JPH06104839B2 - 脂肪配合物の分画方法 - Google Patents

脂肪配合物の分画方法

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JPH06104839B2
JPH06104839B2 JP62139064A JP13906487A JPH06104839B2 JP H06104839 B2 JPH06104839 B2 JP H06104839B2 JP 62139064 A JP62139064 A JP 62139064A JP 13906487 A JP13906487 A JP 13906487A JP H06104839 B2 JPH06104839 B2 JP H06104839B2
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    • C11B7/00Separation of mixtures of fats or fatty oils into their constituents, e.g. saturated oils from unsaturated oils
    • C11B7/0008Separation of mixtures of fats or fatty oils into their constituents, e.g. saturated oils from unsaturated oils by differences of solubilities, e.g. by extraction, by separation from a solution by means of anti-solvents
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は脂肪配合物の分画方法に関する。さらに本発明
は水と油を含有するエマルジョン、特に高度不飽和脂肪
酸のトリグリセリドを高レベル有する、油中水(w/o)
型マーガリン及び低脂肪スプレッドに関する。
アセトンやヘキサンの如き有機溶媒の存在下に脂肪を分
画するのは公知である。このような分画法は非常に有効
であるが、費用がかさむ。
所謂ランザ法によってオレインフラクションとステアリ
ンフラクションを分別する際に界面活性剤水溶液を用い
て脂肪を分画するのも公知である。
別の公知の分画法は、古典的有機溶媒の不存在下の行う
乾式分画法である。この方法は比較的安価に実施できる
が、分別温度、例えば20℃でかなりの量の結晶化脂肪を
含む脂肪配合物の分画には不適である。これはかかる脂
肪がポンプ輸送できないこと、またフラクションの分別
が塊のレオロジイ特性により殆ど不可能であるからであ
る。
本発明の目的は、古典的有機溶媒の不存在下で希釈媒体
としての液状油の存在下に、分別温度、例えば20℃で少
なくとも15%、好ましくは30%以上の結晶化脂肪を含有
する脂肪の廉価な分画方法を供するところにある。
本発明のもう一つの目的は、食用エマルジョン製造用ハ
ードストックとして使用できるステアリンの効率的製造
法を供することである。本発明でいう効率的方法とは、
0.3より大、好ましくは0.4乃至0.8の分別効率を与える
方法を指す。分別効率とは、分別温度で生じる結晶化し
たステアリンの量(固形量はNMRにより測定する)の分
別ステアリンの量(即ち、ステアリン及び液状油、及び
それに付随するオレイン)に対する比をいう。
最後に、高度不飽和脂肪酸のトリグリセリドを高率で含
有する、マーガリンや低脂肪スプレッドの如き食用エマ
ルジョン用脂肪配合物を得ることも本発明の目的であ
る。
本発明者は上記要件を十分満足する方法を開発した。
本発明の方法は一般的には次の工程から成る。
(イ) 脂肪配合物及び10℃において結晶化脂肪を実質
的に含まない液状油から成る混合物を調製し、 (ロ) 得られた混合物は融点より高い温度に加熱し、 (ハ) 結晶の沈降と微細結晶の生成とが起こらないよ
うに温和な剪断条件下に攪拌しながら、比較的速い冷却
速度で行う第1段階と比較的遅い冷却速度で行う第2段
階の、二つの段階に分けて混合物を冷却し、 (ニ) 高融点のステアリンフラクションを低融点のオ
レインフラクションと液状油との混合物から分別する。
分画にかける脂肪配合物は分別温度、例えば20℃で結晶
化脂肪を好ましくは20%より多く、特に30%乃至90%含
有するのがよい。
脂肪配合物は比較的高い融点、即ち30乃至71℃の融点を
有する広い範囲にわたる脂肪を含んでよい。本明細書に
おいて、「融点」とは少なくとも脂肪のスリップ融点の
温度をいう。徐々に融解する性質を示す脂肪において
は、「融点」とは脂肪が完全に融解する温度、即ち脂肪
の固形含量が零である温度と解するべきである。
かかる脂肪は天然の脂肪又は水素添加やエステル交換の
ような化学処理を施した脂肪を含んでよい。
本発明の目的、即ち高度不飽和脂肪酸のトリグリセリド
と多量に併用し得るハードストックを非常に効率よく生
産するための、好ましい出発脂肪配合物は二つの長鎖、
即ち炭素原子数16〜24の実質的に飽和した脂肪酸(H)
及びトリグリセリド分子に存在するかかかるH脂肪酸よ
り炭素原子が2乃至10少ない、好ましくは炭素原子数12
又は14の一つの短鎖脂肪酸(M)から成るトリグリセリ
ドを含有する。
かかる脂肪配合物はM:H比が0.4乃至9.0、好ましくは1
乃至4.0の範囲にあるトリグリセリドの混合物をエステ
ル交換、好ましくはランダムエステル交換することによ
って製造することができる。
H2M型のトリグリセリドは液状油を取り込むことのでき
るマトリックスとして使用することができ、しかもH3
のトリグリセリドの示すワックス性に関して悪影響を示
さない非常に有効な構造樹脂である。かかるH2M型トリ
グリセリド含有脂肪は、 (i) M脂肪酸含有トリグリセリド、所謂ラウリック
ス、即ちココナツ脂肪、パーム核脂肪、ウリクル脂肪、
ババス脂肪、ツカム脂肪、ムルムル脂肪、その他混合物
及びそのフラクションで、部分的或いは例えば30〜41℃
の融点まで完全に水添したトリグリセリドを含む脂肪
と、 (ii) 実質的に飽和している、即ち少なくとも90%の
脂肪酸が飽和しているC16−C24脂肪酸のトリグリセリド
から成る脂肪、 から製造することができる。
このような脂肪は例えば液状油(大豆油トウモロコシ
油、落花生油、ナタネ油、ヒマワリ油又はパーム油)を
融点が例えば50−71℃となるように水添して得る。H2M
型トリグリセリド含有脂肪は水酸化アルカリ又は水酸化
アルコキシドの如き触媒の存在下、無水条件下に、例え
ば90−140℃で公知の方法でランダムエステル交換する
ことによって、上記脂肪(i)と(ii)の混合物から得
ることができる。
グリセロールと適当な脂肪酸を直接的にエステル化する
ことによって出発脂肪配合物を得ることもできる(欧州
特許第0089082号)。
H2M型トリグリセリドを含有する出発脂肪は、H脂肪酸
源とM脂肪酸源から成るトリグリセリドの混合物、又は
かかるトリグリセリドと適当な脂肪酸の混合物をリパー
ゼの存在下に有機溶媒中で例えば5〜80℃で酵素を用い
たエステル交換にかけることによって、酵素的に得るこ
ともできる。適当なリパーゼは例えばCandida Cylindri
cae、Aspergillus niger、Mucor miehei、Rhizopus tre
rmomyces又はMucor javanicusのリパーゼである。
トリグリセリドの水添はエステル交換の前に行っても後
に行ってもよい。
本発明の分画法にかける好ましい出発脂肪はパーム核油
を20〜26℃で乾式分画して、オレインとステアリンフラ
クションを得、オレインを41℃の融点に水添して、この
水添オレイン30〜90重量部を、70〜10重量部の水添パー
ム油(融点58℃)、水添ナタネ油(融点70℃)、又は水
添ヒマワリ油(融点69℃)とランダムエステル交換して
製造する。
分画する出発脂肪配合物は先ず液状油、即ち10℃で結晶
化脂肪を実質的に含まず、好ましくはヒマワリ油、大豆
油、トウモロコシ油、ブドウ種子油、ナタネ油、サフラ
ワー油、ピーナツ油、又はその他の油で高度不飽和脂肪
酸に富む油から成る液状油と混合する。脂肪配合物と液
状油の比は好ましくは1:1乃至1:5、理想的には1:1乃至
1:3である。これより低い比も技術的には有効である
が、コストが割高となる。この比が高すぎると分画効率
が低下する。
脂肪配合物と油の混合物は先ずその混合物の融点よりも
5〜25℃高い温度に加熱する。多くの場合、温度は60〜
80℃に上げる。ついて混合物を二段階に分けて冷却す
る。
急速冷却工程は混合物が脂肪固形分を含有せずかつ半透
明になる温度と定義される透明点に近い温度、好ましく
は透明点よりも5〜10℃高い温度に下げて行う。多くの
場合、急速冷却工程(予備冷却段階)は30〜45℃、好ま
しくは32〜37℃の温度に下げて行う。
急速冷却工程は好ましくは40℃/hを超える速度、理想的
には200〜1000℃/hの速度で行う。
緩速冷却工程は一般に5℃/h以下の速度、好ましくは0.
5〜4℃/hの速度、理想的には0.6〜3℃/hの速度で行
う。
緩速冷却工程は分別する温度に下げて行うが、この温度
は分画する脂肪配合物のトリグリセリド組成に応じて変
わる。
好ましい出発物質であるH2M型トリグリセリド含有脂肪
配合物に関しては15〜29℃、好ましくは16〜25℃、理想
的には17〜23℃の温度で分画を行う。
結晶の沈降と微細結晶の生成とを防ぐために冷却は低剪
断条件下で行うが、好ましくはリボン型スターラーを使
って連続的に又はゲートスターラーを使って不連続的に
行う。
冷却、攪拌、分別の条件、及び上記の低い剪断の条件は
既に定義した分別効率が好ましくは0.4〜0.8となるよう
に選ぶ。
ステアリンをオレインフラクションと液状油から分別す
る好ましい方法はメンブランフィルタープレスを使うも
のである。
本発明の好ましい実施態様においては、オレインと液状
油の分別後の混合物は希釈用液状油の一部代替として工
程(イ)において加えて再循環させる。数回循環させた
後のオレインと油の混合物は約35%のオレインと65%の
液状油から成る。この段階で、分画する脂肪の希釈媒体
は液状油を加えてリフレッシュするのが好ましい。
高度不飽和脂肪酸のトリグリセリドに富む液状油の存在
下に本発明の方法に従って行う分画は、分別したステア
リンを高度不飽和脂肪酸に富む実質量の油と併用してダ
イエット用の高PUFA(高度不飽和脂肪酸)マーガリン及
びスプレッド製造用のハードストックとして使用する場
合、非常に適している。
マーガリン又はスプレッドを製造するのに使う油と同じ
又は類似の組成の分別ステアリン付随油は有害ではなく
かつハードストックを使用する前に除く必要はない。
3〜30%のステアリンフラクション(この%は液状油に
ついて補正した)をハードストックとして含みかつ70〜
97%の液状油(好ましくは上記の高度不飽和脂肪酸に富
む油)を含有するマーガリン及びスプレッド用脂肪配合
物を製造することができる。
本発明の分画方法に従って得た脂肪フラクション、特に
ステアリンフラクションを含む水と油のエマルジョン、
特にマーガリン及び低脂肪(w/o型エマルジョン)スプ
レッドは、ボーテータ(Votator、登録商標)装置中で
「Margarine」(Anderson & Williams著)に記載の如
き公知方法によって製造することができる。
本発明を以下の例で説明する。
例 1 (i) 30%の水添パーム油(融点58℃)と、溶媒の不
存在下に23℃でパーム核油を分画してオレインをステア
リンから分別した後にオレインを水添して得た水添パー
ム核オレイン(融点41℃)70%の混合物をランダムエス
テル交換して得たトリグリセリドと、 (ii) ヒマワリ油 との混合物(ランダムエステル交換混合物対ヒマワリ油
重量比1:2)をリボンスターラー付き200容器に入れ
た。
先ず混合物を70℃に加熱して、次いで7rpmの速度で連続
的に撹拌しながら60℃/hの冷却速度で40℃に冷却した。
ついで予備冷却混合物をゆっくり攪拌して結晶の沈降を
防ぎながら、スラリー中の脂肪固形分が約15%(NMR 測
定)になるまで、1℃/hの冷却速度で19℃に冷却した。
メンブランフィルタープレスを使って、オレインとヒマ
ワリ油混合物からステアリンを分別した。
6バールで30分プレスした後の分別効率は約0.54であっ
た。ステアリンはエステル交換したトリグリセリド混合
物に基づいて約55%の収率で得られた(この%の計算の
仕方はこの例の末尾に示す)。
ステアリン(これは液状油を分別した後の純粋なステア
リンとオレインから成る物質である)のトリグリセリド
組成を分析した。51.2%H2M型トリグリセリド(C44−C
48)及び22.7%H3M型トリグリセリド(炭素数48より
大)。
ステアリン収率の計算 66.67kgヒマワリ油と配合した33.33kgエステル交換混合
物を分画した。分別したステアリンフラクショクは29.1
Kgの重さであった。この分別したステアリンフラクショ
ンの組成は54%純粋ステアリン、9.4%オレイン、及び3
6.6%ヒマワリ油であった。
ヒマワリ油について補正した分別ステアリンフラクショ
ンの%は63.4%である。収量Kgは29.1×0.634=18.5K
g。
エステル交換混合物に基づくこの収率は 例 2 例1を繰り返したが、使用した出発トリグリセリドは30
%水添ヒマワリ油(融点69℃)及び70%水添パーム核オ
レイン(融点41℃)(これは溶媒の不存在下に23℃でパ
ーム核油を分画してオレインをステアリンから分別しつ
いでオレインを水添して得た)の混合物をランダムエス
テル交換して得た。
先ず混合物を70℃に加熱し、続いて200容器の中で連
続的に撹拌しながら、50℃/hの冷却速度で45℃に冷却し
た。
予備冷却混合物は次に、スラリーの固形相の量が約15%
に達するまで、結晶の沈降を避けるためにゆっくりと撹
拌しながら1.2℃/hの冷却速度で19℃に冷却した。
メンブランフィルタープレスを使用して、オレインとヒ
マワリ油からのステアリンの分別を行った。
6バールで30分間プレスした後の分別効率は0.55であっ
た。ステアリンをトリグリセリドのエステル交換混合物
に基づいて56.2%の収率で得た。
ステアリンのトリグリセリド組成を分析した。H2M(C44
−C48)=52.2%、H3(48より多い炭素数)=18.7%。
例 3 200容器を使用し、例2の一般的方法を繰返した。但
し使用した出発トリグリセリドは30%の水添ナタネ油
(融点70℃)と70℃の水添パーム核オレイン(融点41
℃)(これは溶媒の不存在下に23℃でパーム核脂肪を分
画してオレインをステアリンから分別した後にオレイン
を水添して得た)の混合物をランダムエステル交換して
得たものであった。
6バールで30分間プレスした後の分別効率は0.46であっ
た。トリグリセリドの出発混合物に基づいて59.2%の収
率でステアリンを得た。
例 4 ランダムにエステル交換したトリグリセリドとヒマワリ
油(重量比=1:2)混合物をプレート熱交換機で70℃か
ら35℃に予備冷却した後、ゲート型スターラー付きの1
容器に入れたことを除いては、例1の一般的方法に従
った。
続いて予備冷却混合物を、0.5分オン/0.5オフの割合で
断続的に攪拌しながら、スラリーの固形相の含量が約14
%に達するまで2℃/hの冷却速度で19℃に冷却した。
オレイン及びヒマワリ油からのステアリンの分別は、過
圧試験フィルターで濾過し続いて実験室規模のフォンテ
ィン型プレスフィルターケーキを油圧プレスして行っ
た。
12バールで10分間プレスした後の分別効率は0.50であっ
た。ステアリンをトリグリセリドのエステル交換混合物
に基づいて51.9%の収率で得た。
例 5 例4の一般的方法に従った。
予備冷却混合物を9トンのクリスタライザー中でスラリ
ーの固形相含量が約13%に達するまで、0.5分オン/0.5
分オフの割合で断続的に攪拌しながら1%/hの冷却速度
で19℃に冷却した。
メンブランフィルタープレスを使用して、オレイン及び
ヒマワリ油からステアリンを分別した。
6バールで2時間プレスした後の分別効率は約0.50であ
った。ステアリンをトリグリセリドのエステル交換混合
物に基づいて47.0%の収率で得た。
ステアリンのH2MとH3トリグリセリド含量に関して分析
したところ、H2M(C44−C48)=50.3%、H3(48より多
い炭素数)=23.5%であった。
例 6 ランダムエステル交換したトリグリセリドを大豆油(重
量比1:2)と混合した以外は、例4の一般的方法に従っ
た。
プレート熱交換機を使って70℃から40℃に急速に予備冷
却した後0.5分オン/0.5分オフの割合で断続的に攪拌し
ながら、スラリーの固形相含量が約14%になるまで、1.
5℃/hの冷却速度で予備冷却混合物を19℃に冷却した。
ステアリンの分別は例4と同様に行った。
12バールで10分間プレスした後の分別効率は0.51であっ
た。トリグリセリドのエステル交換混合物に基づいて5
5.4%収率でステアリンを得た。
ステアリンのH2MとH3含量について分析した。
H2M(C44−C48)=49.7% H3(48より多い炭素数)=23.3% 12バールで2時間プレスすると、分別効率は0.58に上昇
した。
ステアリンのH2MとH3含量について分析した。
H2M(C44−C48)=50.7% H3(48より多い炭素数)=24.1% 例 7 例1に従ってステアリン10%及びヒマワリ油90%から成
る脂肪配合物からマーガリンを製造した。
80重量%の脂肪配合物及び20重量%の水性相(1.75%
塩、0.1%ソルビン酸カリウム、0.03%香味料、約17.12
%再構成脱脂乳(9.1%固型)を含む)からw/oエマルジ
ョンを製造した。
このエマルジョンをボーテーターに供し、所定温度で以
下の硬さの値(g/cm2で表わす)を示すマーガリンを得
た。
C5℃=205g/cm2 C10℃=160g/cm2 C15℃=210g/cm2 C20℃=145g/cm2 例 8 例7の方法に従ってマーガリンを製造した。但し、例3
により得たステアリン10%を使った。
得られたマーガリンは以下の硬さ値を示した。
C5℃=190g/cm2 C10℃=215g/cm2 C15℃=185g/cm2 C20℃=105g/cm2
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−21499(JP,A) 特公 昭56−10959(JP,B2) 米国特許2883405(US,A) 英国特許1013365(GB,A)

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】脂肪配合物の分画方法にして、 (イ)脂肪配合物と10℃において結晶化脂肪を実質的に
    含まない希釈用液状油との重量比1:1〜1:5の混合物を調
    製し、 (ロ)得られた混合物を融点より高い温度に加熱し、 (ハ)結晶の沈降と結晶の微細化とが起こらないような
    温和な剪断条件下で攪拌しながら、毎時40℃を超える比
    較的速い冷却速度で透明点付近の温度まで冷却する第一
    冷却段階(急速冷却工程)と毎時5℃以下の比較的遅い
    冷却速度で分画温度まで冷却する第二冷却段階(緩速冷
    却工程)との二つの段階に分けて前記混合物を冷却し、 (ニ)高融点ステアリンフラクションを、低融点オレイ
    ンフラクションと上記液状油の混合物から分別すること
    からなることを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項記載の方法におい
    て、前記脂肪配合物が分画温度において少なくとも15
    %、好ましくは30%より多い結晶化脂肪を含むことを特
    徴とする方法。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲第1項記載の方法におい
    て、前記希釈用液状油が、ヒマワリ油、大豆油、ナタネ
    油、トウモロコシ油、ブドウ種子油、サフラワー油、ピ
    ーナツ油又はこれらの混合物から成ることを特徴とする
    方法。
  4. 【請求項4】特許請求の範囲第1項記載の方法におい
    て、前記脂肪配合物と希釈用液状油との重量比が1:1〜
    1:3であることを特徴とする方法。
  5. 【請求項5】特許請求の範囲第1項記載の方法におい
    て、前記工程(ロ)において混合物を融点よりも5〜25
    ℃高い温度に加熱することを特徴とする方法。
  6. 【請求項6】特許請求の範囲第1項記載の方法におい
    て、前記急速冷却工程において透明点よりも5〜10℃高
    い温度まで冷却することを特徴とする方法。
  7. 【請求項7】特許請求の範囲第6項記載の方法におい
    て、前記急速冷却工程を毎時200〜1000℃の速度で行
    い、かつ前記緩速冷却工程を毎時0.5〜4℃、理想的に
    は毎時0.6〜3℃の速度で行うことを特徴とする方法。
  8. 【請求項8】特許請求の範囲第1項記載の方法におい
    て、前記混合物を60〜80℃の温度から30〜45℃の温度ま
    で急速に冷却し、次いでかかる予備冷却混合物を分画温
    度までゆっくりと冷却することを特徴とする方法。
  9. 【請求項9】特許請求の範囲第8項記載の方法におい
    て、前記分画温度が15〜29℃、好ましくは16〜25℃、理
    想的には17〜23℃であることを特徴とする方法。
  10. 【請求項10】特許請求の範囲第1項記載の方法におい
    て、冷却を、リボン型スターラーを使って連続的に、或
    いはゲート型スターラーを使って不連続的に攪拌しなが
    ら行うことを特徴とする方法。
  11. 【請求項11】特許請求の範囲第1項記載の方法におい
    て、高融点ステアリンフラクションを、低融点オレイン
    フラクションと液状油の混合物から、0.4〜0.8の分別効
    率で分別することを特徴とする方法。
  12. 【請求項12】特許請求の範囲第11項記載の方法におい
    て、前記オレインフラクションと液状油の混合物からの
    ステアリンフラクションの分別をメンブランフィルター
    プレス上で行うことを特徴とする方法。
  13. 【請求項13】特許請求の範囲第1項記載の方法におい
    て、前記分別後のオレインフラクションと液状油の混合
    物を再循環して、工程(イ)における液状油の部分的代
    替物として工程(イ)の混合物に加えることを特徴とす
    る方法。
  14. 【請求項14】特許請求の範囲第1項記載の方法におい
    て、前記脂肪配合物が、炭素原子数16〜24の長鎖脂肪酸
    (H)2残基と、かかる長鎖脂肪酸よりも炭素原子数が
    2〜10少ない、好ましくは炭素原子数12〜14の短鎖脂肪
    酸(M)1残基とから成るトリグリセリドを含有するこ
    とを特徴とする方法。
  15. 【請求項15】特許請求の範囲第14項記載の方法におい
    て、前記脂肪配合物が、 (i)ココナツ脂肪、パーム核脂肪、ウリクル脂肪、バ
    バス脂肪、ツカム脂肪及びムルムル脂肪から成る群から
    選択した脂肪の水添脂肪又はそのフラクションと、 (ii)90%以上が飽和しているC16〜C24脂肪酸由来のト
    リグリセリドから成る脂肪とを、 ランダムエステル交換して得たトリグリセリド混合物で
    あって、脂肪(i)と脂肪(ii)の混合物中のM脂肪
    酸:H脂肪酸の比が0.4〜9、好ましくは1〜4.0であるこ
    とを特徴とする法
  16. 【請求項16】特許請求の範囲第15項記載の方法におい
    て、前記脂肪(i)が30〜41℃の融点を有し、かつ脂肪
    (ii)が50〜71℃の融点を有することを特徴とする方
    法。
  17. 【請求項17】特許請求の範囲第1項記載の方法におい
    て、前記脂肪配合物がリパーゼ存在下におけるH脂肪酸
    源とM脂肪酸源との酵素によるエステル交換生成物から
    成り、上記エステル交換前のH脂肪酸源及びM脂肪酸源
    又は上記酵素エステル交換生成物のいずれかが水添され
    ていることを特徴とする方法。
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