JP2015508439A - キャノーラ加工中のdha保持 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2011年12月30日出願の米国特許仮出願第61/582,169号明細書「DHA RETENTION DURING CANOLA PROCESSING」の出願日の利益を主張する。
本明細書中に記載されるのは、ドコサヘキサエン酸(DHA)を含む油種子サンプル(例えば、キャノーラ油種子)または粗植物油サンプルを加工する向上した方法であり、DHAを含むRBD油製品を生産するために用いられ得る。本明細書中に記載される方法は、DHAのないRBD油の生産に必須である(そして、不利であり得る)わけではないが、当該方法は実質的に、DHAを含み、RBD油を生産するために用いられる油種子または粗油サンプルからのDHAの分解および/または損失を回避する。本発明の一部の実施形態に挙げられる方法は、例えば、検出可能な量のDHAを含む、遺伝子操作されたキャノーラから生産される油製品におけるDHAの最大保持のために容易に商業化され得る、コスト効率の良い油種子精製プロセスを提供する。本明細書中に記載される方法によって生産される、加工された油(例えば、キャノーラ油)は、従前のキャノーラ油規格に適合し得、そして良好な知覚属性および官能属性を備え得、DHA含有油製品の売買および/または使用を促進する。
DC ドライヤ−クーラ
DCP 直流プラズマ
DHA ドコサヘキサエン酸
DI 脱イオン
DT 脱溶媒(desolventizer)トースタ
DTDC 一体型の脱溶媒トースタ−ドライヤ−クーラ
GC ガスクロマトグラフィ
ICP 誘導結合プラズマ
NHP 非水和性(nonhydratable)リン脂質
RBD 精製漂白脱臭
TOC 全有機炭素
キャノーラ:「キャノーラ」は、ナタネ(アブラナ属種)を指し、エルカ酸(C22:1)の含有量が多くとも2重量パーセント(種子の総脂肪酸含有量と比較)であり、そして(粉砕後の)風乾ミール(meal)が、脱脂された(油フリーの)ミールのグラムあたり30マイクロモル(μmol)未満のグルコシノレートを含有する。このタイプのナタネは、その可食性により、種のより従前の品種と比較して、際立っている。キャノーラ油は、飽和脂肪酸のレベルが低いために、優れた食用油であると考えられている。
実施形態として、少なくとも1つのPUFAを含む精製油(例えば、RBD油)を生産する方法が挙げられる。特定の実施形態は、DHAおよび/またはEPAを含む油を生産することを含む。一部の実施形態において、当該方法は、PUFA生産遺伝子操作植物(例えば、キャノーラ)から、例えば、遺伝子操作植物の種子から油を抽出(例えば、圧搾)し、かつ加工することによって、油を回収することを含んでよい。従って、特定の実施形態は、遺伝子操作植物であって、同種の野生型植物において見られないタイプまたは量のPUFAを生産する遺伝子操作植物を提供することを含む。一部の実施形態において、本発明の方法は、1つまたはそれ以上のPUFAの添加によって補充または増強された油サンプルから油を精製することを含んでよい。
一部の実施形態において、油種子が植物から集められた後であるが、粗油が油種子から抽出される前に、油種子は1つまたはそれ以上のプレ加工工程にさらされてよい。油種子は約20%から約50%の量の油を含み得るが、無処置種子中の油は細胞内に強固に結合されており、油は、強制的に取り出されるか、より溶媒アクセス可能にされることで溶媒抽出が促進されなければならない。プレ加工は、油種子を、溶媒法または機械的方法による油抽出用に適切に調製するように、そして一部の実施例において、種子仁または種子肉(seed kernel or meat)から外皮および/または他の物を除去するように、実行されてよい。従って、特定の実施例は、1つまたはそれ以上のプレ加工工程を含んでよく、例えば、限定されないが:クリーニング;汚染物質の分離;テンパリング;スケーリング;クラッキング(例えば、段ロールまたはグラインダを利用する);コンディショニング/調理;アスピレーティング;乾燥;脱ぷ/剥皮;高温脱ぷ(hot dehulling);フレイキング;および貯蔵等が挙げられる。
実施形態において、油種子材料は、機械的に圧搾されて、油サンプルが油種子材料から抽出されてよい。そのような機械的油抽出は、例えば、限定されないが:調理;圧搾;押出し;セットリング;ケーキ冷却;ケーキサイジング;ケーキグラインディング;フィニッシング;および油濾過を含む工程を含んでよい。従来の機械的抽出手順では、油種子は、極端な熱および圧にさらされ、これにより油は油細胞から機械的に押し出される。本発明の特定の実施形態の一部の実施例において、PUFA含有油種子は、極端な加熱なく機械的に圧搾され得る。特定の実施例において用いられてよい機械的圧搾の非限定的な例として、限定されないが:スクリュープレス(Anderson International Corp.(クリーブランド、OH)およびSimon−Rosedowns(ハル、UK)から入手可能なもの等);およびTaby Press Type−20A Press(Taby Skeppsta、エレブルー、スウェーデン)が挙げられる。機械的圧搾は、一部の実施例において、少なくとも約60%(例えば、少なくとも約70%、少なくとも約80%、および少なくとも約90%)の油を油種子材料(例えば、フレイキングまたはグラインディングされた油種子粒子)から抽出し得る。逆に言えば、機械的抽出に由来するプレスケーキは、約15%から19%の残留油を含み得る。
一部の実施形態において、油種子材料(例えば、機械的圧搾によって生産されるプレスケーキ)が溶媒抽出されて、油が材料から取り出され、得られてよい。通常、溶媒抽出を実行するために、油種子材料は溶媒と、溶媒の油種子材料に対する特定の比率(例えば、約2:1から約3:1)にて混合され、そして溶媒と、特定の残留時間接触したまま持続されてよい。続いて、生じた粗溶媒抽出油が集められ、さらなる加工まで貯蔵されてよい(例えば、窒素下)。溶媒抽出は、例えば、限定されないが:抽出;脱溶媒/トースティング;蒸留;溶媒分離;ミセラ精製;および液相回収を含む工程/プロセスを含んでよい。油種子材料から油を抽出するために用いられてよい溶媒として、例えば、限定されないが:ヘキサン、イソプロピルアルコール、および超臨界CO2が挙げられる。
植物油加工、特に、リンが多い植物油(例えば、ダイズ油、トウモロコシ油およびヒマワリ油)の加工は、通常、脱ガムと呼ばれるプロセスによって、リン脂質およびレシチン(一括して「ガム」)の除去を含む。脱ガムはまた、粗油サンプルから他の不純物(炭水化物およびタンパク質等)を除去し、そして化学的精製および物理的精製のために油を調製する。脱ガムは、例えば、限定されないが:酸性化;濾過;混合;水和;(遠心)分離;過酸化漂白;および乾燥を含む工程/プロセスを含んでよい。当分野において公知のように、水脱ガムは、油相よりも水相に対する親和性が大きい水和性リン脂質を除去するために用いられてよい。しかしながら、非水和性リン脂質(NHP)を有効に除去するには通常、特別な処理が必要とされる。
「精製」は、アルカリの導入によって、そして重い相不溶性物質の遠心分離によって、油サンプル(例えば、脱ガム油)中に存在する遊離脂肪酸を中和するように設計されたプロセスを指す。精製はまた、リン脂質、有色体および他の不純物の除去を達成し得る。精製は、物理的および化学的双方の操作を含む。概して、化学的精製は、少量のアルカリ物質を脱ガム油に加えて、アルカリ性油を遠心分離することによって実行されて、鹸化された脂肪酸の塩(セッケン)を含有するセッケンストック(soapstock)相が除去され、そして精製油が得られ得る。
漂白は、油精製中に利用される吸着クリーニングプロセスである。漂白が、食用油における減色のために従前から用いられているが、現代の吸着漂白技術が、油から多くの不所望の化合物を除去するために用いられてよく、そしてこのようにして、長期の(litany)品質利益を実現するために用いられてよい。従って、吸着剤および特定のプロセスが、熟練した実践者の裁量によって、種々の不純物の吸着を最適化するために選択されてよい。例えば、漂白は、脱ガムおよび中和後に残留するリン脂質を除去するために利用されてよい。苛性精製中に生じるリン脂質および残留セッケンもまた、漂白吸着プロセスによって除去されてよい。これらが除去されないと、そのようなセッケンが脱臭中に重合を引き起こす場合がある。酸化生成物(一次(過酸化物)および二次(アニシジン)の双方)もまた、漂白中に除去されてよい。さらに、トレース金属(例えば、鉄および銅)が、漂白中に除去されてよい。脱臭プロセスにおけるクエン酸キレート化が、これら金属の触媒酸化ポテンシャルを引き下げ得るが、プロセスにおいてできるだけ早くこれらを除去することが所望されてよい。上記に従って、漂白有効性の指標は、色、残留セッケン含有量、リン含有量、過酸化物含有量、およびアニシジン含有量の1つまたはそれ以上であってよい。
実施形態において、上記した加工工程によって生産されるRB油は、脱臭工程にさらされてよい。ほとんどの植物原油は天然成分を含み、この天然成分は、除去されない場合、好ましくない香気および味を、加工工程から生産されるRB油に付与する。このような成分は、好ましくない香気体、ならびに負の香気および色をもたらす水素化生成物を含み、双方ともデオドライザ中で除去され得る。脱臭はまた、直接的に、棚持ちを良くし、かつ生じた油製品の色を向上させる。精製、漂白および脱臭にさらされた油は、精製漂白脱臭油(RBD油)と呼ばれる。
一部の実施形態として、少なくとも1つのPUFA(例えば、DHAおよび/またはEPA)を含有する食品、サプリメント、治療的製品、または栄養補給製品(「油製品」)が挙げられる。特定の実施形態の油製品は、本発明の実施形態に従う方法によって生産される油が適する任意の用途において、用いられてよい。一般に、一部の実施形態に従う方法によって生産される油は、例えば、種々の料理および非料理の用途における、鉱物油、エステル、脂肪酸または動物性脂肪(潤滑剤、潤滑添加剤、金属作動流体、圧媒流体および難燃性圧媒流体等)に取って代わるために用いられてよい。特定の実施形態において、少なくとも1つのPUFAを含む油製品が、非料理の、または食事に関するプロセスおよび組成物において、用いられてよい。一部の実施形態に従う方法によって生産される油はまた、そしてあるいは、改質油を生産するプロセスにおける材料として、用いられてよい。油を改質する技術の例として、分画、水素化、油のオレイン酸またはリノレン酸含有量の改変、および当業者に公知の他の改質技術が挙げられる。
NEXERA(登録商標)(Dow Agrosciences LLC、インディアナポリス、IN)は、DHAを生産しない標準的なキャノーラ品種である。NEXERA(登録商標)油種子を、コーヒーグラインダを用いて微細にグラインディングし、Martek DHA−S Crude Oil(Martek、コロンビア、MD)と混合した。キャノーラ種子をMartek油とスパイクし(spiked)、1.2w/w%のDHA目標レベルにした。混合サンプルをHobartミキサー(Hobart、トロイ、OH)中で一晩混合し、様々な油種子加工方法論を用いて加工した。図1および図2は、キャノーラ油種子および粗油の加工工程のフローチャートを示す。個々のプロセシング工程を、以下により詳細に記載する。DHA混合キャノーラ油種子のプロセシングの再現性について、NEXERA(登録商標)キャノーラ種子の別個のバッチを用いて、3反復した。
キャノーラ種子サンプル(単一種子またはバルクサンプルの何れか)を、ヘプタン(トリヘプタデカノイン(triheptadecanoin)(Nu−Chek prep)をトリアシルグリセロール内部標準として含有する)中にて、鋼球ミルを用いて均質化した。均質化の前に、新たに調製した0.25Mのナトリウムメトキシド(Sigma−Aldrich、セントルイス、MO)のメタノール溶液を加えた。抽出を、40℃にて一定に振盪しながら行った。回収を、メチル化サロゲートC17脂肪酸の回収によって確認した。FAME(脂肪酸メチルエステル)の抽出を3反復し、ヘプタン層を分析前にプールした。反応の完全性を、第4抽出/誘導体化における内生FAMEの存在をチェックすることによって、確認した。生じたFAMEを、GC−FID(SGEのキャピラリカラムBPX 70(15m×0.25mm×0.25pM)を用いる)によって分析した。各FAMEを、保持時間によって識別し、ナタネ油参照混合物(Matreya LLC(プレザントギャップ、PA)に由来。校正標準として。適切な長鎖多不飽和脂肪酸(Nu−Chek−Prep、エリジアン、MN)を加えた)の注入によって定量化した。
図3は、DHAエンリッチドキャノーラ油種子を加工するための、新たに開発した方法に由来する、DHA保持のパーセンテージを図示する。表3は、様々な油種子加工方法を用いて得た加工油の品質測定値の一覧である。
図5および図6は、電子ノーズによって測定した、RBDオメガ−3キャノーラ油の嗅覚特性が、市販のRBD NEXERA(登録商標)キャノーラ油およびエアブランクとは僅かにしか異ならなかったことを示す。Analytical Technologies Alpha MOS Fox 4000系(Alpha MOS、ハノーバー、Md)は、18の金属酸化物センサーを備えており、広範な臭気検出能力を実現する。試験油サンプルによって放たれる化合物の、数千とまではいかないが、数百の複合体混合物由来の臭気が、電子ノーズ(Eノーズ)によって検出される。Eノーズからもたらされるデータを用いて、悪臭と棚持ち安定性研究由来の不規則臭気とを識別し、かつ見分けることができる。
Claims (20)
- ドコサヘキサエン酸(DHA)を含む粗植物油サンプルを加工する方法であって:
前記粗油サンプルを約220℃未満の温度で脱臭して、脱臭油を生産することを含み、前記粗油サンプル中のDHA量は、前記脱臭油中で実質的に保持される、方法。 - 前記粗油サンプルは、約200℃;約202℃;約204℃;約206℃;約208℃;約210℃;約212℃;約214℃;約216℃;および約218℃からなる群から選択される温度で脱臭される、請求項1に記載の方法。
- 前記粗油サンプルは、約210℃の温度で脱臭される、請求項2に記載の方法。
- 前記粗油サンプルは、90分未満の間脱臭される、請求項1に記載の方法。
- 前記粗油サンプルは、約20分;約25分;約30分;約35分;約40分;約45分;約50分;約55分;約60分;約70分;約75分;約80分;および約85分からなる群から選択される時間、脱臭される、請求項4に記載の方法。
- 前記粗油サンプルは、約60分間脱臭される、請求項5に記載の方法。
- 前記粗油サンプル中の約95%を超える前記DHAが、前記脱臭油中で保持される、請求項1に記載の方法。
- 前記粗油サンプルは、油種子から機械的に抽出された油を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記粗油サンプルはさらに、油種子から溶媒抽出された油を含む、請求項8に記載の方法。
- 前記油は、前記油種子から、グラインディングされた油種子の機械的圧搾を含むプロセスによって機械的に抽出される、請求項8に記載の方法。
- 前記粗油サンプルは、アブラナ属種由来の油を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記アブラナ属種はキャノーラである、請求項11に記載の方法。
- 前記キャノーラは、DHAを組織中で合成する遺伝子操作されたキャノーラである、請求項12に記載の方法。
- 前記粗油サンプルを脱ガムして、前記油サンプルからリン脂質を除去することと;
前記粗油サンプルを中和して、前記油サンプルから遊離脂肪酸を除去することと;
前記粗油サンプルを漂白して、前記油サンプルから葉緑素を除去することと
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記粗油サンプルを油種子から抽出することを含む、請求項14に記載の方法。
- 請求項1に記載の方法によって生産されるDHA含有油。
- 前記油の色が、(0から20の赤色スケールで)1未満の赤色、および(0から70の黄色スケールで)10未満の黄色である、請求項16に記載のDHA含有油。
- 前記油は、キャノーラ油の、実質的に全ての知覚特性および官能特性を備える、請求項16に記載のDHA含有油。
- 油製品は抗酸化剤を含む、請求項16に記載のDHA含有油。
- 請求項16に記載の油を含む油含有製品。
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