專利名稱：植物油的加工的制作方法
植物油的加工本發(fā)明涉及植物油的處理與加工。植物油是有價(jià)值的商品,用于例如食品工業(yè)中。植物油可以原樣使用也可以在使用前改性。改性有時(shí)是必要的或期望的，以便植物油更適于具體的應(yīng)用。例如，植物油在室溫下通常為液體，一般熔點(diǎn)太低以至于不能用作人造黃油(margarine)和涂抹物(spread)的硬塊脂肪(hardstockfat)。因此，用作硬塊脂肪的植物油已經(jīng)過(guò)處理，以增加它們?cè)谑覝叵碌墓腆w脂肪含量。傳統(tǒng)上，工業(yè)規(guī)模的植物油改性方法涉及化學(xué)反應(yīng)，諸如金屬催化劑存在下的氫化或者金屬鹽存在下的酯交換等。氫化增加油中飽和脂肪酸的含量，因此提升給定溫度下的固體脂肪含量。在酯交換過(guò)程中發(fā)生的甘油三酯上脂肪酸殘基的隨機(jī)化(randomisation)同樣增加固體脂肪含量。最近，在酶存在下進(jìn)行酯交換已成為可能。酶促方法的優(yōu)點(diǎn)包括可以采用溫和條件而且可省略加工過(guò)程中增加的金屬或金屬鹽。在W02005/071053和W096/19115中可以找到在用于人造黃油和涂抹物的硬塊脂肪生產(chǎn)中應(yīng)用酶促酯交換的公開實(shí)例。酶促酯交換需要高效率過(guò)程以便于使其在商業(yè)上可行。已嘗試一種提高效率的方法來(lái)增加酶的壽命。US7, 452，702公開了一種通過(guò)初始底物的單獨(dú)除臭或除臭及純化來(lái)生產(chǎn)脂肪或油的方法，以提高酶促酯交換的生產(chǎn)率。該專利列出了多種可行的油和除臭及純化的方法。US6，027，755涉及可用于純化可食用的或不可食用的油的漂白土(bleachingclay)。漂白劑由酸活化的粘土顆粒的團(tuán)聚形成。目前仍需要在酶促反應(yīng)之前改進(jìn)植物油的預(yù)處理。特別地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)工業(yè)規(guī)模上商業(yè)應(yīng)用的酶的生產(chǎn)率仍然很低。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)用于油預(yù)處理的漂白土的類型極大地影響酶促反應(yīng)的生產(chǎn)率。本發(fā)明提供了一種處理植物油的方法，其包括使植物油與天然吸附劑接觸使pH值以達(dá)到6-8的范圍，并使植物油與吸附劑分離。在另一方面,本發(fā)明提供一種酯交換(interesterfying)植物油的方法,其包括根據(jù)本發(fā)明的方法處理植物油，及使該處理過(guò)的植物油在酶催化劑存下進(jìn)行酯交換反應(yīng)。
本發(fā)明的另一方面是一種提高酶在植物油酯交換過(guò)程中的生產(chǎn)率的方法，其包括使用天然吸附劑處理植物油使pH值以達(dá)到6-8的范圍。本發(fā)明也提供了一種生產(chǎn)用于人造黃油的硬塊脂肪的方法，其包括根據(jù)本發(fā)明的方法酯交換植物油。本發(fā)明還包括了一種處理植物油的方法，其包括在水存在下使植物油與天然吸附劑接觸，并將植物油從吸附劑中分離。本發(fā)明的進(jìn)一步包括是一種處理植物油的方法，其包括在水存在下使植物油與天然吸附劑接觸，并將植物油從吸附劑中分離，其中所得到的植物油包含少于1% (重量)的
肥阜(soap) O本發(fā)明所用的植物油通常是包含脂肪酸甘油酯作為主要組分(即大于50%(重量)，通常大于75%或大于90%(重量))的植物油。術(shù)語(yǔ)“油”包括植物油和脂肪。甘油酯主要為甘油三酯(即超過(guò)90% (重量)的甘油酯通常為甘油三酯)，但它們可包括一些單-甘油酯和二-甘油酯。本文所用的術(shù)語(yǔ)“脂肪酸”是指C12-C24飽和或不飽和(包括單-和多-不飽和)直鏈羧酸。本發(fā)明所用的植物油包括棕櫚油、棕櫚仁油、棕櫚油精(palm olein)、棕櫚硬脂(palm stearin)、棕櫚仁油精、棕櫚仁硬脂、可可脂、可可脂代用品、霧冰草脂(illipefat)、牛油樹脂(sheaf at)、芥花籽油(canola oil)、蓖麻油、椰子油、芫荽油(coriander oil)、玉米油、棉籽油、榛子油(hazelnut oil)、大麻籽油、亞麻子油、芒果仁油(mango kerneloil)、橄欖油、花生油、菜籽油(rapeseed oil)、米糠油、紅花油、大豆油及葵花籽油。這些植物油可以單獨(dú)地或者以一種或多種不同類型植物油的混合物來(lái)應(yīng)用。優(yōu)選的植物油源自棕櫚。優(yōu)選地，植物油包含一種或多種從棕櫚中提取的油。從棕櫚中提取的植物油包括棕櫚油、棕櫚硬脂、棕櫚油精、棕櫚仁油、棕櫚仁硬脂和棕櫚仁油精。更優(yōu)選地，植物油包括棕櫚硬脂和棕櫚仁油的混合物(即摻混物)。棕櫚油的混合物(例如棕櫚硬脂和棕櫚仁油)優(yōu)選地在70_100°C，例如80_90°C的溫度下形成。在本發(fā)明中，植物油與天然吸附劑接觸?？梢圆捎帽绢I(lǐng)域技術(shù)人員所公知的方法使得植物油與吸附劑接觸。例如，可以將吸附劑加入到植物油中，反之亦然，或者將植物油經(jīng)過(guò)或穿過(guò)吸附劑(例如以柱的形式)。意想不到的是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于植物油的處理，天然吸附劑優(yōu)于其他吸附劑。特別地，在使用處理過(guò)的植物油進(jìn)行的酯交換反應(yīng)中，天然吸附劑在延長(zhǎng)酶的壽命上出乎意料地更好。不希望被理論限制，據(jù)信天然吸附劑對(duì)酶有害的污染物提供最適宜的去除，同時(shí)引起適當(dāng)?shù)豴H調(diào)節(jié)而不會(huì)導(dǎo)致過(guò)量肥皂的形成。天然吸附劑通常為自然界中尚未化學(xué)改性或處理(例如用酸或堿活化)的礦物質(zhì)。天然吸附劑可以例如為粘土。優(yōu)選的天然吸附劑為具有由兩種或更多種材料共生物(intergrowth)的粘土。更優(yōu)選地，天然吸附劑基于纖維棒石(hormite)和蒙肥阜石(smectite)礦物的共生物。蒙肥阜石粘土包括諸如蒙脫石(montmori I Ionite)和膨潤(rùn)土(bentonite)等的粘土。它們具有層狀或片狀結(jié)構(gòu)，其特征在于它們結(jié)構(gòu)中金屬離子的取代，并因此電荷不平衡。纖維棒石或娃鎂土(attapulgite)為具有非常細(xì)的粒度、鏈狀代替層狀結(jié)構(gòu)的招鎂娃酸鹽粘土。包括纖維棒石和蒙肥皂石礦物的共生物的天然吸附劑在結(jié)構(gòu)上介于膨潤(rùn)土和凹凸棒石之間，并具有形成三維多孔網(wǎng)絡(luò)的片層和管狀結(jié)構(gòu)。優(yōu)選天然吸附劑與植物油接觸的量為0. 05-5. 0%(植物油重量)。更優(yōu)選地，吸附劑以0. 1-2%(植物油重量)的含量與植物油接觸，例如0. 2-0. 8%(植物油重量)。通常，將吸附劑加入植物油中，更優(yōu)選使用攪拌。優(yōu)選地，吸附劑與植物油70_100°C的溫度下接觸，例如80_90°C。優(yōu)選吸附劑與植物油在減壓下接觸，例如在低于500mbar的壓力下，更優(yōu)選低于250mbar,例如 10-200mbar。最優(yōu)選地，吸附劑與植物油接觸在70-100°C的溫度下，例如80_90°C，并在減壓下，例如低于500mbar的壓力，更優(yōu)選低于250mbar,例如10-200mbar。
優(yōu)選吸附劑與植物油接觸時(shí)間為5分鐘至2小時(shí)，更優(yōu)選為10分鐘至I小時(shí)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在水存在下使用吸附劑處理植物油是有利的。據(jù)信水的存在有助于從植物油中去除不需要的化合物，例如游離脂肪酸，以及允許植物油pH值達(dá)到期望的6 8。該pH為植物油的水提取物的pH。該pH可以由AOCS官方方法G7-56確定。本發(fā)明所用的水的量不是關(guān)鍵的，只要它足以實(shí)現(xiàn)pH值為6-8。通常，水的存在量為至少O. 10%(植物油重量)。一般地，本發(fā)明所用的水的量不超過(guò)1%(植物油重量)。優(yōu)選地，在植物油與天然吸附劑接觸前將水加入植物油中，加入量為O. 01-0. 5%(植物油重量)，例如為O. 05-0. 25%(植物油重量)，例如為O. 10-0. 20%(植物油重量)。然而，應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，由于任何存在于植物油中的水和任何最初存在于吸附劑中的水，總的水含量可能高于加入的水的量。通常地，水會(huì)溶解和/或分散在植物油中，和/或與吸附劑結(jié)合。植物油的分離可以用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法實(shí)施。例如,可以通過(guò)過(guò)濾將吸附劑從植物油中分離，尤其當(dāng)吸附劑加入植物油中時(shí)是優(yōu)選的。小于5微米的過(guò)濾器，例如I微米的過(guò)濾器是適宜應(yīng)用的?；蛘撸参镉涂梢粤鹘?jīng)柱或接觸吸附劑體，所以可以通過(guò)流出柱或者流經(jīng)或流過(guò)吸附劑體來(lái)簡(jiǎn)單的分離。通常，植物油在吸附劑處理過(guò)程中(例如通過(guò)在低于大氣壓力的減壓下實(shí)施接觸步驟)和/或與吸附劑分離后干燥。優(yōu)選地，處理過(guò)的植物油在從吸附劑分離之前或之后干燥。干燥可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法實(shí)施。優(yōu)選地,植物油在真空中低于500mbar的壓力下干燥，例如l_200mbar。本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)不添加堿可調(diào)節(jié)植物油的PH值，從而避免形成源自植物油中的甘油酯的肥皂(即脂肪酸鹽)。優(yōu)選地，處理過(guò)的植物油包含少于1%(重量)的肥皂，例如少于O. 8%，更優(yōu)選少于O. 5%，例如少于O. 1%(植物油重量)的肥皂。肥皂對(duì)于植物油和下游產(chǎn)品的味道有不利影響。植物油的處理優(yōu)選為預(yù)處理。術(shù)語(yǔ)“預(yù)處理”對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員是眾所周知的。預(yù)處理通常為發(fā)生在進(jìn)一步工業(yè)加工之前的植物油的處理，例如化學(xué)轉(zhuǎn)化。預(yù)處理優(yōu)選為酶促酯交換之前的油的純化。根據(jù)本發(fā)明的方法處理過(guò)的植物油優(yōu)選用于根據(jù)本發(fā)明的酯交換植物油的方法中，其包括根據(jù)本發(fā)明的方法處理植物油，并在酶催化劑存在的條件下使植物油進(jìn)行酯交換反應(yīng)。酶催化劑優(yōu)選為脂肪酶(lipase)。該脂肪酶可為選擇性的，例如在甘油三酯的I和3位，或者可在甘油三酯的1、2和3位之間不具有選擇性。脂肪酶導(dǎo)致在甘油三酯上的脂肪酸殘基更均勻地分布在甘油三酯的I和3位(如果這些位置是選擇性的)或者1、2和3位之間。優(yōu)選地，該脂肪酸殘基在酯交換反應(yīng)中隨機(jī)化。脂肪酶是商業(yè)可得的。在本發(fā)明中所用的最優(yōu)選的脂肪酶是源自ThermomycesIanuginosus的脂肪酶。優(yōu)選地，該酶催化劑固定在支撐物上。適宜的固定在支撐物上的源自Thermomyces Ianuginosus的脂肪酶以NovozymesA/S (丹麥)的 Lipozyme TL IM 提供。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的對(duì)植物油的處理可以增加催化劑在酯交換反應(yīng)中的生產(chǎn)率。優(yōu)選地，催化劑在酯交換反應(yīng)中的生產(chǎn)率至少為1500千克植物油每千克催化劑，更優(yōu)選至少為1700千克植物油每千克催化劑，例如180(Γ2500千克植物油每千克催化劑。酯交換反應(yīng)可通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的方法實(shí)施。例如，該反應(yīng)可以使用連續(xù)的過(guò)程進(jìn)行，例如使處理過(guò)的植物油通過(guò)含有酶催化劑的填充柱。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，植物油以1-1Okg植物油/kg酶/小時(shí)的流速泵過(guò)該柱。該酯交換反應(yīng)優(yōu)選在高于30°C的溫度下實(shí)施，例如40_9(TC。優(yōu)選地，該酯交換反應(yīng)在60-80°C的溫度下實(shí)施，例如約70°C。酯交換反應(yīng)的產(chǎn)物可用于生產(chǎn)用于人造黃油或涂抹物的硬塊脂肪。優(yōu)選地，該硬塊脂肪通過(guò)對(duì)酯交換過(guò)的植物油級(jí)分來(lái)生產(chǎn)。硬塊脂肪自身通常由酯交換反應(yīng)產(chǎn)物而獲得，為級(jí)分過(guò)程產(chǎn)生的硬脂(即較高熔點(diǎn)級(jí)分)。分懼可以溶劑級(jí)分(solventfraction)或干法分提。干法分提(dryfractionation)是優(yōu)選的。該硬塊脂肪優(yōu)選包含低于15%，更優(yōu)選包含低于10%的不飽和脂肪酸，基于總脂肪
酸殘基的重量。人造黃油脂肪混合物由用于人造黃油和涂抹物的硬塊脂肪產(chǎn)生。該脂肪混合物優(yōu)選包括80-95%(重量)的液態(tài)植物油和5-20%(重量)的硬塊脂肪。優(yōu)選的液態(tài)油為低芥酸菜籽油、大豆油、葵花籽油、紅花油、亞麻子油、這些油的高油酸殘基品種、花生油、橄欖油，及其混合物。

人造黃油或涂抹物由脂肪混合物產(chǎn)生，并包含水相和由目前的人造黃油脂肪混合物組成的油相。除了人造黃油脂肪混合物，油相可包括在此類產(chǎn)品中常用的添加劑，諸如乳化劑、調(diào)味劑、著色劑及維生素。類似地，除了水之外，水相可包括例如乳成分、調(diào)味劑、防腐齊U、結(jié)構(gòu)和膠凝劑。人造黃油或涂抹物優(yōu)選包含10-85%(重量)的油相和90-15%(重量)的水相。下列非限制性的實(shí)施例舉例說(shuō)明本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。在實(shí)施例和整個(gè)說(shuō)明書中，除非另有說(shuō)明，所有的百分比、份數(shù)和比例都以重量計(jì)。
實(shí)施例在實(shí)施例中，參考了附圖，其中

圖1示出了用于實(shí)現(xiàn)實(shí)施例1的方法的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)施例1預(yù)處理將硬棕櫚級(jí)分(棕櫚硬脂-POs)與棕櫚仁油(PK)混合，并將油混合物加熱至80-90°C。在此之后，向其中加入O. 15%(植物油混合物重量)的去礦質(zhì)水，并將得到的混合物在勻速和大氣壓力下攪拌15分鐘。在此之后，向其中加入O. 5%(植物油混合物重量)的天然漂白土，并將得到的混合物在勻速和IOOmbar減壓下另外攪拌40分鐘。在此之后，釋放真空并將油混合物通過(guò)Iym過(guò)濾器過(guò)濾。酶促酯交換
酶促酯交換使用連續(xù)的過(guò)程實(shí)施(見圖1)，其中將原料泵過(guò)含有酶Lipozyme TLIM的填充柱。將原料和填充床反應(yīng)器的溫度設(shè)定在70°C。在此之后，將油以4kg油/kg酶/小時(shí)的流速?gòu)墓轎經(jīng)過(guò)線路4泵過(guò)柱2。酯交換的產(chǎn)物經(jīng)過(guò)線路5流出該柱，并在樣品收集器3中收集。通過(guò)在固定時(shí)間間隔抽取樣本并測(cè)量組合物的碳數(shù)來(lái)監(jiān)測(cè)反應(yīng)過(guò)程?；谶@些碳數(shù)計(jì)算轉(zhuǎn)換(見下文)。轉(zhuǎn)化和活性的計(jì)算當(dāng)POs/PK混合物酯交換后，下列公式用于計(jì)算轉(zhuǎn)化
權(quán)利要求
1.一種酯交換植物油的方法，其包括處理植物油，即將該植物油與天然吸附劑接觸使pH值達(dá)到6-8的范圍；使植物油與吸附劑分離，及使該處理過(guò)的植物油在酶催化劑存在下進(jìn)行酯交換反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該植物油在水存在下與該吸附劑接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中在該接觸步驟前，將基于植物油重量的0.01-0. 5%的水加入植物油中。
4.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中該植物油在使用吸附劑處理過(guò)程中和/或與吸附劑分離后干燥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)的方法，其中處理過(guò)的植物油包括少于重量百分比為1%的肥皂。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)的方法，其中該酶催化劑固定在支撐物上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)的方法，其中該酶催化劑為脂肪酶。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)的方法，其中該酶催化劑為源自ThermomycesIanuginosus的脂肪酶。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)的方法，其中該植物油包括一種或多種源自棕櫚的植物油。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中該植物油包括棕櫚硬脂和棕櫚仁油。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)的方法，其中該催化劑的生產(chǎn)率至少為1500千克植物油每千克催化劑。
12.—種提高酶在植物油的酯交換方法中的生產(chǎn)率的方法，其包括使用天然吸附劑處理植物油使pH值達(dá)到6-8的范圍。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中在水存在下處理該植物油。
14.一種生產(chǎn)用于人造黃油的硬塊脂肪的方法，其包括根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)的方法酯交換植物油。
全文摘要
一種酯交換植物油的方法，包括處理植物油，即將該植物油與天然吸附劑接觸使pH值以達(dá)到6-8的范圍；使植物油與吸附劑分離；及使該處理過(guò)的植物油在酶催化劑存下進(jìn)行酯交換反應(yīng)。
文檔編號(hào)C11C3/10GK103037699SQ201180031893
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月30日
發(fā)明者湯瑪斯·路易絲·弗朗索瓦·法夫爾, K·巴格干 申請(qǐng)人:荷蘭洛德斯克羅科蘭有限公司