KR0168682B1 - 신규한 비소화성 지방-유사 고체 화합물 및 그를 함유하는 식품 조성물 - Google Patents

신규한 비소화성 지방-유사 고체 화합물 및 그를 함유하는 식품 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 지방산 그룹이 필수적으로 (1) 적어도 12개의 탄소원자를 함유하는 장쇄 불포화 지방산 라디칼 또는 상기 불포화 라디칼과 2 내지 12개의 탄소원자를 함유하는 포화 지방산 라디칼의 혼합물, 및 (2) 적어도 20개의 탄소원자를 함유하는 종쇄 포화 지방산 라디칼로 이루어지며, (1):(2)의 몰비가 1:15 내지 2:1이고, 폴리올의 하이드록실 그룹중 적어도 4개가 에스테르화되는, 4개 이상의 하이드록실 그룹을 갖는 폴리올의 지방산 에스테르를 개시한다. 상기 혼합물은 식품에 고체 지방의 비소화성 대용품으로 유용하다.

Description

[발명의 명칭]
신규한 비소화성 지방-유사 고체 화합물 및 그를 함유하는 식품 조성물
[발명의 상세한 설명]
[발명의 분야]
본 발명은 액체 식용 오일에 첨가제로서 특히 유용한 신규한 비소화성 지방-유사 고체 화합물에 관한 것이다. 이들 화합물은 액체 비소화성 오일과 함께 블렌드 형태로 사용하여 상기 오일을 섭취할 때 항문 괄약근을 통한 수동적 오일 손실을 억제할 수 있다. 이들은 또한 액체, 쿠킹 오일 및 샐러드 오일, 또는 쇼트닝 및 마가린과 같은 반-고체 유지성 제품을 제조하는데 소화성 또는 비소화성 액체 오일과 함께 열량이 없는 증량제로 사용할 수 있다.
[배경 기술]
최근 수년동안, 건강상의 관점에서 식품중에 트리글리세리드 지방의 양에 초점을 두고 비만 및 콜레스테롤과잉 혈증에 관해 상당한 관심을 가져왔다. 많은 특허들이 트리글리세리드 지방의 물리적 및 미각적인 특성을 가지나 인체에 약간만 흡수되거나 전혀 흡수되지 않는 물질을 제공하는 것에 관한 것이었다. 이들 물질은 무열량 지방, 가성지방(pseudofat), 비소화성 지방 및 지방 대용품으로서 다양하게 지칭된다. 상기 물질에 관한 특허로는 1986년 4월 15일 펄쳐(Fulcher)에게 허여된 미합중국 특허 제4,582,927호(말론산의 지방 에스테르), 1986년 4월 15일 볼펜하인(Volpenhein)에게 허여된 미합중국 특허 제4,582,927호(말론산의 지방 에스테르), 1986년 4월 15일 볼펜하인(Volpenhein)에게 허여된 제4,582,715호(알파 아세틸화 트리글리세리드), 및 1981년 5월 18일 화이트(Whyte)에게 허여된 제3,579,548호(알파-분지쇄 카르복실산의 트리글리세리드)가 포함된다.
비소화성 지방으로서 상당한 관심을 끌어온 한가지 특정 타입의 화합물은 슈크로즈 폴리에스테르(즉, 8개 하이드록실 그룹중 적어도 4개가 지방산으로 에스테르화된 슈크로즈)이다. 1971년 8월 17일 맷슨(Mattson)에게 허여된 미합중국 특허 제3,600,186호, 1983년 1월 11일 홀렌바흐(hollenbach) 등에게 허여된 제4,368,213호 및 1984년 7월 24일 로빈스(Robbins) 등에게 허여된 제4,461,782호에는 다양한 식품 조성물에 비소화성 지방으로서의 상기 물질의 용도가 개시되어 있다..
액체 비소화성 지방, 즉 체온 이하의 융점(약 37℃)을 갖는 지방의 중간 내지는 높은 섭취 수준과 관련된 문제는 항문 괄약근을 통한 소화되지 않은 액체 지방의 누출로부터 알 수 있는 바람직하지 않은 수동적 오일 손실 효과이다. 1977년 1월 25일 쟌다섹(Jandacek)에게 허여된 미합중국 특허 제4,005,195호에는 오일 손실 효과를 방지하기 위해 고체 트리글리세리드 및 고체 슈크로즈 폴리에스테르와 같은 보다 높은 융점의 지방 물질을 액체 슈크로즈 폴리에스테르와 혼합함이 개시되어 있다.
1989년 1월 10일 허여된 미합중국 특허 제4,797,300호(쟌다섹 등)는 상기 오일중에 약 10% 내지 25%의 수준으로 사용될 때 액체 슈크로즈 폴리에스테르 및 액체 트리글리세리드에 대한 높은 오일 결합 용량을 갖는 특정 고체 슈크로즈 폴리에스테르의 용도를 개시하고 있다. 이들의 높은 오일 결합 용량으로 인해, 이들 고체 슈크로즈 폴리에스테르는 비소화성 액체 슈크로즈 폴리에스테르의 수동적 오일 손실을 억제하거나 방지하기 위한 물질로서 탁월한 유용성을 가지며, 이들은 쇼트닝 및 마가린과 같은 반-고체 지방제품의 제조에 소화성 또는 비소화성 액체 오일과 함께 사용하기 위한 무-열량 고형 물질로서 또한 유용함이 개시되어 있다. 쟌다섹 등의 특허 제4,797,300호의 오일 결합제는 에스테르 그룹이 필수적으로, 약 3:5 내지 약 5:3의 단쇄 대 장쇄의 몰비를 갖는, 단쇄 포화 지방산 에스테르 라디칼(C2-C10) 및 장쇄 포화 지방산 라디칼(C20-C24)의 혼합물로 이루어지며 에스테르화도가 약 7 내지 약 8인 고체 슈크로즈 폴리에스테르이다.
1964년 11월 24일 허여된 미합중국 특허 제3,158,490호(바우어(Baur) 등)는 트리글리세리드 샐러드 오일중에 0.001% 내지 0.5% 수준으로, 오일을 저온 저장할 때 혼탁해짐을 방지하기 위한 첨가제로서 유용한 슈크로즈(및 기타 이당류) 폴리에스테르를 개시하고 있다. 에스테르화도는 3 이상이다. 즉, 8개 하이드록실 그룹중 5개 이하가 에스테르화되지 않는다. 에스테르 그룹은 (1) 15 내지 85%의 포화 C14-C22지방산 및 (2) 포화 C2-C12또는 불포화 C14-C22지방산중에서 선택된 나머지 성분의 혼합물이다. 아라키드산(C20) 및 베헨산(C22)을 (1)의 특정 예로 들 수 있으며, (2)의 특정예로는 아세트산(C2), 카프릴산(C8) 및 올레산(C18-1)을 들수 있다. 상기 특허 컬럼 2의 5 내지 10행에는, 2개의 올레산 및 6개의 팔미트산기를 갖는 슈크로즈 에스테르가 개시되어 있으며, 전체 또는 일부의 팔미트산 대신에 미리스트산, 스테아르산, 아라키드산, 베헨산 또는 그의 혼합물과 같은 장쇄 포화산을 사용할 수 있다고 기술되어 있다.
본 발명의 목적은 식품에 고체 지방의 대용품으로 적합한 신규한 비소화성 고체 지방 물질을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 섭취시에 액체 오일의 수동적 오일 손실을 억제하거나 방지하기 위해 식품중에 비소화성 액체 오일과 함께 사용하기에 특히 효과적인 오일 결합제인 신규한 비소화성 고체 지방 물질을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 오일을 결합시키는데 효과적이며 또한 쇼트닝 및 기타 반-고체 제품 및 소화성 또는 비소화성 오일로부터 액체 쿠킹 및 오일 및 샐러드 오일을 제조하는데 특히 유용한 신규한 비소화성 고체 지방 물질을 제공하는 것이다.
본 발명을 기술하는데 있어서, 비소화성이란 용어는 인체에서 그의 소화계를 통해 단지 70%(특히 20% 이하) 정도로 흡수될 수 있음을 의미한다.
본원에서 모든 % 및 비율은 달리 명시하지 않는한 중량기준이다.
[발명의 개요]
본 발명은, 폴리올이 4개 이상의 하이드록시 그룹을 가지며, 에스테르 그룹이 약 1:15 내지 약 2:1의 (ⅰ) 장쇄(최소한 12개 탄소원자) 불포화 지방산 라디칼 또는 상기 라디칼과 포화 단쇄(C2-C12) 지방산 라디칼의 혼합물 대 (ⅱ) 장쇄(최소한 20개 탄소원자) 포화 지방산 라디칼의 몰비를 갖는 상기 (ⅰ)과 (ⅱ)의 혼합물을 포함하고, 폴리올의 하이드록실 그룹중 4개 이상이 에스테르화된 신규한 고체 폴리올 폴리에스테르에 관한 것이다.
[발명의 상세한 설명]
본 발명에 이르러, 식품중에 고체 지방의 적합한 비소화성 대용품인 것 이외에 약 25℃ 이상의 온도에서 고체인 특정 폴리올 폴리에스테르가 트리글리세리드 오일 및 비소화성 오일, 예를들면 액체 폴리올 폴리에스테르에 매우 효과적인 증점제임이 밝혀졌다. 따라서, 쿠킹 오일 및 샐러드 오일 또는 쇼트닝과 같은 반-고체 지방 제품 뿐 아니라 지방 및 비-지방 성분의 혼합물을 함유하는 기타 식품, 예를들면 마가린, 마요네즈, 냉동 유제품 디저트 등을 제조하는데 있어 소화성 또는 비소화성 액체 오일과 블렌딩하기 위한 증점제 또는 고형물질로서 이들 고체 폴리올 지방산 폴리에스테르를 사용할 수 있다. 또한, 액체 오일을 농축시키는 상기 높은 용량으로 인해 체온 이상의 융점(37℃)을 갖는 본 발명의 화합물은 상기 오일의 섭취와 관련된 수동적 오일 손실 문제를 억제하거나 방지하기 위해 비소화성 오일을 함유하는 식품의 제조에 특히 유용하게 된다.
본 발명의 신규한 고체 폴리올 지방산 폴리에스테르는, 에스테르 그룹이 약 1:15 내지 약 2:1의 (ⅰ) 장쇄 불포화 지방산 라디칼, 또는 장쇄 불포화 지방산 라디칼과 단쇄 포화 지방산 라디칼의 혼합물 대 (ⅱ) 장쇄 포화 지방산 라디칼 비를 갖는, 상기 (ⅰ)과 (ⅱ)의 혼합물을 포함하고, 고체 폴리올 폴리에스테르중의 총 지방산 라디칼의 적어도 약 15%(바람직하게는 적어도 약 30%, 보다 바람직하게는 적어도 약 50%, 가장 바람직하게는 적어도 약 60%) 중량%가 C20이상의 포화 지방산 라디칼인 폴리올 폴리에스테르이다. 장쇄 불포화 지방산 라디칼은 전형적으로 직쇄(즉, 노르말 형태)이며 적어도 약 12개(바람직하게는 약 12 내지 약 26개, 보다 바람직하게는 약 18 내지 22개)의 탄소원자를 함유한다. 가장 바람직한 불포화 라디칼은 C18일 및/또는 이불포화된 지방산 라디칼이다. 단쇄 포화 지방산 라디칼은 전형적으로 노르말 형태이며 2 내지 12개(바람직하게는 6 내지 12개, 가장 바람직하게는 8 내지 12개)의 탄소원자를 함유한다. 장쇄 포화 지방산 라디칼은 전형적으로 노르말 형태이며 적어도 20개(바람직하게는 20 내지26개, 가장 바람직하게는 22개)의 탄소원자를 함유한다. 폴리에스테르 분자중의 그룹(ⅰ) 지방산 라디칼 대 그룹(ⅱ) 지방산 라디칼의 몰비는 약 1:15 내지 약 2:1(바람직하게는 약 1:7 내지 약 5:3, 보다 바람직하게는 약 1:7 내지 약 3:5)이다. 전형적인 적합한 범위는 약 3:5 내지 4:4이다. 상기 고체 폴리올 지방산 폴리에스테르의 평균 에스테르화도는 폴리올의 하이드록실 그룹중 4개 이상의 에스테르화되는 정도이다. 슈크로즈 폴리에스테르의 경우에 폴리올의 하이드록실 그룹중 약 7 내지 8개가 에스테르화되는 것이 바람직하다 전형적으로, 폴리올의 하이드록실 그룹중 거의 전부(예를들면, 적어도 85%, 바람직하게는 적어도95%)가 에스테르화된다.
본 발명의 고체 폴리올 폴리에스테르 화합물에 사용된 폴리올은 바람직하게는 약 4 내지 약 11개(보다 바람직하게는 4 내지 8개, 가장 바람직하게는 6 내지 8개)의 하이드록실 그룹을 함유한다.
바람직한 폴리올의 예로는 4 내지 11개의 하이드록실 그룹을 함유하는 당 (일당류 및 이당류 및 삼당류 포함) 및 당알콜을 들 수 있다. 삼당류 라피노즈 및 말토트리오즈가 11개 하이드록실 그룹을 함유하는 당의 예이다. 바람직한 당 및 당 알콜은 4 내지 8개(보다 바람직하게는 6 내지 8개)의 하이드록실 그룹을 함유하는 것들이다. 4개의 하이드록실 그룹을 함유하는 당 및 당알콜은, 예를들면 일당류 크실로즈 및 아라비노즈 및 당알콜 에리트리톨이다. 적합한 5개 하이드록실 그룹-함유 포릴올은 일당류 갈락토즈, 프럭토즈, 만노즈 및 글루코즈 및 당알콜 크실리톨이다. 6개의 하이드록실 그룹을 함유하는 폴리올은 솔비톨이다. 사용할 수 있는 이당류 폴리올의 예로는 말토즈, 락토즈 및 슈크로즈가 포함되며, 이들은 모두 8개의 하이드록실 그룹을 함유한다.
기타 적합한 폴리올의 예로는 펜타에리트리톨, 디글리세롤, 트리글리세롤, 알킬 글리코사이드 및 폴리비닐 알콜이다. 바람직한 폴리올은 슈크로즈이다.
본 발명에서 고체 폴리올 폴리에스테르에 적합한 장쇄 불포화 지방산 라디칼의 예로는 라우롤리에이트, 미리스톨리에이트, 팔미톨리에이트, 올리에이트, 엘라이데이트, 에루케이트, 리놀리에이트, 리놀리네이트, 아라키도네이트, 에이코사펜타에노에이트 및 디코사헥사에노에이트가 있다. 산화 안정성에 있어서, 일- 및 이불포화 지방산 라디칼이 바람직하다.
적합한 단쇄 포화 지방산 라디칼의 예는 아세테이트, 카프로에이트, 카프릴레이트, 카프레이트 및 라우레이트이다.
적합한 장쇄 포화 지방산 라디칼의 예는 아라키데이트, 베헤네이트, 리그노세레이트 및 세로테이트이다.
장쇄 불포화 지방산 라디칼은 단독으로, 또는 임의 비율로, 서로와의 혼합물 형태로 또는 단쇄 포화 지방산 라디칼과 함께 사용할 수 있음은 물론이다. 또한, 장쇄 포화 산 라디칼은 임의 비율로 서로 함께 사용할 수 있다. 충분량의 바람직한 불포화 또는 포화 산을 함유하는 원료 오일중의 혼합 지방산 라디칼을 지방산 라디칼로 사용하여 본 발명의 화합물을 제조할 수 있다. 상기 오일중의 혼합 지방산은 적어도 약 30%(바람직하게는 적어도 약 50%, 가장 바람직하게는 적어도 약 80%)의 바람직한 불포화 또는 포화산을 함유한다. 예를들면, 평지씨 오일 지방산 또는 대두유 지방산을 순수한 C12-C26불포화 지방산 대신에 사용할 수 있다. 경화된(즉, 수소화된) 에루크산 고함량 평지씨 오일 지방산을 순수한 C20-C26포화 산 대신에 사용할 수 있다. C20이상의 산(또는 그의 유도체, 예를들면 메틸 에스테르)은, 예를들면 증류에 의해 농축되는 것이 바람직하다. 야자핵 오일 또는 코코넛 오일의 지방산을 C8내지 C12산의 원료로 사용할 수 있다. 본 발명의 고체 폴리올 폴리에스테르를 제조하는데 있어 원료 오일의 용도는, 예를들면 올레산 고함량 해바라기 오일 및 거의 완전히 수소화된 에루크산 고함량 평지씨 오일의 지방산을 사용하는 고체 슈크로즈 폴리에스테르의 제조이다. 슈크로즈가 상기 2개 오일의 지방산의 메틸 에스테르의 1:3(중량기준) 블렌드로 거의 완전히 에스테르화 되는 경우, 생성된 슈크로즈 폴리에스테르는 약 1:1의 불포화 C18산 라디칼 대 C20이상의 포화 산 라디칼의 몰비를 가질 것이며, 폴리에스테르중의 총 지방산의 28.6중량%는 C20및 C22지방산일 것이다.
고체 폴리올 폴리에스테르를 제조하는데 사용된 지방산 원료중의 바람직한 불포화 및 포화 산의 비율이 높을수록, 액체 오일에 결합하는 에스테르의 능력은 보다 효과적일 것이다.
바람직한 불포화 지방산 라디칼은 18개의 탄소원자를 갖는 것이며, 일- 및/또는 이불포화된다. 바람직한 단쇄 지방산 라디칼은 8 내지 12개의 탄소원자를 갖는 것이다. 바람직한 장쇄 포화 지방산 라디칼은 베헤네이트이다. 그룹(ⅰ) 지방산 라디칼 대 그룹(ⅱ) 지방산 라디칼의 바람직한 비는 약 1:7 내지 약 5:3(보다 바람직하게는 1:7 내지 3:5)이다. 본 발명의 바람직한 고체 폴리올 폴리에스테르는 8개 하이드록실 그룹중 적어도 7개가 에스테르화된 슈크로즈의 폴리에스테르이다.
본 발명의 고체 폴리올 폴리에스테르의 예는 산 에스테르 라디칼이 1:2 몰비의 팔미톨리에이트 및 아라키데이트인 솔비톨 헥사에스테르; 산 에스테르 라디칼이 1:3 몰비의 리놀리에이트 및 베헤네이트인 라피노즈의 옥타에스테르; 에스테르화 산 라디칼이 3:4 몰비의 해바라기씨 오일 지방산 및 리그노세레이트인 말토즈의 헵타에스테르; 에스테르화 산 라디칼이 2:6 몰비의 올리레이트 및 베헤네이트인 슈크로즈의 옥타에스테르; 및 에스테르화 산 라디칼이 1:3:4몰비의 라우레이트, 리놀리에이트 및 베헤네이트인 슈크로즈의 옥타에스테르이다. 바람직한 물질은 에스테르화도가 7 내지 8이고, 지방산 라디칼이 1:7 내지 3:5의 불포화 산:베헨산의 몰비를 갖는 C18일- 및/또는 이불포화 산 및 베헨산인 슈크로즈 폴리에스테르이다.
폴리올 폴리에스테르의 지방산 조성(FAC)은 열 전도도 감지기 및 휴렛트-팩카드(Hewlett-Packard) 모드 17671A 자동 샘플 채취기가 장착된 휴렛트-팩카드 모델 S712A 가스 크로마토그래피를 사용하여 가스 크로마토그래피로 측정한다. 사용된 크로마토그래피 방법은(본원에 참고로 인용한) 문헌[Official Methods and Recommended Parctices of the American Oil Chemists Society, 3rd Ed., 1984, Procedures 1-Ce62]에 기술되어 있다.
본 발명의 고체 폴리올 폴리에스테르는 폴리올의 폴리에스테르를 제조하기 위한 공지된 선행 방법에 따라 제조할 수 있다. 슈크로즈 폴리에스테르가 본 발명에 바람직한 고체 폴리올 폴리에스테르이므로, 본 발명은 주로 이 물질에 의해 예시될 것이다. 상기 제조방법중 하나는 지방산의 산 클로라이드를 슈크로즈와 반응시키는 것이다. 이 방법에서는 그룹(ⅰ) 및 (ⅱ) 산 클로라이드의 혼합물을 한 단계로 슈크로즈와 반응시키거나, 또는 그룹(ⅰ) 및 그룹(ⅱ) 산 클로라이드를 차례로 슈크로즈와 반응시킬 수 있다. 산 클로라이드 대신에 산 무수물을 사용할 수 있다. 또다른 제조 방법은 지방산 비누 및 염기성 촉매(예:탄산 칼륨)의 존재하에서 지방산의 메틸에스테르를 슈크로즈와 반응시키는 방법이다(모두 본원에 참고로 인용된, 1989년 1월 10일 쟌다섹 등에게 허여된 미합중국 특허 제4,797,300호, 1976년 6월 15일 리찌(Rizzi) 등에게 허여된 제3,963,699호, 1985년 5월 21일 볼펜하인에게 허여된 제4,518,772호, 1985년 5월 14일 볼펜하인에게 허여된 제4,517,360호 및 1989년 10월 6일 출원된 레톤(letton)의 미합중국 특허 제417,990호를 참조하시오).
그룹(ⅰ) 지방산이 장쇄 불포화산인 본 발명의 고체 폴리올 폴리에스테르를 제조하기 위한 메틸 에스테르 방법을 사용하는 경우, 포화 장쇄 및 불포화 장쇄 메틸 에스테르를 목적하는 비율로 블렌딩하고, 슈크로즈와 에스테르교환 반응시켜 혼합 불포화/포화 지방산의 슈크로즈 에스테르를 수득한다. 메틸 에스테르 방법을 수행하는 바람직한 방법으로, 5몰의 블렌딩된 장쇄 포화/장쇄 불포화 메틸 에스테르를 제1단계로 135℃에서 슈크로즈와 반응시켜 슈크로즈의 부분 에스테르를 수득한다. 이어서, 9몰의 블렌딩된 에스테르를 더 가하고, 목적하는 에스테르화도가 달성될 때까지 감압하에 135℃에서 반응을 지속한다.
본 발명의 고체 폴리올 폴리에스테르는 약 25이상, 바람직하게는 37℃ 이상, 보다 바람직하게는 약 50℃ 이상, 가장 바람직하게는 약 60℃ 이상의 완전 융점을 갖는다. 본원에 개시한 융점은 시차 주사 열량계(DSC)로 측정한 것이다. 이들 고체 물질은 그의 결정 구조내에 비교적 대량의 오일을 포획시키는 능력을 갖는다. 그 결과, 이들은 약 1% 내지 50%(전형적으로 1% 내지 25%)의 양으로 액체 오일과 블렌딩시켜 쇼트닝 및 마가린과 같은 반-고체 조성물을 제조함으로써 고형물질로 사용할 수 있다. 전형적인 적합한 범위는 10% 내지 25%이다. 이들 조성물에 적합한 오일을 통상적인 소화성 트리글리세리드 오일, 예를들면 면실유, 옥수수 기름, 카놀라유 또는 대두유, 또는 비소화성 식용 오일이다. 37℃ 이상의 완전 융점을 갖는 본 발명의 고체 폴리올 폴리에스테르는 비소화성 오일을 함유하는 식품 조성물 섭취시 수동적 오일 손실을 억제하기 위해 약 1%(바람직하게는 적어도 2%) 정도의 낮은 수준으로 37℃ 미만의 완전 융점을 갖는 액체 비소화성 오일과 블렌딩시킬 수 있다.
본 발명의 조성물에 사용할 수 있는 비소화성 식용 오일의 예는 당 및 당 알콜의 액체 폴리에스테르(1977년 1월 25일 쟌다섹에게 허여된 미합중국 특허 제4,005,195호); 트리카브알릴산의 액체 에스테르(1985년 4월 2일 함(Hamm)에게 허여된 미합중국 특허 제4,508,746호); 말론산 및 숙신산의 유도체와 같은 디카복실산의 액체 디에스테르(1996년 4월 15일 펄쳐에게 허여된 미합중국 특허 제4,582,927호); 알파-분지쇄 카복실산의 액체 트리글리세리드(1971년 5월 18일 화이트에게 허여된 미합중국 특허 제3,579,548호); 네오펜틸 잔기를 함유하는 액체 에테르 및 에테르 에스테르(1960년 11월 29일 미니치(Minich)에게 허여된 미합중국 특허 제2,962,419호); 폴리글리세롤의 액체 지방 폴리에테르(1976년 1월 13일 헌터(Hunter) 등에게 허여된 미합중국 특허 제3,932,532호); 액체 알킬 글리코사이드 폴리에스테르(1989년 6월 20일 메이어(Meyer) 등에게 허여된 미합중국 특허 제4,840,815호); 2개 에테르가 결합된 하이드록시카복실산(예를 들면, 시트르산 또는 이소시트르산)의 액체 폴리에스테르(1989년 12월 19일 헌(Huhn) 등에게 허여된 미합중국 특허 제4,888,195호); 애폭사이드-연장된 폴리올의 액체 에스테르(1989년 8월 29일 화이트 등에게 허여된 미합중국 특허 제4,861,613호)(이들 문헌은 모두 본원에 참고로 인용된다)이다. 식용 폴리디메틸 실록산(예를 들면, 다우-코닝 코포레이션(Dow-Corning Corporation)에서 시판하는 유동 실리콘(Fluid Silicone))은 본 발명의 조성물에 사용할 수 있는 또 다른 타입의 비소화성 오일을 구성한다.
바람직한 비소화성 오일은 하이드록실 그룹중 4개 이상이 에스테르화된 적어도 4개의 하이드록실 그룹을 갖는 당 또는 당 알콜의 액체(37℃ 미만, 바람직하게는 25℃ 미만의 완전 융점) 지방산 폴리에스테르이다. 바람직한 폴리올은 슈크로즈이다. 슈크로즈의 헥사, 헵타 및 옥타에스테르를 예로 들 수 있다. 상기 에스테르에 대한 에스테르화 산 그룹의 예는 대두, 면실, 해바라기씨, 코코넛 및 야자핵 산(상기의 미합중국 특허 제4,005,195호 참조)이다.
본 발명의 고체 폴리올 폴리에스테르는 비소화성 액체 폴리올 폴리에스테르 섭취에서 비롯되는 오일 손실을 억제하기 위해 1977년 1월 25일 허여된 미합중국 특허 제4,005,195호(쟌다섹)에 개시된 바와 같은 다른 고체 폴리올 폴리에스테르, 고체 지방산 또는 고체 트리글리세리드와 함께 사용할 수 있다. 이들은 또한 1989년 11월 14일 허여된 미합중국 특허 제4,880,657호(거피(guffey)등)에 개시된 바와 같은 액체 및 고체 비소화성 폴리올 폴리에스테르의 중간 용융 혼합물과 혼합할 수 있다. 상기 2가지 특허는 모두 본원에 참고로 인용된다.
지방 및 비-지방 성분(예를들면, 전분, 당, 비-지방 우우 고형분 등)을 함유하는 식품중의 지방을 비소화성 오일로 대체하는 경우, 고체 폴리올 폴리에스테르가 포함되어 상기 식품 섭취시 수동적 오일 손실을 억제한다. 상기 제품에서, 본 발명의 고체 폴리올 폴리에스테르 및 비소화성 오일의 혼합물을 상기 식품에 보편적으로 존재하는 지방의 100% 이하 대신 사용한다. 액체 비소화성 오일 대 고체 폴리올 폴리에스테르의 중량비는 전형적으로 약 99:1 내지 약 1:1, 또는 달리 약 99:1 내지 약 3:1의 범위일 것이다. 전형적인 적합한 범위는 약 8.9:1 내지 약 3:1이다.
본 발명의 고체 폴리올 폴리에스테르와 소화성 또는 비소화성 액체 오일의 혼합물은 전형적으로 2개의 물질을 함께, 전형적으로는 고체 폴리올 폴리에스테르의 융점 이상의 온도에서 단순히 혼합하여 제조한다.
불포화 지방산 라디칼이 C18일- 및/또는 이불포화되고 포화 지방산 라디칼이 1:7 내지 3:5의 몰비의 베헨산인 본 발명의 특히 바람직한 슈크로즈 폴리에스테르를 사용하는 경우, 액체 비소화성 오일 대 고체 슈크로즈 폴리에스테르의 바람직한 비는 99:1 내지 9:1, 바람직하게는 99:1 내지 94:6이다.
본 발명의 고체 폴리올 폴리에스테르와 식용 비소화성 오일의 혼합물은 전형적으로 실온 내지 체온, 즉 약 21.1℃(780℉) 내지 약 37℃(98.6℉)의 온도 범위에 걸쳐 비교적 균일한 고체 함량 프로필을 가짐을 또한 특징으로 한다. SFC 곡선의 기울기는 온도 단위 변화(℉)당 고체 %의 변화로 나타낸다. 전형적으로, 상기 온도 사이의 고체 지방 함량(SFC)의 기울기는 0 내지 -0.75이다. 일반적으로, 고체 폴리올 폴리에스테르중의 C20이상의 포화 지방산 라디칼의 중량%가 클수록, SFC 기울기는 보다 완만할 것이다. 예를들면, 30%의 C20이상의 지방산 수준에서 기울기는 전형적으로 0 내지 -0.5이고, 50%에서는 전형적으로 0 내지 -0.3일 것이다.
온도 범위에 걸쳐 SFC 값은 PNMR(진동 핵자기 공명)을 수반하는 방법으로 측정할 수 있다. 상기 방법은 당해 분야에 숙련된 자에게 공지되어 있다(본원에 참고로 인용한 문헌[J. Amer. Oil Chem. Soc., Vol 55(1978), pp. 328-31, and A.O.C.S. Official Method Cd. 16-81, Official Methods and Recommended Practices of The American Oil Chemists Society, 3rd. Ed., 1987]을 참조하시오).
SFC 값을 측정하기 전에, 지방 조성물의 샘플을 적어도 30분간 또는 샘플이 완전히 용융될 때까지 140℉(60℃) 이상의 온도로 가열시킨다. 이어서, 용융된 샘플을 다음과 같이 템퍼링한다:80℉(26.7℃)에서 15분간; 32℉(0℃)에서 15분간; 80℉(26.7℃)에서 30분간; 32℉(0℃)에서 15분간. 템퍼링한 후에, 50℉(10℃), 70℉(21.1℃), 80℉(26.7℃), 92℉(33.3℃) 및 98.6℉(37℃)의 온도에서의 샘플의 SFC 값을 각 온도에서 30분간 평형화시킨 후에 PNMR로 측정한다. SFC 프로필의 기울기는 98.6℉에서의 고체%로부터 70℉에서의 고체 %를 빼고 그 값을 28.6으로 나누어서 계산한다.
본 발명에서 비소화성 고체 지방 물질은 다른 비소화성 또는 소화성 지방 및 오일과 함께 사용하여 쇼트닝 및 오일 제품을 제조할 수 있다. 다른 지방 및 오일은 합성되거나 또는 동물 또는 식물성 원료 또는 이들의 혼합물로부터 유도될 수 있다. 이들 쇼트닝 및 오일은 감자튀김, 감자칩, 옥수수칩, 토르틸라(tortilla)칩, 도우넛, 닭튀김, 생선튀김 및 튀김파이(예를들면, 이중파이)의 제조와 같은 튀김 용도에 사용할 수 있다.
이들 쇼트닝 및 오일은 또한 임의 형태의 베이킹 제품, 예를들면 믹스, 저장에 안정한 베이킹 제품 및 냉동 베이킹 제품의 제조에 사용할 수 있다. 적용범위로는 샌드위치 쿠키 및 쵸컬릿 칩 쿠기를 비롯하여 케익, 그래놀라 바(granola bar), 브로우니, 머핀, 바 쿠키, 와퍼, 비스킷, 페스트리, 파이, 파이 크러스트 및 쿠키, 특히 홍 앤드 브랩스(Hong Brabbs)의 미합중국 특허 제4,455,333호에 개시된 저장에 안정한 이중-조직 쿠키가 포함되나 이에 제한되는 것은 아니다. 베이킹 제품은 과일, 크림 또는 기타 속재료를 함유할 수 있다. 다른 베이킹 제품 용돌는 빵 및 롤, 크래커, 프레첼(pretzel), 팬케익, 와플, 아이스크림콘 및 컵, 효모로 부풀린 베이킹 제품, 피자 및 피자 크러스트 및 베이킹된 전분 스낵 제품 및 기타 베이킹 가염 스낵이 포함된다.
본 발명의 고체 폴리올 폴리에스테르는 또한 아이스크림, 냉동 디저트, 치즈, 치즈 스프레드, 육류, 육류 유사품, 쵸컬릿 과자, 샐러드 드레싱, 마요네즈, 마가린, 스프레드, 발효크림, 요거트, 커피 크리머, 땅콩 버터, 압출 스낵, 볶은 콩 및 음료(예를들면, 밀크쉐이크)와 같은 많은 기타 식품의 지방 부분의 성분으로 사용할 수 있다.
본 발명의 비소화성 고체 지방 물질은 또한 비타민 및 무기질, 특히 지용성 비타민으로 강화될 수 있다. 지용성 비타민으로는 비타민 A, 비타민 D 및 비타민 E가 포함된다(본원에 참고로 인용한 1977년 7월 5일 허여된 미합중국 특허 제4,034,083호(맷슨)를 참조하시오).
본 발명의 비소화성 고체 지방 물질(또는 식용 오일과의 그의 블렌드)은 특정 부류의 식품 및 음료 성분과 함께 특히 유용하다. 예를들면, 지방 물질을 무열량 또는 감소된 열량의 감미제 단독으로 또는 증량제와 함께 사용하는 경우 의외의 열량 감소 잇점이 달성된다. 무열량 또는 감소된 열량의 감미제로는 아스파탐, 사카린, 알리탐, 타우마틴, 디하이드로칼콘, 아세설팜 및 사이클라메이트가 포함되나 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 비소화성 지방 물질은 또한 1989년 12월 19일 어만(Ehrman) 등에게 허여된 미합중국 특허 제4,888,196호 및 1989년 6월 28일 공개된 샤이든(Seiden)의 유럽 특허원 제322,027호(이들 문헌은 둘다 본원에 참고로 인용된다)에 개시된 바와 같이 감소된 열량의 중간쇄 및 혼합 중간쇄/장쇄 트리글리세리드와 함께 사용할 수 있다.
증량제 또는 증점제는 많은 식품 조성물중에 본 발명의 비소화성 고체 지방 물질과 함께 유용하다. 증량제는 비소화성 탄수화물, 예를들면 폴리덱스트로즈 및 셀룰로즈 또는 셀룰로즈 유도체, 예를들어 카복시메틸셀룰로즈, 카복시에틸셀룰로즈, 하이드록시프로필셀룰로즈, 메틸셀룰로즈, 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈 및 미정질 셀룰로즈일 수 있다. 다른 적합한 증량제로는 당 알콜, 예를들면 솔비톨 및 만니톨 및 탄수화물, 예를들면 락토즈를 포함하여, 검(하이드로콜로이드), 전분, 덱스트린, 발효 유청, 토푸, 말토덱스트린, 폴리올이 포함된다.
유사하게, 본 발명의 비소화성 고체 지방 물질을 식이성 섬유와 혼합하여 각각의 잇점이 부가된 식품 및 음료 조성물을 제조할 수 있다. 식이성 섬유란 포유동물의 효소에 의한 소화에 내성인 복합 탄수화물, 예를들면 식물 세포벽 및 해초에서 볼 수 있는 탄수화물 및 미생물 발효에 의해 생성되는 탄수화물을 의미한다. 이들 복합 탄수화물의 예로는 브랜스(brans), 셀룰로즈, 헤미셀룰로즈, 펙틴, 검 및 점액, 해초 추출물 및 생합성 검이 있다. 셀룰로즈 섬유 원료에는 야채, 과일, 종자, 곡물 및 합성섬유(예를들면, 세균 합성에 의한)가 포함된다. 정제된 식물 셀룰로즈 또는 셀룰로즈 분말과 같은 시판 섬유도 또는 사용할 수 있다. 전체 감귤류 껍질, 감귤류 알베도, 사탕수수, 감귤류 펄프 및 소낭 고형물, 사과, 살구 및 수박 껍질로부터 수득된 사일륨(psyllium) 및 섬유와 같은 천연 섬유들을 사용할 수 있다.
이들 식이성 섬유는 조질이거나 또는 정제된 형태일 수 있다. 사용된 식이성 섬유는 단일 타입(예를들면, 셀룰로즈), 복합 식이성 섬유(예를들면, 셀룰로즈와 펙틴을 함유하는 감귤류 알베도 섬유) 또는 일부 섬유의 혼합물(예를들면, 셀룰로즈 및 검)일 수 있다. 섬유는 당해분야에 공지된 방법으로 가공될 수 있다.
비소화성 고체 지방 물질 및 다른 식품 성분과의 그의 혼합물은 사용할 수 있는 것으로 판단되어야 함은 물론이다. 예를들면, 감미제와 비소화성 고체 지방 물질의 혼합물은 2가지 물질의 특정 잇점이 바람직하지 않은 경우에는 사용되지 않는다. 비소화성 고체 지방 물질 및 비소화성 고체 지방 물질/성분 혼합물은 적합한 경우에 적합한 양으로 사용한다.
식품 및 음료 조성물중에 본 발명의 비소화성 고체 지방 물질을, 단독으로 또는 식용 오일 및/또는 전술한 기타 성분과 함께 사용하여 많은 잇점이 얻어진다. 주된 잇점은 비소화성 지방 물질을 전체 또는 부분 지방 대용품으로 사용하는 경우 달성되는 열량의 감소이다. 상기 열량의 감소는 본 발명의 비소화성 고체 지방 물질과 감소된 열량의 감미제, 증량제 또는 기타 비소화성 지방 및 오일과의 혼합물을 사용함으로써 증가될 수 있다. 상기 물질을 사용하여 얻어지는 또다른 잇점은 식품중의 지방 및 포화 지방의 전체량의 감소이다. 동물로부터 유래된 트리글리세리드 지방 대신에 비소화성 고체 지방 물질을 사용하여 제조된 식품 또는 음료는 또한 보다 적은 양의 콜레스테롤을 함유할 것이며, 이들 식품의 섭취로부터 혈청 콜레스테롤이 감소되어 심장병의 위험이 감소될 수 있다.
관련된 잇점은 비소화성 고체 지방 물질을 사용함으로써 저장 안정성 및 침투 안정성의 관점에서 안정한 식품이 제조된다는 것이다. 이들 지방 물질로 제조된 조성물은 허용될 수 있는 관능적 성질, 특히 맛 및 조직을 갖는다.
비소화성 고체 지방 물질로 식품을 제조하여 특정한 식이 조건, 예를들면 비만증, 당뇨병 또는 콜레스테롤 과잉혈증인 사람의 식이 조건을 충족시킬 수 있다. 비소화성 고체 지방 물질은 저-지방, 저-열량, 저-콜레스테롤 식이의 주된 부분일 수 있으며, 이들은 단독으로, 또는 약물 치료요법 또는 기타 치료 요법과 함께 사용할 수 있다. 비소화성 고체 지방 물질로 제조된 식품 또는 음료 제품의 혼합물은 하나 이상의 이들 제품을 기준으로, 지방 물질을 단독으로 또는 하나 이상의 전술한 성분과 함께 함유하는 전체 식이 관리 요법의 일부로 사용하여 하나 이상의 전술한 잇점을 제공할 수 있다.
지방 성분이 비소화성 오일(예를들면, 슈크로즈 옥타올리에이트와 같은 액체 슈크로즈 폴리에스테르)을 포함하는, 지방 및 비지방 성분을 포함하는 식품(예를들면, 마가린, 마요네즈, 베이킹 제품 등)을 제조하는데 있어서, 본 발명의 고체 폴리올 폴리에스테르를 상기 제품에 포함시켜 식품 섭취 결과 또한 발생하는 비소화성 오일의 수동적 오일 손실을 억제할 수 있다. 고체 폴리올 폴리에스테르는 일반적으로 비소화성 오일 대 고체 폴리올 폴리에스테르의 비가 약 99:1 내지 약 1:1, 보다 전형적으로는 약 99:1 내지 약 3:1이 되도록 하는 수준으로 식품에 사용된다. 전형적인 적합한 범위는 약 9:1 내지 약 3:1이다.
비소화성 고체 지방 물질의 용도, 혼합물 및 잇점에 대한 상기 고찰은 제한하거나 포괄적인 것이 아니다. 본 발명의 진의 및 범주내에 속하는 다른 유사한 용도 및 잇점이 밝혀질 수 있음을 알아야 한다.
본 발명의 고체 폴리올 폴리에스테르는, 식품 조성물 이외에 윤활제, 피부 크림, 화장품, 약학품 등의 제조에 사용할 수 있다.
본 발명은 하기 실시예로 예시될 것이다.
[실시예 1]
테트라올레일 테트라베헤닐 슈크로즈의 제조(산 클로라이드 방법)
[화학물질]
[절차]
질소 대기하에서 약 55℃로 가열함으로써 10g의 슈크로즈를 피리딘 150ml 및 디메틸포름아미드 75ml의 용액에 용해시킨다. 용액을 약 40℃로 냉각시키고, 디클로로메탄 150ml중의 베헤닐 클로라이드 41.8g의 용액을 1시간 45분동안 적가한다. 첨가하는 동안 온도는 약 40 내지 44℃로 유지하고, 시스템은 또한 질소 대기하에 유지시킨다.
베헤닐 클로라이드를 가한 후에, 반응물을 3시간동안 더 40℃에서 교반시킨 후 30℃로 냉각시킨다. 이어서, 디클로로메탄 100ml중의 올레일 클로라이드 38g을 45분간 적가한다. 반응 온도는 상기 기간동안 약 30℃로 유지한 후, 40℃로 상승시켜 이 온도에서 약 1시간 30분간 유지시킨다. 이어서, 가열을 중단하고 반응 혼합물을 주위 온도에서 밤새 교반시킨다.
이어서, 반응 혼합물을 40℃로 가온시키고, 40℃에서 1시간동안 교반시킨 후 실온(약 27℃)으로 냉각시킨다. 이어서, 혼합물을 여과시켜 결정성 피리딘 하이드로클로라이드를 제거하고, 여액을 진공하에 스트립핑시켜 디클로로메탄, 피리딘 및 디메틸포름아미드를 제거한다. 이어서, 증류 잔사를 디클로로메탄에 재용해시키고 용액을 2-ℓ 분별 깔대기로 옮긴다.
이어서, 디클로로메탄 용액을 묽은 염화 나트륨 용액으로 2회 세척한 후 묽은 염산 용액으로 세척하여 잔류 피리딘을 제거한다. 그런후에, 디클로로메탄 용액을 물로 2회 세척하고, 이어서 묽은 수산화 칼슘 용액으로 세척한다. 이어서, 디클로로메탄/물 혼합물을 셀라이트를 통해 여과시켜 소량의 침전물(아마도산의 칼슘염)을 제거한 후, 혼합물을 2-ℓ분별 깔대기에서 분리한다. 이어서, 디클로로메탄 용액을 물로 중성으로 세척하고, 디클로로메탄 용액을 수일간 황산 마그네슘상에서 건조시킨다. 이어서, 건조된 혼합물을 여과시키고 진공하에 스트립핑시켜 잔사를 수득하고, 이것은 실온에서 고체화된다. 고체 폴리올 폴리에스테르는 5.7의 하이드록실값(7.73의 계산된 에스테르화도에 상응함-약 93%의 하이드록실 그룹이 에스테르화됨)을 갖는다. 상기 물질중의 옥타에스테르 %는 83이다.
[실시예 2]
고비율의 C불포화물 및 C포화물을 함유하는 메틸 에스테르로부터 고체 슈크로즈 폴리에스테르의 제조
본 실시예는 전술한 미합중국 제4,518,772호 및 제4,517,360호에 개시된 방법을 변형시켜 본 발명의 고체 슈크로즈 폴리에스테르를 제조함을 기술한다.
에루크산 고함량 평지씨 오일(HEAR)을 에루크산 저함량 평지씨 오일(LEAR)과 블렌딩시켜 38% 에루크산의 조성물을 제조한다. 평지씨 오일 블렌드를 3% 내지 6% 정제된 표백 면실유와 혼합하여 약 35%의 C산(즉, 베헨산+에루크산)을 갖는 오일 조성물을 수득한다. 이어서, 상기 평지씨/면실 원료를 4 미만의 요오드가로 수소화시킨다. 수소화는 0 내지 100psig의 압력 및 약 375℉의 온도를 사용하여 전형적으로 임의의 식물성 오일에 사용되는 수준의 니켈 촉매를 사용하여 수행한다.
상기 물질을 375 내지 495℉의 온도에서 탈취시킨다. 경화되고 탈취된 평지씨 오일/면실유는 하기 특성을 갖는다:지방산 조성; 3-7% C, 45-55% C, 0-2% C, 0-1% C, 4-8% C, 33-37% C, 0-1% C, 0-2% C, 유리 지방산 함량은 0.01 내지 0.1%이고 Lovibond 적색은 약 1.0이다.
평지씨/면실유는, 오일을 메탄올과 혼합하고, 나트륨 메톡사이드 촉매를 가한 후, 모든 트리글리세리드가 메틸 에스테르로 전환될 때까지 반응을 지속하는 에스테르화 공정에 의해 메틸 에스테르로 전환된다. 반응이 완료된 후에 중력에 의해 글리세린을 침강시킨다. 그런 후에 에스테르를 뜨거운 물로 세척하여 미량의 글리세린 및 비누를 제거한다. 매회 세척후에 중력에 의해 수-상을 침강시킨다.
에스테르를 회분식으로 플래시 증류시켜 비누화되지 않은 물질을 제거하고 보다 농축된 C물질을 수득한다. 증류는 0.5 내지 2mmHg의 진공하에 300 내지 410℉의 온도에서 수행한다. 증류된 에스테르의 마지막 10% 내지 15%를 목적하는 슈크로즈 폴리에스테르를 제조하는데 사용하기 위해 깨끗한 용기에 수거한다. 나머지 85 내지 90%는 버린다. 수거한 마지막 10 내지 15%의 에스테르 조성은 다음과 같다:4%, C, 6% C, 87% C, 3% C. 이들은 에스테르 A이다.
정제되고 표백된 해바라기 오일을 진공하에 375 내지 495℉의 온도에서 탈취한다. 탈취된 해바라기 오일은 하기 특성을 갖는다:요오드가:125-140; 지방산 조성:5-10% C, 2-6% C, 19-26% C, 63-74% C, 0-2% C, 0-1% C, 0-1% C유리 지방산 함량은 0.01 내지 0.1%이고 Lovibond 적색은 약 1.3이다.
전술한 바와 동일한 에스테르화 공정으로 해바라기 오일을 메틸 에스테르로 전환시킨다. 에스테르를 회분식으로 플래시 증류시켜 비누화되지 않은 물질을 주로 제거한다. 증류는 0.5 내지 2.0mmHg의 진공하에 300 내지 410℉의 온도에서 수행한다. 이들은 에스테르 B이다.
약 2의 요오드가로 경화된, 정제된 대두유 지방산의 메틸 에스테르 약 70.5kg을 스테인리스 스틸 회분 반응기에서 메탄올 209kg 및 수산화 칼륨 15.4kg과 혼합된다. 혼합물을 대기압에서 1 내지 3시간동안 교반하에 약 145℉(63℃)로 가열한다. 이 공정기간동안, 잔류량의 메틸 에스테르를 제외한 전부가 비누화되어 비누가 생성된다.
약 1193.6kg의 에스테르 A를 241.4kg의 에스테르 B와 블렌딩시켜 에스테르 블랜드 C를 제조한다. 블렌드 C의 에스테르 조성은 대략 다음과 같다:1.2% C, 3.8% C, 3.8% C, 10.7% C, 4.7% C, 3% C. 약 545.5kg의 에스테르 C를 앞에서 제조한 비누 혼합물에 가한다.
이어서, 약 104.5kg의 과립형 슈크로즈를 가하여 5:1 몰비의 메틸 에스테르 대 슈크로즈를 제공한다. 그런후에 탄산 칼륨을 혼합물(반응 혼합물의 대략 0.5중량%)에 가하여 에스테르교환을 촉진시킨다. 상기 혼합물을 교반시키고, 온도가 약 275℉(135℃)에 이를때까지 대기압에서 서서히 가열한다. 이로써 메탄올이 제거된다. 이어서, 진공을 걸어주고 혼합물을 8시간 이하동안 교반시켜 모노-, 디- 및 트리슈크로즈 에스테르를 생성시킨다. 소량의 테트라- 및 펜타에스테르가 상기 단계중에 또한 생성된다. 275℉(135℃)로 예열시킨 메틸 에스테르 C(890kg)를 추가로 가하여 에스테르 대 슈크로즈의 몰비를 14 내지 15:1로 만들어 유지시킨다. 이어서, 탄산 칼슘을 혼합물에 추가로 2회 가한다(각각 초기 반응 혼합물의 약 0.5중량%로 가한다). 반응 조건이 275℉(135℃)에서 안정화되면, 질소스파지를 사용하여 교반을 개선시키고 메탄올 스트립핑을 촉진시킨다. 상기 제2반응 단계는 약 4 내지 13시간동안 지속한다.
이어서, 반응 혼합물을 질소하에 149℉(65℃) 내지 185℉(85℃)로 냉각시킨다. 조 반응 혼합물을 약 91kg의 물과 함께 교반시킨다. 수화된 조 반응 혼합물을 원심분리기에 통과시켜 무거운 상과 가벼운 상을 분리한다. 비누, 과량의 당 및 탄산칼륨을 함유하는 무거운 상을 버린다. 그런 후에, 가벼운 상을 추가의 물 264kg으로 세척한다.
이어서, 메틸 에스테르와 슈크로즈 폴리에스테르를 함유하는 가벼운 상을 170℉ 내지 190℉(76 내지 88℃)에서 70mmHg 이하의 진공하에 30 내지 60분간 건조시켜 수분을 제거한다. 필트롤(Filtrol) 105(1.0중량%)를 가하고 혼합물을 167℉(75℃) 내지 190℉(88℃)에서 교반시킨다. 슬러리를 0.1중량% 미만의 미립자가 남을 때까지 여과 또는 기타 수단에 의해 분리한다. 이어서, 액체를 1μmm 필터에 통과시킨다.
이어서, 정제되고 표백된 반응 혼합물을 스테인리스 스틸 납땜-필름 증발기 또는 다른 적합한 장치에 통과시켜 메틸 에스테르 벌크를 증류시킨다. 증류는 392℉(200℃) 내지 455℉(235℃)에서 약 0.5mmHg의 진공하에 수행된다.
그런후에, 슈크로즈 폴리에스테르를 392℉(20℃) 내지 450℉(232℃)에서 약 25mmHg 미만의 진공하에 스테인리스 스틸 충진 컬럼 탈취기 또는 기타 적합한 장치에 하향으로 통과시켜 탈취시킨다. 스팀을 컬럼 바닥에 도입시켜 슈크로즈 폴리에스테르에 향류로 통과시킨다. 공급 속도 및 온도는 슈크로즈 폴리에스테르의 메틸 에스테르 함량이 1000ppm 미만이 될 때까지 조정한다. 이어서, 혼합물을 149℉(65℃) 내지 185℉(85℃)로 냉각시키고, 1μmm 필터에 통과시킨다. 슈크로즈 폴리에스테르를 깨끗한 스테인리스 스틸 드럼에 보관한다.
상기 절차에 따라 제조한 슈크로즈 폴리에스테르는 하기의 대략적인 조성 및 성질을 갖는다:
에스테르 A 및/또는 에스테르 B의 지방산 조성을 변화시키고/시키거나 에스테르 C의 제조시 에스테르 A 및 에스테르 B의 비를 변화시킴으로써, 상기 방법을 사용하여 본 발명의 다른 고체 슈크로즈 폴리올 폴리에스테르를 제조할 수 있다.
완전 융점은 DSC에 의해 다음과 같이 측정한다:
[장치]
코넥티컷 노워크 소재의 퍼킨-엘머(Perkin-Elmer)사에서 제조한 퍼킨-엘머 7 시리즈 열 분석 시스템 모델 DSC7.
[절차]
1. 샘플을 완전 융점보다 적어도 10℃ 이상으로 가열하고 완전히 혼합한다.
2. 10±2mg의 샘플을 팬으로 계량한다.
3. 완전 융점보다 약 10℃ 높은 온도에서 -60℃까지 분당 5℃로 스캐닝한다.
4. 샘플의 온도를 3분간 -60℃에서 유지하고 -60℃에서 원래의 출발 온도(즉, 완전 융점의 약 10℃ 이상)까지 분당 5℃로 스캐닝한다.
5. 완전 융점은 흡열 피이크의 뒷부분 가장자리에 대한 접선과 기준선(특정 가열선)의 교차점에서의 온도이다.
[실시예 3]
실시예 1의 고체 폴리올 폴리에스테르 및 액체 슈크로즈 폴리에스테르로부터 쇼트닝의 제조
고체 쇼트닝으로 사용하기에 적합한 무열량 지방 조성물은 다음과 같이 제조한다:
실시예 1에 따라 제조한 고체 슈크로즈 폴리에스테르 6g 및 액체 슈크로즈 폴리에스테르 24g(여기서, 슈크로즈는 약 107의 요오드가로 수소화된 대두유의 지방산 그룹으로 거의 완전히 에스테르화된다)을 혼합하고, 모든 고체가 용해될 때까지 가열시킨다. 혼합물을 실온으로 다시 냉각시켜 실시예 1의 고체 슈크로즈 폴리에스테르 20% 및 액체 슈크로즈 폴리에스테르 80%로 이루어진 플라스틱 조성물을 생성시킨다. 상기 조성물은 식품 지방으로 사용하기에 적합하며, 액체 슈크로즈 폴리에스테르만을 식품 지방으로 사용하는 경우 야기되는 항문 누출 문제를 유발하지 않는다.
쇼트닝 조성물은 통상적인 방법으로 공기 또는 질소로 처리하여 '통기된 쇼트닝을 제조할 수 있다.
[실시예 4]
실시예 2의 고체 폴리올 폴리에스테르, 액체 슈크로즈 폴리에스테르 및 트리글리세리드로부터 쇼트닝의 제조
조리/튀김 용도로 가사용으로 특히 적합한 고품질의 감소된 열량을 갖는 플라스틱 쇼트닝을 하기 방법에 따라 제조한다.
상기 성분들은 다음과 같은 조성을 제공한다:
상기 성분들을 냉동/픽크 공정으로 가소화시키고, 질소 가스를 외관을 위해 쇼트닝에 분산시킨다. 쇼트닝을 85℉에서 24시간 템퍼링한 후, 70℉(21°)에 보관한다.
[실시예 5]
고체 폴리올 폴리에스테르, 액체 슈크로즈 폴리에스테르 및 트리글리세리드로부터 샐러드 오일의 제조
거의 등명한 샐러드 오일을 하기 방식으로 제조한다:
슈크로즈 폴리에스테르는 하기 조성을 제공한다:
성분들을 대략 80℃에서 혼합한 후 실온으로 냉각시킨다. 이어서, 생성물을 탈기시켜 제품내에 기포가 함유되지 않도록 한다.
[실시예 6]
[마요네즈 조성물]
본 발명의 마요네즈 조성물을 하기 방식에 따라 제조한다:
[실시예 7]
[마가린 조성물]
본 발명의 마가린 조성물을 하기 방식에 따라 제조한다:
[실시예 8]
감자 칩 튀김용 지방 조성물
감자 칩을 튀기는데 특히 적합한 튀김용 지방 조성물은 하기 조성을 갖는다:
고체 에스테르는 (ⅰ) 올레산 고함량 해바라기 오일메틸 에스테르 및 (ⅱ) 약 88.5%의 베헨산을 함유하는 지방산 혼합물의 메틸 에스테르로 슈크로즈를 에스테르화시켜 제조한다. (ⅰ) 대 (ⅱ)의 몰비는 약 2:6이다. 고체 SPE는 하기의 대략적인 지방산 조성을 갖는다:C0.9%; C1.3%; C16.7%; C1.6%; C4.6%; C72.3%; C1.9%. 에스테르 함량은 대략 옥타 82.6%; 헵타 17.1%; 헥사 0.1%; 저급 에스테르 0.1% 미만이다. 액체 슈크로즈 폴리에스테르는 슈크로즈를 약 80의 요오드가로 경화시킨 대두유 지방산의 메틸 에스테르로 에스테르화시켜 수득한다. 에스테르 함량은 대략 91.9% 옥타; 8.1% 헵타; 0.1% 헥사; 0.1% 펜타; 및 0.1% 저급 에스테르이다.
조성물은 가열된 액체 슈크로즈 폴리에스테르와 면실유의 혼합물에 고체 슈크로즈 폴리에스테르를 가하고, 고체가 용해될 대까지 혼합한 후 냉각시켜 제조한다.
약 0.052인치(0.13cm)의 두께를 갖는 대략 225개 노르칩(Norchip) 감자 슬라이스를 365℉(185℃)의 온도에서 5lb 오일 용량의 배치 튀김장치에서 지방 조성물에 3분 5초간 튀긴다. 튀겨진 칩은 탁월한 맛과 느낌을 갖는다.
[실시예 9]
본 발명의 쿠킹 오일은 하기조성을 갖도록 제조된다:
슈크로즈 폴리에스테르는 하기 조성을 갖는다:
성분들을 약 80℃에서 혼합한 후 약 17℉(-8.3℃)의 외부 온도에서 스크레이핑된 벽을 갖는 열 교환기에서 냉각시킨다. 이어서, 조성물을 탈기시켜 조성물내에 기포가 함유되지 않도록 한다.

Claims (30)

  1. a) 폴리올이 4개 이상의 하이드록실 그룹을 갖고, b) 에스테르 그룹이 필수적으로, (ⅰ) C12이상의 불포화 지방산 라디칼 또는 상기 불포화 라디칼과 C2내지 C12포화 지방산 라디칼과의 혼합물 및 (ⅱ) C20이상의 포화 지방산 라디칼로 이루어지며, 이때 상기 (ⅰ):(ⅱ) 몰비가 약 3:5 내지 약 1:1이고, c) 폴리올의 하이드록실 그룹중 4개 이상이 에스테르화된, 약 25℃ 이상의 완전 융점(complete melting point)을 갖는 폴리올 지방산 폴리에스테르.
  2. 제1항에 있어서, a) 상기 폴리올이 4 내지 8개의 하이드록실 그룹을 갖고; b) 상기 b)(ⅰ)의 불포화 지방산 라디칼이 12 내지 26개의 탄소원자를 가지며, 상기 b)(ⅱ)의 포화 지방산 라디칼이 20 내지 26개의 탄소원자를 갖고, 이때 상기 (ⅰ):(ⅱ) 몰비가 약 3:5 내지 약 2:1이고; c) 폴리올의 하이드록실 그룹중 4개 이상이 에스테르화된, 폴리올 지방산 폴리에스테르.
  3. 제2항에 있어서, 상기 폴리올이 4 내지 8개의 하이드록실 그룹을 갖는 당 또는 당 알콜인 폴리올 지방산 폴리에스테르.
  4. 제3항에 있어서, 상기 당 또는 당 알콜이 6 내지 8개의 하이드록실 그룹을 갖는 폴리올 지방산 폴리에스테르.
  5. 제4항에 있어서, 상기 폴리올이 슈크로즈인 폴리올 지방산 폴리에스테르.
  6. 제5항에 있어서, 상기 b)(ⅰ)의 지방산 라디칼이 필수적으로 C18일-및/또는 이-불포화 지방산 라디칼로 이루어지는 폴리올 폴리에스테르.
  7. 제6항에 있어서, 상기 b)(ⅱ)의 포화 지방산 라디칼이 필수적으로 베헨산 라디칼로 이루어지는 폴리올 폴리에스테르.
  8. 제1항 내지 제7항중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리올 폴리에스테르의 완전 융점이 37℃ 이상인 폴리올 지방산 폴리에스테르.
  9. (1) 37℃ 미만의 완전 융점을 갖는 비소화성 식용 오일, 및 (2) a) 폴리올이 4개 이상의 하이드록실 그룹을 갖고, b) 에스테르 그룹이 (ⅰ) C12이상의 불포화 지방산 라디칼 또는 상기 불포화 라디칼과 C2내지 C12포화 지방산 라디칼의 혼합물 및 (ⅱ) C20이상의 포화 지방산 라디칼을 약 1:15 내지 약 1:1의 (ⅰ):(ⅱ)의 몰비로 포함하고, 이때, b)에서 지방산 라디칼의 적어도 약 15중량%가 C20이상의 포화 지방산 라디칼이며, c) 폴리올의 하이드록실 그룹중 4개 이상이 에스테르화된, 37℃ 이상의 완전 융점을 갖는 고체 폴리올 지방산 폴리에스테르를 포함하고, 상기 성분(1) 대 (2)의 중량비가 약 99:1 내지 약 1:1이고, 37℃ 내지 21.1℃ 사이에서의 성분(1)과 (2)의 혼합물의 SFC 프로필의 기울기가 0.0 내지 -0.75인 식품 조성물.
  10. 제9항에 있어서, 상기 성분(2)에서, a) 폴리올이 4 내지 8개의 하이드록실 그룹을 갖고; b) b)(ⅰ)의 불포화 지방산 라디칼이 12 내지 26개의 탄소원자를 가지며, b)(ⅱ)의 포화 지방산 라디칼이 20 내지 26개의 탄소원자를 가지며, (ⅰ) 대 (ⅱ)의 몰비가 약 1:7 내지 약 1:1이며, 이때, b)에서 지방산 라디칼의 적어도 약 30중량%가 C20내지 C26포화 지방산 라디칼이고; c) 폴리올의 하이드록실 그룹중 4개 이상이 에스테르화된 식품 조성물.
  11. 제10항에 있어서, 상기 (1) 대 (2)의 중량비가 약 99:1 내지 약 3:1인 조성물.
  12. 제11항에 있어서, 상기 (ⅰ) 대 (ⅱ)의 몰비가 1:7 내지 3:5이고, b)의 지방산 라디칼의 적어도 약 50중량%가 C20내지 C26포화 지방산 라디칼인 식품 조성물.
  13. 제12항에 있어서, 상기 (ⅰ) 대 (ⅱ)의 몰비가 약 2:6이고, b)의 지방산 라디칼의 적어도 약 60중량%가 C20내지 C26포화 지방산 라디칼인 식품 조성물.
  14. 제12항에 있어서, 상기 (1) 대 (2)의 중량비가 약 99:1 내지 약 9:1인 식품 조성물.
  15. 제12항에 있어서, 상기 고체 폴리올 폴리에스테르의 폴리올이 4 내지 8개의 하이드록실 그룹을 갖는 당 또는 당 알콜인 조성물.
  16. 제15항에 있어서, 상기 고체 폴리올 폴리에스테르의 폴리올이 6 내지 8개의 하이드록실 그룹을 갖는 당 또는 당 알콜인 조성물.
  17. 제16항에 있어서, 상기 액체 비-소화성 오일이 슈크로즈 지방산 폴리에스테르인 조성물.
  18. 제9항 내지 제17항중 어는 한 항에 있어서, 상기 고체 폴리올 폴리에스테르의 폴리올이 슈크로즈인 조성물.
  19. 제18항에 있어서, 상기 b)(ⅰ)에서, 고체 폴리올 폴리에스테르의 지방산 그룹이 필수적으로 C18일-및/또는 이-불포화 지방산 라디칼로 이루어지는 조성물.
  20. 제18항에 있어서, 상기 b)(ⅱ)에서, 고체 폴리올 폴리에스테르의 포화 지방산 그룹이 필수적으로 베헨산 라디칼로 이루어지는 조성물.
  21. (1) 37℃ 미만의 완전 융점을 갖는 소화성 식용 오일; 및 (2) a) 폴리올이 4개 이상의 하이드록실 그룹을 갖고, b) 에스테르 그룹이 (ⅰ) C12이상의 불포화 지방산 라디칼 또는 상기 불포화 라디칼과 C2내지 C12포화 지방산 라디칼의 혼합물 및 (ⅱ) C20이상의 포화 지방산 라디칼을 약 1:15 내지 약 1:1의 (ⅰ):(ⅱ)의 몰비로 포함하고, 이때, b)에서 지방산 라디칼의 적어도 약 15중량%가 C20이상의 포화 지방산 라디칼이며, c) 폴리올의 하이드록실 그룹중 4개 이상의 에스테르화된, 25℃ 이상의 완전 융점을 갖는 고체 폴리올 지방산 폴리에스테르를 포함하고, 상기 성분(1) 대 (2)의 중량비가 약 9:1 내지 약 1:1인 식품 조성물.
  22. 제21항에 있어서, 상기 성분(2)에서, a) 폴리올이 4 내지 8개의 하이드록실 그룹을 갖고; b) b)(ⅰ)의 불포화 지방산 라디칼이 12 내지 26개의 탄소원자를 가지며, b)(ⅱ)의 포화 지방산 라디칼이 20 내지 26개의 탄소원자를 가지며, (ⅰ) 대 (ⅱ)의 몰비가 약 1:7 내지 약 5:3이고, b)에서 지방산 라디칼의 적어도 약 30중량%가 C20내지 C26포화 지방산 라디칼이고; c) 폴리올의 하이드록실 그룹중 4개 이상이 에스테르화된 식품 조성물.
  23. 제22항에 있어서, 상기 (1) 대 (2)의 중량비가 약 9:1 내지 약 3:1인 조성물.
  24. 제23항에 있어서, b)에서 상기 (ⅰ) 대 (ⅱ)의 몰비가 1:7 내지 3:5이고, b)의 지방산 라디칼의 적어도 약 50중량%가 C20내지 C26포화 지방산 라디칼인 식품 조성물.
  25. 제24항에 있어서, b)에서 상기 (ⅰ) 대 (ⅱ)의 몰비가 약 2:6이고, b)의 지방산 라디칼의 적어도 약 60중량%가 C20내지 C26포화 지방산 라디칼인 식품 조성물.
  26. 제24항에 있어서, 상기 고체 폴리올 폴리에스테르의 폴리올이 4 내지 8개의 하이드록실 그룹을 갖는 당 또는 당 알콜인 조성물.
  27. 제26항에 있어서, 상기 고체 폴리올 폴리에스테르의 폴리올이 6 내지 8개의 하이드록실 그룹을 갖는 당 또는 당 알콜인 조성물.
  28. 제21항 내지 제27항중 어는 한 항에 있어서, 상기 고체 폴리올 폴리에스테르의 폴리올이 슈크로즈인 조성물.
  29. 제28항에 있어서, 상기 b)(ⅰ)에서, 고체 폴리올 폴리에스테르의 지방산 그룹이 필수적으로 C18일-및/또는 이-불포화 지방산 라디칼로 이루어지는 조성물.
  30. 제29항에 있어서, 상기 b)(ⅱ)에서, 고체 폴리올 폴리에스테르의 포화 지방산 그룹이 필수적으로 베헨산 라디칼로 이루어지는 조성물.
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