JP2005036037A - 油脂組成物の製造法、及びこれを用いる油脂組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】食用油脂の精製において、ナトリウムや酵素などの触媒を使用する事無く、油脂の脱臭とエステル交換反応を進め、極めて短時間で且つ簡便にジグリセリド含有油脂を得ること。
【解決手段】１分子中に水酸基を２個以上有するポリオールエステルと油脂を混合し、水蒸気蒸留の際にエステル交換する事を特徴とするジグリセリド含有油脂の製造方法を用いて、ジグリセリド含有油脂を得る。
【選択図】 なし。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油脂の精製過程における脱臭操作である水蒸気蒸留の際に、触媒を添加する事なくエステル交換することにより、簡便にジグリセリドを含有する油脂を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
天然油脂の主成分はトリグリセリドで、ジグリセリド、モノグリセリド、遊離脂肪酸や燐脂質等の複合脂質が含まれている。この中で、モノグリセリドは、通常天然油脂には、１％未満程度でほとんど含まれない。モノグリセリドは、乳化剤として食品用用途を初めとして幅広く使用されているが、これらは、工業的に化学的合成法により製造されており、ジグリセリドは、産業上、基材としての化粧品、医薬品等の分野で利用されており、食品分野においても油脂の物性改良剤として利用されている。
【０００３】
また、ジグリセリドは、天然油脂には、通常５％程度以下含まれており、油脂から分別して得ることもできるが、アルカリ触媒を用いた化学的反応や、リパーゼ等の酵素を用いた生化学的反応を利用して製造することもできる。化学的反応を利用した製造法では、動植物油脂または所定の脂肪酸とグリセリンとを原料として、水酸化ナトリウム等の触媒を用いて、２００℃以上の高温で反応させる方法が一般的である。一方、生化学的反応を利用した製造方法では、リパーゼを触媒として油脂を加水分解する方法や、所定の脂肪酸とグリセリンとをエステル合成させる方法（特許文献１〜４）等がある。更には、化学的反応と生化学的反応を組み合わせた方法（特許文献５〜７）も提案されている。また、特許文献８には、上記のジグリセリド製造に関する問題を解決すべく、油脂（トリグリセリド）と相互溶解性に優れたモノグリセリドをナトリウムメトキシドなどの触媒を用いて、エステル交換反応することによって、極めて短時間で且つ簡便にジグリセリド含有油脂を得て、パーム油の改質に応用することで優れた品質の改質パーム油組成物が得られる発明が開示されている。
【０００４】
しかしながら、上記の化学的反応を用いたジグリセリドの製造方法は、精製処理により、高純度でジグリセリドが得られるが、グリセリンを原料とするために、グリセリンと油脂、あるいは脂肪酸との相互溶解性が低いことが大きな問題点であり、一般的に、２００℃以上という高温で触媒を用いて反応する事が必要である。
【０００５】
また、生化学的反応による製造方法では反応温度は低いものの、反応時間が長く効率性が悪いという問題がある。使用する酵素量を増やせば反応時間を短縮することは可能であるが、一般的に酵素は高価であり現実的な方策とは言えない。その為、得られたジグリセリド含有油脂は非常に高価である。
【０００６】
また、特許文献９には、上記のジグリセリド製造に関する問題を解決すべく、油脂（トリグリセリド）と相互溶解性に優れたモノグリセリドとを触媒を用いて、エステル交換反応することによって、極めて短時間で且つ簡便にジグリセリド含有油脂を得て、パーム油の改質に応用することで優れた品質の改質パーム油組成物が得られる発明が開示されているが、ナトリウムメトキシドなどの触媒を使用することにより実現されている。
【０００７】
従って、何れの製造法によっても、触媒を用いた反応であり、そのため、食用に適する油脂とするには、分子蒸留などの精製操作が必要であり、ジグリセリドを精製する為の工程が必要であった。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭６４−７１４９５号公報
【０００９】
【特許文献２】
特公平６−６５３１０号公報
【００１０】
【特許文献３】
特公平６−６５３１１号公報
【００１１】
【特許文献４】
特開平４−３３０２８９号公報
【００１２】
【特許文献５】
特開平８−２９４３９４号公報
【００１３】
【特許文献６】
特開平１０−２３４３９２号公報
【００１４】
【特許文献７】
特開平１１−１２３０９７号公報
【００１５】
【特許文献８】
特開平１２−３４５１８９号公報
【００１６】
【特許文献９】
特開平１２−３４５１８９号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
食用油脂の精製において、ナトリウムや酵素などの触媒を使用する事無く、油脂の脱臭とエステル交換反応を進め、極めて短時間で且つ簡便にジグリセリド含有油脂を得ること。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記のジグリセリド製造に関する問題を解決すべく鋭意研究した結果、所定量の油脂とポリオールエステルを混合した後、食用油脂の脱臭操作である水蒸気蒸留を行うことで、ナトリウムや酵素などの触媒を使用する事無く、油脂の脱臭とエステル交換反応を進め、極めて短時間で且つ簡便にジグリセリド含有油脂を得ることが出来る事を見出し、本発明を完成させた。
【００１９】
即ち、本発明は、１分子中に水酸基を２個以上有するポリオールエステルと油脂を混合し、水蒸気蒸留の際にエステル交換する事を特徴とするジグリセリド含有油脂の製造方法に関する。好ましい実施態様は、
（１）水蒸気蒸留の際に、更にポリオールが混合されていることを特徴とする上記記載のジグリセリド含有油脂の製造方法、
（２）ポリオールエステルと油脂の混合重量比が、０．５／９９．５〜３０／７０の範囲である上記記載のジグリセリド含有油脂の製造方法、
（３）ポリオールエステル及びポリオールと油脂の混合重量比が、０．５／９９．５〜３０／７０の範囲である上記記載のジグリセリド含有油脂の製造方法、
（４）ポリオールが、重合度２〜１０のポリグリセリンであることを特徴とする上記記載のジグリセリド含有油脂の製造方法、
（５）水蒸気蒸留の温度が２００℃〜２７０℃であることを特徴とする上記記載のジグリセリド含有油脂の製造方法、
（６）ジグリセリド含有量が、油脂全体中３〜３０重量％であることを特徴とする上記記載のジグリセリド含有油脂の製造方法、
（７）油脂中のトリグリセリドの分子内エステル交換率が２重量％以上であることを特徴とする上記記載のジグリセリド含有油脂の製造方法、
に関する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細について説明する。本発明に用いる油脂は、一般にトリグリセリドを主体とするものであるが、当然のことながらモノグリセリド、ジグリセリド等の副成分を含有しても良い。油脂の種類は、特に限定されないが、具体的には、コーン油、ナタネ油、大豆油、オリーブ油、紅花油、綿実油、ヒマワリ油、米糠油、パーム油、パーム核油等の植物油、ハイエルシンナタネ油等の十字花油、魚油、牛脂、豚脂、乳脂、卵黄油等の動物油等の天然油脂の他、それらのエステル交換油、硬化油、分別油等の加工油脂等が挙げられ、これらを少なくとも１種混合して用いることが出来る。
【００２１】
また、本発明に用いるポリオールエステルは、食品用乳化剤として使用されるグリセリンモノ脂肪酸エステルなどのモノグリセリドやポリグリセリン脂肪酸エステルやソルビタン脂肪酸エステルを意味し、それらは分子中に水酸基を少なくとも１個含有する。副成分としてトリグリセリド、ジグリセリド等を含有しても良く、その構成脂肪酸についても特に制限はない。ただしポリオールエステルは、１分子中に２つ以上の水酸基を有している事が必須で、水酸基が１以下では、エステル交換速度が遅い場合がある。
【００２２】
本発明では、上記ポリオールエステルと油脂をあらかじめ所定量混合した状態で、所定の温度、圧力で水蒸気蒸留を行い、エステル交換させ、ジグリセリド含有油脂を得る。
【００２３】
上記水蒸気蒸留の際、ポリオールエステルと油脂に加えて、ポリオールを含有していると蒸留時間の短縮や生成するジグリセリド量を増加させる事が出来るので好ましい。ここでポリオールとは、グリセリン、ポリグリセリン、ソルビトール及びその脱水縮合物を意味し、それらは分子中にエステル結合を持たず、水酸基を少なくとも３個含有する。ポリオールとしてはポリグリセリンが好ましく、重合していないグリセリンでは、エステル交換反応が起こりにくく、ジグリセリドが生成しにくい場合がある。
【００２４】
上記ポリオールの含有量は、特に限定しないが、ポリオール及びポリオールエステルの合計量を１００重量％とした時に、それに対して１０〜２０重量％が好ましい。
【００２５】
本発明におけるポリオールエステルと油脂、ポリオールエステル及びポリオールと油脂の重量比は、何れも０．５／９９．５〜３０／７０で、上記重量比が０．５／９９．５より小さいと、ジグリセリドの生成が少なく油脂の改質効果が少ない場合がある。また、上記重量比が３０／７０より大きいと通常の方法では脱臭留去物が多く、最終製品の量が減り、また、その再回収操作に要する労力が多くなり適当でない場合がある。例えば出発原料中のモノグリセリド含有量が５重量％である場合、反応後のジグリセリド含有量は、約１０重量％となるが、使用するモノグリセリドの量が多くなれば、反応後のジグリセリドの収率は高くなるが、モノグリセリドの量が多すぎると反応後に残存するモノグリセリドの絶対量も多くなる。これらの観点から、使用するモノグリセリドの量は３０重量％以下が好ましく、さらに好ましくは５〜２０重量％である。
【００２６】
本発明のエステル交換反応は、ポリオールエステル或いはポリオールエステル及びポリオールを油脂に混合し、通常食用油脂の脱臭操作に利用される水蒸気蒸留を行う事により、触媒を添加することなくジグリセリドを生成させる方法である。本発明の水蒸気蒸留温度は２００℃〜２７０℃であり、好ましくは、２３０℃〜２６０℃である。２００℃未満では、ジグリセリドの生成が少なく不適当な場合があり、２７０℃を超えると油脂そのものの風味劣化が起こり不適当な場合がある。また、水蒸気蒸留の際の吹き込み蒸気量は、特に限定しないが、通常脱臭に供する油脂１００重量部に対して１〜５重量部であればよいが、水分量が多くても差し支えない。また、水蒸気蒸留の際の圧力は、通常の油脂の脱臭操作と同じ程度の１〜４ｍｍＨｇで良い。水蒸気蒸留に使用する装置は特に限定はないが、通常油脂製造に使用する脱臭装置でも可能であるし、留去物が除去される事により失われ、歩留まりが低下するのを防ぐ目的で、回収装置を付加する事ができる。
【００２７】
油脂中のトリグリセリドのエステル交換率は、ポリオールエステル、或いはポリオール及びポリオールエステルの量、水蒸気蒸留温度とその蒸留時間によりコントロールすることが出来る。
【００２８】
本発明のジグリセリド含有油脂組成物は単独で使用することもできるが、必要に応じて他の油脂と混合して用いることも出来る。混合のために用いられる油脂は特に限定されず、コーン油、ナタネ油、大豆油、オリーブ油、紅花油、綿実油、ヒマワリ油、米糠油、パーム油、パーム核油等の植物油、ハイエルシンナタネ油等の十字化油、魚油、牛脂、豚脂、乳脂、卵黄油等の動物油等の天然の油脂、またはこれらを原料として分別、水添、エステル交換等を行った加工油脂、或いはこれらの混合油が使用できる。
【００２９】
本発明で得られる油脂組成物は、油脂を含有する食品一般に使用することができ、具体的には、マーガリン、ショートニング、チョコレート類、フライ油、バタークリーム等の他に、水中油型乳化物としてはホイップクリーム、アイスクリーム、フラワーペースト、マヨネーズ等が例示される。
【００３０】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、これらの実施例は本発明を何ら制限するものではない。尚、以下の記載において「部」、「％」は全て「重量部」、「重量％」を意味する。
【００３１】
＜油脂中のジグリセリド含有量の測定法＞
ガスクロ分析により、モノグリセリド、ジグリセリド及びトリグリセリドの総ピーク面積を１００％とし、そのピーク面積比からジグリセリドの含有量を算出した。それら分析の際、ガスクロとしてはＨＰ５８９０（Ｈｅｗｌｌｅｔ Ｐａｃｋａｒｄ社製）を用いた。分析機器としては、ＨＰＬＣも用いる事ができる。
【００３２】
＜エステル交換率の求め方＞
ガスクロ分析により、Ｃ４８〜Ｃ５４の総炭素数のピーク面積をまず求めた。その際、一般的に理論上１００％エステル交換した場合の組成変化を推定或いは実験し、反応前後の変化量を算出し、反応前を０、反応後を１００％としてエステル交換率を算出した。分析機器としては、ＨＰＬＣも用いる事ができる。
【００３３】
（実施例１）
パーム中融点部（ＩＶ＝４５、ジグリセリド含有量４％）９５部、グリセリンモノステアリン酸エステル５部を用い、２４５℃で６０分間水蒸気蒸留を行った。反応後の組成は、ジグリセリド１３．１％であった。トリグリセリドのエステル交換率は５％であった。
【００３４】
（実施例２）
パーム中融点部（ＩＶ＝４５、ジグリセリド含有量４％）９０部、グリセリンモノベヘン酸エステル１０部を用い、２４５℃で６０分間水蒸気蒸留を行った。反応後の組成は、ジグリセリド１８．２％であった。トリグリセリドのエステル交換率は３５％であった。
【００３５】
（実施例３）
パーム油４５部、パーム軟質油（ＩＶ＝６２、ジグリセリド含有量４％）４４．５部、ポリグリセリンモノ脂肪酸エステル（重合度：５、商品名：ＳＹグリスター５Ｓ、坂本薬品株式会社製）２部、ポリグリセリン（重合度：５、商品名：坂本薬品）０．５部を用い、２６０℃で１時間水蒸気蒸留で脱臭したところ、得られた組成物中のジグリセリド含量は１５％であった。また、トリグリセリドのエステル交換率は１００％であった。
【００３６】
（比較例１）
実施例１のグリセリンモノ脂肪酸エステルの替わりにグリセリンジ脂肪酸エステル５部を用いた以外は、実施例１記載と同様の操作を行った。得られた油脂組成物中のジグリセリド含有量は５％で、操作前後で変化が無かった。
【００３７】
（比較例２）
パーム中融点部（ＩＶ＝４５、ジグリセリド含有量４％）９０部、グリセリン１０部を用い、２４５℃で６０分間水蒸気蒸留を行った。反応後の組成は、ジグリセリド４％で反応前と変化無く、トリグリセリドのエステル交換率は０％であった。
【００３８】
（比較例３）
大豆油（ジグリセリド含有量１％）９０部、モノステアリン１０部を用い、２００℃で６０分間水蒸気蒸留を行った。反応後の組成は、ジグリセリド含有量は１％で、トリグリセリドのエステル交換率は０％であった。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、短時間で且つ簡便に、触媒を使用することなくジグリセリドを含有する油脂組成物を得ることが出来る。

Claims (8)

1. １分子中に水酸基を２個以上有するポリオールエステルと油脂を混合し、水蒸気蒸留の際にエステル交換する事を特徴とするジグリセリド含有油脂の製造方法。
2. 水蒸気蒸留の際に、更にポリオールが混合されていることを特徴とする請求項１に記載のジグリセリド含有油脂の製造方法。
3. ポリオールエステルと油脂の混合重量比が、０．５／９９．５〜３０／７０の範囲である請求項１又は２に記載のジグリセリド含有油脂の製造方法。
4. ポリオールエステル及びポリオールと油脂の混合重量比が、０．５／９９．５〜３０／７０の範囲である請求項２又は３に記載のジグリセリド含有油脂の製造方法。
5. ポリオールが、重合度２〜１０のポリグリセリンであることを特徴とする請求項２〜４何れかに記載のジグリセリド含有油脂の製造方法。
6. 水蒸気蒸留の温度が２００℃〜２７０℃であることを特徴とする請求項１〜５何れかに記載のジグリセリド含有油脂の製造方法。
7. ジグリセリド含有量が、油脂全体中３〜３０重量％であることを特徴とする請求項１〜６何れかに記載のジグリセリド含有油脂の製造方法。
8. 油脂中のトリグリセリドの分子内エステル交換率が２重量％以上であることを特徴とする請求項１〜７何れかに記載のジグリセリド含有油脂の製造方法。