專利名稱：脂肪物質(zhì)的脫膠工藝及由此得到的脂肪物質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將脂肪物質(zhì)，如粗的或脫卵磷脂的動(dòng)物或植物的油或脂肪，脫膠的工藝及由此得到的脂肪物質(zhì)。
所有脂肪物質(zhì)都含有一定雜質(zhì)，如含油細(xì)胞破裂時(shí)所夾帶的脂溶物質(zhì)，這就使得這些脂肪物質(zhì)無(wú)法使用。而且某些雜質(zhì)對(duì)產(chǎn)品的味道、氣味、外觀及其貯存有不利影響。
精煉脂肪物質(zhì)的目的是除掉游離脂肪酸、氧化產(chǎn)物、異味、雜色及有毒產(chǎn)物(諸如農(nóng)藥和糖苷)，還有微量存在并且一般鍵連于有機(jī)化合物的磷脂和金屬(諸如鐵和銅)。
粗油中磷脂的存在帶來(lái)許多危害。有水存在時(shí)它們水合并形成隨時(shí)間不分解的沉積物。經(jīng)驗(yàn)還表明，未能很好去除磷脂的精煉油會(huì)變酸，氧化并迅速產(chǎn)生令人不快的味道。磷脂常常鍵連于重金屬(諸如鈣，鎂，鐵和銅)，而其中某些重金屬對(duì)已精煉的脂肪物質(zhì)的轉(zhuǎn)換十分有害，因?yàn)樗鼈兪茄趸呋?、磷脂還是熱不穩(wěn)定物質(zhì)，它們?cè)诟邷胤纸鈺r(shí)使油變黑。最后，由于磷脂是表面活性物質(zhì)，精煉開(kāi)始時(shí)不能完全去除將導(dǎo)致泡沫和乳化物的形成，從而造成油的異常損失并使脫色土失活。
脂肪物質(zhì)中，某些含有少量磷脂(例如棕櫚油，月桂油和動(dòng)物油脂)；因而它們易于用干法脫膠來(lái)除掉這些物質(zhì)，也就是說(shuō)，添加酸使其分解，添加土使其粘附在土上。這樣，利用中和蒸餾或物理精煉可使這些脂肪物質(zhì)得到精煉。
另一方面，利用壓榨和/或借助溶劑得到的油(諸如大豆、菜籽和葵花子油)富含磷脂，因此一般要進(jìn)行化學(xué)精煉。這種類型的精煉顯示出許多缺點(diǎn)；其一是增多了“皂腳”，油和皂的混和物，這必須進(jìn)行處理，從而就意味著油的損失和成本的增加。
這些粗油中磷脂的總含量，以磷的形式表達(dá)，通過(guò)水法脫膠或脫卵磷脂可以很容易從800ppm降至150—200ppm。在有水存在的情況下于80℃攪拌該油，從而發(fā)生磷脂的水合和絮凝。因而可利用重力分離或離心分離將它們分開(kāi)。剩下的150—200ppm磷脂主要是非水合磷脂，它們以結(jié)合了兩價(jià)離子(諸如鈣、鐵或鎂)的磷脂酸和磷酸酰乙醇胺的絡(luò)合物形式存在，。對(duì)物理精煉來(lái)說(shuō)是必要的這些非水合磷脂的去除可以借助按照各種途徑的專門(mén)脫膠來(lái)進(jìn)行—一種酸式脫膠，包括借助一種酸來(lái)離解磷酸絡(luò)合物以便隨后來(lái)水和它。一種還包括一個(gè)特殊冷卻循環(huán)的超級(jí)脫膠(參見(jiàn)德國(guó)專利2609705和132877)得到了比常規(guī)酸式脫膠低得多的磷含量。但是，最終結(jié)果很大程度上取決于粗油的質(zhì)量。最后，鐵的去除仍需要許多漂白土。因此通過(guò)一個(gè)第二冷卻循環(huán)和添加水或苛性蘇打以改善純度來(lái)補(bǔ)充這種超級(jí)脫膠(歐洲專利EP0348004)。然而，這導(dǎo)致非常長(zhǎng)、非常復(fù)雜和高成本的工藝?！环N酸式精煉，它利用一種酸來(lái)離解磷脂絡(luò)合物，之后在苛性蘇打存在下將其轉(zhuǎn)換成可完全水合的鈉絡(luò)合物(見(jiàn)美國(guó)專利4698185，歐洲專利0349178和歐洲專利申請(qǐng)92200543.4)。這種需要強(qiáng)烈攪拌的工藝能夠得到鐵和磷脂肪的含量較低的油；但是，每個(gè)離心步驟卻需要2—3次分離。
還有一些公知的精煉油和油脂的工藝，其中首先使用磷酸型的一種酸來(lái)處理脂肪物質(zhì)，之后用脂肪酸鹽或羧酸鈉或羧酸鉀來(lái)處理，但是這些工藝涉及對(duì)脂肪物質(zhì)的兩步處理從而不能得到精細(xì)的乳化液。
本發(fā)明的基本目的之一是克服現(xiàn)有工藝的上述缺點(diǎn)，并提供一種具有工業(yè)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的工藝，從而能得到諸如粗的或脫卵磷脂的動(dòng)物或植物的油，或被完全脫叫膠的脂肪物質(zhì)，以便使它們的物理精煉成為可能，特別是使得基本上完全去除它們所含有的磷脂，具體地說(shuō)是所含有的非水合磷脂以及降低鐵含量成為可能。
為此，本發(fā)明的脫膠工藝包括，將待處理的脂肪物質(zhì)與絡(luò)合劑和一種乳化劑的反應(yīng)性水溶液相混和，絡(luò)合劑選自檸檬酸，磷酸，草酸，酒石酸，氨基羧酸型的酸，多羥羧酸型的酸，多元羧酸，這些酸的鹽和兩種或多種這些物質(zhì)的混和物，乳化劑可為陰離子，陽(yáng)離子，兩性離子或非離子型，或者是部分地中和脂肪物質(zhì)中所存在的游離脂肪酸時(shí)所就地產(chǎn)生的乳化劑，所述溶液使得萃取存在于所述脂肪物質(zhì)中的磷脂〔sic〕成為可能；進(jìn)行所述的混和時(shí)，要將絡(luò)合劑的水溶液和乳化劑一起同時(shí)加到脂肪物質(zhì)中，反之亦然，并將其整體進(jìn)行強(qiáng)烈地?cái)嚢?，攪拌速度?00—15000轉(zhuǎn)/分之間，以形成精細(xì)的乳化液。
按照本發(fā)明的一個(gè)特殊實(shí)施方案，上述的攪拌速度位于1200和10000轉(zhuǎn)/分之間。
按照本發(fā)明的一個(gè)特殊實(shí)施方案，在20—100℃，最好在60—90℃之間進(jìn)行上述的混合。
按照本發(fā)明的一個(gè)特別有利的實(shí)施方案，絡(luò)合劑是檸檬酸三鈉，或是一種氨基羧酸，諸如乙二胺四乙酸或其二鈉或三鈉鹽；乳化劑是陰離子型的并包括月桂基硫酸鈉，非離子型的包括一種或多種單甘油酯，或者是就地產(chǎn)生的羧酸鈉和/或鉀。
按照本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案，脫膠工藝包括將細(xì)液滴形式的脂肪物質(zhì)分散在絡(luò)合劑和乳化劑的反應(yīng)性水溶液中，絡(luò)合劑選自檸檬酸，磷酸，草酸，酒石酸，氨基羧酸，多羥羧酸，多元羧酸和兩種或多種這些物質(zhì)的混和物，乳化劑為陰離子，陽(yáng)離子，兩性離子或非離子型，或者是部分中和脂肪物質(zhì)中所存在的游離脂肪酸時(shí)所就地產(chǎn)生的，所述溶液使得萃取所述脂肪物質(zhì)中存在的磷脂成為可能。
本發(fā)明的另外一個(gè)方面是按照上述工藝得到的脫膠的油和油脂。
本發(fā)明的其他細(xì)節(jié)和特征將通過(guò)下文給出的描述并利用本發(fā)明某些實(shí)施方案的非限制性實(shí)施例得到展示。
如上所述，本發(fā)明提出對(duì)諸如粗的或脫卵磷脂的動(dòng)物或植物的油或油脂的脂肪物質(zhì)進(jìn)行脫膠，方法是將待處理的脂肪物質(zhì)接觸含有絡(luò)合劑和乳化劑的反應(yīng)性水溶液，使得不僅能與可水合的磷脂，而且能與所有的特別是非水合磷脂(只要脂肪物質(zhì)中包含它們)進(jìn)行水合成為可能。如上所強(qiáng)調(diào)的，結(jié)合兩價(jià)和三價(jià)金屬(Ca++，Mg++，F(xiàn)e++或Fe+++)的諸如磷脂酸和磷脂酰乙醇胺的非水合磷脂，它們的離解和水合難以進(jìn)行。相反，結(jié)合一價(jià)金屬(Na+，K+)甚至于H+的磷脂酸和磷脂酰乙醇胺則易于水合并從脂肪物質(zhì)中去除。直到現(xiàn)在，存在酸時(shí)絡(luò)合物的離子化反應(yīng)，以及之后在存在氫氧化鈉時(shí)的平衡轉(zhuǎn)移可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，但仍然需要大量的離心分離以便去除非水合磷脂。按照本發(fā)明，待脫膠的油或油脂與絡(luò)合劑和乳化劑的水溶液是這樣進(jìn)行混和的，即將該水溶液一起同時(shí)加到油或油脂中，反之亦然，隨后將其整體進(jìn)行強(qiáng)烈攪拌，攪拌速度在500—15000轉(zhuǎn)/分之間，最好在1200—10000轉(zhuǎn)/分之間，其用時(shí)一般為10秒—5分鐘。事實(shí)上強(qiáng)烈攪拌的目的是將含有反應(yīng)劑的水相(絡(luò)合劑與乳化劑)強(qiáng)烈的接觸油或油脂，以便形成精細(xì)的乳化液。一般在20—100℃的溫度量級(jí)將脂肪物質(zhì)/反應(yīng)劑的水溶液進(jìn)行混和，但最好采用在60—90℃之間的溫度。將濃度在0.1—10％之間變化的氯化鈉溶液添加到由此得到的水相中，之后利用重力或離心分離水相得到基本不含磷脂的脫膠的脂肪物質(zhì)。然后干燥脫膠的脂肪物質(zhì)并接著用漂白土處理，或者直接處理而不必干燥。磷脂總含量(以磷的形式來(lái)表達(dá))在脫膠后大大低于10ppm。而且，得到了低于0.2ppm的鐵含量，這是油的良好保存所要求的值(A.J.Dijkstra，B.Cleenewerk F.S.T.317—322，1992)。因此，脫膠后所進(jìn)行的脂肪物質(zhì)的物理精煉現(xiàn)在僅需要少量漂白土即可，相同于化學(xué)精煉所用的數(shù)量級(jí)。
按照本發(fā)明，絡(luò)合劑對(duì)二價(jià)陽(yáng)離子比對(duì)一價(jià)陽(yáng)離子有較高的親合常數(shù)；其結(jié)果是，它們可置換并優(yōu)選絡(luò)合Ca++，Mg++，F(xiàn)e++或Fe+++陽(yáng)離子。因此釋放出的磷脂酸和磷脂酰乙醇胺因而易于以鈉的形式水合。這種通過(guò)絡(luò)合劑絡(luò)合兩價(jià)或三價(jià)陽(yáng)離子(Mg，Ca，F(xiàn)e)的反應(yīng)要求予先離解磷脂—兩價(jià)陽(yáng)離子配合物。這種離解需要存在絡(luò)合劑和乳化劑，這些絡(luò)合劑選自檸檬酸，磷酸，草酸，酒石酸，氨基羧酸，多羥羧酸，多元羧酸，這些酸的鹽以及兩種或多種這些物質(zhì)的混和物，該乳化劑包括陰離子，陽(yáng)離子，兩性離子或非離子型的，或者部分中和脂肪物質(zhì)中所存在的游離脂肪酸時(shí)所就地產(chǎn)生的；而且，如已經(jīng)所述的，要使用強(qiáng)烈攪拌并且優(yōu)選至少60℃的溫度，而且最好在60—90℃。本發(fā)明范圍內(nèi)所用的優(yōu)選絡(luò)合利的實(shí)例是檸檬酸三鈉或氨基羧酸，如乙二胺四乙酸或其二鈉及三鈉鹽。所用絡(luò)合劑的數(shù)量至少為相對(duì)于非水合磷脂量或待處理脂肪物質(zhì)中存在的總陽(yáng)離子(Mg，Ca，F(xiàn)e)的化學(xué)計(jì)量。乳化劑，對(duì)于其中一部分，是陰離子，陽(yáng)離子，兩性離子或非離子型的。諸如月桂基硫酸鈉的陰離子乳化劑特別合適。乳化劑也可在部分中和脂肪物質(zhì)中存在的游離脂肪酸時(shí)就地產(chǎn)生。例如，這種方式產(chǎn)生的乳化劑是羧酸鈉和鉀。通過(guò)非離子乳化劑的非限制性實(shí)施例提到了單甘油酯及其混和物。
水溶液—脂肪物質(zhì)混合物中的水量按照所用分離條件在0.1％—99％重量之間變化。如上所述，該反應(yīng)一般進(jìn)行10秒—5分鐘，如果改變其中的一個(gè)參數(shù)，例如所用的水量，反應(yīng)溫度或進(jìn)行接觸的反應(yīng)劑類型，則可將時(shí)間縮短或延長(zhǎng)。
采用本發(fā)明的工藝已成功地使大豆油以及菜籽、棉籽、花生、葵花子和玉米油脫膠。如上所述，本發(fā)明的工藝對(duì)含有基本上是非水合磷脂的脂肪物質(zhì)進(jìn)行脫膠是特別適用的，但對(duì)含少量非水合磷脂的脂肪物質(zhì)的脫膠也是合適的，對(duì)去除某些膠或膠漿也一樣?？砷g歇也可連續(xù)地進(jìn)行脫膠，之后以重力分離或離心來(lái)分離。用水洗滌脫膠后的脂肪物質(zhì)是有益的，但是絕對(duì)沒(méi)有必要。
諸如油類的脂肪物質(zhì)也可以細(xì)液滴形式分散在含有化學(xué)反應(yīng)劑的水溶液中。BE595219中所述的這種技術(shù)采用裝配有套筒的圓柱和分配體系，脂肪物質(zhì)或油類以特別細(xì)分(extremely，divided)的形式連續(xù)地向其中注入。從而形成無(wú)數(shù)油液滴，它們?cè)谒芤褐芯徛啬媪鞯爻霈F(xiàn)。在圓柱頂部凝聚之后通過(guò)重力分離或離心使這些油滴連續(xù)地分離。一般說(shuō)來(lái)，這種反應(yīng)一般在逆流提取器或在用于液/液提取的脈動(dòng)圓柱中得以進(jìn)行。顯然，在使用這種技術(shù)來(lái)將微細(xì)液滴形式的脂肪物質(zhì)分散在絡(luò)合劑和乳化劑的水溶液中的情況下，也可在20—100℃之間的溫度下進(jìn)行這種分散，而且優(yōu)選在60—90℃之間。所用絡(luò)合劑和乳化劑與上面所述的相同。
下面給出在本發(fā)明的工藝基礎(chǔ)上所進(jìn)行的脂肪物質(zhì)脫膠的實(shí)施例。
實(shí)施例1將7g脫卵磷脂的大豆油(其磷脂含量以磷計(jì)為80ppm，其酸度以油酸計(jì)為0.32％)于燒杯中加熱至75℃。將21ml由5毫摩爾乙二胺四乙酸的二或三鈉鹽和1.7毫摩爾月桂基硫酸鈉所構(gòu)成的水溶液也加熱至75℃。將水溶液立刻同時(shí)加到油中。借助于Ul-tra—Turax(725型＝Janke&Kunkel KG)以9500轉(zhuǎn)/分將混合物強(qiáng)烈攪拌45秒。
由此得到的乳化液通過(guò)添加10ml飽和氯化鈉溶液來(lái)破乳(break)，或者直接以5000轉(zhuǎn)/分進(jìn)行離心分離。
用磷的量熱〔sic〕測(cè)定方法(AOCS Ca12—55)所測(cè)的磷含量為6ppm。按照IUPAC方法2631用原子吸收方法所測(cè)的陽(yáng)離子含量以ppm給出。
陽(yáng)離子 處理前 處理后鎂 18 0.2鈣 46 1鐵 0.55 0.04與上相同方式處理7g脫卵磷脂菜籽油，并用同樣方法來(lái)測(cè)定，得到了5ppmd的磷含量。
實(shí)施例2將300g脫卵磷脂豆油于燒瓶中加熱至75℃。將900ml由5毫摩爾乙二胺四乙酸的二或三鈉鹽和1.7毫摩爾月桂基硫酸鈉所構(gòu)成的水溶液也加熱至75℃。將水溶液立刻同時(shí)加到油中。借助于Ultra—Turax(45型＝Janke&Kunkel KG)以10000轉(zhuǎn)/分將混合物強(qiáng)烈攪拌45秒。
由此得到的乳化液通過(guò)添加400ml飽和氯化鈉溶液來(lái)破乳(break)，或者直接以5000轉(zhuǎn)/分進(jìn)行離心分離。
以磷的量熱測(cè)定方法(AOCS Ca12—55)所測(cè)的磷含量為6ppm。按照IUPAC方法2631用原子吸收方法所測(cè)的陽(yáng)離子含量以ppm給出。
下面結(jié)果是兩種不同的豆油。
<p>實(shí)施例3將300g脫卵磷脂豆油(其磷脂含量以磷計(jì)為80ppm，其酸度以油酸計(jì)為0.32％)于燒瓶中加熱到75℃。將900ml由10毫摩爾檸檬酸三鈉和1.7毫摩爾月桂基硫酸鈉所構(gòu)成的水溶液也加熱至75℃。將水溶液立刻同時(shí)加到油中。借助于Ultra—Turax(45型＝Janke&Kunkel KG)以9500轉(zhuǎn)/分將混合物強(qiáng)烈攪拌45秒。
由此得到的乳化液通過(guò)添加10ml飽和氯化鈉溶液來(lái)破乳(break)，或者直接以5000轉(zhuǎn)/分進(jìn)行離心分離。
用磷的量熱測(cè)定方法(AOCS ca12—55)所測(cè)的磷含量，以及按照IUPAC方法2631用原子吸收方法所測(cè)的陽(yáng)離子含量給出如下。
處理前 處理后磷 80 2.2鐵 0.55 0.03實(shí)施例4按實(shí)施例1所述條件在存在各種乳化劑的情況下進(jìn)行試驗(yàn)，但其中乳化劑的濃度是1.7毫摩爾，保持不變。
下表中給出了兩種不同的豆油在處理后的磷含量。
權(quán)利要求
1.對(duì)諸如粗的或脫卵磷脂的動(dòng)物或植物的油或油脂的脂肪物質(zhì)進(jìn)行脫膠的工藝，其特征在于它包括將脂肪物質(zhì)與絡(luò)合劑和乳化劑的所形成的反應(yīng)性水溶液，進(jìn)行混和，絡(luò)合劑選自檸檬酸，磷酸，草酸，酒石酸，氨基羧酸，多羥羧酸，多元羧酸，這些酸的鹽和兩種或多種這些物質(zhì)的混和物，乳化劑是陰離子，陽(yáng)離子，兩性離子或非離子型的或者是在部分中和脂肪物質(zhì)中存在的游離脂肪酸時(shí)就地生成的，所述溶液使得提取脂肪物質(zhì)中存在的磷脂成為可能，所述混和通過(guò)立刻同時(shí)地將絡(luò)合劑和乳化劑的水溶液加到脂肪物質(zhì)中得以進(jìn)行或反之亦然，并將其整體進(jìn)行強(qiáng)烈攪拌，攪拌速度在500—15000轉(zhuǎn)/分之間，以便形成精細(xì)的乳化液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于攪拌速度是1200—10000轉(zhuǎn)/分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于混和時(shí)的溫度為20—100℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的工藝，其特征在于所采用的溫度在60和90℃之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1—4中任一項(xiàng)所述的工藝，其特征在于上述混和之后，分離這樣形成的水相，以得到基本上不含磷脂的脫膠的脂肪物質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1—5中任一項(xiàng)所述的工藝，其特征在于在對(duì)脂肪物質(zhì)進(jìn)行物理精煉之前，進(jìn)行上述的混和。
7.對(duì)諸如粗的或脫卵磷脂的動(dòng)物或植物的油或油脂的脂肪物質(zhì)進(jìn)行脫膠的工藝，其特征在于將細(xì)液滴形式的脂肪物質(zhì)分散在絡(luò)合劑與和乳化劑所形成的反應(yīng)性水溶液中，該絡(luò)合劑選自檸檬酸，磷酸，草酸，酒石酸，氨基羧酸，多羥羧酸，多元羧酸，這些酸的鹽和兩種或多種這些物質(zhì)的混和物，乳化劑為陰離子，陽(yáng)離子，兩性離子或非離子型的或者是部分中和脂肪物質(zhì)中存在的游離脂肪酸時(shí)就地生成的，所述溶液使得提取所述脂肪物質(zhì)中存在的磷脂成為可能。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的工藝，其特征在于進(jìn)行分散時(shí)的溫度為20—100℃。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的工藝，其特征在于所采用的溫度在60—90℃之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1—9中任一項(xiàng)所述的工藝，其特征在于脂肪物質(zhì)所包含的磷脂基本上是非水合的磷脂。
11.根據(jù)權(quán)利要求1—10中任一項(xiàng)所述的工藝，其特征在于絡(luò)合劑是檸檬酸三鈉或氨基羧酸，如乙二胺四乙酸或后者的二或三鈉鹽。
12.根據(jù)權(quán)利要求1—11中任一項(xiàng)所述的工藝，其特征在于至少以相對(duì)于脂肪物質(zhì)中存在非水合磷脂的化學(xué)計(jì)量來(lái)使用絡(luò)合劑。
13.根據(jù)權(quán)利要求1—12中任一項(xiàng)所述的工藝，其特征在于乳化劑是陰離子型并由月桂基硫酸鈉構(gòu)成。
14.根據(jù)權(quán)利要求1—12中任一項(xiàng)所述的工藝，其特征在于乳化劑是就地生成并且是羧酸鈉和/或鉀。
14.根據(jù)權(quán)利要求1—12中任一項(xiàng)所述的工藝，其特征在于乳化劑是非離子型并由一種或多種單甘油酯構(gòu)成。
16.根據(jù)權(quán)利要求1—15中任一項(xiàng)所述的工藝所得到的脂肪物質(zhì)。
全文摘要
對(duì)諸如粗的或脫卵磷脂的動(dòng)物或植物的油或油脂的脂肪物質(zhì)進(jìn)行脫膠的工藝，包括將這種脂肪物質(zhì)與絡(luò)合劑與洗滌劑和/或乳化劑的水溶液進(jìn)行接觸，使得水合脂肪物質(zhì)中存在的磷脂成為可能，以及按此工藝得到了脂肪物質(zhì)。
文檔編號(hào)C11B3/00GK1127564SQ9419279
公開(kāi)日1996年7月24日 申請(qǐng)日期1994年6月16日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月18日
發(fā)明者S·亞米爾, J-P·G·杜福, E·M·J·笛芬斯 申請(qǐng)人:狄特里分餾有限公司