hydriert worden ist.
  • 2. 175,00 g Baker's Special Zucker (hergestellt von Colonial Sugar Co., Gramercy LA)
  • 3. 200,00 ml trockenes Methanol
  • 4. 25,00 g Kaliumhydroxid
  • 5. 7,30 g Kaliumcarbonat
  • 6. 1664,00 g Methanol
  • 7. 33,28 g Natriummethoxid
  • 8. Etwa 30,00 g Montmorillonite-Tonmischung
    • A. Synthese von Methylestern von Sojabohnenöl-Ausgangsmaterial
  • 6656,00 g heißes (40ºC - 60ºC, 104ºF - 140ºF) Sojabohnenöl-Ausgangsmaterial wurden in ein 12 Liter großes Reaktionsgefäß gegeben. Der Rührer wurde auf den mittleren offenen Hals angebracht, und das Rühren wurde begonnen. Die Thermoüberwachungseinrichtung (Therm-O-Watch) wurde auf dem ersten offenen Hals angebracht und wurde auf 60ºC (140ºF) eingestellt. 1664,00 g Methanol und 33,28 g Natriummethoxid wurden in einem 4 Liter großen Glas-Becherglas vermischt. Nachdem die Vermischung vollständig war, wurde die gesamte Mischung dem Reaktionsgefäß mit dem Öl zugesetzt. Als nächstes wurde der Kaltwasserkühler auf den dritten offenen Hals des Reaktionsgefäßes gesteckt, und die Thermoüberwachungseinrichtung wurde auf 75ºC (167ºF) eingestellt. Die Mischung in dem Reaktionsgefäß wurde 1 Stunde lang bei etwa 72ºC (161,6ºF) umgesetzt. Die Reaktanten wurden auf etwa 60ºC (140ºF) abkühlen gelassen, und danach wurde das Rühren gestoppt. Es wurde der Glycerinmischung ermöglicht, sich etwa 30 Minuten lang auf den Boden abzusetzen. Danach wurde die Bodenschicht abgesaugt bzw. absiphoniert und verworfen.
  • Der Inhalt des Reaktionsgefäßes wurde zweimal jeweils mit 1500 ml heißem Wasser gewaschen. Am Ende jedes Waschschrittes wurde die Bodenschicht in dem Reaktionsgefäß abgesaugt und verworfen.
  • Das in dem Reaktionsgefäß verbleibende Rohprodukt bestand aus Methylestern und unreagierten Fettsäuren. Das Rohprodukt wurde unter vollem Vakuum bei etwa 90ºC (194ºF) 1 Stunde lang unter starker Bewegung getrocknet. Die Methylester wurden durch Destillieren der Methylester unter Vakuum bei etwa 170ºC bis 195ºC (338ºF - 383ºF) von den unreagierten Fettsäuren abgetrennt. Die in dem Reaktionsgefäß verbleibenden Destillier-Bodenrückstände enthielten die unreagierten Fettsäuren und wurden verworfen. Die Methylester werden aufbewahrt und den in Abschnitt B. im folgenden beschriebenen Verfahren unterzogen.
    • B. Synthese des festen unverdaubaren Fettmaterials aus den Sojabohnenöl-Methylestern
  • 1929,00 g heiße (60ºC - 70ºC, 140ºF - 158ºF) Methylester aus dem oben stehenden Abschnitt A. wurden in ein 5 Liter großes Reaktionsgefäß gefüllt.
  • Das Rühren wurde begonnen und das Reaktionsgefäß wurde auf 60ºC (140ºF) erwärmt. 25,00 g Kaliumhydroxid wurden in 200 ml Methanol gelöst und dann in das Reaktionsgefäß gegeben. Ein Kaltwasserkühler wurde angebracht. Die Mischung innerhalb des Reaktionsgefäßes wurde 1 Stunde lang bei etwa 73ºC (163,4ºF) umgesetzt. 175,00 g Baker's Special Zucker und 7,30 g Kaliumcarbonat wurden in das Reaktionsgefäß gegeben. Das Methanol wurde aus dem Reaktor herausdestilliert, indem das 3 Liter große Auffanggefäß der Anordnung hinzugefügt wurde, wobei man den Kaltwasserkühler in Reihe schaltete. Als die Destillation des Methanols aufhörte, wurde das Vakuumsystem mit 40/50- Sammelgefäßen in einem Trockeneis/Aceton-Bad aufgestellt. Das Aufheizen des Reaktionsgefäßes auf 135ºC ± 1ºC (275ºF ±33,8ºF) wurde dann begonnen.
  • Wenn die Temperatur des Reaktionsgefäßes 85ºC (185ºF) erreicht hatte, wurde die Vakuumpumpe gestartet. Die Entlüftungsleitung wurde offen gelassen. Das System wurde hinsichtlich des Schäumens in dem Reaktionsgefäß überwacht. Das Schäumen in dem Reaktionsgefäß wurde durch Öffnen oder Schließen der Entlüftung nach Bedarf reguliert. Der Vorgang wurde insgesamt etwa 15 Stunden lang laufen gelassen. Methanol, das Nebenprodukt der Reaktion, wurde in zwei Trockeneis-Sammelgefäßen aufgefangen.
  • Am Ende der Reaktionsdauer wurden die Reaktanten auf etwa 80ºC (176ºF) abgekühlt und wie folgend gewaschen: Zuerst wurden 800 ml Wasser, 400 ml Methanol und 10,00 g Natriumchlorid zu der Mischung im Reaktionsgefäß gegeben, und das Rühren wurde dreißig Minuten lang fortgeführt. Das Rühren wurde eingestellt, und der Mischung wurde ermöglicht, sich aufzutrennen. Die obere Schicht bestand aus dem unverdaubaren Fettmaterial und Methylestern, und die Bodenschicht bestand aus Methanol, Wasser, unreagierter Saccharose, Salz und einigen niederen Saccharoseestern. Die Bodenschicht wurde abgesaugt und verworfen. Als zweites wurden wiederum 800 ml Wasser, 400 ml Methanol und 10,00 g Natriumchlorid zu der Mischung in dem Reaktionsgefäß gegeben, und das Rühren wurde wieder dreißig Minuten lang fortgeführt. Nachdem das Rühren gestoppt worden war, wurde der Mischung wieder ermöglicht, sich aufzutrennen. Die obere Schicht bestand aus dem unverdaubaren Fettmaterial und Methylestern, und die untere Schicht bestand aus Methanol, Wasser, unreagierter Saccharose, Salz und einigen niederen Saccharoseestern. Die Bodenschicht wurde wiederum abgesaugt und verworfen. Als nächstes wurden 400 ml heißes (60ºC, 140ºF) Wasser und 15 g Essigsäure in das Reaktionsgefäß gegeben und bei 60ºC (140ºF) 20 Minuten lang vermischt. Der Mischung wurde dann ermöglicht, sich aufzutrennen. Die Bodenschicht wurde abgesaugt und verworfen.
  • 400 ml heißes (etwa 60ºC, 140ºF) Wasser wurde in das Reaktionsgefäß gegeben und 20 Minuten lang bei etwa 60ºC - 70ºC (140ºF - 158ºF) vermischt. Die Bodenschicht wurde abgesaugt und verworfen.
  • Das Vakuumsystem, mit Trockeneis-Sammelgefäßen, wurde wieder aufgestellt, und das Aufheizen des Reaktionsgefäßes auf 90ºC (194ºF), um die Mischung zu trocknen, wurde begonnen. Das System wurde etwa 45 Minuten lang auf 90ºC (194ºF) gehalten. 30 g Montmorillonit-Tomnischung wurden in das Reaktionsgefäß gegeben, und der Inhalt des Reaktionsgefäßes wurde dann 15 Minuten lang bei 90ºC (194ºF) vermischt. Diese Mischung wurde mittels Vakuum filtriert, um das Gemisch aus unverdaubarem Fettmateriallmethylester zu reinigen.
  • Unter Verwenden des 5 Liter großen und 3 Liter großen Reaktionsgefäßes, des Vakuumsystems und der Eis-Sammelgefäße wurde ein Glas-Methylester-Stripper/Desodorierer unter Verwenden der Gerätschaft in einer neuen Anordnung aufgebaut. Die Mischung des unverdaubaren Fettmaterials und des Methylester-Gemischs wurden in ein sauberes 5 Liter großes Reaktionsgefäß gebracht und auf etwa 180ºC (356ºF) erhitzt, während eine Durchblasung mit Stickstoff und das Vakuumsystem betrieben wurden. Der Großteil der Methylester wurde aus dem unverdaubaren Fettmaterial in etwa 2,5 Stunden herausdestilliert.
  • Die verbleibende Mischung wurde als nächstes etwa 4 - 5 Stunden lang einer Dampf- Durchblasung unterzogen, welche den Anteil von Methylestern auf etwa 500 - 1000 ppm reduzierte.
  • Der Inhalt des Reaktionsgefäßes wurde abgekühlt und in Gefäße abgeführt, was das feste unverdaubare Fettmaterial ergab.
  • Das feste unverdaubare Fettmaterial, synthetisiert wie hier beschrieben, hatte einen Schmelzpunkt von etwa 60ºC - 65ºC (140ºF - 150ºF).
    • Beispiel II Synthese von flüssigem unverdaubaren Fettmaterial
  • Ein flüssiges unverdaubares Fettmaterial wurde unter Verwendung derselben Geräte, Reaktionsmaterialien und Verfahren von Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das verwendete Sojabohnenöl-Ausgangsmaterial (siehe Komponente #1 der Reaktionsmaterialien in Beispiel I) auf einen I.V. von 107 im Gegensatz zu einem I.V. von 8, wie in Beispiel 1 verwendet, um die festen unverdaubaren Fettmaterialien zu synthetisieren, hydriert wurde.
  • Das wie hier beschrieben synthetisierte flüssige unverdaubare Fettmaterial war bei Raumtemperatur, 25ºC (77ºF), flüssig.
    • Beispiel III Herstellung der aus festem und flüssigem unverdaubaren Fettmaterial bestehenden verbesserten Fettzusammensetzung
  • Das wie in Beispiel I synthetisierte feste unverdaubare Fettmaterial wurde in einfach zu behandelnde Stücke von etwa 5,1 - 12,7 cm (2 - 5 Inch) Durchmesser gebrochen. 750 g dieser Stücke wurden bei Raumtemperatur, etwa 25ºC (77ºF), in eine Vibro Energy-Mühle (hergestellt von Sweco Inc., Los Angeles, CA, Modell DM 1) eingebracht. Die Mühle wurde gestartet und etwa 7 1/2 Minuten lang betrieben, einer ausreichenden Zeit, um die Stücke auf eine Größe von 2,5 cm (1 Inch) Durchmesser zu reduzieren.
  • 2250 g des in Beispiel II synthetisierten flüssigen unverdaubaren Fettmaterials wurden bei Raumtemperatur in die Mühle gegeben. Die Mühle wurde gestartet und etwa 30 - 40 Minuten lang betrieben, bis die durchschnittliche Teilchengröße der resultierenden Aufschlämmung geringer als oder gleich 10 um (10 Mikron) war, wie unter einem Lichtmikroskop gemessen wurde. Man ließ die Temperatur der Mühle zu keiner Zeit während dieses Vorgangs 48ºC (120ºF) überschreiten. Beispiel IV Margarine-Zubereitung welche die verbesserte Fettzusammensetzung enthält Bestandteile Verbesserte Fettsubstanz (Beispiel III) Öl-Phase Span 60 (hergestellt von ICI Americas, Inc., Wilmington, DE) Tween 60 (hergestellt von ICI Americas, Inc., Wilmington, DE) Raffiniertes, gebleichtes & desodoriertes Sojabohnenöl (hergestellt von The Procter & Gamble Company, Cincinnati, Ohio) Butter-Geschmacksstoffe Wasser-Phase Kaliumsorbat Zitronensäure Frodex (hergestellt von American Maize Corp., Hammond, IN) Nicht-Fett Trockennmilch-Feststoffe Natriumchlorid Wasser
  • Die Bestandteile der Öl-Phase werden in eine Schale aus nichtrostendem Stahl eingewogen und vermischt, während sie auf etwa 65ºC (150ºF) erwärmt werden. Während die Bestandteile der Öl-Phase vermischt werden, wird die Wasser-Phase in einem separaten Behälter hergestellt und auf 65ºC (150ºF) erwärmt.
  • Die Öl-Phase wird dann in einen "Lab-Agi-Mixer" (Labor-Rührmischvorrichtung) überführt, welcher zur Erwärmung und Abkühlung fähig ist. Die Geschwindigkeit des Scherkopfes wird auf 4500 Upm eingestellt. Die Öl-Phase wird darin 30 s lang vermischt, um eine homogene Mischung zu gewährleisten. Die Wasser-Phase wird bei einer Temperatur von etwa 65ºC (150ºF) zugegeben, und die Schergeschwindigkeit wird dann auf 5000 Upm eingestellt. Diese resultierende Mischung wird unter Scherung abkühlen gelassen, bis die Temperatur der Mischung etwa 48ºC (120ºF) beträgt.
  • Wenn die Mischung eine Temperatur von 48ºC (120ºF) erreicht, wird die verbesserte Fettsubstanz zugegeben, und das Scheren wird bei 5000 Upm fortgesetzt, bis die gesamte Mischung eine Temperatur von etwa 15ºC bis 18ºC (60ºF - 65ºF) erreicht. Man läßt die Mischung danach bei 5000 Upm 10 Minuten lang mischen. Die resultierende Margarine wird schließlich in Plastikgefäße überführt und bei 4ºC (40ºF) gelagert. Beispiel V Sahne-Analog mit der verbesserten Fettzusammensetzung Bestandteile Steife (heavy) Sahne (50 % Milchfett) Magermilch Verbesserte Fettsubstanz (Beispiel III) Lecithin Tween 60 (hergestellt von ICI Americas, Inc., Wilmington, DE)
  • Das Lecithin, Tween 60 und die verbesserte Fettsubstanz, wie in Beispiel III synthetisiert, werden während der Vermischung auf etwa 48ºC (120ºF) erwärmt. Die steife Sahne und Milch werden vermischt und auf etwa 48ºC (120ºF) erwärmt und zu der aus dem Lecithin, Tween 60 und der Fettsubstanz bestehenden Mischung gegeben. Die resultierende Mischung wird bei 3447/13790 kpa (500/2000 psi) homogenisiert und schließlich gekühlt. Beispiel VI Eiscrem-Analog, enthaltend ein Sahne-Analog, welches die verbesserte Fettzusammensetzung enthält Bestandteil Sahne-Analog (Beispiel V) Milch Rohrzucker (flüssig) Kondensmagermilch Wasser Gesüßte Kondensvollmilch Gezuckertes Eigelb (24% Fett) Zucker Gelatine (250-Bräunung (bloom)) Carrageen
  • Zuerst wird 1/2 des trockenen Zuckers mit dem Carrageen vermischt. Als nächstes wird 1/2 des trockenen Zuckers mit der Gelatine vermischt und dann in 500 ml Wasser bei 48ºC (120ºF) aufgelöst. Die Carrageen/Zucker-Mischung wird dann zu dem flüssigen Zucker gegeben und in einem Hobart-Mischer gut vermischt. Das Eigelb, Vollmilch, Kondensmilch und wie in Beispiel V hergestelltes Sahne-Analog werden miteinander vermischt. Alle Mischungen werden dann miteinander vereinigt, und das Gesamtgemisch wird in einem Groen-Kessel 2 Stunden lang bei etwa 48ºC (120ºF) erwärmt. Die Mischung wird als nächstes bei 3447/13790 kPa (500/2000 psi) homogenisiert, wobei die Temperatur der Mischung von etwa 48ºC (120ºF) aufrecht erhalten wird. Die resultierende Mischung wird über Nacht abgekühlt. Schließlich werden Vanilleextrakt und Annato- bzw. Buttergelbextrakt für den Geschmack zugegeben, und dann wird die Mischung eingefroren.

Claims (8)

1. Fettzusammensetzung, umfassend eine Mischung aus einem unverdaubaren flüssigen Fettmaterial mit einem Schmelzpunkt von 37ºC oder weniger und einem festen Fettmaterial mit einem vollständigen Schmelzpunkt oberhalb 37ºC, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Material eine Teilchengröße von 10 um oder weniger aufweist und das Gewichtsverhältnis von flüssigem Fettmaterial zu festem Fettmaterial 1,5:1 bis 4:1 beträgt, und wobei das feste Fettmaterial unverdaubar ist.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das flüssige Fettmaterial ein unverdaubarer Polyolfettsäurepolyester ist, der vorzugsweise aus der Zuckerfettsäurepolyester, Zuckeralkoholfettsäurepolyester, Polyglycerinfettsäurepolyester und Mischungen davon umfassenden Gruppe gewählt ist.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 2, wobei der flüssige Polyolfettsäurepolyester mindestens 4 Fettsäurepolyestergruppen aufweist und wobei das Polyol aus der Zucker mit 4 bis 8 Hydroxylgruppen, Zuckeralkohole mit 4 bis 8 Hydroxylgruppen, Polyglycerine mit 2 bis 30, vorzugsweise 5 bis 15, am meisten bevorzugt 6 bis 10, veretherten Glycerineinheiten und Mischungen davon umfassenden Gruppe gewählt ist, und wobei die Fettsäuren aus der gesättigte und ungesättigte Fettsäuren mit 2 bis 24, vorzugsweise 8 bis 24, am meisten bevorzugt 14 bis 18, Kohlenstoffatomen umfassenden Gruppe gewählt sind.
4. Zusammensetzung nach Anspruch 3, wobei der flüssige Polyolfettsäurepolyester aus der Saccharosetetraoleat, Saccharosepentaoleat, Saccharosehexaoleat, Saccharoseheptaoleat, Saccharoseoctaoleat, Saccharoseoctaelaidat, Glukosetetraoleat, die Glukosetetraester ungesättigter Sojabohnenölfettsäuren, die Mannosetetraester gemischter Sojabohnenölfettsäuren, die Galactosetetraester von Oleinsäure, die Arabinosetetraester von Linolsäure, Xylosetetralinoleat, Galactosepentaoleat, Sorbitoltetraoleat, die Sorbitolhexaester ungesättigter Sojabohnenölfettsäuren, Xyloitolpentaoleat, Erythritoltetraoleat und Mischungen davon umfassenden Gruppe gewählt ist.
5. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das unverdaubare feste Fettmaterial ein Polyfettsäurepolyester ist, der vorzugsweise aus der Zuckerfettsäurepolyester, Zuckeralkoholfettsäurepolyester, Polyglycerinfettsäurepolyester und Mischungen davon umfassenden Gruppe gewählt ist.
6. Zusammensetzung nach Anspruch 5, wobei der Zucker des festen Polyolfettsäurepolyesters Saccharose ist und wobei die Fettsäureestergruppen im wesentlichen aus kurzkettigen Fettsäureresten mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen und langkettigen Fettsäureresten mit 20 bis 24 Kohlenstoffatomen bestehen, wobei das Molverhältnis von kurzkettigen zu langkettigen Resten 4:4 bis 3:5 beträgt und der Veresterungsgrad 7 bis 8 beträgt.
7. Zusammensetzung nach Anspruch 5, wobei der feste Polyolfettsäurepolyester mindestens 4 Fettsäurepolyestergruppen aufweist, und wobei das Polyol aus der Zucker mit 4 bis 8 Hydroxylgruppen, Zuckeralkohole mit 2 bis 30, vorzugsweise 5 bis 15, am meisten bevorzugt 6 bis 10, veretherten Glycerineinheiten oder Mischungen davon umfassenden Gruppe gewählt ist, und wobei die Fettsäuren aus der gesättigte und ungesättigte Fettsäuren mit 2 bis 24, vorzugsweise 8 bis 24, weiter bevorzugt 12 bis 24, weiter bevorzugt 16 bis 22, am bevorzugtesten 16 bis 18 Kohlenstoffatomen, umfassenden Gruppe gewählt sind.
8. Zusammensetzung nach Anspruch 5, wobei der feste Polyolfettsäurepolyester aus der Saccharoseoctastearat, Saccharoseoctapalmitat, Saccharoseheptastearat, Xylitolpentastearat, Galactosepentapalmitat und Mischungen davon umfassenden Gruppe gewählt ist.
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