KR20150052250A - 코코아 버터 유사지의 생산을 위한 방법 - Google Patents

코코아 버터 유사지의 생산을 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 코코아 버터 유사지(CBE)를 생산하기 위한 방법에 관한 것으로,
상기 방법은,
- 시어지(SF)를 제공하는 단계,
- 상기 시어지를 제1 시어 스테아린 분별물(FSS) 및 시어 중간 산물(SIP)로 분리하는 단계,
- 상기 제1 시어 스테아린 분별물(FSS)을 제1 가공 라인(FPL)에 공급하는 단계,
-상기 시어 중간 산물(SIP)을 제2 가공 라인(SPL)에 공급하는 단계,
-상기 제2 가공 라인(SPL)에서 상기 시어 중간 산물(SIP)을 제2 시어 스테아린 분별물(SSS)로 가공하는 단계,
- 두 개의 분리된 시어 스테아린 생산물인, 상기 제1 가공 라인(FPL)으로부터의 상기 제1 시어 스테아린 분별물(FSS) 및 상기 제2 가공 라인(SPL)으로부터의 상기 제2 시어 스테아린 분별물(SSS)을 수득하는 단계 및
- 상기 시어 스테아린 생산물(FSS, SSS)을 팜중부유와 혼합(MIX; MIX1, MIX2)하여 코코아 버터 유사지(CBEO; CBEO1, CBEO2)를 수득하는 단계를 포함한다.

Description

코코아 버터 유사지의 생산을 위한 방법{Process for production of cocoa butter equivalent}
본 발명은 청구항 1에 따른 방법에 관한 것이다.
다년간, 시어버터나무의 열매(shea nut)에 기초하여 코코아 버터 유사지를 생산하는 것이 알려져 왔다. 시어버터나무의 열매의 활용에 관한 문제는 시어버터나무의 열매가 상대적으로 비싸고, 지금까지의 활용 효과가 상대적으로 낮다는 것에 있다.
본 발명은 코코아 버터 유사지(CBE)를 생산하기 위한 방법에 관한 것으로,
상기 방법은,
- 시어지(shea fat)(SF)를 제공하는 단계,
- 상기 시어지(sheat fat)를 제1 시어 스테아린 분별물(first shea stearin fraction)(FSS) 및 시어 중간 산물(shea intermediate product)(SIP)로 분리하는 단계,
- 상기 제1 시어 스테아린 분별물(FSS)을 제1 가공 라인(first processing line)(FPL)에 공급하는 단계,
-상기 시어 중간 산물(SIP)을 제2 가공 라인(second processing line)(SPL)에 공급하는 단계,
-상기 제2 가공 라인(SPL)에서 상기 시어 중간 산물(SIP)을 제2 시어 스테아린 분별물(second shea stearin fraction)(SSS)로 가공하는 단계,
- 두 개의 분리된 시어 스테아린 생산물(shea stearin output)인, 상기 제1 가공 라인(FPL)으로부터의 상기 제1 시어 스테아린 분별물(FSS) 및 상기 제2 가공 라인(SPL)으로부터의 상기 제2 시어 스테아린 분별물(SSS)을 수득하는 단계 및
- 상기 시어 스테아린 생산물(FSS, SSS)을 팜중부유(palm oil mid fraction)와 혼합(MIX; MIX1, MIX2)하여 코코아 버터 유사지(CBEO; CBEO1, CBEO2)를 수득하는 단계를 포함한다.
상기 방법의 이점은 수득된 코코아 버터 유사지가 시어버터나무 열매 중 함유된 시어 스테아린의 천연 함량의 특성으로부터 상기 동일한 시어버터나무 열매 공급원으로부터 추출된 또는 유래된 시어 중간 산물에 기초하여 생산된 시어 스테아린의 특성까지 조절될 수 있다는 것이다.
이것은 만약 제2 시어 스테아린 분별물이 매우 선택적이고 정확한 생산 방법, 예를 들면, 효소적 에스테르화 교환 반응에 의해 수득될 때 특히 이점이 있다. 이 경우에 있어서, 제1 가공 라인으로부터 시어 스테아린의 천연 생산물 및 제2 가공 라인으로부터 순수한 시어 스테아린을 수득할 수 있을 것이다. 이들 두 개 종류의 시어 스테아린은 이후에 시어 스테아린 혼합물의 최종 CBE의 필요에 따라 개별적으로 또는 함께 처리될 수 있다. 즉, 두 개의 가공 라인의 스테아린 생산물을 예를 들면, 상이한 양의 팜중부유(plam oil mid fraction)(PMF)를 두 개의 상이한 시어 스테아린 종류에 혼합함으로써, 완성시킬 수 있을 것이다. 또한, 동일한 양의 PMF를 두 개의 스테아린 종류에 혼합하여, 두 개의 스테아린 종류의 이점을 유지시키는 것도 가능할 것이다. 이 맥락에 있어서, 제1 스테아린 분별물은 예를 들면, 시어버터나무의 열매의 지리학적 기원 및 시어버터나무의 열매가 수확된 해에 의존하여 트리글리세라이드 조성물 중 자연 변이를 가질 것이다.
PMF가 상이한 팜유(palm oil) 제품으로서 이해될 것이라는 점에 주목한다. 바람직하게는, PMF는 30 내지 35, 예를 들면 32, 33, 또는 34의 요오드가(iodine value)를 갖는 단단한(hard) PMF로 이해되어야 한다. 그러나, 일부 구체예에 있어서, 예를 들면, 50까지의 더 높은 요오드가를 갖는 연한(softer) PMF가 사용될 수 있다.
제2 시어 스테아린 분별물이 시어 공급원(shea source)로부터의 중간 산물에 기초하여 수득된다는 사실에 기인하여 이 변이는 제2 시어 스테아린 분별물 중 덜 유의적이거나 또는 존재하지 않을 수 있다. 제2 시어 스테아린 분별물의 트리글리세라이드 조성물 중 변이는 제2 시어 스테아린 분별물이 예를 들면, 효소적 에스테르 교환 반응과 같은 매우 선택적인 방법을 통해 생산될 수 있는 경우에 매우 작을 수 있다.
제1 가공 라인의 시어 스테아린은 예를 들면, 분별 방법에 의해 생산될 수 있고, 이것은 제1 생산 라인의 스테아린 분별물이 시어버터나무의 열매로부터 유래된 및 시어버터나무의 열매 중 함유된 시어 스테아린이라는 것을 의미한다.
그러므로, 제1 시어 스테아린 분별물 및 제2 시어 스테아린 분별물의 어느 혼합물에 기초하여 최종 CBE 혼합물을 수득하는 것이 가능하고, 혼합물은 두 개의 가공 라인 중 하나만의 적용, 제1 시어 분별물 단독 또는 제2 시어 분별물 단독 또는 그들의 조합을 포함할 수 있다.
본 발명의 다수의 이점 중의 하나는 시어버터나무의 열매의 비-스테아린 함량의 일부가 분리 가공 라인 중 스테아린 함량으로 더 가공된다는 사실에 기인하여, 시어버터나무의 열매의 투입으로부터 수득된 제2 시어 스테아린 분별물은 시어 버터 나무의 열매의 투입 중 본래 함유된 것보다 많이 시어 스테아린 생산물에 시어 스테아린을 더 추가한다는 것이다.
그러므로, 방법은 시어지 투입의 매우 고도의 수득 공정 및 고도의 활용으로 간주될 수 있다.
본 발명의 구체예에 따라, 시어 스테아린은 시어지의 더 높은 녹는점 분별 또는 부분으로 이해되어야 한다. 이것은 또한 StOSt 트리글리세라이드(여기서 St = 스테아르산 및 O = 올레산)가 풍부한 분별 또는 부분으로 이해되어 질 수 있다.
본 발명의 구체예에 따라, 제1 시어 스테아린 분별물 및 제2 시어 스테아린 분별물을 포함하는 시어 스테아린 생산물은 두 개의 분리된 코코아 버터 유사지 생산물을 얻기 위해 개별적으로 팜중부유와 혼합된다.
본 발명의 유리한 구체예에 따라, 두 개의 분리된 CBE 라인은 개별적인 CBE 라인의 생산 중 또는 전에 개별적으로 다루어질 수 있다. 예를 들면, 이것은 PMF의 제공된 시어 스테아린과의 혼합이 개별적인 라인의 시어 스테아린에 맞추기 위해 조정될 수 있다는 것을 의미한다. 이것은 시어버터나무의 열매 투입 중 자연적으로 함유된 및 대응되는 가공 라인으로 분리된 시어 스테아린이 다른 가공 라인의 중간 산물에 기초하여 제공된 시어 스테아린과 트리글리세라이드의 상이한 조성물 및 혼합을 가질 것이라는 사실에 기인한 많은 이유에 대하여 매우 유리하다.
사실, 실험은 이 트리글리세라이드의 상이한 함량이 생산된 CBE에 기초하여 생산된 초콜릿의 상이한 특성을 야기할 것이라는 점을 보여주었다. 그러므로, 상기 구체예의 제공에 따라, 두 개의 가공 라인의 개별적인 혼합물을 만들고, 각 라인의 원하는 특성을 얻기 위해 두 개의 생산물을 개별적으로 조절하고, 또는 CBE 생산물의 하나의 일반적인 특성을 얻기 위해 스테아린 생산물을 PMF를 갖는 단일 생산물 라인에 혼합하는 것이 가능하다.
또한, 두 개의 생산물을 유지하는 것이 가능하고, 그렇게 함으로써 두 개의 가공 라인의 상이한 특성을 활용하는 것이 가능하다.
본 발명의 구체예에 따라, 두 개의 가공 라인의 생산물은 개별적으로 팜중부유와 혼합된다.
본 발명의 추가적인 구체예에 따라, 두 개의 가공 라인의 생산물은 공통 혼합 과정에서 팜중부유와 혼합된다.
본 발명의 구체예에 따라, 공통 혼합은 초기의 둘 모두의 가공 라인에서 수득된 시어 스테아린의 혼합 및 그 이후의 PMF와의 혼합에 의해 수행될 수 있다.
분명히, 분리된 코코아 버터 유사지를 수득하기 위해 둘 모두의 가공 라인에서 PMF와 혼합하고, 그 이후에 일반적인 코코아 버터 유사지를 수득하기 위해 코코아 버터 유사지를 혼합하는 것을 수행함으로써 동일한 효과가 얻어질 수 있다.
본 발명의 구체예에 따라, 방법은:
a) 상기 시어지를 1,3-디스테아릴-2-올레일 트리글리세라이드(1,3-distearyl-2-oleyl triglyceride)(StOSt, 여기서 St = 스테아르산 및 O = 올레산)이 풍부한 제1 시어 스테아린 분별물 및 1-스테아릴-2,3-디올레일 트리글리세라이드(1-stearyl-2,3-dioleyl triglyceride)(StOO) 및/또는 트리올레이트 트리글리세라이드(trioleate triglyceride)(OOO)가 풍부한 제1 시어 올레인 분별물로 분리하는 단계,
b) 상기 제1 시어 올레인 분별물을 포함하는 시어 올레인 분별물을 스테아르산 공급원(source)과 함께 에스테르 교환(transesterification) 활성을 갖는 고정화된 효소를 포함하는 반응 시스템에 공급하여 에스테르 교환 산물을 생산하는 단계,
c) 상기 에스테르 교환 산물로부터 StOSt가 풍부한 제2 시어 스테아린 분별물(15)을 분리하는 단계를 포함하고,
상기에 의해 제1 가공 라인 중 상기 제1 시어 스테아린 분별물 및 제2 가공 라인 중 상기 제2 시어 스테아인 분별물을 포함하는 시어 스테아린 생산물을 생산한다.
본 발명의 제공에 따라, CBE 구성 성분의 직접적인 공급원으로서 및 동시에 CBE 중간 산물의 공급원으로서 시어지를 활용하는 것이 가능할 것이다. 중간 산물은 이후에 CBE의 추가적인 공급원으로 가공될 수 있다.
본 발명의 구체예에 기재된 상기에 따른 방법을 사용함으로써, 시어 스테아린 생산물은 수득되고, 이것은 분별(fractionation)에 의한 시어지로부터의 제1 시어 스테아린 분별물 및 올레인 분별물의 에스테르 교환에 의해 수득된 제2 시어 스테아린 분별물 둘 다를 포함할 수 있다. 그에 의해서, 제1 시어 스테아린 분별물뿐만 아니라, 제1 시어 올레인 분별물도 시어지로부터의 유용한 분별물로서의 가능성을 갖는다. 더욱 상세하게는, 본 발명의 방법을 통하여 시어지를 공급함으로써, 시어지로부터의 StOSt의 수율은 최대화되고, 시어지 중 초기 StOSt 함량에 의해 제한되는 가능성을 넘어 확장된다. 그러므로 시어지의 값은 본 발명의 방법에 의해 증가된다.
본 발명의 구체예에 따라, 분별은 투입물의 일부를 결정화하고, 이후에 결정화된 일부를 액체로부터 분리하여 적어도 두 개의 생산물을 수득하는 단계를 적어도 포함하는 결정화 분별(crystallization fractionation)로서 이해되어야 한다.
본 발명의 구체예에 따라, 제1 시어 올레인 분별물은 시어 중간 산물이 되는 것으로서 이해되어야 한다.
본 발명의 또 다른 구체예에 따라, 상기 제1 시어 스테아린 분별물은 30 내지 100 중량%의 StOSt, 예를 들면, 40 내지 90 중량%의 StOSt, 예를 들면, 50 내지 80 중량%의 StOSt, 예를 들면, 60 내지 70 중량%의 StOSt, 예를 들면, 62 내지 68 중량%의 StOSt, 예를 들면, 63 내지 67 중량%의 StOSt를 포함한다.
시어버터나무의 열매는 천연 제품이고, 지방 함량 및 지방의 정확한 화학적 조성물이 다양할 수 있다. 본 발명의 구체예에 따라 제1 시어 스테아린 분별물을 수득하는 것은 자연적인 변이에도 불구하고, 최소 생산물의 StOSt을 발생시킨다.
본 발명의 또 다른 구체예에 따라, 상기 제1 시어 올레인 분별물은 30 내지 70 중량%의 StOO, 예를 들면, 40 내지 60 중량%의 StOO, 예를 들면, 45 내지 55 중량%의 StOO, 예를 들면, 45 내지 50 중량%의 StOO, 예를 들면 46, 47, 48, 또는 49 중량%의 StOO를 포함한다.
시어버터나무의 열매는 천연 제품이고, 지방 함량 및 지방의 정확한 화학적 조성물이 다양할 수 있다. 본 발명의 구체예에 따라 제1 시어 올레인 분별물을 수득하는 것은 자연적인 변이에도 불구하고, 최소 생산물의 StOO를 발생시킨다. 일 예에 있어서, 제1 시어 올레인 분별물은 48.5 중량%의 StOO를 포함한다.
본 발명의 일 구체예에 따라, 상기 제1 시어 올레인 분별물은 1 내지 20 중량%의 OOO, 예를 들면, 5 내지 15 중량%의 OOO, 예를 들면, 8 내지 12 중량%의 OOO, 예를 들면, 9, 10, 또는 11 중량%의 OOO를 포함한다.
시어버터나무의 열매는 천연 제품이고, 지방 함량 및 지방의 정확한 화학적 조성물이 다양할 수 있다. 본 발명의 구체예에 따라 제1 시어 올레인 분별물을 수득하는 것은 자연적인 변이에도 불구하고, 최소 생산물의 OOO를 발생시킨다. 일 예에 있어서, 제1 시어 올레인 분별물은 10.2 중량%의 OOO를 포함한다.
또한, 구체예에 따라, 시어지는 상기 언급된 것 이외에 다른 트리글리세라이드, 예를 들면, StOLi(Li = 리놀레산(linoleic acid))을 또한 포함할 수 있다. 일 예에 있어서, 시어지는 예를 들면, 5 중량%의 StOLi를 포함할 수 있다. 3번 위치에 리놀레산을 갖는 StOLi는 에스테르 교환 효소에 의해 에스테르 교환되어 StOSt로 제공될 수 있다. 이러한 반응 중의 트리글리세라이드로부터 분리된 리놀레산은 에스테르 교환 과정 중 사용된 스테아르산 공급원에 따라 유리 지방산 또는 알킬 에스테르로서의 형태일 수 있다. 분리된 리놀레산은 올레산과 유사하게 수소화되어 스테아르산을 제공할 수 있다.
본 발명의 구체예에 따라, 반응 시스템 내의 온도는 47 내지 75 ℃, 예를 들면, 45 내지 70 ℃, 예를 들면, 50 내지 70 ℃, 예를 들면 60 내지 70 ℃이다.
상기 명시된 바와 같은 최대 온도 아래로 온도를 조절함으로써, 효소 수명의 확장의 이점을 달성한다. 이는 효소가 최대 온도를 초과할 때 더욱 빨리 분해될 수 있기 때문이다. 또한, 상기 명시된 바와 같은 상기 최저 온도를 작동시킴으로써, 지방의 결정화를 피하는 추가적인 이점을 달성한다. 이는 온도가 최소 온도 아래로 떨어질 때 지방이 결정화될 수 있기 때문이다. 바람직하게는 온도는 50 ℃ 내지 70 ℃이고, 더욱 바람직하게는 60 ℃내지 70 ℃이다. 예시적인 구체예에 있어서, 온도는 예를 들면, 50 ℃, 56 ℃, 58 ℃, 60 ℃, 62 ℃, 64 ℃, 66 ℃, 68 ℃, 72 ℃, 또는 주어진 간격 내의 다른 온도일 수 있다.
본 발명의 구체예에 따라, 제1시어 올레인 분별물의 함수량은 반응 시스템에 공급될 때 0.01 내지 0.5 중량%, 예를 들면 0.01 내지 0.3 중량%, 예를 들면 0.01 내지 0.1 중량%, 예를 들면 0.015 내지 0.03 중량%이다.
함수량은 바람직하게는 약 0.02 중량%이다. 상기 기재된 바와 같은 제1 시어 올레인 분별물의 함수량을 가짐으로써, 적어도 두 개의 구별된 이점이 달성된다. 첫째, 함수량을 감소시킴으로써, 디글리세라이드(diglyceride), 예를 들면 디스테아레이트 디글리세라이드(distearate diglyceride)의 형성을 감소시킬 수 있다. 둘째, 한계점(threshold)을 넘는 함수량을 가짐으로써, 효소의 수명이 확장될 수 있다. 이는 함수량이 너무 낮으면 효소가 분해되기 때문이다. 그러나, 일부 구체예에 있어서, 함수량은 0.02 중량% 초과, 예를 들면, 0.1 또는 0.2 중량%일 수 있다. 이것은 예를 들면 함수량을 더 높게 만드는 시어지 내의 표면 활성(surface active) 물질 및/또는 입자, 예를 들면 흡습성(hygroscopic) 물질 및/또는 입자에 기인한 것일 수 있다.
상기 구체예의 이점은 효소의 수명이 확장된다는 것이다. 이는 함수량이 너무 낮으면 효소가 불활성화되기 때문이다. 추가적인 이점은 너무 많은 수분은 더 많은 디글리세라이드를 야기하기 때문에, 디글리세라이드의 농도가 충분하게 낮게 유지된다는 것이다. 이들 두 이점은 상기 구체예에 의해 동시에 얻어질 수 있다.
본 발명의 구체예에 따라, 스테아르산 공급원은 스테아르산이다.
상기 구체예의 이점은 스테아르산이 식품 및 식품류(foodstuff) 제품에 허용될 수 있다는 점이다. 그러므로, 제2 시어 스테아린 분별물로부터 스테아르산 공급원, 예를 들면, 스테아르산 및/또는 그의 에스테르, 및 다른 유리 지방산, 예를 들면, 올레산 및/또는 그의 에스테르를 제거할 필요가 없을 수도 있다.
본 발명의 구체예에 따라, 스테아르산 공급원은 스테아르산의 에스테르이다.
상기 구체예의 이점은 스테아르산의 에스테르가 스테아르산과 비교했을 때, 낮은 녹는점 및/또는 끓는점을 갖는다는 점이다. 그에 의해, 가공 장치는 저렴해질 수 있다. 또한, 스테아르산 자체 대신에 스테아르산의 에스테르를 사용함으로써, 에스테르 교환 과정이 더 낮은 함수량으로 수행될 수 있기 때문에, 이점이 달성될 수 있다. 에스테르 교환 과정 중 수분의 존재는 불리한 디글리세라이드의 형성을 야기하기 때문에 바람직하지 않고, 그러므로, 함수량을 감소시키는 동안 및 그 이후의 디글리세라이드의 형성 동안 스테아르산의 에스테르를 사용하는 것은 이점일 수 있다.
본 발명의 구체예에 따라, 상기 스테아르산의 에스테르는 저급 알킬 에스테르이다.
저급 알킬 에스테르는 더 긴 알킬의 에스테르보다 바람직할 수 있다. 예시적인 구체에에 따라, 스테아르산의 저급 알킬 에스테르, 예를 들면, 스테아르산의 메틸, 에틸 또는 프로필 에스테르가 사용될 수 있다.
본 발명의 구체예에 따라, 상기 저급 알킬 에스테르는 메틸 에스테르이다. 즉, 이 구체예에 따라 저급 알킬 에스테르는 메틸 스테아레이트이다.
본 발명의 구체예에 따라, 에스테르 교환 산물은 분별 과정(fractionation process)에 의해 적어도 제2 시어 올레인 분별물 및 제2 시어 스테아린 분별물로 분리된다.
상기 구체예의 이점은 분별이 에스테르 교환 산물을 고함량의 StOSt 트리글리세라이드를 갖는 스테아린 분별물 및 저함량의 StOSt 트리글리세라이드를 갖는 올레인 분별물로 분리하기 위한 효과적인 용액을 제공할 수 있다는 점이다.
본 발명의 구체예에 따라, 상기 분별은
- 용매를 상기 에스테르 교환 산물에 첨가하는 단계,
- 온도 프로파일(profile)에 따라 온도를 조절하는 단계,
- 에스테르 교환 산물로부터 상기 제2 시어 스테아린 분별물 및 상기 제2 시어 올레인 분별물을 분리하는 단계를 포함하는 용매 분별(solvent fractionation)이다.
상기 기재된 분별 과정은 또한, 분별 결정(fractional crystallization)으로 알려져 있을 수 있다. 온도 프로파일에 따른 온도 조절은 예를 들면, 일정 냉각 속도(constant cooling rate)에 의해 온도를 낮추는 것일 수 있다. 이 냉각은 냉각 중 일정 온도의 시간 간격에 의해 한 번 또는 다수 번 중단될 수 있다. 또한, 냉각 속도는 각 냉각 간격마다 변화할 수 있고, 연속적으로 변화할 수 있다. 용매는 분별 후에 제2 시어 스테아린 분별물 및/또는 제2 시어 올레인 분별물로부터 제거될 수 있다.
본 발명의 구체예에 따라, 용매는 헥산을 포함한다.
대안적인 용매는 예를 들면, 아세톤 또는 지방에 대한 다른 적절한 용매, 또는 그들의 조합일 수 있다. 용매 분획에 대한 대안으로서, 건조 분별(dry fractionation)이 사용될 수 있다.
본 발명의 구체예에 따라, 온도 프로파일은 -15 내지 5 ℃, 예를 들면 -12 내지 0 ℃, 바람직하게는 -10 내지 -2 ℃를 포함한다.
상기 구체예와 관련된 온도의 예는 예를 들면, -12 ℃, -10 ℃, -8 ℃, -6 ℃, -4 ℃, -2 ℃, 0 ℃, 2 ℃, 또는 4 ℃일 수 있다. 상기 기재된 구체예의 이점은 분리 효율이 증가될 수 있다는 점이다.
본 발명의 구체예에 따라, 온도 프로파일의 종료점 온도(end point temperature)는 -15 내지 5 ℃, 바람직하게는 -10 내지 -2 ℃이다.
종료점 온도는 온도 프로파일의 마지막 온도를 의미한다. 온도 프로파일은 일정 온도를 갖는 하나 또는 그 이상의 시간 간격을 포함할 수 있고, 이러한 일정 온도 간격은 또한 온도 프로파일을 종결시킨다. 상기 구체예와 관련된 온도의 예는 예를 들면, -12 ℃, -10 ℃, -8 ℃, -6 ℃, -4 ℃, -2 ℃, 0 ℃, 2 ℃, 또는 4 ℃일 수 있다. 아세톤에 대하여 온도는 예를 들면 0 내지 20 ℃, 바람직하게는 5 내지 15 ℃일 수 있다. 상기 기재된 구체예의 이점은 분리 효율이 증가될 수 있다는 점이다.
본 발명의 구체예에 따라, 제2 시어 올레인 분별물은 시어 올레인 분별물을 스테아르산 공급원과 함께, 에스테르 교환 활성을 갖는 고정화된 효소를 포함하는 반응 시스템으로 공급하는 단계로 재순환되어 에스테르 교환 산물을 생산한다.
상기 구체예의 이점은 제2 시어 올레인 분별물을 에스테르 교환 단계로 되돌아가게 재순환함으로써, 높은 수준의 StOO 및/또는 OOO의 StOSt로의 전환이 수득될 수 있고, 그에 의해 시어지로부터 높은 수율의 StOSt가 수득될 수 있다는 점이다. 전환되지 않은 또는 적어도 완전히 전환되지 않은 부분의 제2 올레인 분별물은 이후에 에스테르 교환 시스템을 통과하여 전환될 수 있기 때문에, 제2 올레인 분별물을 에스테르 교환 과정으로 재순환함으로써 에스테르 교환 효소의 중등도 교환 효율에 대해서도 높은 수율이 수득될 수 있다.
본 발명의 구체예에 따라, 스테아르산 및/또는 올레산의 에스테르를 포함하는 지방산 에스테르 혼합물은 에스테르 교환 산물로부터 분리되고, 이 분리된 지방산 에스테르 혼합물에 수소화 단계(hydrogenation step)가 수행되어 스테아르산의 에스테르의 상대적인 함량이 증가하고, 수소화된 에스테르가 시어 올레인 분별물을 스테아르산 공급원과 함께, 에스테르 교환 활성을 갖는 고정화된 효소를 포함하는 반응 시스템으로 공급하는 단계로 재순환되어 에스테르 교환 산물을 생산한다.
상기 구체예의 이점은 지방산의 에스테르를 수소화함으로써, 주로 올레산의 에스테르뿐만 아니라, 예를 들면 리놀레산 또는 하나 또는 그 이상의 이중 결합을 포함하는 다른 지방산의 에스테르들을 스테아르산의 에스테르로 전환되고, 이것은 에스테르 교환 단계로 재순환될 수 있다. 그에 의해, 스테아르산 에스테르의 외부 공급에 대한 필요가 최소화될 수 있다. 스테아르산의 에스테르는 제1 시어 올레인 분별물과 혼합된, 및 에스테르 교환 과정에 공급되나, 트리글리세라이드의 올레산과 반응하지 않는 에스테르일 수 있으며, 즉, 이것은 트리글리세라이드의 스테아르산과 반응한, 반응하지 않은 스테아르산의 에스테르 또는 에스테르 일 수 있다. 올레산, 리놀레산, 또는 다른 불포화 지방산의 에스테르는 트리글리세라이드의 올레산과 스테아르산의 에스테르 사이의 반응에 의해 에스테르 교환 과정 중 형성된 에스테르일 수 있다.
본 발명의 구체예에 따라, 에스테르 교환 산물로부터의 스테아르산 및/또는 올레산의 에스테르의 분리는 에스테르 교환 산물로부터의 스테아르산 및/또는 올레산의 에스테르를 포함하는 지방산 에스테르 혼합물을 분리하기 위한 증류(distillation)를 포함한다.
에스테르 교환 산물로부터 지방산 에스테를 분리하기 위한 증류 사용의 상기 구체예의 이점은 증류를 사용하여 효과적인 분리가 얻어질 수 있다는 점에 있다.
본 발명의 구체예에 따라, 상기 수소화 단계는 니켈(nickel) 촉매의 사용을 포함한다.
상기 구체예에 따른 니켈 촉매의 사용의 이점은 이것인 수소화에 의해 이중 결합을 단일 결합을 감소시킴으로써 지방산 에스테르를 스테아르산의 에스테르로 전환하기 위한 효과적인 방법을 제공한다는 점이다. 또한, 니켈 촉매를 사용함으로써, 수소화의 온도가 유의적으로 낮아질 수 있다.
본 발명의 구체예에 따라, 퍼지 스트림(purge stream)은 제2 시어 올레인 분별물로부터 분리된다.
상기 구체예의 이점은 제2 시어 올레인 분별물로부터 스트림을 분리함으로써, 특정 화학적 화합물 및/또는 불순물, 예를 들면 원하지 않는 화학적 화합물의 농도가 증가되는 것을 예방한다는 점이다. 또한, 퍼지 스트림으로 분리되는 제2 시어 올레인 분별물의 분획을 조절함으로써, 이러한 화학적 화합물의 농도의 상한이 조절될 수 있다. 퍼지 스트림을 증가시킴으로써, 이러한 상한은 감소될 수 있다.
본 발명의 구체예에 따라, 상기 퍼지 스트림은 불검화물(unsaponifiables)을 포함한다.
상기 구체예의 이점은 불검화물이 유용하고, 불검화물을 포함하는 퍼지 스트림 및/또는 퍼지 스트림의 일부가 다른 제품에 사용될 수 있다는 점이다.
본 발명의 구체예에 따라, 퍼지 스트림은 트리테르페닐 에스테르(triterpenyl ester)를 포함한다.
상기 구체예의 이점은 트리테르페닐 에스테르가 유용하고, 트리테르페닐 에스테르를 포함하는 퍼지 스트림 및/또는 퍼지 스트림의 일부가 다른 제품에 사용될 수 있다는 점이다.
본 발명의 구체예에 따라, 시어 스테아린 생산물 중 트리글리세라이드의 총 함량의 40 내지 100 중량%, 예를 들면, 50 내지 100 중량%, 예를 들면, 60 내지 100 중량%, 예를 들면, 60 내지 80 중량%, 예를 들면, 60 내지 70 중량%, 바람직하게는 63 내지 67 중량%, 예를 들면, 66 중량%는 StOSt이다.
상기 구체예의 이점은 시어 스테아린 생산물이 CBE를 생산하는데 사용될 수 있다는 점이다. CBE를 제조하는데 사용되는 StOSt 구성성분 중 StOSt의 함량은 예시적인 구체예에 따라 바람직하게는 약 66 중량%이다. 시어 스테아린 생산물 중 StOSt의 함량이 실질적으로 바람직한 함량보다 높으면, 저 StOSt 함량 분별물, 예를 들면, 올레인 분별물이 상대적 함량의 StOSt를 감소시키기 위해 첨가될 수 있다. 저 StOSt 함량 분별물은 상대적으로 고 StOSt 함량 분별물과 비교하여 저렴하기 때문에, 이것은 비용을 유의적으로 증가시키기 않을 것이다.
본 발명의 구체예에 따라, 시어 스테아린 생산물 중 트리글리세라이드의 총 함량에 대한 StOSt의 함량은 상기 방법에 의해 제공된 시어지(SF) 대비 5 내지 100 중량%, 예를 들면 15 내지 100 중량%, 예를 들면, 15 내지 50 중량%, 예를 들면 15 내지 30 중량%, 예를 들면 15 내지 20 중량%, 예를 들면, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 또는 24 중량% 증가된다.
상기 구체예의 이점은 시어지로부터 StOSt의 수율을 증가시킴으로써, 시어지의 값이 증가한다는 점이다. 예시적인 구체예에 있어서, 약 36 중량%의 StOSt를 함유하는 1 kg의 시어지로부터 상기 구체예에 따른 방법의 생산물은 약 56 중량%의 StOSt 함량을 야기한다. 그에 의해 36부터 56 중량%의 StOSt 함량의 증가가 달성되고, 예를 들면, StOSt 함량의 약 20 중량% 증가이다.
본 발명의 구체예에 따라, 상기 시어 스테아린 생산물 중 스테아르산 대 올레산의 비율은 2:3 내지 2:1이다.
상기 구체예의 이점은 시어 스테아린 생산물이 CBE에서 예를 들면, StOSt 구성 성분으로 유용하다는 점이다.
상기 시어 스테아린 생산물 중 스테아르산 대 올레산의 비율은 6:5 내지 2:1이다.
상기 구체예의 이점은 시어 스테아린 생선물이 CBE에서 예를 들면, StOSt 구성 성분으로 유용하다는 점이다.
본 발명의 구체예에 따라, 시어 스테아린 생산물 중 StOSt의 수율은 시어지 중 StOSt의 함량보다 높은 20 내지 100 중량%, 예를 들면 30 내지 100 중량%, 예를 들면 40 내지 80 중량%, 예를 들면 50 내지 70 중량%, 예를 들면 55, 60, 또는 65 중량%이다.
상기 구체예의 이점은 시어지로부터의 StOSt의 수율을 증가시킴으로써, 시어지의 값(value)이 증가한다는 점이다.
본 발명의 구체예에 따라, 시어 스테아린 생산물 중 StOSt의 함량은 50 내지 80 중량%, 예를 들면 60 내지 70 중량%, 예를 들면 63 내지 67 중량%이다.
상기 구체예의 이점은 시어 스테아린 생산물이 CBE에서 예를 들면, StOSt 구성 성분으로 유용하다는 점이다.
본 발명의 구체예에 따라, 시어 스테아린 생산물 중 StOSt의 양은 상기 시어 스테아린 생산물을 생산하는데 사용된 시어지의 부분 중 StOSt의 양의 101 내지 200%, 예를 들면 120 내지 190%, 예를 들면 140 내지 180%, 예를 들면 150 내지 170%이다.
상기 구체예의 이점은 시어지로부터 StOSt의 수율을 증가시킴으로써, 시어지의 값(value)이 증가한다는 점이다.
본 발명의 구체예에 따라, 방법은 시어 스테아린 생산물을 팜중부유와 혼합하여 코코아 버터 유사지를 수득하는 후속 단계를 포함한다.
시어 스테아린 생산물로부터 CBE를 수득함으로써, 시어 스테아린의 값은 증가한다. 제1 시어 스테아린 분별물 및 제2 시어 스테아린 분별물 둘 모두 CBE를 생산하는데 사용될 수 있기 때문에, 시어 스테아린 생산물을 사용함으로써, 시어지를 사용한 CBE 생산에 대한 잠재력이 증가된다.
본 발명의 구체예에 따라, 코코아 버터 유사지는 상기 시어 스테아린 생산물 또는 그의 일부를 40 내지 50 중량%의 양으로 포함한다.
상기 구체예의 이점은 유리한 녹는점을 갖는 CBE가 수득된다는 점이다. 예를 들면, CBE의 46 중량%는 시어 스테아린 생산물 또는 그의 일부이다.
본 발명의 구체예에 따라, 효소는 1,3-특이적 효소를 포함한다.
상기 구체예의 이점은 지방산의 1번 및/또는 3번 위치의 트리글리세라이드, 예를 들면 StOO 및 OOO를 선택적으로 치환함으로써, 고 수율의 StOSt를 수득할 수 있다. 또한, StOO 및 OOO는 2번 위치에 O를 갖고, 이것은 스테아르산으로 치환되는 지방산의 1번 및/또는 3번 위치만 요구하므로, StOSt를 수득하기 위해 1,3-특이적 효소를 갖는 에스테르 교환 반응에 적합할 수 있다.
본 발명의 구체예에 따라, 1,3-특이적 효소는 리파아제를 포함한다.
이러한 1,3-특이적 리파아제의 예는 예를 들면, 리조푸스 델레마(Rhizopus delemar), 뮤코 미에헤이(Mucor miehei), 아스퍼질러스 니게르(Aspergillus niger), 리조푸스 아리주스(Rhizopus arrhizus), 리조푸스 니베우스(Rhizopus niveus), 뮤코 자바니쿠스(Mucor javanicus), 리조푸스 자바니쿠스(Rhizopus javanicus), 리조푸스 오리재(Rhizopus oxyzae), 및 리조푸스 미에헤이(Rhicomucor miezei)의 리파아제이다. 다른 1,3-특이적 리파아제 또한 사용될 수 있다.
본 발명의 구체예에 따라, 시어지의 효율적인 활용을 위한 방법은 시어지를 제1 시어 스테아린 분별물 및 제1 시어 올레인 분별물로 분리하는 단계 전에 시어지로부터 카리텐(karitene)을 제거하는 단계를 포함한다.
상기 구체예의 이점은 카리텐을 제거함으로써 얻어진다. 카리텐은 산화와 연관된 문제를 발생시키기 때문에, 이러한 문제는 상기 구체예에 의해 없어지거나 또는 적어도 유의적으로 감소한다. 카리텐은 맛에 부정적인 영향을 갖고 있기 때문에, 이것은 특히 시어 세트아린 생산물 또는 그의 일부를 포함하는 제과 제품에 대하여 유리하다.
본 발명의 구체예에 따라, 상기 카리텐을 제거하는 단계 후에 시어지 중 카리텐의 농도는 0.6 중량% 미만, 예를 들면 0.5 중량% 미만, 예를 들면 0.4 중량% 미만, 예를 들면 0.3 중량% 미만, 예를 들면 0.2 중량% 미만, 예를 들면 0.1 중량% 미만이다.
상기 구체예의 이점은 카리텐의 농도가 카리텐과 연관된 전형적인 문제, 예를 들면, 산화에 의한 맛의 변질, 시어지의 필터링의 문제, 시어지의 제품의 점도 변질 등을 없애기에 충분히 낮다는 점이다.
본 발명의 구체예에 따라, 카리텐은 시어지로부터 완전하게 제거된다.
완전하게 제거된다는 것은 예를 들면, 카리텐 함량이 극미량까지 감소되거나 카리텐 함량이 검출 한도 아래로 감소된다는 것을 의미할 수 있다.
본 발명의 구체예에 따라, 시어지는 압착(pressing) 및/또는 추출에 의해 시어버터나무의 열매로부터 수득된다.
시어버터나무의 열매로부터의 시어지의 추출은 용매, 예를 들면, 헥산 또는 다른 적합한 용매를 첨가하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 구체예에 따라, 제2 시어 스테아린 분별물에 표백 단계가 수행된다.
본 발명의 구체예에 따라, 제2 시어 올레인 분별물에 표백 단계가 수행된다.
본 발명의 구체예에 따라, 코코아 버터 유사지에 표백 단계가 수행된다.
본 발명은 또한, 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 수득된 시어 스테아린 생산물, 및 팜중부유(POMF)로부터의 코코아 버터 유사지(CBEO)를 제조하기 위한 방법으로서,
상기 코코아 버터 유사지(CBEO)는 시어지(3, SF)의 킬로그램 당 1.2 내지 2 킬로그램, 예를 들면 1.4 내지 1.8 킬로그램, 예를 들면, 1.5 내지 1.7 킬로그램, 예를 들면 1.6 킬로그램이 생산되는 것인 방법에 관한 것이다.
제1 시어 스테아린 분별물 및 제2 시어 스테아린 분별물을 포함하는 시어 스테아린 생산물로부터 CBE를 생산함으로써, CBE를 제조하기 위한 시어지의 응용성(applicability)이 증가 된다. 즉, 상기 구체예에 따라 시어지의 CBE 응용성이 증가 된다. 예를 들면, 1 킬로그램의 시어지는 PMF와 함께, 최대 1.1 킬로그램의 CBE를 생산한다. 그러나, 상기 구체예에 따른 방법에 의해, 1 킬로그램의 시어지는 1.2 kg, 1.3 kg, 1.4 kg, 1.5 kg, 1.6 kg, 1.7 kg, 1.8 kg, 1.9 kg, 또는 2 kg의 CBE를 생산하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 구체예에 따라, 고 함량의 StOSt를 갖는 스테아린 분별물은 코코아 버터 유사지를 제공하기 위해 팜중부유와 혼합된다.
본 발명의 구체예에 따라, 고 함량의 StOO 및/또는 OOO를 갖는 올레인 분별물에 효소적 에스테르 교환 과정(ETE)이 수행되고, 그에 의해 강화된 올레인 분별물을 생산하기 위해 상대적 함량의 StOSt가 증가한다. 메틸 스테아르산염(methyl stearate)(MeSt)은 스테아르산(St)의 공급원으로서 방법에 첨가된다. ETE 과정 후에, 강화된 올레인 분별물은 지방산 메틸 에스테르(FAME), 예를 들면 글리세라이드로부터의 MeSt 및 메틸 올레산염(oleate) MeO를 분리하기 위해 증류된다. FAME은 수소화되고, 그에 의해 모든 FAME은 MeSt이고, 또는 적어도 MeSt의 상대적 함량이 증가된다. 이 MeSt는 ETE 과정에 다시 돌아가 공급된다. 강화된 올레인 분별물은 StStSt(트리-스테아르산염) 및 이포화된(disaturated) 디글리세라이드 StSt를 추출하기 위해 분별된다. 다른 글리세라이드는 StOSt 풍부 분별물 및 StOO 및 OOO 풍부 분별물을 분리하기 위해 분별된다. 후자의 분별물은 ETE과정에 공급되기 전에 표백되고 퍼지되는 반면, 제1 분별물은 StOSt 분별물을 제공하기 위해 표백된다.
본 발명의 구체예에 따라, 올레인 분별물에 정제(refining) 및/또는 정화(purification) 단계가 수행된다. 이러한 단계는 예를 들면 지방산을 제거하기 위한 제1 중화, 다른 산, 예를 들면, 시트르산을 제거하는 제2 중화, 및 표백 단계를 포함한다.
본 발명의 구체예에 따라, 분별은 지방의 스트림을 두 개의 분별물, 예를 들면, StOSt 풍부 스테아린 분별물 및 StOO 및 OOO 풍부 올레인 분별물로 분리하기 위해 사용된다.
본 발명의 구체예에 따라, 하나 또는 그 이상의 앞서 언급된 구체예에 기재된 유사한 방법의 생산물은 제1 코코아 버터 유사지(CBE1) 및 제2 코코아 버터 유사지(CBE2)이다.
본 발명의 구체예에 따라, 카리텐은 오일(oil)로부터 제거된다. 이것은 다양한 적합한 방법에 의해 수행될 수 있다.
본 발명의 구체예에 따라, 오일로부터 표백토(bleaching earth)를 분리하기위해 오일은 여과된다. 여과 과정은 기계적인 여과 과정이다. 고도의 여과성을 충분하게 확보하기 위해, 카리텐의 함량은 낮아야 하고, 및/또는 온도는 높아야 한다.
본 발명의 구체예에 따라, 시어 버터로부터 코코아 버터 유사지(CBE)의 생산을 위한 두 개의 유사한 방법이 제공된다. 시어 버터는 StOSt 풍부 스테아린 분별물 및 StOO 및 OOO 풍부 올레인 분별물로 분별된다. 올레인 분별물은 StOSt의 함량을 증가시키기 위해 효소적 에스테르 교환 과정(ETE)에서 사용된다. StOSt는 에스테르 교환된 스테아린 분별물을 수득하기 위해 추출된다. 스테아린 분별물 및 에스테르 교환된 스테아린 분별물은 하나 또는 그 이상의 CBE를 제조하는데 사용된다.
본 발명은 또한,
- 시어지 투입구(shea fat input)(SFI)
- 시어지 분리기(shea fat separator)(SFS)
- 제1 가공 라인(FPL)
- 제2 가공 라인(SPL)
- 제1 스테아린 아웃풋(FSO)
- 제2 스테아린 아웃풋(SSO)을 포함하는 시스템에 관한 것이고,
시스템은 상기 기재된 구체예 중 어느 하나에 따른 방법에 따라 작동된다.
상기 기재된 시스템은 시어지가 공급될 수 있는 시어지 투입구를 포함한다. 시어지 분리기는 시어지를 제1 및 제2 분별물, 예를 들면 제1 시어 스테아린 분별물 및 시어 중간 산물로 분리하기 위해 적용된다. 시어지 분리기는 예를 들면, 하나 또는 그이 상의 분별 단계 및/또는 하나 또는 그 이상의 증류 단계를 포함할 수 있다. 또한, 시어지 분리기는 분별 및/또는 증류 단계 전 또는 후에, 하나 또는 그 이상의 정제 및/또는 정화 단계를 포함할 수 있다. 제2 가공 라인은 바람직하게는 효소적 에스테르 교환 과정 또는 대안적으로 다른 적합한 과정, 예를 들면, 화학적 에스테르 교환 과정을 포함할 수 있고, 그에 의해 시어 중간 산물은 제2 시어 스테아린 분별물로 가공될 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 기재된 구체예 중 어느 하나에 따른 방법에 의해 제조된, 적어도 가공 시어지로부터 제조된 코코아 버터 유사지에 관한 것이다.
본 발명은 또한, 상기 기재된 구체예 중 어느 하나에 따른 방법에 의해 제조된 가공 시어지를 포함하는 초콜릿 제과 제품(Chocolate confectionary product )에 관한 것이다.
초콜릿 제과 제품은 다양한 제품으로 이해될 수 있다. 나라 및/또는 지역에 따라, 초콜릿으로 판매될 수 있는 제품에 대한 다양한 규정이 있을 수 있다. 초콜릿 제과 제품은 초콜릿, 바람직하게는 초콜릿과 같은 것, 또는 초콜릿의 일반적인 감각적 속성, 예를 들면, 녹는 프로파일(melting profile), 맛 등을 갖는 대안적인 제과 제품으로 소비자에게 적어도 경험되어지는 제품을 의미한다.
본 발명의 방법에 의해 생산된 코코아 버터 유사지는 초콜릿 또는 초콜릿-유사 제품의 구성 성분으로 유리하게 사용될 수 있지만, 용도는 다용도이고, 베이커리, 냉동식품(frozen food-stuff), 예를 들면, 아이스크림 및 매우 다양한 종류의 다른 제품에의 사용을 포함할 수 있다는 것이 이해되어져야 한다.
본 발명은 도면과 관련하여 하기에서 기술될 것이고, 여기서,
도 1a는 시어지를 가공하기 위한 방법 및 시스템을 도식화하고,
도 1b는 시어지를 가공하기 위한 방법 및 시스템을 도식화하고,
도 2a는 시어지를 가공하기 위한 방법 및 시스템을 도식화하고,
도 2b는 시어지를 가공하기 위한 방법 및 시스템을 도식화하고,
도 3a는 시어지를 가공하기 위한 방법 및 시스템을 도식화하고,
도 3b는 시어지를 가공하기 위한 방법 및 시스템을 도식화하고,
도 4는 시어지를 가공하기 위한 방법 및 시스템을 도식화하고,
도 5는 시어지를 가공하기 위한 방법 및 시스템을 도식화하고,
도 6는 시어지를 가공하기 위한 방법 및 시스템을 도식화하고, 및
도 7는 시어지를 가공하기 위한 시스템을 도식화한다.
도 1a를 참조하면, 본 발명의 구체예가 도식화된다. 구체예에 따라, 코코아 버터 유사지 생산물 (CBEO), 즉 코코아 버터 유사지를 생산하기 위한 방법은 다수의 단계를 포함한다. 제1 단계에 있어서, 시어지 (SF)는 시어지 투입구 (SFI)에 제공된다. 이후에, 시어지는 분리기 (SEP)에 의해 제1 시어 스테아린 분별물 (FSS) 및 시어 중간 산물 (SIP)로 분리된다. 분리기는 상기 목적을 위해 적합한 어느 종류의 유닛 또는 상호작용 유닛일 수 있다. 본 발명의 바람직한 구체예에 따라, 분별 장치가 적용된다. 제1 시어 스테아린 분별물 (FSS)은 제1 가공 라인 (FPL)에 공급되는 반면, 시어 중간 산물 (SIP)은 제2 가공 라인 (SPL)에 공급된다. 이후에, 시어 중간 산물 (SIP)은 제2 생산 라인 (SPL)에서 제2 시어 스테아린 분별물 (SSS)로 가공된다. 이후에, 두 개의 분리된 시어 스테아린 분별물 또는 일부 (FSS,SSS)가 수득된다; 제1 가공 라인 (FPL)의 제1 스테아린 아웃풋 (FSO)으로부터의 제1 시어 스테아린 분별물 (FSS) 및 제2 가공 라인 (SPL)의 제2 스테아린 아웃풋 (FSO)으로부터의 제2 시어 스테아린 분별물 (SSS). 마지막으로, 시어 스테아린 분별물은 코코아 버터 유사지 (CBEO)를 수득하기 위해 팜중부유 (POMF)와 혼합 과정 (MIX) 중 혼합된다. 이 두 개의 시어 스테아린 분별물 또는 일부 (SSS, FSSS)는 개별적으로 분리된 코코아 커터 유사지 생산물 (CBEO1, CBEO2)을 수득하기 위해 개별적으로 각각 혼합기 (MIX1, MIX2)와 혼합되고, 이후에 이것은 단일 코코아 버터 유사지 생산물 (CBEO)과 혼합될 수 있다.
도 1a를 다시 참조하면, 본 발명의 구체예, 하기 코코아 버터 유사지 (CBEO)의 생산을 위한 방법이 도식화된다. 처음에, 시어지 (SF)가 방법에 제공된다. 이후에, 시어지 (SF)는 시어지 분리기 (SFS)에 의해 제1 시어 스테아린 분별물 (FSS) 및 시어 중간 산물 (SIP)로 분리된다. 제1 시어 스테아린 분별물 (FSS)은 제1 가공 라인 (FPL)에 공급된다. 제1 시어 스테아린 분별물 (FSS)은 이후에 제1 가공 라인 (FPL)으로부터 수득되고, 이후에 팜중부유 (POMF)와 혼합되어 제1 코코아 버터 유사지 (CBEO1)가 수득된다. 시어 중간 산물 (SIP)은 제2 가공 라인 (SPL)에서 제2 시어 스테아린 분별물 (SSS)로 가공된다. 제2 시어 스테아린 분별물 (SSS)은 이후에 제2 생산 라인 (SPL)으로부터 수득되고, 이후에 팜중부유 (POMF)와 함께 혼합 단계에 투입되어 제2 코코아 버터 유사지 (CBEO2)가 수득된다. 마지막으로, 코코아 버터 유사지 (CBEO1, CBEO2)는 코코아 버터 유사지 (CBEO)와 혼합된다. 이 코코아 버터 유사지 (CBEO)는 이후에 코코아 버터 유사지 (CBEO1, CBEO2), 또는 그들의 혼합물의 특징을 가질 수 있다. 제2 시어 스테아린 분별물 (SSS)은 분별물 또는 시어지에 기초하여 수득된 지방 부분 또는 지방이므로, 시어를 언급한다는 것이 이해되어져야 한다. 시어지 외의 다른 공급원을 갖는 지방산이 제2 시어 스테아린 분별물을 수득하기 위해 사용됨에도 불구하고, 이 분별물은 여전히 시어지를 기초로 할 수 있다. 또한, 분별물은 시어지의 부분 또는 일부를 의미하고, 이것은 제2 가공라인 SPL에서 가공되고, 제1 시어 스테아린 분별물과 유사한 지방의 제2 부분이 되고, 또한 시어지를 기초로 하므로, 제2 시어 스테아린 분별물 (SSS)로서 언급된다.
도 1b를 참조하면, 본 발명의 구체예가 도식화된다. 시어지 (SF)는 시어지 분리기 (SFS)에 의해 제1 가공 라인 (FPL)에 공급되는 제1 시어 스테아린 분별물 (SSS), 및 제2 가공 라인 (SPL)에 공급되는 시어 중간 산물 (SIP)로 분리된다. 제1 시어 스테아린 분별물 (SSS)은 제1 가공 라인 (FPL)으로부터 수득되고, 팜중부유 (POMF)와 함께 혼합 (MIX1)에 사용되어 제1 코코아 버터 유사지 (CBEO1)이 수득된다. 제2 가공 라인 (SPL)으로부터 제2 시어 스테아린 분별물 (SSS)이 수득되고, 이것은 팜중부유 (POMF)와 함께 혼합 (MIX2)에서 혼합되어 제2 코코아 버터 유사지 (CBEO2)가 수득된다.
도 2a에 도 1a에 관하여 기술된 구체예와 관련된 특정 구체예가 도식화된다. 도 2a에서 도식화된 구체예에 따라, 시어지 분리기 (SFS)에서 수득된, 시어 중간 산물 (SIP)은 제2 가공 라인 (SPL)의 일부를 형성하는 효소적 에스테르 교환 과정 (ETP)에 공급된다. 그에 의해 제2 시어 스테아린 분별물 (SSS)은 시어 중간 산물 (SIP)에 기초하여 수득된다. 이 제2 시어 스테아린 분별물 (SSS)은 팜중부유 (POMF)와 함께 제2 혼합 단계 (MIX2)에서 제2 코코아 버터 유사지 (CBEO2)를 수득하기 위해 혼합될 수 있고, 이후에 (CBEO2)는 최종 코코아 버터 유사지 (CBEO)를 수득하기 위해 최종 혼합 단계 (MIX)에서 제1 코코아 버터 유사지 (CBEO1)과 혼합될 수 있다.
도 2b는 도 1b에 관하여 기술된 구체예와 관련된 특정 구체예가 도식화된다. 도 2b에서 도식화된 구체예에 따라, 시어지 분리기 (SFS)에서 수득된, 시어 중간 산물 (SIP)은 제2 가공 라인 (SPL)의 일부를 형성하는 효소적 에스테르 교환 과정 (ETP)에 공급된다. 그에 의해 제2 시어 스테아린 분별물 (SSS)은 시어 중간 산물 (SIP)에 기초하여 수득된다. 이 제2 시어 스테아린 분별물 (SSS)은 팜중부유 (POMF)와 함께 제2 혼합 단계 (MIX2)에서 제2 코코아 버터 유사지 (CBEO2)를 수득하기 위해 혼합될 수 있다. 이 제2 코코아 버터 유사지 (CBEO2)는 제1 코코아 버터 유사지 (CBEO1)와 함께 시어버터나무의 열매로부터의 시어지에 기초해 수득된 총 생산물의 코코아 버터 유사지를 형성한다.
상기 기술된 구체예, 예를 들면, 도 1a 및 도 2a에 도식화된 구체예의 방법의 이점은 수득된 코코아 버터 유사지 (CBEO)가 시어버터나무의 열매 중 함유된 시어 스테아린의 천연 함량의 특성으로부터, 즉, 제1 코코아 버터 유사지 (CBEO1)의 특성으로부터, 동일한 시어버터나무의 열매의 공급원으로부터 추출된 또는 유래한 시어 중간 산물 (SIP)에 기초해 생산된 시어 스테아린의 특성, 즉 제2 코코아 버터 유사지 (CBEO2)의 특성까지 조절될 수 있다는 점에 있다.
이것은 만약 제2 시어 스테아린 분별물이 매우 선택적이고 정확한 생산 방법, 예를 들면, 효소적 에스테르화 교환 반응에 의해 수득될 때 특히 이점이 있다. 이 경우에 있어서, 제1 가공 라인으로부터 시어 스테아린의 천연 생산물, 즉 제1 시어 스테아린 분별물 (FSS) 및 제2 가공 라인으로부터 순수한 시어 스테아린, 즉 제2 시어 스테아린 분별물 (SSS)을 수득할 수 있을 것이다. 이들 두 개 종류의 시어 스테아린은 이후에 시어 스테아린 혼합물의 최종 (CBE)의 필요에 따라 개별적으로 또는 함께 처리될 수 있다. 즉, 두 개의 가공 라인 (FPL, SPL)의 스테아린 부분 (FSS, SSS)을 예를 들면, 상이한 양의 팜중부유 (POMF)를 두 개의 상이한 시어 스테아린 종류에 혼합함으로써, 완성시킬 수 있을 것이다. 또한, 동일한 양의 팜중부유 (POMF)를 두 개의 스테아린 종류 (FSS, SSS)에 혼합하여, 두 개의 스테아린 종류 (FSS, SSS)의 이점을 유지시키는 것도 가능할 것이다. 이 맥락에 있어서, 제1 스테아린 분별물 (FSS)은 예를 들면, 시어버터나무의 열매가 수확된 해에 의존하여 트리글리세라이드 조성물 중 자연 변이를 가질 것이다.
제2 시어 스테아린 분별물 (SSS)이 시어 공급원, 예를 들면 시어지 SF로부터의 시어 중간 산물 (SIP)에 기초하여 수득된다는 사실에 기인하여 이 변이는 제2 시어 스테아린 분별물 (SSS) 중 덜 유의적이거나 또는 존재하지 않을 수 있다. 제2 시어 스테아린 분별물 (SSS)의 트리글리세라이드 조성물 중 변이는 제2 시어 스테아린 분별물 (SSS)이 예를 들면, 효소적 에스테르 교환 과정 (ETP)과 같은 매우 선택적인 방법을 통해 생산될 수 있는 경우에 매우 작을 수 있다.
제1 가공 라인 (FPL)의 제1 시어 스테아린 (FSS)은 시어지 분리 (SFS), 예를 들면, 분별 방법에 의해 생산될 수 있고, 이것은 제1 생산 라인 (FPL)의 제1 시어 스테아린 분별물 (FSS)이 시어버터나무의 열매로부터 유래된 및 시어버터나무의 열매 중 함유된 시어 스테아린이라는 것을 의미한다.
그러므로, 제1 시어 스테아린 분별물 및 제2 시어 스테아린 분별물의 어느 혼합물에 기초하여 최종 코코아 버터 유사지 (CBEO) 혼합물을 수득하는 것이 가능하고, 혼합물은 두 개의 가공 라인 (FPL, SPL) 중 하나만의 적용, 제1 시어 스테아린 분별물 (FSS) 단독 또는 제2 시어 스테아린 분별물 (SSS) 단독 또는 그들의 조합을 포함할 수 있다.
본 발명의 다수의 이점 중의 하나는 시어버터나무의 열매의 비-스테아린 함량 SIP의 일부가 분리 가공 라인 SPL 중 스테아린 함량 (SSS)으로 더 가공된다는 사실에 기인하여, 상기 방법은 시어버터나무의 투입 SF 중 본래 함유된 것보다 많이 스테아린을 추가한다는 사실에 기인하여, 시어버터나무의 열매의 투입 SF으로부터 수득된 스테아린 생산량 (FSS, SSS)이 높다는 것이다.
그러므로, 방법은 시어지 투입 (SF)의 매우 고도의 수득 공정 및 고도의 활용으로 간주될 수 있다.
본 발명의 구체예에 따라, 시어 스테아린은 시어지 (SF)의 더 높은 녹는점 분별 또는 부분, 및/또는 StOSt 트리글리세라이드가 풍부한 시어지 SF의 분별 또는 부분으로 이해되어야 한다.
본 발명의 유리한 구체예에 따라, 두 개의 분리된 코코아 버터 유사지 라인 또는 가공 라인 (FPL, SPL)은 개별적인 CBEO 라인의 생산 중 또는 전에 개별적으로 다루어질 수 있다. 예를 들면, 이것은 팜중부유 (POMF)의 제공된 시어 스테아린과의 혼합이 개별적인 라인의 시어 스테아린에 맞추기 위해 조정될 수 있다는 것을 의미한다. 이것은 시어버터나무의 열매 투입 중 자연적으로 함유된 및 대응되는 가공 라인 (FPL)으로 분리된 시어 스테아린 (FSS)이 다른 가공 라인 (SPL)의 시어 중간 산물 (SIP)에 기초하여 제공된 시어 스테아린과 트리글리세라이드의 상이한 조성물 및 혼합을 가질 것이라는 사실에 기인한 많은 이유에 대하여 매우 유리하다.
사실, 실험은 이 트리글리세라이드의 상이한 함량이 생산된 코코아 버터 유사지 (CBEO)에 기초하여 생산된 초콜릿의 상이한 특성을 야기할 것이라는 점을 보여주었다. 그러므로, 상기 실시예의 제공에 따라, 두 개의 가공 라인 (FPL 및 SPL)의 개별적인 혼합물을 만들고, 각 라인의 원하는 특성을 얻기 위해 두 개의 생산물 (FSS 및 SSS)을 개별적으로 조절하거나, 또는 코코아 버터 유사지 생산물 (CBEO)의 하나의 일반적인 특성을 얻기 위해 스테아린 부분 또는 생산물 (FSS, SSS)을 팜중부유 (POMF)를 갖는 단일 생산물 라인에 혼합하는 것이 가능하다.
또한, 두 개의 생산물 (FSS, SSS)을 유지하는 것이 가능하고, 그렇게 함으로써 두 개의 가공 라인 (FPL 및 SPL)의 상이한 특성을 활용하는 것이 가능하다.
도 3a를 참조하면, 본 발명의 구체예에 따른 시어지의 활용을 위한 방법이 도식화된다. 시어버터나무의 열매 (1)로부터 추출된 시어지 (3)에 분별 과정 (2)이 처음에 수행된다. 분별 과정 (2)에 있어서, 용매는 선택적으로 시어지 (3)에 첨가될 수 있고, 분별물로 분리된 후에 제거된다. 또한, 선택적 용매를 갖는 시어지 (3)의 온도는 선택적으로 조절될 수 있다. 그에 의해, 가장 낮은 가용성을 갖는 구성 성분을 침전물로 만들 수 있다. 침전 구성 성분은 이후에 액체-고체 분리(liquid-solid separation)에 의해 제1 시어 스테아린 분별물 (4)로 추출될 수 있고, 남아있는 액체는 제1 시어 올레인 분별물 (5)로 추출될 수 있다. 선택적으로 첨가된 용매는 더 순수한 분별물을 얻기 위해 제1 시어 스테아린 분별물 (4) 및 제1 시어 올레인 분별물 (5)로부터 제거될 수 있다. 제1 시어 스테아린 분별물 (4) 중 시어지 (3)의 높은 녹는점 구성 성분은 대칭적으로 이포화된 트리글리세라이드(disaturated triglyceride)를 포함한다; 더욱 상세하게는 1,3-디스테아릴-2-올레일-트리글리세라이드(1,3-distearyl-2-oleyl-triglyceride), 이하 StOSt(St = 스테아르 산, O = 올레산). 제2 분별물 (5) 중 시어지 (3)의 낮은 녹는점 구성 성분은 비대칭적인 단포화된(monosaturated) 트리글리세라이드 StOO 및 삼불포화된(tri-unsaturated) 트리글리세라이드 OOO를 포함한다. 제1 시어 스테아린 분별물 (4)은 고 함량의 유용한 StOSt, 예를 들면 약 66% 중량%의 함량의 StOSt를 포함한다. 제1 시어 올레인 분별물 (5)은 저 함량의 유용한 트리글리세라이드를 갖고, 대신에 StOO 및 OOOrk 풍부하고, 이것은 StOSt와 비교하여 상당하게 낮은 값이다. 그러므로, 시어지 (3)로부터의 트리글리세라이드의 일부분, 즉 제1 시어 스테아린 분별물 (4)만이 실질적으로 가치를 갖는다. 그러나, 제1 시어 올레인 분별물 (5)을 강화하기 위한 방법을 사용함으로써, 시어지 (3)로부터 유용한 지방의 수율을 유의적으로 증가시키는 것이 가능하다. 이 강화는 도 3a에 효소적 에스테르 교환 과정 (7)로 도식화되고, 여기서 StOO 및/또는 OOO 트리글세라이드는 StOSt 트리글리세라이드로 전환된다. 에스테르 교환과정 (7)의 생산물은 StOSt 트리글리세라이드의 함량이 증가된, 바람직하게는 유의적으로 증가된 에스테르 교환된 산물 (8)이다. 제1 분별물 (4) 및 에스테르 교환된 산물 (8) 및/또는 그의 분별물은 코코아 버터 유사지 (12)를 수득하기 위해 도 3a에 도식화된 바와 같이 팜중부유 (11)와 혼합될 수 있다. 이것은 예를 들면, 도 3a에 도식화될 수 있고, 여기서 코코아 버터 유사지 (12)를 수득하기 위해 팜중부유 (11)와 혼합되기 전에, 에스테르 교환된 산물 (8) 및 제1 분별물 (4)은 공동의 시어 스테아린 생산물 (9)을 수득하기 위해 함께 혼합되거나 또는 합쳐진다. 대안적으로, 제1 분별물 (4) 및 에스테르 교환된 산물 (8)은 혼합 단계 (1)에 개별적으로 투입된다. 도식화된 방법에 의해, 시어지 (3)를 사용한 코코아 버터 유사지 제품 (12)에 대한 잠재성은 실질적으로 증가 된다.
도 3b에 분별 단계 (2) 전에 수행되는 카리텐 (21)의 제거 단계의 본 발명의 구체예가 도식화된다. 대안적인 구체예에 있어서, 카리텐의 제거의 단계 (2)는 분별 단계 (2), 즉 낮은 녹는점 분별물 (5) 및 높은 녹는점 분별물 (6)의 후에 수반될 수 있다. 카리텐의 제거 (21)는 다양한 적합한 방법에 의해 수행될 수 있다.
이제, 도 4를 참조하면, 코코아 버터 유사지 (CBEO)의 생산을 위한 방법을 도식화한다. 시어버터나무의 열매 (1)로부터 추출된 시어지 (3)은 분별 과정 (2)에 공급된다. 시어지 (3)는 시어버터나무의 열매 (1)로부터의 추출된 지방에 기초하고, 즉, 일부 첨가물이 존재할 수 있고, 시어지 (3)는 예를 들면, 용매를 사용하여 정제될 수 있다는 것이 이해되어 져야 한다. 시어지 (3)는 분별 단계 (2)에서 낮은 녹는점 분별물 또는 제1 시어 올레인 분별물 (5) 및 높은 녹는점 분별물 또는 제1 시어 스테아린 분별물 (5)로 분별된다. 낮은 녹는점 분별물 (5)은 예를 들면, 스테아르산의 지방산 알킬 에스테르, 예를 들면, 스테아르산 알킬 에스테르, 예를 들면, 스테아르산 저급 알킬 에스테르, 예를 들면, 메틸 스테아르산염, 에틸 스테아르산염, 또는 스테아르산, 또는 스테아르산의 또 다른 공급원, 예를 들면, 유리 지방산의 형태의 스테아르산을 포함하는 스테아르산 공급원 (6)과 함께 에스테르화 교환 단계 (7)에 공급된다. 여기서, 스테아르산 공급원 (6), 예를 들면 메틸 스테아르산염은 화학적으로 100% 순수하지 않다는 것이 인식되어야 한다; 예를 들면, 이러한 스테아르산 공급원 (6)은 예시적인 구체예에서 10 중량% 까지의 팔미트산 및/또는 다른 지방산, 예를 들면 6 내지 10%의 팔미트산을 함유한다. 이 팔미트산 또는 다른 지방산은 유리 지방산 또는 그의 에스테르 일 수 있다. 또한, 스테아르산 공급원은 유리 지방산, 예를 들면, 유리 지방산 형태의 스테아르산, 올레산, 또는 팔미트산을 포함할 수 있다. 스테아르산 공급원 내의 이들 유리 지방산의 양은 예시적인 구체예에 있어서, 5 중량%까지 일 수 있다. 일반적으로, 스테아르산 공급원은 트리글리세라이드의 StOSt로의 전환을 촉진하는 양으로 유리 지방산 또는 그의 에스테르, 예를 들면, 메틸 스테아르산염으로서의 스테아르산을 포함한다. 그러므로, 스테아르산 공급원의 스테아르산 함량은 적어도 70 중량%, 예를 들면, 80 중량%, 예를 들면, 90 중량%, 예를 들면, 적어도 95 중량%일 수 있다. 에스테르 교환 산물 (8)은 증류된 지방산 또는 그의 알킬 에스테르 (19)가 증류된 에스테르 교환 산물 (16)로부터 분리되는 증류 단계 (17)에서 증류된다. 증류된 지방산 또는 그의 알킬 에스테르 (19)는 전형적으로 올레산 및 스테아르산 및/또는 그의 에스테르를 포함한다. 증류된 지방산 또는 그의 알킬 에스테르 (19)는 지방산 또는 그의 에스테르의 이중 결합을 수소화하기 위해 수소화 과정 (18)에 공급되고, 그러므로 주로 올레산 또는 그의 에스테르를 대응되는 스테아르산 또는 그의 에스테르로 전환시키고, 수소화된 스테아르산 알킬 에스테르 (20)을 제공한다. 증류된 에스테르화 교환 산물 (16)은 에스테르 교환된 시어 스테아린 분별물 (15) 및 에스테르 교환된 시어 올레인 분별물 (14)을 생산하기 위해 분별 단계 (13)에서 분별된다. 에스테르 교환된 시어 올레인 분별물 (14) 및 수소화된 스테아르산 알킬 에스테르 (2)는 효소적 에스테르 교환 (7)에 다시 공급된다. 이론상, 그에 의해 외부 스테아르산 공급원 (6)에 대한 필요를 제거하는 것이 가능하다. 그러나, 스테아르산 및 올레산 및/또는 그의 대응되는 에스테르의 처리의 효율성에 따라, 외부 스테아르산 공급원 (6)에 대한 필요를 감소시키는 것이 가능할 수 있다. 에스테르 교환된 시어 스테아린 (15) 및 시어 스테아린 분별물 (4)은 이후에 코코아 버터 유사지 (CBEO) (12)를 생산하기 위해 혼합 단계 (1)에서 팜중부유 (POMF) (11)와 혼합될 수 있다. 다양한 구체예에 따라, 두 개의 시어 스테아린 분별물 또는 부분, 즉 시어 스테아린 분별물 (4) 및 에스테르 교환된 시어 스테아린 (15)은 혼합 단계 (10)에 공급되기 전에 함께 혼합될 수 있거나, 또는 이들은 두 개의 구별된 코코아 버터 유사지 제품을 형성하기 위해 분리된 채로 유지될 수 있고, 이것은 결과로 초래된 혼합된 코코아 버터 유사지 또는 천연 코코아 버터 유사지 및 순수하고, 화학적으로 잘 정제된 코코아 버터 유사지로 유지된 코코아 버터 유사지를 제공하기 위해 혼합되거나 혼합되지 않을 수 있다.
이제, 도 5에 본 발명의 또 다른 구체예가 도식화된다. 시어지 (SF)는 시어지 분리기 (SFS)에 의해 제1 시어 스테아린 분별물 (FSS) 및 시어 중간 산물 (SIP)로 분리된다. 제1 시어 스테아린 분별물 (FSS)은 제1 가공 라인 (FPL)으로 공급되는 반면, 시어 중간 산물 SIP는 제2 가공 라인 (SPL)으로 공급된다. 두 가공 라인으로부터 제1 및 제2 시어 스테아린 분별물 (FSS, SSS)이 수득되고, 이것은 두 개의 시어 스테아린 분별물의 특성의 어느 조합 또는 혼합물을 갖는 새로운 시어 스테아린 분별물을 수득하기 위해 개별적으로 또는 혼합되어 사용될 수 있다; 천연 제1 시어 스테아린 분별물부터 순수한 및/또는 화학적으로 잘 정정된 제2 시어 스테아린 분별물까지. 하나 또는 두 개의 스테아린 생산물, 또는 혼합물은 이후에 하나 또는 그 이상의 코코아 버터 유사지를 생산하는데 사용된다.
도 6에 본 발명의 또 다른 구체예가 도식화된다. 상기 기재된 구체예에 추가하여, 도 6의 구체예는 효소적 에스테르 교환 과정 (ETP)에서 생산된 제1 시어 스테아린 분별물 (FSS) 및 제2 시어 스테아린 분별물 (SSS)이 코코아 버터 유사지를 생산하기 위해 팜중부유 (POMF)와 혼합 단계 (MIX)에서 함께 혼합되거나 합쳐질 수 있다는 것을 도식화한다. 제1 시어 스테아린 분별물 (FSS), 제2 시어 스테아린 분별물 (SSS), 및 팜중부유 (POMF)의 혼합을 조절함으로써, 제1 시어 스테아린 분별물 (FSS), 또는 제2 시어 스테아린 분별물 (SSS), 또는 이들 사이의 어느 것에 기초한 특성을 갖는 코코아 버터 유사지 (CBEO)를 생산하는 것이 가능하다.
도 7에 본 발명의 또 다른 구체예가 도식화된다. 이 구체예에 따라, 시어지 (SF)의 가공을 위한 시스템이 제공된다. 시어지 (SF)는 시어지 투입구 (SFI)를 통해 투입된다. 이후에 시어지 (SF)는 시어지 분리기 (SFS)에 의해 분리되고, 이것은 제1 시어 스테아린 분별물 (FSS) 및 시어 중간 산물 (SIP)로의 하나 또는 그 이상의 분별 및/또는 증류를 포함할 수 있다. 제1 시어 스테아린 분별물 (FSS)은 제1 가공 라인 (FPL)으로 공급되고, 제1 스테아린 아웃풋 (FSO)으로부터 다시 수득될 수 있다. 시어 중간 산물 (SIP)은 제2 가공 라인에 공급되고, 여기서 시어 중간 산물은 제2 시어 스테아린 분별물 (SSS)로 가공된다. 이 제2 시어 스테아린 분별물 (SSS)은 제2 스테아린 아웃풋 (SSO)으로부터 수득될 수 있다. 제2 가공 라인 (SPL)은 바람직하게는 효소적 에스테르 교환 과정 (ETP)을 수행하기 위한 유닛 또는 적합한 장치를 포함할 수 있다.
실시예 1
100 kg의 정제된 시어지를 사용하여, 코코아 버터 유사지를 위한 49 kg의 StOSt 구성 성분이 통상적인 분별에 의해 생산된다. StOSt 구성 성분의 StOSt 함량은 약 66 중량%이다. 49 kg의 StOSt 구성성분으로부터, 코코아 버터 유사지는 46 비율의 StOSt 구성성분을 54 비율의 팜중부유와 혼합함으로써 생산되었다. 이것은 약 106 kg의 CBE를 제공하였다.
실시예 2
본 발명에 따른 방법을 사용함으로써, 코코아 버터 유사지를 위한 StOSt 구성 성분으로 사용될 수 있는 80 kg의 시어 스테아린 생산물을 100 kg 정제된 시어지로부터 생산하였고, 즉, 실시예 1의 결과와 비교하여 추가적인 31 kg의 StOSt 구성 성분이다. 80 kg 시어 스테아린 생산물을 팜중부유와 혼합하였고, 혼합 생산물은 약 45 중량%의 시어 스테아린 생산물 및 55 중량%의 팜중부유를 함유한다. 이 혼합은 약 174 kg의 코코아 버터 유사지를 제공하였다.
SF. 시어지
SFI. 시어지 투입구
FPL. 제1 가공 라인
SPL. 제2 가공 라인
SFS. 시어지 분리기
FSS. 제1 시어 스테아린 분별물
SIP. 시어 중간 산물
POMF. 팜중부유
SSS. 제2 시어 스테아린 분별물
MIX1. 제1 혼합 과정
MIX2. 제2 혼합 과정
CBEO1. 제1 코코아 버터 유사지
CBEO2. 제2 코코아 버터 유사지
MIX. 혼합 과정
CBEO. 코코아 버터 유사지
ETP. 효소적 에스테르화 교환 과정
FSO. 제1 스테아린 아웃풋
SSO. 제2 스테아린 아웃풋
1. 시어버터나무의 열매
2. 분별
3. 시어지
4. 제1 시어 스테아린 분별물
5. 제1 시어 올레인 분별물
6. 스테아르산 공급원
7. 효소적 에스테르화 교환
8. 에스테르화 교환된 산물
9. 시어 스테아린 생산물
10. 혼합 과정
11. 팜중부유
12. 코코아 버터 유사지(CBE)
13. 분별 과정
14. 에스테르화 교환된 시어 올레인 분별물
15. 제1 시어 스테아린 분별물
16. 증류된 에스테르 교환 산물
17. 증류
18. 수소화 과정
19. 증류된 지방산 또는 그의 알킬 에스테르
20. 수소화 스테아르산 알킬 에스테르
21. 카리텐의 제거
22. 카리텐 감소된 시어지

Claims (48)

  1. 코코아 버터 유사지(cocoa butter equivalent)(CBEO)를 생산하는 방법으로서, 상기 방법은,
    - 시어지(shea fat)(SF)를 제공하는 단계,
    - 상기 시어지를 제1 시어 스테아린 분별물(first shea stearin fraction)(FSS) 및 시어 중간 산물(shea intermediate product)(SIP)로 분리하는 단계,
    - 상기 제1 시어 스테아린 분별물(FSS)을 제1 가공 라인(first processing line)(FPL)에 공급하는 단계,
    -상기 시어 중간 산물(SIP)을 제2 가공 라인(second processing line)(SPL)에 공급하는 단계,
    -상기 제2 가공 라인(SPL)에서 상기 시어 중간 산물(SIP)을 제2 시어 스테아린 분별물(second shea stearin fraction)(SSS)로 가공하는 단계,
    - 두 개의 분리된 시어 스테아린 생산물(shea stearin output)인, 상기 제1 가공 라인(FPL)으로부터의 상기 제1 시어 스테아린 분별물(FSS) 및 상기 제2 가공 라인(SPL)으로부터의 상기 제2 시어 스테아린 분별물(SSS)을 수득하는 단계 및
    - 상기 시어 스테아린 생산물(FSS, SSS)을 팜중부유(palm oil mid fraction)와 혼합(MIX; MIX1, MIX2)하여 코코아 버터 유사지(CBEO; CBEO1, CBEO2)를 수득하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 시어 스테아린 분별물(FSS) 및 상기 제2 시어 스테아린 분별물(SSS)을 포함하는 상기 시어 스테아린 생산물은 개별적으로 상기 팜중부유와 혼합(MIX1, MIX2)되어 두 개의 분리된 코코아 버터 유사지(CBEO1, CBEO2) 생산물이 수득되는 것인 방법.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 두 개의 가공 라인(FPL, SPL)의 생산물은 개별적으로 상기 팜중부유와 혼합(MIX1; MIX2)되는 것인 방법.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 두 개의 가공 라인(FPL, SPL)의 생산물은 공통 혼합 과정에서 상기 팜중부유와 혼합(MIX)되는 것인 방법.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은:
    a) 상기 시어지(SF, 3)를 1,3-디스테아릴-2-올레일 트리글리세라이드(1,3-distearyl-2-oleyl triglyceride)(StOSt, 여기서 St = 스테아르산 및 O = 올레산)이 풍부한 제1 시어 스테아린 분별물(4, FSS) 및 1-스테아릴-2,3-디올레일 트리글리세라이드(1-stearyl-2,3-dioleyl triglyceride)(StOO) 및/또는 트리올레이트 트리글리세라이드(trioleate triglyceride)(OOO)가 풍부한 제1 시어 올레인 분별물(first shea olein fraction)(5, SIP)로 분리하는 단계,
    b) 상기 제1 시어 올레인 분별물(5, SIP)을 포함하는 시어 올레인 분별물(shea olein fraction)을 스테아르산 공급원(source)(6)과 함께, 에스테르 교환(transesterification) 활성을 갖는 고정화된 효소를 포함하는 반응 시스템에 공급하여 에스테르 교환 산물(8)을 생산하는 단계,
    c) 상기 에스테르 교환 산물(8)로부터 StOSt가 풍부한 제2 시어 스테아린 분별물(15)을 분리하는 단계를 포함하고,
    상기에 의해 제1 가공 라인(FPL) 중 상기 제1 시어 스테아린 분별물(4, FSS) 및 제2 가공 라인(SPL) 중 상기 제2 시어 스테아인 분별물(15, SSS)을 포함하는 시어 스테아린 생산물(9)을 생산하는 것인 방법.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 시어 스테아린 분별물(4, FSS)은 30 내지 100 중량%의 StOSt, 예를 들면 40 내지 90 중량%의 StOSt, 예를 들면 50 내지 80 중량%의 StOSt, 예를 들면 60 내지 70 중량%의 StOSt, 예를 들면 62 내지 68 중량%의 StOSt, 예를 들면 63 내지 67 중량%의 StOSt를 포함하는 것인 방법.
  7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 시어 올레인 분별물(5, SIP)은 30 내지 70 중량%의 StOO, 예를 들면 40 내지 60 중량%의 StOO, 예를 들면 45 내지 55 중량%의 StOO, 예를 들면 45 내지 50 중량%의 StOO, 예를 들면 46, 47, 48, 또는 49 중량%의 StOO를 포함하는 것인 방법.
  8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 시어 올레인 분별물(5, SIP)은 1 내지 20 중량%의 OOO, 예를 들면 5 내지 15 중량%의 OOO, 예를 들면 8 내지 12 중량%의 OOO, 예를 들면 9, 10, 또는 11 중량%의 OOO를 포함하는 것인 방법.
  9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반응 시스템 내의 온도는 47 내지 75 ℃, 예를 들면 45 내지 70 ℃, 예를 들면 50 내지 70 ℃, 예를 들면 60 내지 70 ℃인 것인 방법.
  10. 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 시어 올레인 분별물(5, SIP)의 함수량은 반응 시스템에 공급될 때 0.01 내지 0.5 중량%, 예를 들면 0.01 내지 0.3 중량%, 예를 들면 0.01 내지 0.1 중량%, 예를 들면 0.015 내지 0.03 중량%인 것인 방법.
  11. 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스테아르산 공급원(6)은 스테아르산인 것인 방법.
  12. 청구항 1 내지 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스테아르산 공급원(6)은 스테아르산의 에스테르인 것인 방법.
  13. 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스테아르산의 에스테르는 저급 알킬 에스테르인 것인 방법.
  14. 청구항 1 내지 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저급 알킬 에스테르는 메틸 에스테르인 것인 방법.
  15. 청구항 1 내지 14 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에스테르 교환 산물(8)은 분별 과정(fractionation process)(13)에 의해 적어도 제2 시어 올레인 분별물(14) 및 제2 시어 스테아린 분별물(15)로 분리되는 것인 방법.
  16. 청구항 1 내지 15 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분별(13)은,
    - 용매를 상기 에스테르 교환 산물(8)에 첨가하는 단계,
    - 온도 프로파일(profile)에 따라 온도를 조절하는 단계,
    - 에스테르 교환 산물(8)로부터 상기 제2 시어 스테아린 분별물(15) 및 상기 제2 시어 올레인 분별물(14)을 분리하는 단계를 포함하는 용매 분별인 것인 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 용매는 헥산을 포함하는 것인 방법.
  18. 청구항 1 내지 17 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온도 프로파일은 -15 내지 5 ℃, 예를 들면 -12 내지 0 ℃, 바람직하게는 -10 내지 -2 ℃를 포함하는 것인 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 온도 프로파일의 종료점 온도(end point temperature)는 -15 내지 5 ℃, 바람직하게는 -10 내지 -2 ℃인 것인 방법.
  20. 청구항 15 내지 19 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 시어 올레인 분별물(14)은 시어 올레인 분별물을 스테아르산 공급원(6)과 함께, 에스테르 교환 활성을 갖는 고정화된 효소를 포함하는 반응 시스템으로 공급하는 단계로 재순환되어 에스테르 교환 산물(8)을 생산하는 것인 방법.
  21. 청구항 1 내지 20 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스테아르산 및/또는 올레산의 에스테르를 포함하는 지방산 에스테르 혼합물(19)은 에스테르 교환 산물(8)로부터 분리되고, 이 분리된 지방산 에스테르 혼합물(19)에 수소화 단계(hydrogenation step)(18)가 수행되어 스테아르산의 에스테르의 상대적인 함량이 증가하고, 및
    수소화된 에스테르(20)가 시어 올레인 분별물을 스테아르산 공급원(6)과 함께, 에스테르 교환 활성을 갖는 고정화된 효소를 포함하는 반응 시스템으로 공급하는 단계로 재순환되어 에스테르 교환 산물(8)을 생산하는 것인 방법.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 에스테르 교환 산물(8)로부터의 상기 스테아르산 및/또는 올레산의 에스테르의 분리는 에스테르 교환 산물(8)로부터의 스테아르산 및/또는 올레산의 에스테르를 포함하는 지방산 에스테르 혼합물(19)을 분리하기 위한 증류(distillation)(17)를 포함하는 것인 방법.
  23. 청구항 21 또는 22에 있어서,
    상기 수소화 단계(18)는 니켈(nickel) 촉매의 사용을 포함하는 것인 방법.
  24. 청구항 15 내지 23 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 시어 올레인 분별물로부터 퍼지 스트림(purge stream)이 분리되는 것인 방법.
  25. 청구항 1 내지 24 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 퍼지 스트림은 불검화물(unsaponifiables)을 포함하는 것인 방법.
  26. 청구항 1 내지 25 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 퍼지 스트림은 트리테르페닐 에스테르(triterpenyl ester)를 포함하는 것인 방법.
  27. 청구항 1 내지 26 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시어 스테아린 생산물(9) 중 트리글리세라이드의 총 함량의 40 내지 100 중량%, 예를 들면 50 내지 100 중량%, 예를 들면 60 내지 100 중량%, 예를 들면 60 내지 80 중량%, 예를 들면 60 내지 70 중량%, 바람직하게는 63 내지 67 중량%, 예를 들면 66 중량%는 StOSt인 것인 방법.
  28. 청구항 1 내지 27 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시어 스테아린 생산물(9) 중 트리글리세라이드의 총 함량에 대한 StOSt의 함량은 상기 방법에 의해 제공된 시어지(SF) 대비 5 내지 100 중량%, 예를 들면 15 내지 100 중량%, 예를 들면 15 내지 50 중량%, 예를 들면 15 내지 30 중량%, 예를 들면 15 내지 20 중량%, 예를 들면 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 또는 24 중량% 증가되는 것인 방법.
  29. 청구항 1 내지 28 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시어 스테아린 생산물(9) 중 스테아르산 대 올레산의 비율은 2:3 내지 2:1인 것인 방법.
  30. 청구항 1 내지 29 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시어 스테아린 생산물(9) 중 스테아르산 대 올레산의 비율은 6:5 내지 2:1인 것인 방법.
  31. 청구항 1 내지 30 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시어 스테아린 생산물(9) 중 StOSt의 수율은 시어지(3, SF) 중 StOSt의 함량보다 높은 20 내지 100 중량%, 예를 들면 30 내지 100 중량%, 예를 들면 40 내지 80 중량%, 예를 들면 50 내지 70 중량%, 예를 들면 55, 60, 또는 65 중량%인 것인 방법.
  32. 청구항 1 내지 31 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시어 스테아린 생산물(9) 중 StOSt의 함량은 50 내지 80 중량%, 예를 들면 60 내지 70 중량%, 예를 들면 63 내지 67 중량%인 것인 방법.
  33. 청구항 1 내지 32 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시어 스테아린 생산물 중 StOSt의 양은 상기 시어 스테아린 생산물(9)을 생산하는데 사용된(9) 시어지의 부분 중 StOSt의 양의 101 내지 200%, 예를 들면 120 내지 190%, 예를 들면 140 내지 180%, 예를 들면 150 내지 170%인 것인 방법.
  34. 청구항 1 내지 33 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시어 스테아린 생산물(9)을 팜중부유(11, POMF)와 혼합하여 코코아 버터 유사지(12, CBEO)를 수득하는 후속 단계를 포함하는 것인 방법.
  35. 청구항 1 내지 34 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코코아 버터 유사지(12, CBEO)는 상기 시어 스테아린 생산물(9) 또는 그의 일부를 40 내지 50 중량%의 양으로 포함하는 것인 방법.
  36. 청구항 1 내지 35 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 효소는 1,3-특이적 효소를 포함하는 것이 방법.
  37. 청구항 1 내지 36 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 1,3-특이적 효소는 리파아제(lipase)를 포함하는 것인 방법.
  38. 청구항 1 내지 37 중 어느 한 항에 있어서,
    시어지(3, SF)의 효율적인 활용을 위한 방법은 시어지(3, SF)를 제1 시어 스테아린 분별물(4, FSS) 및 제1 시어 올레인 분별물(5, SIP)로 분리하는 단계 전에 시어지(3, SF)로부터 카리텐(karitene)을 제거하는 단계(21)를 포함하는 것인 방법.
  39. 청구항 38 내지 40 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 카리텐을 제거하는 단계 후에 시어지(3, SF) 중 카리텐의 농도는 0.6 중량% 미만, 예를 들면 0.5 중량% 미만, 예를 들면 0.4 중량% 미만, 예를 들면 0.3 중량% 미만, 예를 들면 0.2 중량% 미만, 예를 들면 0.1 중량% 미만인 것인 방법.
  40. 청구항 38 내지 41 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 카리텐은 시어지(3, SF)로부터 완전하게 제거되는 것인 방법.
  41. 청구항 1 내지 42 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시어지(3, SF)는 압착(pressing) 및/또는 추출에 의해 시어버터나무의 열매(shea nut)(1)로부터 수득되는 것인 방법.
  42. 청구항 1 내지 43 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 시어 스테아린 분별물(15, SSS)에 표백 단계(bleaching step)가 수행되는 것인 방법.
  43. 청구항 1 내지 44 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 시어 올레인 분별물(14)에 표백 단계가 수행되는 것인 방법.
  44. 청구항 1 내지 45 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코코아 버터 유사지에 표백 단계가 수행되는 것인 방법.
  45. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 수득된 시어 스테아린 생산물(9), 및 팜중부유(POMF)로부터 코코아 버터 유사지(CBEO)를 제조하는 방법으로서,
    상기 코코아 버터 유사지(CBEO)는 시어지(3, SF)의 킬로그램 당 1.2 내지 2 킬로그램, 예를 들면 1.4 내지 1.8 킬로그램, 예를 들면 1.5 내지 1.7 킬로그램, 예를 들면 1.6 킬로그램이 생산되는 것인 방법.
  46. - 시어지 투입구(shea fat input)(SFI)
    - 시어지 분리기(shea fat separator)(SFS)
    - 제1 가공 라인(FPL)
    - 제2 가공 라인(SPL)
    - 제1 스테아린 아웃풋(FSO)
    - 제2 스테아린 아웃풋(SSO)을 포함하는 시스템으로서,
    상기 시스템은 청구항 1 내지 47 중 어느 한 항의 방법에 따라 작동되는 것인 시스템.
  47. 청구항 1 내지 48 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조된, 적어도 가공 시어지(3, SF)로부터 제조된 코코아 버터 유사지(CBEO).
  48. 청구항 1 내지 47 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조된 가공 시어지(3, SF)를 포함하는 초콜릿 제과 제품(Chocolate confectionary product).
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