JP4280234B2 - ジグリセリド高含有油脂の製造法 - Google Patents

Description

本発明は、臭いが低下し、色相も良好で風味の良好なジグリセリド高含有油脂の製造法に関する。

ジグリセリドを高濃度に含む油脂は、体脂肪燃焼作用等の薬理作用を有することから、食用油として広く使用されている。常法により製造されるジグリセリド高含有油脂の中には、脂肪酸、モノグリセリド、有臭成分等の不純物が含まれており、ジグリセリド高含有油脂を食用油として使用するためにはこれらを除去する事による風味改善が必要である。そのため、高温減圧下で水蒸気と接触させる、いわゆる脱臭操作が一般的に行われている（特許文献１）。

ジグリセリド高含有油脂は、通常の脱臭操作では、温度が低い場合は、不純物の留去効果が小さいため、風味が悪く、脂肪酸、モノグリセリドも残留してしまう。一方、不純物を留去するために温度を高くした場合は不均化反応等が生じることにより、モノグリセリド、トリグリセリドが生成し、ジグリセリド含量が低下し、また、トランス酸も増加してしまうという問題が生じる。
特公平３−７２４０号公報 特開平１０−８８１８３号公報

このためジグリセリド高含有油脂の脱臭操作においては、ジグリセリドを高純度に維持するため、また、高熱によりトランス酸の生成速度も大きくなるため、脱臭操作は高温を避け、中温で行う必要があったため、処理時間も長い時間を必要とした。

一方、トリグリセリド高含有油脂の脱臭の場合と異なり、ジグリセリド高含有油脂の脱臭の場合、不純物成分のモノグリセリドは、脱臭工程での不均化反応による生成と、留出による除去が競争になる問題点があり、また、トリグリセリドと比べて、ジグリセリドの方が疎水性が弱いため、脂肪酸、モノグリセリドとの親和性が大きく、留去しにくい性質を有している。ジグリセリド高含有油脂中の不純物を留去するためには、なるべく高温であることが好ましい。

このようにジグリセリド高含有油脂はトリグリセリド高含有油脂に比べ、有臭成分等の不純物除去率を上げるに伴って油脂収率が大きく低下するという問題を有していた。従って、本発明の目的は、臭いが低下し、色相も良好で風味の良好なジグリセリド高含有油脂を不均化反応等をさせずに効率良く製造する方法を提供することにある。

そこで本発明者は、ジグリセリド高含有油脂の水蒸気蒸留操作及びその前処理について種々検討してきたところ、脂肪酸の製造工程においては金属分を積極的に添加することが色相、耐熱性及び臭気の改善に良いとされている（特許文献２）にもかかわらず、当該脂肪酸の場合とは全く逆に、ジグリセリド高含有油脂においては、遷移金属含量が５ppm以下の油脂を用い、薄膜状態で水蒸気と接触させることにより、短時間で脱臭操作が完了し、不均化反応も抑制され、臭い及び色相の改善されたジグリセリド高含有油脂が効率良く得られることを見出した。

すなわち、本発明は、ジグリセリドを５０質量％以上含有し、遷移金属含有量が５ppm以下である油脂を薄膜状態で水蒸気と接触させることを特徴とするジグリセリド高含有油脂の製造法を提供するものである。

本発明によれば、臭いがなく、色相も良好で、風味が改善されたジグリセリド高含有油脂が短時間の処理で、効率良く得られる。

本発明方法に用いる油脂は、ジグリセリドを５０質量％以上含有する油脂であるが、ジグリセリドを６０質量％以上、更に８０質量％以上含有する油脂が食用油としての利用の点から好ましい。このようなジグリセリドを５０質量％以上含有する油脂は、油脂由来の脂肪酸とグリセリンとのエステル化反応、油脂とグリセリンとのエステル交換反応等により得ることができる。これらの反応は１，３−位選択的リパーゼ等を用いて酵素的に温和な条件で反応を行うのが風味等の点で優れており好ましい。

ジグリセリドを５０質量％以上含有する油脂の製造に用いられる原料油脂としては、植物性、動物性油脂のいずれでもよい。具体的な原料としては、菜種油、ひまわり油、とうもろこし油、大豆油、米油、紅花油、綿実油、牛脂、あまに油、魚油等を挙げることができる。

本発明においては、まず、ジグリセリドを５０質量％以上含有する油脂中の遷移金属含量は５ppm以下であることが必要である。当該油脂中の遷移金属含量が５ppmを超える場合には、薄膜状態で水蒸気接触処理を行っても充分な脱臭効果は得られず、色相、風味ともに良好な油脂は得られない。また、不均化反応も抑制されない。より好ましい遷移金属含量は２ppm以下、更に好ましくは１ppm以下である。ここで、遷移金属としては、鉄、銅、ニッケル、クロム、金、白金等が挙げられる。

ジグリセリドを５０質量％以上含有する油脂中の遷移金属含量が５ppmを超える場合には、予めこれを５ppm以下にした油脂とする必要がある。油脂中の遷移金属含有量を５ppm以下にするには、例えば吸着法、クロマトグラフィー、キレート剤処理等を採用するのが好ましい。吸着法としては、活性白土、酸性白土、シリカゲル、ゼオライト、活性炭、イオン交換樹脂等を用いた吸着法が挙げられる。具体的には、例えば、油脂を吸着剤と混合後、吸着剤と油脂をろ別する、また吸着剤を充填した吸着塔に油脂を流通する等すればよい。
クロマトグラフィーとしては、溶離液として有機溶剤、固定層としてゼオライトを用いた方法が挙げられる。具体的には、例えば、擬似移動層型操作をすることにより行われる。
キレート剤処理としては、キレート剤を添加し水洗する方法、キレート剤を添加し吸着処理をする方法が挙げられる。キレート剤としては、クエン酸、コハク酸、マレイン酸、シュウ酸、アマニット酸、イタコン酸、シトラコン酸、酒石酸、フマル酸、リンゴ酸等が挙げられる。クエン酸、コハク酸が経済性、金属分除去性能の点から好ましい。これらのキレート剤の使用量は、油脂中０．０２〜５質量％、更に０．０５〜１質量％が好ましい。キレート剤を添加し水洗する方法としては、ラインミキサーにより連続で混合し、連続で遠心分離機で軽液と重液に分離することが経済性、金属分除去性能の点から好ましい。キレート剤を添加し吸着処理をする方法としては、吸着剤として活性炭を使用することが経済性、金属分除去性能の点から好ましい。

次いで、前記油脂を薄膜状態で水蒸気と接触させる。当該接触手段としては、構造体充填物の充填された蒸留塔中を流下させ、水蒸気をこの油脂に対して向流接触させるように流通させることがジグリセリド純度の維持、不純物の除去性の向上、風味の向上の点から好ましい。油脂は、構造体充填物の充填された蒸留塔を流下する際、充填物の表面を流下するため薄膜を形成する。
油脂と水蒸気を接触させる条件は、経済性、脱臭効率、品質の点から以下の条件が好ましい。油脂温度は２４０〜２８０℃、好ましくは２５０〜２８０℃、より好ましくは２６０〜２８０℃、接触時間は１〜１５分、好ましくは1〜１０分、より好ましくは２〜10分、圧力は０．０２〜２kPa、好ましくは０．０５〜１kPa、より好ましくは０．1〜０．８kPa、水蒸気の量が油脂に対して０．１〜１０質量％、好ましくは０．２〜５質量％、より好ましくは０．２〜２質量％である。
油脂の流量は、充填物の単位断面積（m²）あたり1〜20ton／h、更に、2〜10ton／hであることが脱臭操作の安定性、脱臭効率、生産性の点から好ましい。
前記構造体充填物が、比表面積２００〜７００m²／m³の規則充填物であることが好ましい。

本発明方法により処理されたジグリセリド高含有油脂は、臭いが除去されており、かつ色相も良好である。更に、処理によるトランス酸の生成がなく、ジグリセリド含量の低下も少ない。

〔原料油脂の調製〕
大豆油脂肪酸：菜種油脂肪酸＝７：３（質量比）の混合脂肪酸１００質量部とグリセリン１５質量部とを酵素によりエステル化反応を行った。得られたエステル化物から、分子蒸留により、脂肪酸とモノグリセライドを除去し、原料油脂Ａとした。また、原料油脂Ａに、９０℃で３０％クエン酸水溶液を油脂に対して０．８質量％添加し、９０℃、１kParで１Hr混合した。その後、水を油脂に対して１０質量％添加混合後、油水分離を行なう操作を３回繰り返し、原料油脂Ｂとした。
亜麻仁油由来の脂肪酸１００質量部とグリセリン１５質量部とを酵素によりエステル化反応を行った。得られたエステル化物から、分子蒸留により、脂肪酸とモノグリセライドを除去した。更に、当該油脂に、９０℃で３０％クエン酸水溶液を油脂に対して０．８質量部％添加し、９０℃、１kPaで１Hr混合した。その後、水を油脂に対して１０質量％添加混合後、油水分離を行なう操作を３回繰り返し、原料油脂Ｃとした。これら原料油脂の各物性値を表１に示す。なお、遷移金属含量量は、ＩＣＰ質量分析法により測定した。また、油脂の組成はガスクロマトグラフにより測定した。

実施例１
比表面積２５０m²/m³の規則充填物を内部に配備した脱臭塔を使用し、温度２５０℃、塔頂圧力０．３kPa、油脂に対する水蒸気量０．５５質量％の条件下、原料油脂Ｂを用い、油脂の流量３．７ton/m²/Hr（塔断面積当りの油脂の流量）で水蒸気と油脂が向流接触するように通液して脱臭を行なった。油脂と蒸気の充填物上での平均接触時間は１０分であった。油脂の組成は、ガスクロマトグラフで求めた。色相の測定は、A.O.C.S. Cc-13e-92（Lovibond法）において、１３３．４mmセルを使用し、Ｒｅｄ値をＲ、Ｙｅｌｌｏｗ値をＹとし、Ｒを１０倍した値にＹを加えた値、つまり１０Ｒ＋Ｙ値で評価した。また、風味の評価は、下記基準にて官能評価により行なった。結果を表２に示す。

〔風味の評価基準〕
◎：風味が非常に良好
○：風味が良好
△：風味がやや劣る
×：風味が劣る

実施例２
脱臭時の温度を２６０℃とした以外は実施例１と同じ操作を行なった。結果を表２に示す。

実施例３
脱臭時の温度を２７０℃、油脂の流量を７．４ton/m²/Hr、接触時間を５分とした以外は実施例１と同じ操作を行なった。結果を表２に示す。

実施例４
比表面積７００m²/m³の規則充填物を内部に配備した脱臭塔を使用し、温度２７０℃、塔頂圧力0.3kPa、油脂に対する水蒸気量２質量％の条件下、原料油脂Ｃを用い、油脂の流量１．３ton/m²/Hr（塔断面積当りの流量）で通液して脱臭を行なった。結果を表２に示す。

比較例１
原料油脂Ａをトレイ型脱臭槽内に仕込み、温度２４０℃、圧力０．４kPa、油脂に対して水蒸気量３％の条件下で１時間脱臭した。脱臭は、原料油脂を仕込んだ脱臭槽内に回分式で所定量の水蒸気を吹き込むことにより行なった。結果を表２に示す。

比較例２
原料油脂Ｂをトレイ型脱臭槽内に仕込み、比較例１と同様の方法で脱臭を行なった。結果を表２に示す。

比較例３
原料油脂Ｃをトレイ型脱臭槽内に仕込み、２３０℃、油脂に対して水蒸気量３％、真空度０．４kPaの条件下で２時間、比較例1と同様の方法で脱臭を行なった。結果を表２に示す。

以上の結果から、遷移金属含量が５ppm以下である当該油脂を薄膜状態で水蒸気と接触させることで、風味と色相が良好なジグリセリド高含有油脂を効率良く製造することができる。

Claims (5)

1. ジグリセリドを５０質量％以上含有し、遷移金属含有量が０．１ppm以下である油脂を、油脂温度２５０〜２８０℃で薄膜状態で水蒸気と接触させることを特徴とするジグリセリド高含有油脂の製造法。
2. 油脂を薄膜状態で水蒸気と接触させる手段が、油脂を、構造体充填物の充填された蒸留塔中を流下させ、水蒸気を油脂に対して向流接触させるように流通させるものである請求項１記載の製造法。
3. 油脂と水蒸気を接触させる時間が１〜１５分である請求項１又は２記載の製造法。
4. 遷移金属含有量を０．１ppm以下に低下させた油脂を使用するものである請求項１〜３のいずれか１項記載の製造法。
5. 遷移金属含量の低下手段が、吸着処理又は、キレート剤添加後油脂を水洗するものである請求項４記載の製造法。