JP7250765B2 - 不要な不純物の抑制によって野菜油を精製するためのプロセス - Google Patents

不要な不純物の抑制によって野菜油を精製するためのプロセス Download PDF

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Description

本発明は、植物油を精製するための、特にモノクロロプロパンジオールエステル(MCPDe)の形成を抑制し、グリシジルエステルの含有量を減少させるための、プロセスに関する。
3-クロロ-1,2-プロパンジオール(3-MCPD)、2-クロロ-1,3-プロパンジオール(2-MCPD)、およびこれらの化合物の誘導体、例えば、エステルは、加工された脂肪および油中で形成され得る、ことが知られている。化合物は、いくつかのトリグリセリド脂肪において脂肪酸のエステルとして見つかることがある。グリシドール(2,3-エポキシ-1-プロパノール)およびその脂肪酸エステルはまた、精製トリグリセリド油脂にも存在していることがある。
2-MCPD、3-MCPD、グリシドール化合物は、食材に使用した場合、それらの摂取に関連する潜在的な危険性があるため、加工油脂においては望ましくない。
US2016/227809は、植物油中の2-MCPD、3-MCPD、そのエステル、およびグリシジルエステルを低減するためのプロセスに関し、そのプロセスは、a)植物油を、1つ以上の精製ステップに供することと、b)ステップa)からの精製された植物油を約200~280℃および約0.0001~3.0mbarの圧力で真空蒸留に供することと、を含む。
WO2012/065790は、精製され、漂白され、および脱臭された植物油を製造する方法を開示しており、その方法は、植物油を脱ガムすることと、その脱ガム油を漂白することと、その漂白された油を脱臭することと、を含み、脱ガム、漂白、および脱臭の条件は、脱臭油中の3-MCPDおよびそのエステルの含有量を8ppm未満に低減するように選択される。
WO2013/093093は、植物油からグリシジルエステルを除去する方法を記載しており、その方法は、油を少なくとも0.5重量%の酸活性化漂白土の油と接触させることと、少なくとも30分間、200℃未満の温度で油を脱臭することと、を含む。
WO2014/012548は、精製トリグリセリド油中の2-MCPDおよび3-MCPDのエステルの量を低下させるためのプロセスを記載しており、そのプロセスは、減圧下で蒸気を油中に通しながら油を熱処理することと、プロセスからの製品におけるエステル交換度を60%未満に維持することと、を含む。
精製油中の低レベルのMCPDeおよびグリシジルエステルを達成することができ、しかもプロセス修正を最小限に抑えながら従来の精製プロセスと一般に互換性がある植物油を精製するためのプロセスに関するニーズが依然として存在している。
本発明によれば、特にモノクロロプロパンジオールエステル(MCPDe)の形成を抑制し、グリシジルエステルの含有量を低減するための、第1および第2の精製段階を含む、植物油を精製するためのプロセスを提供し、
そのプロセスでは、第1の精製段階は、
a)0.2ppm未満、好ましくは0.1ppm未満のMCPDeとグリシジルエステルとの合計含有量を有する粗植物油を提供するステップと、
b)粗植物油を脱ガムして、脱ガム植物油を製造するステップと、
c)活性化された漂白土を用いて、減圧下、好ましくは80~800mbarの減圧において脱ガム植物油を漂白して、漂白された植物油を得るステップと、
d)漂白された植物油に塩基を加え、続いて255℃未満の温度において減圧下でストリッピングおよび脱臭を行い、中間精製植物油を得るステップと、を含み、
続いて、第2の精製段階は、
e)活性化された漂白土を使用して、減圧下、好ましくは80~800mbarの減圧において中間精製植物油を漂白して、漂白された植物油を得るステップと、
f)好ましくは5mbar未満の減圧において、220℃未満の温度で脱臭して、完全に精製された植物油を得るステップと、を含み、
完全に精製された植物油は、4ppm未満のMCPDeとグリシジルエステルとの合計含有量を有する。
また、別の態様では、食品製品の調製のために本発明のプロセスを使用して得られた油または脂肪の使用も提供する。
本発明によりさらに提供されるのは、本発明によるプロセスを使用して製造された油または脂肪を含有する食品製品である。
MCPDeの形成を抑制し、かつグリシジルエステルを除去することによって、MCPDeおよびグリシジルエステルの含有量を低下させるために2段階プロセスを使用できることを見出した。ステップの組み合わせにより、精製された植物油中のMCPDeおよびグリシジルエステルの全体的なレベルを驚くほど低いレベルまで下げることが可能になる。
MCPDeという用語は、MCPDのエステルを指し、2-MCPDおよび3-MCPDのエステルを含む。エステルは、典型的には、MCPD化合物と脂肪酸とのエステルである。
グリシジルエステルは、典型的には、脂肪酸のエステルとしても存在する。
当業者によって理解されるように、MCPDeおよびグリシジルエステルを測定するために使用される分析方法はまた、エステル化合物の含有量の一部として遊離MCPDおよび遊離グリシドールも検出し得る。しかしながら、遊離化合物は、典型的には、極めて低いレベルで油に存在する。本発明の目的のために、MCPDeおよびグリシジルエステルの量には、油中に存在し得るあらゆる遊離MCPD化合物および遊離グリシドールそれぞれが含まれる。
本明細書で使用される「脂肪酸」という用語は、6~24個の炭素原子を有する(C6~C24)直鎖の飽和または不飽和(モノ-不飽和およびポリ-不飽和を含む)カルボン酸を指す。
MCPDeおよびグリシジルエステルの含有量は、“A Novel method for the automatic sample preparation and analysis of 3-MCPD-,2-MCPD-,and glycidylesters in edible oils and fats”,Eur J Lipid Sci Technol,2015,117においてZwagermanらによって記載された手法を使用して決定することができる。その方法は、AOCS Cd 29c-13に基づいている。
「油」および「脂肪」という用語は、本明細書では互換的に使用される場合があり、特定の物理的形態または融点を意味するものではない。
本発明において、MCPDeの形成の抑制およびグリシジルエステルの含有量の低減とは、植物油が、4ppm未満、好ましくは2ppm未満、より好ましくは1.5ppm未満などの1.75ppm未満、さらにより好ましくは1ppm未満のMCPDeとグリシジルエステルとの合計含有量を有することを意味している。典型的には、MCPDeとグリシジルエステルとの合計含有量は、1ppm~2ppmなどの0.5~2ppmの範囲にある。
本発明のプロセスで使用される粗植物油は、任意の植物油であってよい。植物油は、主に、トリグリセリドを、典型的には75重量%超の量で、より一般的には85重量%超の量で含有する。好適な油としては、パーム油、パーム核油、カカオバター、カカオバター代用品、イリペ脂肪、シア脂、キャノーラ油、ヒマシ油、ココナッツ油、コリアンダー油、コーン油、綿実油、ヘーゼルナッツ油、大麻油、亜麻仁油、マンゴー核油、オリーブ油、落花生油、菜種油、米ぬか油、ベニバナ油、大豆油、およびひまわり油、およびそれらの混合物が挙げられる。好ましくは、油は、粗パーム油を含むかまたは粗パーム油からなる。
本発明のプロセスで使用される粗植物油は、典型的には、それらの天然に存在する形態のMCPDeおよびグリシジルエステルを低レベルで有する。
好ましくは、本発明のプロセスにより製造された完全に精製された植物油は、2ppm未満、好ましくは、1.5ppm未満または1ppm未満などの1.75ppm未満のMCPDeとグリシジルエステルとの合計含有量を有する。典型的には、MCPDeとグリシジルエステルとの合計含有量は、0.5ppm超または1ppm超などの、0.01ppm超、または0.1ppm超である。したがって、MCPDeとグリシジルエステルとの合計含有量は、0.01~4ppmの範囲、より好ましくは0.5~1.5ppmなどの0.1~2ppmの範囲であり得る。
完全に精製された植物油中のMCPDeとグリシジルエステルとの合計含有量は、好ましくは0.75ppm未満、より好ましくは0.5ppm未満の2-MCPDe、1ppm未満、より好ましくは0.75ppm未満の3-MCPDe、0.5ppm未満のグリシジルエステルを含む。
好ましくは、完全に精製された植物油は、2ppm未満、より好ましくは1.5ppm未満の2-MCPDeと3-MCPDeとの合計含有量を有する。
完全に精製された植物油は、好ましくは2ppm未満、より好ましくは0.5ppm未満などの1ppm未満のグリシジルエステル含有量を有する。達成され得るグリシジルエステルの低レベルは、本発明の特に驚くべき効果である。
好ましくは、脱ガムステップb)は、水脱ガムステップ、または、非塩化物含有酸、より好ましくはリン酸、クエン酸、もしくはリンゴ酸、もしくはそれらの混合物を使用する酸脱ガムステップである。油の重量に基づいて0.01~0.1重量%の量のリン酸を使用することが特に好ましい。典型的には、脱ガムは、80~110℃の高温で行う。
漂白ステップc)で使用した漂白土の量は、典型的には、油の0.5~3重量%である。漂白は、30分から2時間などの好適な時間、減圧下で行う。
漂白土は、単独で、または2つ以上の漂白土の混合物として、使用することができる。活性化された漂白土は、酸性であることができ、かつ/または物理的に活性化され得る(例えば、熱処理によって)。活性化とは、漂白効率を改善するために表面積が増加されることを意味している。
漂白土は、Si、Al、Ca、およびMgの1つ以上を含有する含水粘土を含む。漂白土の例としては、
モンモリロナイト(Na,Ca)0.3(Al,Mg)Si10(OH)*nHO;
パリゴルスカイト(Mg,Al)Si10(OH)*nHO;
セピオライトMgSi15(OH)*nHO;
白雲母(KAl(SiAl)O10(OH)
サニジン(K,Na)(SiAl)
石英(SiO);
方解石(CaCO);
およびそれらの混合物が挙げられる。
好ましくは、ステップd)の塩基は、ナトリウムメトキシド、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸カリウム、脂肪酸のナトリウム塩、脂肪酸のカリウム塩、脂肪酸のカルシウム塩、およびそれらの混合物からなる群から選択される。塩基の量は、油の重量に基づいて、好ましくは10~50ppm、より好ましくは15~25ppmである。最も好ましい塩基は水酸化カリウムである。
ステップd)の温度は、好ましくは210~255℃、より好ましくは230~250℃である。ステップd)における脱臭は、好ましくは10mbar未満、より好ましくは5mbar未満、さらにより好ましくは2mbar未満の減圧で行う。ステップd)は、典型的には1~3時間行う。
好ましくは、ステップd)におけるストリッピングは、蒸気を使用して行う。植物油を蒸気ストリッピングを行うための方法は、当業者に知られており、例えば、EP-A-2502503に開示されている。
中間精製植物油は、ステップa)~ステップd)を含むプロセスの一部によって製造される。中間精製植物油を、ステップe)およびf)を含む第2の精製段階に供する。
ステップe)における中間精製植物油の漂白は、好ましくは、0.1~2重量%の活性化漂白土を使用して行う。また、漂白土は、単一の漂白土または2つ以上の漂白土の混合物であってよい。活性化された漂白土は、酸性であることができ、かつ/または物理的に活性化され得る。そのプロセスは、典型的には、70~140℃の温度で10分~2時間行う。最も好ましくは、ステップe)における漂白は、80~130℃の温度で、0.3~0.8重量%の漂白土の存在下で、好ましくは0.3~1時間行う。
好ましくは、ステップf)における脱臭は、完全に精製された植物油を得るために、150~210℃などの220℃未満(または200℃未満)、より好ましくは150~180℃の温度で行う。好ましくは、減圧は、0.5~3mbarなどの4mbar未満である。ステップf)は、バッチ式で、典型的には1~5時間、または連続的に、行い得る。
また、本発明により、第1および第2の精製段階を含む、粗パーム油を精製するためのプロセスも提供され、
そのプロセスでは、第1の精製段階は、
a)0.2ppm未満のMCPDeとグリシジルエステルとの合計含有量を有する粗パーム油を提供するステップと、
b)粗植物油を脱ガムして、脱ガム植物油を製造するステップと、
c)活性化された漂白土を用いて、80~800mbarの減圧下で脱ガム植物油を漂白して、漂白された植物油を得るステップと、
d)漂白された植物油に10~50ppmの水酸化アルカリ金属を加え、続いて255℃未満の温度において減圧下でストリッピングおよび脱臭を行い、中間精製パーム油を得るステップと、を含み、
続いて、第2の精製段階は、
e)80~800mbarの減圧下で、活性化された漂白土を使用して中間精製パーム油を漂白して、漂白された植物油を得るステップと、
f)5mbar未満の減圧において、220℃未満の温度で脱臭して、完全に精製された植物油を得るステップと、を含み、
完全に精製された植物油は、2ppm未満のMCPDeとグリシジルエステルとの合計含有量、好ましくは1ppm未満のグリシジルエステル含有量を有する。
本発明のプロセスで製造される完全に精製された植物油は、食品製品において使用することができる。完全に精製された植物油を単独または1つ以上の他の植物油と組み合わせて使用し得る食品製品の例としては、スプレッド、マーガリン、クリームの代替品、幼児用食品、チョコレート、菓子、ベーカリー製品、ソース、アイスクリーム、アイスクリームコーティング、チーズ、スープ、マヨネーズ、およびドレッシング、および脂肪相を含む他の食品製品が挙げられる。
本明細書における明白な先行公開文献の列挙または考察は、その文献が当該技術分野状態の一部であるかまたは共通の一般知識であることを認めるものとして必ずしも解釈されるべきではない。
本発明の所与の態様、実施形態、特徴、またはパラメータについての優先度および選択肢は、別段文脈が示さない限り、本発明の全ての他の態様、実施形態、特徴、およびパラメータについてのあらゆる全ての優先度および選択肢と組み合わせて開示されているものとみなされるべきである。
以下の非限定的な実施例は本発明を説明するものであり、その範囲を決して限定するものではない。実施例において、および本明細書を通して、他に示されない限り、全ての百分率、割合、および比率は重量による。
実施例を通して、3-MCPD-、2-MCPD-、およびグリシジルエステルは、Zwagerman et al,Eur J Lipid Sci Technol,2015,117に記載されている方法で測定する。
実施例1(比較、標準プロセス-1ステップ)
978グラムの粗パーム油(PO)を、0.05%のHPO(50% sol)および1.2%(wt)の漂白土(Ashapura V2(酸で活性化された)/PureFlo B80(熱で活性化された)のブレンド)によって、90℃において、700mbarで25分間、100mbarで20分間、脱ガムし、漂白した。ろ過後、漂白されたPOを、245℃で60分間、続いて240℃で90分間、約2mbarの圧力で脱臭した。この後、油を冷却し、MCPDeおよびGE分析のためにサンプル(RBD PO)を提出した。
その結果を以下の表に示す。
Figure 0007250765000001
実施例2(2ステッププロセス)
1004グラムの粗パーム油(PO)を、0.05%のHPO(50% sol)および1.5%(wt)の漂白土(Ashapura V2/PureFlo B80のブレンド)によって、90℃において、700mbarで25分間、100mbarで20分間、脱ガムし、漂白した。ろ過後、35ppmの水酸化カリウム(KOH)を、漂白されたPOに加え、245℃で60分間、続いて240℃で90分間、約1mbarでの圧力で、脱臭した。この後、油を冷却し、MCPDeおよびGE分析のためにサンプル(RBD PO)を提出した。
ステップ1から得られたRBD POを、酸を加えずに、0.5%の漂白土(Tonsil ex 1707 VIII(酸活性化された))によって、90℃において、700mbarで25分間、100mbarで20分間、再度漂白した(プロセスステップ2)。漂白土をろ別した後、漂白されたRBD POを、200℃で3時間、約1mbarの圧力で脱臭した。この後、油を冷却し、サンプル(完全に精製されたPO)を、MCPDeおよびグリシジルエステルについて分析した。
その結果を以下の表に示す。
Figure 0007250765000002
実施例3(2ステッププロセス)
977グラムの粗パーム油(PO)を、0.05%のHPO(50% sol)および1.5%(wt)の漂白土(Ashapura V2/PureFlo B80のブレンド)によって、90℃において、700mbarで25分間、100mbarで20分間、脱ガムし、漂白した。ろ過後、16ppmの水酸化カリウム(KOH)を、漂白されたPOに加え、245℃で60分間、続いて240℃で90分間、約1mbarでの圧力で、脱臭した。この後、油を冷却し、MCPDeおよびGE分析のためにサンプル(RBD PO)を提出した。
ステップ1から得られたRBD POを、酸を加えずに、0.5%の漂白土(Tonsil ex 1707 VIIIによって、90℃において、700mbarで25分間、100mbarで20分間、再度漂白した(プロセスステップ2)。漂白土をろ別した後、漂白されたRBD POを、200℃で3時間、脱臭した。この後、油を冷却し、サンプル(完全に精製されたPO)を、MCPDeおよびグリシジルエステルについて分析した。
その結果を以下の表に示す。
Figure 0007250765000003
実施例4(アップスケーリング)
連続精製プロセスでは、粗パーム油(cPO)を、50~80メートルトン/時の処理量で精製する。cPOを、約0.05重量%のリン酸を添加し、95℃で高せん断ミキサーにより混合することによって、脱ガムする。脱ガム後、製品を、1.5~2重量%の活性化された漂白土(Ashapura V2/Sepigel N200RF(物理的に活性化された)のブレンド)を使用して、80~340mbarの圧力で2時間、2ステップ漂白プロセスに従って漂白する。漂白後、18~22ppmのKOHを加え、その油を、235~240℃および約2mbarの圧力で、2時間、蒸気ストリッピング/脱臭を行う。
前のステップからのRBDパーム油を、0.5~1重量%の活性化された漂白土(Ashapura V2/Sepigel N200RFのブレンド)を使用して、80~340mbarの圧力で2時間漂白することによって、もう一度精製して、完全に精製されたPOを得る。漂白後、油を、200℃および約2mbarの圧力で、30~60メートルトン/時の処理量で脱臭する。
低減されたサンプルの典型的な結果を以下の表に示す。
Figure 0007250765000004
実施例5(KOH添加の効果)
実施例2を繰り返したが、異なる量の水酸化カリウムを加えた。
RBDおよび完全に精製されたPOに関する結果を以下の表に示す。
Figure 0007250765000005

Claims (29)

  1. モノクロロプロパンジオールエステル(MCPDe)の形成を抑制し、グリシジルエステルの含有量を低減するための、第1および第2の精製段階を含む、植物油を精製するためのプロセスであって、
    前記第1の精製段階は、
    a)0.2ppm未満のMCPDeとグリシジルエステルとの合計含有量を有する粗植物油を提供するステップと、
    b)前記粗植物油を脱ガムして、脱ガム植物油を製造するステップと、
    c)活性化された漂白土を用いて、減圧下で前記脱ガム植物油を漂白して、漂白された植物油を得るステップと、
    d)前記漂白された植物油に塩基を加え、続いて255℃未満の温度において減圧下でストリッピングおよび脱臭を行い、中間精製植物油を得るステップと、を含み、
    続いて、第2の精製段階は、
    e)活性化された漂白土を使用して、減圧下で前記中間精製植物油を漂白して、漂白された植物油を得るステップと、
    )220℃未満の温度で脱臭して、完全に精製された植物油を得るステップと、を含み、
    前記完全に精製された植物油が、4ppm未満のMCPDeとグリシジルエステルとの合計含有量を有する、プロセス。
  2. ステップa)で提供された前記粗植物油が、0.1ppm未満のMCPDeとグリシジルエステルとの合計含有量を有する、請求項1に記載のプロセス。
  3. ステップc)における前記脱ガム植物油の前記漂白が、80~800mbarの減圧下で行われる、請求項1又は2に記載のプロセス。
  4. ステップe)における前記中間精製植物油の前記漂白が、80~800mbarの減圧下で行われる、請求項1~3のいずれか一項に記載のプロセス。
  5. ステップf)における前記脱臭が、5mbar未満の減圧において行われる、請求項1~4のいずれか一項に記載のプロセス。
  6. 前記完全に精製された植物油が、2ppm未満のMCPDeとグリシジルエステルとの合計含有量を有する、請求項1~5のいずれか一項に記載のプロセス。
  7. 前記完全に精製された植物油が、1.75ppm未満のMCPDeとグリシジルエステルとの合計含有量を有する、請求項6に記載のプロセス。
  8. 前記完全に精製された植物油が、1.5ppm未満のMCPDeとグリシジルエステルとの合計含有量を有する、請求項7に記載のプロセス。
  9. 前記MCPDeとグリシジルエステルとの合計含有量が、0.5ppm未満の2-MCPDe、1ppm未満の3-MCPDe、および0.5ppm未満のグリシジルエステルを含む、請求項1~8のいずれか一項に記載のプロセス。
  10. 前記完全に精製された植物油が、2ppm未満の2-MCPDeと3-MCPDeとの合計含有量を有する、請求項1~のいずれか一項に記載のプロセス。
  11. 前記完全に精製された植物油が、1.5ppm未満の2-MCPDeと3-MCPDeとの合計含有量を有する、請求項10に記載のプロセス。
  12. 前記完全に精製された植物油が、2ppm未満のグリシジルエステル含有量を有する、請求項1~11のいずれか一項に記載のプロセス。
  13. 前記完全に精製された植物油が、0.5ppm未満のグリシジルエステル含有量を有する、請求項12に記載のプロセス。
  14. 前記脱ガムステップb)が、水脱ガムステップ、あるいは、非塩化物含有酸を使用する酸脱ガムステップである、請求項1~13のいずれか一項に記載のプロセス。
  15. 前記脱ガムステップb)が、リン酸、クエン酸、もしくはリンゴ酸、またはそれらの混合物を使用する酸脱ガムステップである、請求項14に記載のプロセス。
  16. ステップd)における前記塩基が、ナトリウムメトキシド、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸カリウム、脂肪酸のナトリウム塩、脂肪酸のカリウム塩、脂肪酸のカルシウム塩、およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項1~15のいずれか一項に記載のプロセス。
  17. 前記塩基が、水酸化カリウムである、請求項16に記載のプロセス。
  18. 塩基の量が、前記油の重量に基づいて、10~50ppmである、請求項16または17に記載のプロセス。
  19. 塩基の量が、前記油の重量に基づいて、15~25ppmである、請求項18に記載のプロセス。
  20. ステップd)における前記温度が、210~255℃である、請求項1~19のいずれか一項に記載のプロセス。
  21. ステップd)における前記温度が、230~250℃である、請求項20に記載のプロセス。
  22. ステップd)における前記ストリッピングが、蒸気を使用して行われる、請求項1~21のいずれか一項に記載のプロセス。
  23. ステップd)における前記脱臭が、10mbar未満の減圧において行われる、請求項1~22のいずれか一項に記載のプロセス。
  24. ステップd)における前記脱臭が、5mbar未満の減圧において行われる、請求項23に記載のプロセス。
  25. ステップd)における前記脱臭が、2mbar未満の減圧において行われる、請求項24に記載のプロセス。
  26. ステップe)における前記漂白が、80~130℃の温度で、0.3~0.8重量%の漂白土の存在下で行われる、請求項1~25のいずれか一項に記載のプロセス。
  27. ステップe)における前記漂白が、0.3~1時間行われる、請求項26に記載のプロセス。
  28. ステップf)における前記脱臭が、200℃未満の温度で行われる、請求項1~27のいずれか一項に記載のプロセス。
  29. ステップf)における前記脱臭が、150~180℃の温度で行われる、請求項28に記載のプロセス。

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