KR101774063B1

KR101774063B1 - 정제 유지의 제조 방법

Info

Publication number: KR101774063B1
Application number: KR1020127006205A
Authority: KR
Inventors: 미노루 가세; 데츠야 아베; 도시테루 고마츠; 게이지 시바타
Original assignee: 카오카부시키가이샤
Priority date: 2009-09-16
Filing date: 2010-09-15
Publication date: 2017-09-01
Also published as: WO2011034091A1; KR20120081088A; US20120177791A1; MY160767A; JP2011063702A; JP5416519B2

Abstract

유지에 수증기 또는 불활성 가스를 접촉시키는 처리를 실시한 후에, 당해 유지를 박막 증발 처리하는 정제 유지의 제조 방법.

Description

정제 유지의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING REFINED FATS AND OILS}

본 발명은 정제된 유지의 제조 방법에 관한 것이다.

유지는 신체의 영양소나 에너지의 보급원 (제 1 차 기능) 으로서 빠뜨릴 수 없는 것인데, 나아가, 맛이나 향기 등 기호성을 만족시키는, 이른바 감각 기능 (제 2 차 기능) 을 제공하는 것으로서 중요하다. 또한, 디아실글리세롤을 고농도로 함유하는 유지는 체지방 연소 작용 등의 생리 작용 (제 3 차 기능) 을 가지고 있어, 건강을 지향하는 소비자에 의해 널리 사용되고 있다.

유지 중에는, 지방산, 모노아실글리세롤, 유취 성분 등의 불순물이 함유되어 있어, 유지를 식용유로서 사용하기 위해서는 이들을 제거하는 것에 의한 풍미 개선이 필요하다. 그 때문에, 고온 감압 하에서 수증기와 접촉시키는, 이른바 탈취 조작이 일반적으로 행해지고 있다 (특허문헌 1).

일본 특허공보 평3-7240호

본 발명은 유지에 수증기 또는 불활성 가스를 접촉시키는 처리를 실시한 후에, 당해 유지를 박막 증발 처리하는 정제 유지의 제조법을 제공하는 것이다.

최근, 소비자의 식용 유지에 대한 품질 향상에 대한 요망이 크고, 또 풍미에 민감한 소비자의 증가도 현저하다. 이 때문에, 종래보다 더욱 풍미가 양호한 유지가 요망되고 있다.

그러나, 종래의 풍미 개선 기술에 있어서 유지의 순도를 높이고자 해도, 산가의 잔류나 모노아실글리세롤 함유량의 저감이 곤란하여, 쓴맛이 발생한다는 문제를 알아내었다. 특히, 디아실글리세롤 함유량이 많은 유지에 있어서는, 이러한 경향이 현저하였다.

따라서, 본 발명은 산가가 작고, 모노아실글리세롤 함량이 낮고, 풍미가 양호한 유지를 제조하는 방법을 제공하는 것에 관한 것이다.

본 발명자는 유지의 정제 조작에 대해 여러 가지 검토해 온 바, 유지에 수증기 또는 불활성 가스를 접촉시키는 처리를 실시한 후에, 당해 유지를 박막 증발 처리함으로써, 산가나 모노아실글리세롤 함량이 저감되어, 더욱 풍미가 양호한 유지가 얻어지는 것을 알아내었다.

본 발명에 의하면, 산가가 작고, 모노아실글리세롤 함량이 낮고, 풍미가 양호한 정제 유지가 얻어진다.

본 발명의 제조 방법에 이용하는 유지란, 트리아실글리세롤 및/또는 디아실글리세롤을 함유하는 것을 말한다. 유지로서는, 식물성, 동물성 유지의 어느 것이어도 된다. 구체적인 원료로서는, 채종유, 해바라기유, 옥수수유, 대두유, 미강유, 홍화유, 면실유, 우지, 아마인유, 어유 등을 들 수 있다.

트리아실글리세롤에 비해, 디아실글리세롤은 정제 공정에 있어서 지방산이나 모노아실글리세롤을 생성하기 쉬운 경향이 있다. 따라서, 본 발명의 제조 방법에는, 디아실글리세롤을 함유하는 유지를 적용하는 것이 보다 바람직하다. 디아실글리세롤의 함유량은 50 질량％ (이하, 간단히「％」 라고 한다) 이상이 바람직하고, 60 ％ 이상이 보다 바람직하고, 80 ％ 이상이 더욱 바람직하다. 상한은 특별히 규정되지 않지만, 99 ％ 이하가 바람직하고, 98 ％ 이하가 보다 바람직하고, 95 ％ 이하가 더욱 바람직하다.

디아실글리세롤을 함유하는 유지는, 유지 유래의 지방산과 글리세린의 에스테르화 반응, 유지와 글리세린의 에스테르 교환 반응 등에 의해 얻을 수 있다. 이들 반응은 1,3-위치 선택적 리파아제 등을 이용하여 효소적으로 온화한 조건에서 반응을 실시하는 것이 풍미 등의 면에서 우수하여 바람직하다.

유지는 본 발명의 제조 공정의 전 또는 후에, 통상적으로 유지에 대해 사용되는 정제 공정을 실시해도 된다. 구체적으로는, 탑 컷 증류 공정, 산처리 공정, 탈색 공정, 수세 공정 등을 들 수 있다.

탑 컷 증류 공정은 유지를 증류함으로써, 유지로부터 지방산 등의 경질의 부생물을 제거하는 공정을 말한다.

산처리 공정은 유지에 시트르산 등의 킬레이트제를 첨가, 혼합하고, 다시 감압 탈수함으로써, 불순물을 제거하는 공정을 말한다.

탈색 공정이란, 유지에 흡착제 등을 접촉시켜, 색상, 풍미를 더욱 양호하게 하는 공정이다.

수세 공정은 유지에 물을 접촉시켜, 유수 분리를 실시하는 조작을 실시하는 공정을 말한다. 수세에 의해 수용성의 불순물을 제거할 수 있다. 수세 공정은 복수 회 (예를 들어 3 회) 반복하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제조 방법으로는, 먼저, 유지에 수증기 또는 불활성 가스를 접촉시키는 공정 (이하, 제 1 스티밍 처리라고도 한다) 을 실시한다. 불활성 가스로서는, 질소, 헬륨, 아르곤 등을 들 수 있는데, 질소가 바람직하다. 접촉시키는 가스는, 보다 양호한 풍미가 얻어진다는 점에서, 수증기가 바람직하다.

유지에 수증기 또는 불활성 가스를 접촉시키는 방법은 특별히 한정되지 않고, 배치식, 반연속식, 연속식 등으로 실시해도 된다. 처리해야 할 유지의 양이 소량인 경우에는 배치식을 이용하고, 다량이 되면 반연속식, 연속식을 이용하는 것이 바람직하다.

반연속식 장치로는, 예를 들어 수 단 (段) 의 트레이를 구비한 탈취탑으로 이루어지는 가드라식 탈취 장치 등을 들 수 있다. 본 장치는, 상부로부터 탈취해야 할 유지를 공급하여, 트레이 상에서 유지와 수증기 또는 불활성 가스의 접촉을 적당한 시간 실시한 후, 유지를 하단의 트레이에 하강시켜, 간헐적으로 차례로 하강시키면서 이동함으로써 처리를 실시하는 것이다.

연속식 장치로는, 박막 상의 유지와 수증기를 접촉시키는 것이 가능한, 구조물이 충전된 박막 탈취 장치 등을 들 수 있다.

수증기 또는 불활성 가스를 접촉시킬 때의 유지의 온도는, 200 ∼ 280 ℃ 가 바람직하다. 이 온도는 처리의 효율, 및 풍미의 관점에서, 230 ∼ 280 ℃ 가 바람직하고, 235 ∼ 275 ℃ 가 보다 바람직하고, 265 ∼ 275 ℃ 가 특히 바람직하다.

접촉 시간은 1 ∼ 15 분이 바람직하고, 1 ∼ 10 분이 보다 바람직하고, 2 ∼ 10 분이 더욱 바람직하다.

압력은 0.02 ∼ 2 kPa 가 바람직하고, 0.05 ∼ 1 kPa 가 보다 바람직하고, 0.1 ∼ 0.8 kPa 가 더욱 바람직하다.

접촉시키는 수증기 또는 불활성 가스의 양은, 유지에 대해 0.1 ∼ 10 ％ 가 바람직하고, 0.2 ∼ 5 ％ 가 보다 바람직하고, 0.2 ∼ 2％ 가 더욱 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 다음으로, 상기 유지를 박막 증발 처리한다.

박막 증발 처리란, 증류 원료를 박막 형상으로 하여 가열하고, 유지로부터 경질 유분을 증발시켜, 처리를 실시한 유지를 잔류분으로서 얻는 처리이다. 당해 처리는 박막식 증발 장치를 사용하여 실시된다. 박막식 증발 장치로서는, 박막을 형성하는 방법에 의해, 원심식 박막 증류 장치, 유하막식 증류 장치, 와이프트 필름 증발 장치 (Wiped film distillation) 등을 들 수 있다.

이 중에서도, 국부적인 과열을 막아 유지의 열 열화 등을 피하기 위해서, 와이프트 필름 증발 장치를 사용하는 것이 바람직하다. 와이프트 필름 증발 장치란, 통 형상의 증발면의 내측에 증류 원료를 박막 상에 흐르게 하고, 와이퍼로 박막 교반을 실시하고, 외부로부터 가열하여, 유분을 증발시키는 장치이다. 와이프트 필름 증발 장치는, 내부 응축기에 의해 유분의 응축을 실시하는 형식인 것이, 배기 저항을 낮추어 진공 장치의 비용을 낮출 수 있는 점, 증발 능력이 큰 점에서 바람직하다. 와이프트 필름 증발 장치로서는, UIC GmbH 사 제조 「단공정 증류 (Short path distillation) 장치」, 신코 팬텍사 제조 「와이프렌」, 히타치 제작소 제조 「콘트로」등을 들 수 있다.

박막 증발 처리의 조건은, 압력은 2 ∼ 300 Pa 인 것이 바람직하고, 3 ∼ 200 Pa 인 것이 보다 바람직하고, 3 ∼ 100 Pa 인 것이 더욱 바람직하고, 3 ∼ 90 Pa 인 것이 특히 바람직하다. 설비 비용이나 운전 비용을 작게 하는 점, 증류 능력을 높이는 점, 증류 온도를 최적으로 선정할 수 있는 점, 산가가 작고, 모노아실글리세롤 함량이 낮고, 풍미를 양호하게 하는 점에서 바람직하다.

온도는 180 ∼ 280 ℃ 가 바람직하고, 나아가 190 ∼ 260 ℃ 가 바람직하고, 특히 195 ∼ 250 ℃, 특히 210 ∼ 245 ℃ 인 것이, 산가가 작고, 모노아실글리세롤 함량이 작고, 풍미를 양호하게 하는 점에서 바람직하다.

체류 시간은 0.05 ∼ 10 분이 바람직하고, 나아가 0.08 ∼ 5 분이 바람직하고, 특히 0.1 ∼ 1 분인 것이, 산가가 작고, 모노아실글리세롤 함량이 낮고, 풍미를 양호하게 하는 점에서 바람직하다.

장치 내에 있어서의 유지의 막두께는 얇을수록 처리 효율이 향상되어 바람직한데, 특별히 한정되는 것이 아니고, 시판되고 있는 박막식 증발 장치에서 얻어지는 정도이면 충분하고, 10 ㎜ 이하가 바람직하고, 2 ㎜ 이하가 더욱 바람직하다.

상기 스티밍 처리와 박막 증발 처리를 실시함으로써, 얻어지는 유지의 산가 및 모노아실글리세롤 함량을 낮게 할 수 있음과 함께, 쓴맛를 현저하게 개선할 수 있다. 여기서 「쓴맛」이란, 입 안의 뒷맛에 남는 수렴 (收斂) 감을 수반하는 풍미를 말한다. 또한, 박막 증발 처리에 의해, 풍미의 무게의 평가가 약간 저하되지만, 충분히 소비자에게 받아들여지는 범위이다. 여기서 「풍미의 무게」란, 끈적끈적하게 붙는 것과 같은 입 안 감각을 말한다.

본 발명에 있어서는, 박막 증발 처리를 실시한 후에, 재차 수증기 또는 불활성 가스를 접촉시키는 처리 (제 2 스티밍 처리라고도 한다) 를 실시하는 것이 바람직하다.

제 2 스티밍 처리의 조건은, 제 1 스티밍의 조건보다 마일드한 조건으로 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 제 1 스티밍의 조건보다 낮은 온도에서 실시하는 것이 바람직하고, 10 ℃ 이상 낮은 온도가 보다 바람직하고, 20 ℃ 이상 낮은 온도가 더욱 바람직하고, 50 ℃ 이상 낮은 온도가 특히 바람직하고, 90 ℃ 이상 낮은 온도가 특히 바람직하다. 처리 온도는 120 ∼ 220 ℃ 가 바람직하고, 140 ∼ 200 ℃ 가 보다 바람직하고, 160 ∼ 180 ℃ 가 더욱 바람직하다. 접촉 시간은 1 ∼ 60 분이 바람직하고, 1 ∼ 40 분이 보다 바람직하고, 2 ∼ 30 분이 더욱 바람직하고, 10 ∼ 30 분이 특히 바람직하다. 압력은 0.02 ∼ 2 kPa 가 바람직하고, 0.05 ∼ 1 kPa 가 보다 바람직하고, 0.1 ∼ 0.8 kPa 가 더욱 바람직하다. 접촉시키는 수증기 또는 불활성 가스의 양은, 유지에 대해 0.1 ∼ 10 ％ 가 바람직하고, 0.5 ∼ 6 ％ 가 보다 바람직하다.

제 2 스티밍 처리에 의해, 얻어지는 정제 유지의 풍미의 무게를 개선할 수 있고, 쓴맛도 더욱 양호하게 할 수 있다.

본 발명 방법에 의해 처리된 유지, 특히 디아실글리세롤 고함유 유지는, 산가 및 모노아실글리세롤 함량이 저하되어, 쓴맛과 무게가 개선되어, 소비자의 수용성이 높은 유지이다.

정제 유지의 산가는 바람직하게는 0.05 이하이고, 보다 바람직하게는 0.04 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.02 이하이다. 모노아실글리세롤 함량은 바람직하게는 0.5 ％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.4 ％ 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.3 ％ 이하이다.

실시예

〔분석 방법〕

〔산가〕

American Oil Chemists. Society Official Method Ca 5a-40 에 의해 측정하였다. 단위는 「mg-KOH/g」이나, 본 명세서에서는 기재를 생략하였다.

〔모노아실글리세롤, 디아실글리세롤 함량〕

유리제 샘플병에, 샘플 약 10 mg 과 트리메틸실릴화제 (「실릴화제 TH」, 칸토 화학 제조) 0.5 ㎖ 를 첨가하여, 마개로 밀봉하여 70 ℃ 에서 15 분간 가열하였다. 이것에 물 1.5 ㎖ 와 헥산 1.5 ㎖ 를 첨가하여 진탕하였다. 가만히 정지시킨 후, 상층을 가스 크로마토그래피 (GLC) 에 이용하여, 분석을 실시하였다.

〔풍미〕

정제 유지의 풍미 (무게, 쓴맛) 의 평가는, 5 명의 패널에 의해, 각자 1 ∼ 2 g 을 생식하여, 하기에 나타내는 기준으로 관능 평가함으로써 실시하고, 그 평균값을 반올림하여 나타내었다. 또한, 3 이상이 소비자의 수용성이 양호한 것으로 판단된다.

〔풍미의 평가 기준〕

5：매우 양호

4：양호

3：약간 양호

2：불량

1：매우 불량

〔원료 유지의 조제〕

대두유 지방산：채종유 지방산 = 7：3 (질량비) 의 혼합 지방산 100 질량부와 글리세린 15 질량부를 혼합하여, 효소에 의해 에스테르화 반응을 실시하였다. 얻어진 에스테르화물로부터, 증류에 의해 지방산과 모노아실글리세롤을 제거하고, 산처리 (10 ％ 시트르산 수용액을 2 ％ 첨가), 수세 (증류수 3 회) 를 실시하여, 디아실글리세롤 함유 유지 (디아실글리세롤 91 ％) 를 얻었다.

실시예 1

디아실글리세롤 함유 유지를, 온도 270 ℃, 압력 0.3 kPa, 시간 5 분, 수증기/원료비 = 0.6 ％ 의 조건으로 제 1 스티밍 처리에 이용하였다. 또한, 제 1 스티밍 처리는, 이하의 실시예 및 비교예에 있어서, 구조물을 충전시킨 연속식 박막 탈취 장치를 사용한 것이다.

그 후, 와이프트 필름 증발 장치 (신코 팬텍사 2-03 형, 내경 5 ㎝, 전열 면적 0.03 ㎡, 막두께 1 ㎜) 를 사용하여, 가열 히터 온도 200 ℃, 압력 40 Pa, 접촉 시간 0.3 분의 조작 조건으로 경비분 (輕沸分) 을 제거하여, 정제 유지를 얻었다.

실시예 2

실시예 1 과 동일하게 하고, 단, 와이프트 필름 증발 장치의 가열 히터 온도 240 ℃ 로 하여 정제 유지를 얻었다.

실시예 3

디아실글리세롤 함유 유지를, 온도 270 ℃, 압력 0.3 kPa, 시간 5 분, 수증기/원료비 = 0.6 ％ 의 조건으로 제 1 스티밍 처리에 이용하였다.

그 후, 와이프트 필름 증발 장치 (신코 팬텍사 2-03 형, 내경 5 ㎝, 전열 면적 0.03 ㎡) 를 사용하여, 가열 히터 온도 240 ℃, 압력 40 Pa, 접촉 시간 0.3 분의 조작 조건으로 경비분을 제거하였다.

또한 그 후, 배치식 탈취 장치를 사용하여, 온도 180 ℃, 압력 0.4 kPa, 시간 30 분, 수증기/원료비 = 1.5 ％ 의 조건으로 제 2 스티밍 처리에 이용하여, 정제 유지를 얻었다.

비교예 1

디아실글리세롤 함유 유지를, 온도 270 ℃, 압력 0.3 kPa, 시간 5 분, 수증기/원료비 = 0.6 ％ 의 조건으로 제 1 스티밍 처리에 제공하였다.

비교예 2

그 후, 온도 200 ℃, 압력 400 Pa, 시간 60 분의 조건으로 배치식 단증류를 실시하여, 경비분을 제거하였다.

비교예 3

그 후, 배치식 탈취 장치를 사용하여 온도 180 ℃, 압력 0.4 kPa, 시간 30 분, 수증기/원료비 = 1.5 ％ 의 조건으로 제 2 스티밍 처리에 제공하였다.

결과를 표 1 에 나타내었다.

제 1 스티밍 처리만 (비교예 1) 으로는, 산가, 모노아실글리세롤 (MG) 함량이 크고, 쓴맛이 있는 유지였지만, 제 1 스티밍 처리 후에, 박막 증발 처리에 의해 경비분을 제거함 (실시예 1, 2) 으로써, 양호한 품질의 정제 유지를 얻을 수 있었다.

또한, 박막 증발 처리에 의해 경비분을 제거한 후에 다시 스티밍 처리를 함 (실시예 3) 으로써 더욱 양호한 품질의 정제 유지를 얻을 수 있었다.

한편, 제 1 스티밍 처리를 실시한 유지에 대해, 증류 처리를 단증류로 실시한 것 (비교예 2) 이나, 제 1 스티밍 처리를 실시한 후에, 박막 증발 처리를 실시하지 않고 제 2 스티밍 처리를 실시한 것 (비교예 3) 은, 양호한 품질의 정제 유지를 얻을 수 없었다.

Claims

(1) 디아실글리세롤을 50 질량% 이상 함유하는 유지에 수증기 또는 불활성 가스를 접촉시키는 처리를 하는 단계로서, 유지에 수증기 또는 불활성 가스를 접촉시킬 때의 유지의 온도가 200 ~ 280 ℃ 이고, 접촉시키는 수증기 또는 불활성 가스의 양이 상기 유지에 대하여 0.1 ~ 10 % 인, 제 1 단계;
(2) 상기 유지를 박막 증발 처리하고, 박막 증발 처리를 실시한 유지를 잔류 유분으로서 얻는 단계로서, 상기 박막 증발 처리에서의 압력이 2 ~ 300 Pa 이고, 상기 박막 증발 처리에서의 온도가 180 ~ 280 ℃ 인, 제 2 단계;
(3) 상기 잔류 유분에 재차 수증기 또는 불활성 가스를 접촉시키는 단계로서, 재차 수증기 또는 불활성 가스를 접촉시키는 처리의 온도가 120 ~ 220 ℃ 이고, 재차 수증기 또는 불활성 가스를 접촉시키는 처리의 온도가 상기 제 1 단계에서의 수증기 또는 불활성 가스를 접촉시키는 처리의 온도보다 10 ℃ 이상 낮은 온도인, 제 3 단계;
를 포함하는 정제 유지의 제조 방법.
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제 1 항에 있어서,
상기 제 1 단계에 기재된, 디아실글리세롤을 50 질량% 이상 함유하는 유지가 디아실글리세롤을 60 질량％ 이상 99 질량％ 이하 함유하는 것인 정제 유지의 제조 방법.
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제 1 항에 있어서,
유지에 수증기 또는 불활성 가스를 접촉시키는 처리 전에, 탑 컷 증류 공정, 산처리 공정, 탈색 공정, 및 수세 공정에서 적어도 하나의 공정을 실시하는 정제 유지의 제조 방법.