專利名稱：降低了卡路里的脂肪類似物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及減少卡路里的脂肪類似物，尤其是涉及具有所需要的綜合特性的新的化合物和這種化合物在可食用混合物中的應(yīng)用。
過度肥胖是當今人們最通常和最盛行的新陳代謝問題之一。這種情況是由于攝取的卡路里量比消耗的多的結(jié)果，盡管遺傳和行為因素起主要作用，一般認為對于某些易過度肥胖的人來說合理調(diào)整食物的卡路里值以達到一個所需要的相稱體重是有意義的。
雖然脂肪和油是補償飲食的一部分，一般消費者攝取的多于正常營養(yǎng)所需要。脂肪直接從肉類、涂沫食品、色拉油和天然食品、如硬果和鱷梨中吸取。脂肪和油也可以在與其不同食品混合在烘烤和油炸的時候被吸收。由于脂肪和油在食物制品的器官感覺接受性方面起重要的作用，完全棄除它們很困難。因此，作為可被接受的脂肪類似物，它必須呈現(xiàn)良好的器官感覺質(zhì)量，如口感，沒有異味或者不可接受的味道，并且具有對于在食物混合物中應(yīng)用的合適的物理性質(zhì)。
在White等的美國專利4，861，613中，公開并要求保護包含有酯化的環(huán)氧化物延伸的多羥基化合物的一種不易消化的合成脂肪型類似物成分，以此成分作為脂肪替代物呈現(xiàn)良好的器官感覺特性。它們具有類似于植物油和脂肪的特性，并且基本上不腸吸收，在多羥基化合物基團中優(yōu)選的化合物是?；谋趸母视突旌衔铮摶旌衔镌诓Ａг嚬苤惺强挂戎久傅牟⑶以诠┙o研究中表現(xiàn)為適當?shù)刈柚谷嫖铡?br> 其它已知的脂肪替代物是蔗糖聚脂(SPE)，這在美國專利3，251，827(Schell等)，3，600，186(Mattson等)和3，963，699(Rizzi等)中已經(jīng)公開并要求保護。SPE是由單糖化物、雙糖化物或至少具有4個羥基基團的糖醇與具有8-22個碳酸原子的脂肪酸起反應(yīng)而產(chǎn)生。盡管SPE具有熱、冷使用皆適宜的優(yōu)點，不令人滿意的對攝取的副作用是拉肚子。
Kershner的美國專利4，849，242要求保護降低了卡路里的食物成份，其中至少食品中一部分脂肪成份用不會引起拉肚子的改進的低卡路里可食用的油替代物代替。所提到的替代物是一種類似油的聚合脂肪酸酯，它具有在腸吸收變成脂肪酸和無熱的水可溶的或水可擴散的聚合醇混合物過程中基本上被水解的性質(zhì)。所得到的可溶于水的聚氧化烯的脂肪酸酯尤其有用。
Klemann等人的專利申請已經(jīng)在國際合作條約(PCT)申請，國際出版號是為WO89/01293，標題為“含有羧基/羧化物酯的低卡路里脂肪類似物”。該申請公開并要求保護一種類似脂肪的成分，該成分包括用羧化物和/或甲基羧化物以及羧基或甲基羧基官能度(functionalities)替代碳主鏈。優(yōu)選的羧基/羧化物酯在人體內(nèi)是部分的而不是完全的水解。因此，這些化合物取得了降低了的卡路里值，并且有較少伴隨不可新陳代謝的脂肪類似物的問題，如拉肚子和維生素剝離。類似脂肪的化合物在所有可食用的制品中都是有用的。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)一種新的降低了卡路里的油，其中單甘油脂和雙甘油脂上的羧基的一部分被丙氧基化，然后用脂肪酸酯化。
本發(fā)明涉及酯化的丙氧基化的單甘油脂(EPMG)和雙甘油脂(EPDG)，以及包含有所說的化合物的降低了卡路里的食物制品。EPMG可以用3-苯基甲氧基-1，2-丙二醇與所要求的等量的丙烷氧化物在存在有效數(shù)量的基本催化劑(如苛性鉀)的情況下進行反應(yīng)而制成。3-苯基甲氧基-1，2-丙二醇的起始物料可以用Sowden等在“J.Am.Chem.Soc。”，63，3244(1941)中描述的方法獲得。丙氧化的3-苯基甲氧基-1，2-丙二醇與氫在存在有過渡金屬氫解催化劑(如鈀)的情況下起反應(yīng)。二芐醚基團在該氫解步驟中轉(zhuǎn)化成羥基基團。接著在升高的溫度下用脂肪酸酯化產(chǎn)生所要求的產(chǎn)品。EPDG可以用具有兩個二芐醚基團的甘油衍生的起始材料以類似的方法制備。關(guān)于本申請要求保護的脂肪類似物的生產(chǎn)方法的更詳細的討論在在審的專利申請中陳述，其專利流水號為NO.-，標題為“用于生產(chǎn)酯化烷氧基化的多羧基化合物的方法”，發(fā)明人C.F.Cooper，申請人ARCO化學(xué)技術(shù)公司，在此收編以作參考。
EPMG和EPDG可以制成包括液體狀態(tài)的多種狀態(tài)，因此適用于多種用途。這些化合物可以用作植物油和其它液體油的部分或完全替代物，可用作如色拉油、烹調(diào)油、防濺劑或平鍋防粘劑，或作為制品中的成分如蛋黃醬、色拉油、人造黃油、加在濕面里使糕餅松脆的油脂和花生醬。此外，這些化合物經(jīng)得住暴露于熱環(huán)境，因而可用于烘烤、油炸、煎炒和其它有關(guān)的應(yīng)用。
使用這些化合物的優(yōu)點是EPMG和EPDG在人體內(nèi)部分地水解成脂肪酸和比完全酯化的替代物更親水的不可吸收的消化剩余物。靠控制氧化丙烯基團的位置和數(shù)量和酯化的脂肪酸的類型，就可以生產(chǎn)出具有一系列卡路里值的脂肪類似物化合物。優(yōu)選地，脂肪類似物化合物具有最低的卡路里值，同時避免不令人滿意的副作用，如維生素剝離和與不可水解的脂肪替代物及類似物有關(guān)的拉肚子。
本發(fā)明涉及包含EPMG和EPDG的脂肪替代物，以及它們在不同的降低了卡路里值的食物制品中的結(jié)合。這些脂肪類似物有以下分子式
其中R是氧化丙烯
，注腳n是零，或者是獨立選擇的整數(shù)，使得n的總和是1-14，并且一個或二個n是零，F(xiàn)1、F2和F3是包括2-24個碳原子的相同的或不同的脂肪酸殘基。
EPMG和EPDG是由丙氧基化單甘油脂和雙甘油脂的羥基殘基接著用脂肪酸酯化來制成。EPMG和EPDG，在與先前的美國專利4，861，613要求保護的全部的甘油丙氧基化合物對比，特征在于甘油主鏈的不完全丙氧基化。特別是，靠不完全丙氧基化甘油脂主鏈，可以獲得甘油脂酯(它們敏感于脂肪酶活動)。含EPMG的脂肪類似物可用下列分子式表示
分子式中R是氧化丙烯
，存在的數(shù)量是整數(shù)n和n’之和在1-14范圍內(nèi)，優(yōu)選地是在1-8范圍內(nèi)，其中n和n’可以是相同的或不同的整數(shù)，F(xiàn)1、F2和F3是含2-24個碳原子的相同或不同的脂肪酸殘基。
含EPMG的脂肪類似物的選擇實施例具有以下分子式
其中R、F1、F2、F3、n和n’上面已定義。由于分解脂肪的酶通常呈現(xiàn)1，3-位置特點，該實施例予期能提供較低的攝取的卡路里。
靠不完全丙氧基化EPMG化合物的甘油主鏈，脂肪酶能夠水解化合物的非丙氧基化的分支，導(dǎo)致在玻璃試管中的部分吸收。由于脂肪類似物在人體內(nèi)部份地消化，不會發(fā)生維生素剝離和拉肚子的副作用。
EPMG(其中一個甘油酯不被丙氧基化)的一個替代物是EPDG(其中二個甘油酯是沒有氧化丙烯基團的)。含有EPDG的脂肪類似物具有以下分子式
在此公式中R是氧化丙烯
，注腳值n是1-14，優(yōu)選的是1-8，其中F1、F2和F3是含有2-24個碳原子的相同或不同的脂肪酸殘基。
該公式整倒過來，把一個或多個氧化丙烯基團置于第1位置，也是一個這種化合物的可接受的且功能等效的形式，如下所示
作為含EPDG的脂肪類似物的變換實施例，一個或多個氧化丙烯基團可以從化合物的1或3位置移到2位置，導(dǎo)致了具有以下分子式的脂肪類似物
如前所述，EPMG和EPDG由于存在非丙氧基化的甘油酯可以部分地水解。相對來說，EPDG(其中氧化丙烯基團連接到甘油主鏈上)呈現(xiàn)出最大的水解度。在1或3位置上帶有氧化丙烯基團的EPDG化合物具有的水解度近似相等于非丙氧基化的甘油酯位于主鏈第1位置的EPMG化合物的水解度。呈現(xiàn)最低的水解度的化合物是EPMG化合物，其中氧化丙烯基團存在于1和3位置，包圍著在2位置的非丙氧基化的甘油酯。
引入了降低了卡路里的脂肪類似物的食物制品的卡路里值將直接與化合物的水解度有關(guān)。已經(jīng)表明脂肪類似物化合物可被玻璃試管中的胰脂肪酶水解。水解的百分比取決于上面討論的化合物，并應(yīng)考慮化合物的分子量。例如，EPMG-08(其中8是平均丙氧基化數(shù))與橄欖油的水解速率比較以將近1%的速度水解。EPDG-08與橄欖油水解速率比較，則以11%的速率水解，EPDG-04與橄欖油比較以15%的速率水解?？梢灶A(yù)料經(jīng)過較長時間，即比食物在體內(nèi)保留時間更長的時間(如5-6小時)，脂肪類似物化合物將水解到將近橄欖油水解的三分之一的程度。
氧化丙烯基團的數(shù)目在每個化合物中可以在1-14變化，優(yōu)選范圍1-8。這種化合物的丙氧基化數(shù)，包括這里提到的范圍，指的是最終產(chǎn)品的平均的氧化丙烯基團數(shù)，而不必須是在分子基上的固定數(shù)。因而，要求保護的范圍是最終產(chǎn)品的平均丙氧基化數(shù)的范圍。
可使用的脂肪酸包括具有2-24個碳原子的各種各樣的脂肪酸，優(yōu)選具有10-22個碳原子的。這些脂肪酸的例如乙酸、丁酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、肉豆蔻腦酸、棕櫚酸、棕櫚油酸、十七烷酸、硬脂酸、油酸、蓖麻油酸、亞油酸、亞麻酸、花生酸、山芋酸和刺酮酸。
肪脂酸可以從天然得到或從合成脂肪酸中得到，且可以是飽和的和不飽和的，包括位置的幾何的異構(gòu)物，這決定于最終脂肪類似物的所要求的物理性質(zhì)。自然界存在的脂肪和油可以用作化合物中脂肪酸成分的來源。例如，菜子油為C22脂肪酸提供了良好的來源，C16-C18脂肪酸可以由牛脂、豆油或者棉籽油提供。短鍵脂肪酸可以由椰子油、棕櫚仁油或巴巴仁油提供。玉米油、豬脂、橄欖油、棕櫚油、花生油、紅花種子油、芝麻籽油、向日葵籽油的鯡魚油，都是其它天然油的例子它們都可以作為脂肪酸成份的來源。在上述脂肪酸中，優(yōu)選的是從下列基團選取乙酸、丁酸、棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸和山芋酸。選擇所使用的脂肪酸是直接關(guān)系到引用它們的食物混合物的卡路里值。
在結(jié)構(gòu)上處理脂肪酸，還有再改變脂肪酸結(jié)構(gòu)，可以導(dǎo)致食物制品的卡路里值的變化。另外，脂肪酸的處理影響制品的物理性質(zhì)，并且可能最終形成固態(tài)或液態(tài)脂肪類似物。脂肪類似物的最佳結(jié)構(gòu)包括對甘油的羥基殘基酯化的短鏈脂肪酸和對末端氧化丙烯基團酯化的長鏈脂肪酸。這種組合將導(dǎo)致食物制品的最低卡路里值。
最終的脂肪類似物制品可用于各種各樣目的，包括作為液體油替代物，如用于色拉調(diào)味品中，作為在烘烤制品(如蛋糕)中的脂肪成份，或作為油炸劑或煎炒劑。另外，類似脂肪的制品可用作防濺劑或平底鍋防粘劑。取決于食物制品、及最終要求的卡路里值，含有EPMG和/或EPDG的脂肪類似物能夠直至100%地替代食物制品中的脂肪成分。包含EPMG和EPDG的脂肪類似物可以單獨用來作為脂肪的替代物，或用于混合物中以替代上面定義的任何應(yīng)用中。
下面的例子進一步說明本發(fā)明的不同特征，這些例子并不意味著對本發(fā)明權(quán)利要求范圍的限制。
例1調(diào)味酸醬油調(diào)味品用以下組成部分制備1.0克食鹽0.15克白胡椒粉2.0克第戎介茉20.0克酒醋40克油或脂肪類似物所出成分被稱出放入一個8盎司的瓶中并搖動混合。兩湯匙調(diào)味品被取出放于60克萵苣中并拌動。剩余的調(diào)味品留在瓶中以評價分離情況。
調(diào)味酸醬油調(diào)味品是用豆油(作為對照物)和EPMG-08制備，其結(jié)果總結(jié)如下
對照物 EPMG-08香味 典型 典型外觀 分離狀態(tài)/乳狀 保持一種狀態(tài)/粉色/紅色質(zhì)地 典型，油狀，沒有很好 比對比物更稠，較好地地粘在萵苣上 粘在萵苣上例2薄烤餅糊狀物用以下成分制備1/2杯AUNT JEMIMA ORIGINAL薄烤餅糊狀物1/2杯全奶1個雞旦1湯匙油或脂肪類似物所有成分一起攪拌并置于一個鋁的油炸鍋上。油炸鍋內(nèi)放有22克油或脂肪類似物作為油炸劑，在糊狀物放入之前鍋在煤氣爐上高溫加熱1分鐘。在烤面起泡時，將烤餅翻過來，第二面再烤30分鐘。然后從鍋中取出它們。觀察到以下情況
例3用125克綠的鐘狀辣椒薄片，100克蘑菇薄片和100克洋蔥薄片來制備蔬菜炒的菜。在一個鋁油炸鍋內(nèi)放入22克油或脂肪類似物并在煤氣爐上高溫加熱1分鐘。蔬菜加入并攪拌，并在高溫下炒8分鐘。然后，從鍋中取出它們。結(jié)果如下所示
例4一種降低了卡路里的蛋黃醬制品是用EPMG-08代替100%的油成分制備，如下配方成分 重量百分比EPMG-08 77.00水 8.50醋 2.50雞旦和調(diào)味品 12.00100.00最終的蛋黃醬制品具有可接受的質(zhì)地和味道例5用EPDG-08代替100%的油成分制備降低了卡路里的色拉調(diào)料，配方如下成分 重量百分比EPDG-08 32.50淀粉糊 56.00醋糖淀粉樹脂水雞旦黃和調(diào)味品 11.50100.00最終的色拉調(diào)味品制品呈現(xiàn)可接受的質(zhì)地和味道。
權(quán)利要求
1.一種制造用作脂肪類似物的化合物的方法，其特征在于步驟包括a)提供具有一或兩個被丙氧基化的羥基基團的甘油；b)用一種或多種脂肪酸來酯化所說的丙氧基化的甘油，由此形成了具有以下分子式的脂肪類似物化合物
其中R是氧化丙烯(CH2-CH-O)，并且注腳n、n′或n″是零(0)或獨立選擇的整數(shù)使得ng的總和是1-14并且n、n′和n″之中一個或兩個是零(0)，且F1、F2和F3是具有2-24個碳原子的相同的或不同的脂肪酸殘基。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于形成的化合物具有以下分子式
其中R是氧化丙烯
，其存在的數(shù)量是使得n和n’之和是1-14，其中n和n’是相同或不同的整數(shù)，并且F1、F2和F3是含有2-24個碳原子的相同的或不同的脂肪酸殘基。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于形成的化合物具有以下分子式
其中R是氧化丙烯
，其存在的數(shù)量是n從1-14，F(xiàn)1、F2和F3是含有2-24個碳原子的相同或不同的脂肪酸殘基。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，其特征在于形成的化合物具有以下分子式
其中R是氧化丙烯
，其存在的數(shù)量n是1-14，F(xiàn)1、F2和F3是含有2-24個碳原子的相同或不同的脂肪酸殘基。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4的任何一個權(quán)利要求的方法，其特征在于所形成的化合物n1的總和是1-8。
6.一種用于制造具有可食油成分的降低了卡路里的食物制品的方法，其特征在于所說食物制品中的可食油的5%-100%用權(quán)利要求1-4任意一個定義的一種或多種化合物代替。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于制造一種可以部份吸收的食物制品。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于生產(chǎn)液體油。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于制造可匙舀的和可澆注的色拉調(diào)味品制品。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于制造一種蛋黃醬產(chǎn)品。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于制造人造黃油。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于制造花生醬制品。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于制造松酥油脂。
全文摘要
本發(fā)明涉及酯化的丙氧基化的單甘油脂(EPMG)和雙甘油脂(EPDG)，以及含有所說的化合物的降低了卡路里的食物制品。EPMG和EPDG可以制成包括液體狀態(tài)的多種狀態(tài)，因而適用于多種用途。這些化合物可以用作植物油和其它液體油的部分或完全替代物，可用作如色拉油、烹調(diào)油、防濺劑或平底鍋防粘劑，或作為制品中的成分如蛋黃醬、色拉油、人造黃油、加在濕面里使糕餅松脆的油脂和花生醬。此外，這些化合物經(jīng)得住暴露于熱環(huán)境，因而可用于烘烤、油炸、煎炒和其它有關(guān)的應(yīng)用。
文檔編號A23L1/308GK1062922SQ9111114
公開日1992年7月22日 申請日期1991年10月19日 優(yōu)先權(quán)日1990年10月19日
發(fā)明者伯納德·C·塞克拉 申請人:Cpc國際公司