JP4524547B2 - 油脂組成物の製造法、及びこれを用いる油脂組成物 - Google Patents
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Description
【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、モノグリセリドと油脂との合計100重量%に対してモノグリセリドが5〜20重量%となるようにモノグリセリドと油脂を混合し、230〜260℃で水蒸気蒸留して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、
(3)エステル交換反応前を0、理論上100%エステル交換反応した後を100%として算出した油脂中のトリグリセリドのエステル交換率が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。本発明では、これらのポリオールエステルのうち、モノグリセリドを用いる。
【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 (4)
- モノグリセリドと油脂との合計100重量%に対してモノグリセリドが5〜20重量%となるようにモノグリセリドと油脂を混合し、230〜260℃で水蒸気蒸留して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。
- 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。
- 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に記載のジグリセリド含有油脂の製造方法。
- エステル交換反応前を0、理論上100%エステル交換反応した後を100%として算出した油脂中のトリグリセリドのエステル交換率が2重量%以上であることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のジグリセリド含有油脂の製造方法。
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