专利名称：具有良好耐热性和口感的可可脂替代脂及包含其的巧克力组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于巧克力的可可脂替代脂，且更明确地说，涉及一种可可脂替代脂，其是由包含以下步骤的方法制备对植物脂进行分馏，通过将经过分馏的植物脂与脂肪酸衍生物混合来制备原料脂，以及使原料脂进行酶促转酯化反应；且其具有以可可脂替代脂的总重量计10重量％或更少的POP含量，以及P0S/S0S含量比为1. 0到1. 5的三酸甘油酯。本发明还涉及一种使用所述可可脂替代脂的巧克力组合物。
背景技术：
1.可可月旨(cocoa butter)巧克力一般含有50%或更少的糖、30%到50%的可可块(cocoa mass)和约30% 的包含乳脂(milk fat)的脂肪。巧克力脂中可可脂的含量根据巧克力的种类而变化，但一般为约60%。可可脂(可可豆脂)是从可可树(theobroma cacao)果实的种子(可可豆，脂肪含量48%到49%)获得的脂肪。可可脂由98%三酸甘油酯、游离脂肪酸、0.5%单酸甘油酯或双酸甘油酯、0. 2%固醇和150ppm到250ppm生育酚组成。可可脂中的三酸甘油酯具有75%或更多的对称结构，其中油酸(oleic acid)位于sn_2位且棕榈酸(palmitic acid) 和硬脂酸(stearic acid)分别位于sn_l位和sn_3位。可可脂包含34%到49% P0S,23% 到30% SOS和13%到17% Ρ0Ρ，这主要形成对称的脂肪。本文中，术语“POP”指代油酸位于sn-2位且棕榈酸位于sn_l位和sn-3位的三酸甘油酯。术语“P0S”指代油酸位于sn-2位且棕榈酸和硬脂酸或硬脂酸和棕榈酸分别位于 sn-Ι位和sn-3位的三酸甘油酯。术语“S0S”指代油酸位于sn-2位且硬脂酸位于sn-Ι位和sn-3位的三酸甘油酯。除非另作定义，否则单位“％”和“份数”分别表示“重量％ (wt% ) ”和“重量份”。可可脂的熔点为32°C到:35°C且在约20°C室温下固体脂肪含量(solid fat content, SFC)为71%到88%，其在30°C到32°C开始熔化且在32°C到实质上熔化。由于可可脂在30°C左右迅速熔化，故可可脂在室温下为固体，而其在口中迅速熔化且因此提供清爽和纯正的口感(mouth-feel)。可可脂的此类熔化特性是归因于对称的脂肪。视原产地而定，可可脂具有不同的组成和三酸甘油酯含量，这将造成性质的差异， 例如坚硬度、凝固速度等。举例来说，对于油酸在sn-2位的对称脂肪组合物，马来西亚的可可脂具有47 %的POS含量和30 %的SOS含量，而巴西的可可脂具有40 %的POS含量和22 % 的SOS含量，且加纳的可可脂具有43%的POS含量和的SOS含量。这三种可可脂具有类似的POP含量，范围为13%到15%。就坚硬度来说，马来西亚的可可脂是最硬的，巴西的可可脂是最软的，而加纳可可脂的坚硬度处于中间水平。另外，凝固速度的差异与坚硬度的
3次序相同，马来西亚可可脂的凝固速度为78士 10分钟，巴西可可脂的凝固速度为300士51 分钟，且加纳可可脂的凝固速度为95士 14分钟。2.可可脂替代脂由于可可脂是从天然植物获得，故其供应将根据天气的变化而变化。另外，因为可可脂较昂贵，所以将植物脂作为可可脂的代用品用于巧克力。此类代用脂包含硬化的棕榈仁油和椰子油，这些都不与可可脂相容。视生产方法和成分而定，可可脂的代用脂和代用油被分类成仿可可脂和增量剂(cocoa butter equivalent and extender，CBE)、可可脂替代品(cocoa butter replacer, CBR)禾口可可月旨代用品(cocoa butter substitute, CBS)。CBE与可可脂相容，具有与可可脂类似的三酸甘油酯组成，且需要调温 (tempering)。CBE的实例包含棕榈中间馏分(palm middle fraction，PMF)、娑罗双树脂 (Sal fat)、婆罗洲脂(Borneo tallow)、烛果油(Kokum)、牛油树脂(Shea butter)和其脂肪馏分。已知将可可脂与棕榈中间馏分和具有较高SOS含量的脂肪混合来制备类似于可可脂的脂肪。CBR是一种凝固的脂，其是通过使在室温下呈液态或呈液固混合态的豆油 (soybean oil)、菜籽油(canola oil)、棕榈油(palm oil)等硬化而获得。CBR在某种程度上可替代可可脂且不需要调温。归因于熔点和SFC的增加，CBR具有较陡的SFC曲线斜率和较高的氧化稳定性。然而，由于CBR是使用部分硬化的方式制备，故其具有较高的反式酸 (trans acid)含量且因此缺乏营养。CBS是通过使某种植物油和植物脂硬化来获得，其不与可可脂相容，具有较高的月桂酸(lauric acid)含量，且不需要调温。CBS在烘烤领域中常用于涂挂，且一般通过使棕榈仁油和椰子油硬化或转酯化，且(必要时)与其它类型的硬化植物油混合来制备。然而， 在存在湿气时，具有较高月桂酸含量的脂肪和油会因霉菌(mold)作用而水解，发出异常的气味，且因月桂酸而缺乏营养。由于CBR和CBS缺乏营养，且具有与质地相关联的减弱的功能，例如其在口中迅速熔化，使得越来越多地使用CBE。CBE主要是通过将经由酶促酯化反应合成的富含SOS的脂肪与通过棕榈油分馏所获得的棕榈中间馏分(PMF)以约1 1混合来制备。CBE —般具有由30%到35% POP、10%到15% POS和30%到35% SOS组成的三酸甘油酯组合物，与加纳可可脂中的三酸甘油酯组合物(POP :17%，P0S :43%，SOS )相比较，CBE具有较高的 POP和SOS含量及较低的POS含量。脂肪的物理性质是通过在不同温度下的固体脂肪含量(SFC)来鉴别。在20°C与 25°C之间的SFC表示脂肪的硬度，在25°C与30°C之间的SFC表示耐热性，且在35°C或更高温度下的SFC表示蜡质(waxiness)，蜡质是指脂肪保持不迅速熔化的程度。当用于巧克力的可可脂或可可脂替代脂的SFC在30°C或更低温度下较高、在30°C或更高温度下急剧减少且在35°C或更高温度下非常低时，S卩，当SFC形成陡曲线时，其被认为具有良好的质量。将可可脂的SFC与CBE的SFC相比较，具有较高SOS含量的CBE在30°C或更低温度下具有比可可脂低的SFC。然而，具有较高SOS含量的CBE在30°C或更高温度下具有比可可脂高的SFC，且因此具有坚硬感并在口中留下相当大的余味。如上文所描述，可可脂与 CBE之间SFC的差异(S卩，性质差异)归因于可可脂与CBE之间三酸甘油酯组成的差异。CBE 具有较高的POP和SOS含量，而可可脂具有高POS含量。POS和POP的熔点在35°C左右，而SOS的熔点为41°C。具有高SOS含量的脂肪在30°C或更高温度下相对较硬(亚历山德拉·托比查(Aleksandra Torbica)等人，欧洲食品研究与技术(Eur. Food Res iTechnol.), 2006 年，222 :385-391)。近来，存在朝向软而非硬且在口中迅速熔化、纯正而不留下余味的巧克力发展的趋势。因此，开发出具有较低SOS含量和较高PMF含量的软CBE。软CBE中的三酸甘油酯组合物包含 40%到 45% POP、10%至Ij 15% POS 禾口 30%至Ij 35% SOS。软 CBE 在 20°C到的温度范围内具有整体上较低的SFC，且因此其可提供质地松软的巧克力，但其在室温下不形成固体晶体，以致可能造成起霜(blooming)现象。通过调整经由合成或分馏所获得的SOS与具有较高POP含量的PMF之间的混合比，将会使近来可用的大部分CBE都具有较硬或较软的性质。然而，不同于天然可可脂，CBE 未展现具有陡斜率的SFC曲线。美国专利第4，705，692号揭示了一种可可脂代用组合物，其包含S0S、P0S和Ρ0Ρ， 且具有较高SOS含量，其中硬脂酸与棕榈酸的比率为1.5 1到6.0 1。日本未审查专利公开案第1999-243982号揭示通过转酯化制备的具有含较高POS 含量的三酸甘油酯组合物的脂肪，其中POS含量较低(18重量％或更少)，而POP含量较高 (10重量％到55重量％ )且SOS含量较高(10重量％到50重量％ )。就这一点来说，所述工艺集中在合成SOS而不是P0S。日本未审查专利公开案第2008-1M555号揭示用于巧克力的脂肪和油，其具有适当的耐热性和在口中的可熔性，其中所述脂肪和油具有40重量％到60重量％的SOS含量、 1重量％到10重量％的POP含量以及1. 1到1. 8的SOS含量/POS与SOA含量总和的重量比，且SOS含量大于POS与SOA含量的总和。因此，脂肪和油包含高SOS含量。这些常规方法集中在具有较高SOS含量的用于巧克力的脂肪和油，以便生产出较软并在口中迅速熔化且因此不留下余味的巧克力产品，但这些方法不强调天然可可脂中丰富的P0S。另外，尚未针对具有较高POS含量和受控制的POP含量且因结构对称而具有较低熔点的可可脂替代脂进行研究。具体来说，由于近来使用的大部分CBE具有较高POP含量和较高SOS含量，故其感觉较硬且留下相当大的余味。软CBE具有在室温下不为固体的晶体，进而造成起霜现象。因此，需要开发一种新的替代脂，其在口中迅速地熔化、具有松软质地、展现良好的耐热性，且在室温下形成固体晶体以致不会造成起霜现象。
发明内容
技术问题本发明旨在解决常规CBE感觉略硬且在口中留下相当大的余味以及常规软CBE在室温下会造成起霜现象的问题，且本发明的一个方面将提供可可脂替代脂，其像天然可可脂一样在口中迅速地熔化、提供松软质地、具有良好的耐热性且不会造成起霜现象。本发明的另一方面将提供可可脂替代脂，其具有极好的质地、质量、功能或防腐性，用以在其代替天然可可脂用于巧克力时改进或维持巧克力的质量。本发明的又一方面将提供使用可可脂替代脂的巧克力组合物或涂挂用巧克力组合物。
技术解决方案根据本发明一方面，可可脂替代脂是由酶促转酯化来制备，其具有以可可脂替代脂的总重量计10重量％或更少的POP含量，且具有约1. 0到1. 5 (优选1. 5)的P0S/S0S三酸甘油酯含量比。不易于获得1.0或更大的P0S/S0S三酸甘油酯含量比，而同时又维持POP 含量为10重量％或更少。如果POP含量大于10重量％且P0S/S0S三酸甘油酯含量比为1. 0 或更大，那么可获得松软质地，但耐热性是不适宜的。如果POP含量少于10重量％且POS/ SOS三酸甘油酯含量比为1. 0或更小，那么质地不够软且较硬。因此，当以可可脂替代脂的总重量计POP含量为10重量％或更少，且P0S/S0S三酸甘油酯含量比为约1.0到1.5时， 可获得良好的耐热性以及与天然可可脂类似的质地或特性(迅速熔化)。尽管POP的含量视生产区域而存在微小差异，但可可脂的POP含量一般在13重量％到17重量％的范围内。另外，视生产区域而定，可可脂具有不同的P0S/S0S含量比，举例来说，马来西亚可可脂的P0S/S0S含量比为1.57 (P0S :47重量％，S0S :30重量％ )；巴西可可脂的P0S/S0S含量比为1.82(P0S :40重量％，SOS :22重量％ )；且加纳可可脂的POS/ SOS含量比为1. 65 (P0S 43重量％，SOS 26重量％ )。为了能在可可脂替代脂代替可可脂而用于巧克力时提供类似的质地和质量，同时进一步改进耐热性，有必要具有与可可脂类似的P0S/S0S含量比和较低的POP含量(参看实例5中耐热性测试的结果)。常规方法仅集中在增加SOS含量以改进巧克力的质地，而未对P0S/S0S含量比以及POP含量的控制进行任何研究。因此，本发明首次揭示，通过将POP含量调整为以可可脂替代脂的总重量计10重量％或更少且将P0S/S0S三酸甘油酯含量比调整为约1. 0到1. 5， 可可脂替代脂将具有良好的耐热性以及与天然可可脂类似的质地和特性。根据本发明的可可脂替代脂是通过包含以下步骤的工艺制备对植物脂或植物油进行分馏；通过将经过分馏的植物脂或植物油与脂肪酸衍生物混合来制备原料脂；以及使原料脂进行酶促转酯化反应。所述制备方法可进一步包含从酶促转酯化的原料脂中除去脂肪酸衍生物。可在0. 001毫巴(mbar)到30毫巴和100°C到300°C下，从酶促转酯化的原料脂中除去脂肪酸衍生物。所述脂肪酸衍生物可为硬脂酸衍生物，例如硬脂酸乙酯或硬脂酸甲酯。原料脂可为植物脂或植物油与脂肪酸衍生物以1 0.5到1 10混合的混合物。本发明如下实现。通过使植物脂或植物油进行酶促转酯化反应且在反应期间调整底物和反应时间，来制备具有经调整的POP含量和P0S/S0S含量比的可可脂替代脂。接着， 经由分析三酸甘油酯结构鉴别出替代脂具有与天然可可脂类似的配置。另外，将替代脂施用于巧克力组合物，随后评价所述组合物的功能和防腐性，进而证明代替可可脂使用的可可脂替代脂可维持巧克力的质量。植物脂或植物油的实例可包含此项技术中常用的任何植物脂或植物油，例如椰子油、棕榈仁油、棕榈油、菜籽油、葵花油、豆油、棉籽油、米粒油、玉米油、橄榄油、牛油树脂、芒果仁脂、婆罗洲脂(来自狭翅娑罗双(Shorea stenoptera)或猪油果(Pentadema butyracea)的油)、娑罗双树油(娑罗树(Sherea robusta)油)、烛果油(印度藤黄 (Garcinia indica)油)，但不限于此。在本发明中，对植物脂或植物油进行分馏的工艺旨在自植物脂或植物油原料获得含有POP的脂肪，这种脂肪中饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的含量存在差异，且可视植物脂或植物油原料的特性而通过选自干式分馏法和溶剂分馏法的方法来进行所述工艺。在溶剂分馏法中，可使用任何溶剂，例如己烷、丙酮、甲基乙基酮、乙醇等，只要其可溶解原料脂。在本发明中，脂肪酸衍生物的实例可包含棕榈酸乙酯、硬脂酸乙酯、花生四烯酸乙酯和二十二烷酸乙酯，或棕榈酸甲酯、硬脂酸甲酯、花生四烯酸甲酯和二十二烷酸甲酯。优选使用硬脂酸乙酯或硬脂酸甲酯，但不限于此。此项技术中常用的任何脂肪酸和任何脂肪酸衍生物均可使用。在本发明中，可使用酶促转酯化反应来生产在sn-l，3位包含饱和脂肪酸且在 sn-2位包含不饱和酸的对称三酸甘油酯，且这一反应可使用sn-l，3位置特异性酶在30°C 到60°C下进行1小时到30小时。sn_l，3位置特异性酶的实例可包含从德氏根霉(Rhizopus delemar)、米黑毛霉 (Mucor miehei)、黑曲霉(Aspergillus miger)、少根根霉(Rhizopus arrhizus)、雪白根霉 (Rhizopus niveus)、爪唾毛霉(Mucor javanicus)、爪唾根霉(Rhizopus javenicus)、米根霉(Rhizopus ouzae)、嗜热丝孢菌(Thermomyces lanuginosus)等提取的酶。优选使用从米黑毛霉或嗜热丝孢菌提取的酶，但不限于此。此项技术中使用的对sn-Ι和sn-3位具特异性的任何酶均可使用。在本发明中，可在酶促转酯化反应中调整底物与反应时间的比率以调整POP含量和P0S/S0S含量比。另外，当反应完成时，可将反应物彼此混合以促进用途的变化，进而调整POP含量和P0S/S0S含量比。举例来说，将包含13% POP,37% POS和23% SOS且POS/ SOS含量比为1. 6的组合物与包含6. 2% POP,33% POS和34% SOS且P0S/S0S含量比为1 的组合物以5 5的重量比混合，由此产生包含9. 6% 0 、35% 05和四％505且？05/505 含量比为1.2的组合物。使用上述初始原料和工艺制备的脂肪具有包含10重量％或更少的POP且P0S/S0S 比为约1. O到1. 5的三酸甘油酯组合物。在酶促转酯化反应中，调整底物与反应时间的比率或混合反应物，进而产生POP为10重量％或更少且P0S/S0S比为约1. O到1. 5的组合物。有利作用因此，根据本发明的可可脂替代脂因POP含量较低而展现极好的耐热性，且因具有类似于天然可可脂的三酸甘油酯组合物的较高SOS含量而具有可可脂特有的呈陡斜率的SFC曲线。因此，这种替代脂在口中迅速地熔化，且可用作具有松软质地的仿可可脂。而且，与常规的可可脂替代脂相比，所述替代脂在改进巧克力的抗起霜性和物理性质方面表现极好，使得其可用以增强可可脂的质量。另外，还将替代脂添加到固体可可脂中以具有类似于质地松软的可可脂的三酸甘油酯组成和物理性质。此外，可可脂替代脂具有较高的 P0S，同时还保持较低的POP含量，以改进巧克力的抗起霜性和熔化感觉，进而明显有助于产品质量的改进。
图1为说明根据本发明的可可脂替代脂的三酸甘油酯组成的高效液相色谱 (high-performance liquid chromatography, HPLC)图。图2为说明根据本发明的可可脂替代脂的SFC和天然可可脂(cocoa butter,CB) 的SFC的图表。
具体实施例方式下文中将参照以下实例详细地描述本发明。这些实例仅出于说明目的提供，且不应以任何方式解释为限制本发明。
权利要求
1.一种可可脂替代脂，其特征在于，是通过酶促转酯化反应制备，以替代可可脂，且具有以所述可可脂替代脂的总重量计10重量％或更少的POP含量以及1. 0到1. 5的P0S/S0S 含量比的三酸甘油酯。
2.根据权利要求1所述的可可脂替代脂，其特征在于，所述可可脂替代脂是由制备方法制备，所述制备方法包括对植物脂进行分馏；通过将经过分馏的所述植物脂与硬脂酸衍生物混合来制备原料脂；以及使所述原料脂进行酶促转酯化反应。
3.一种巧克力组合物，其特征在于，包括1重量％到15重量％的根据权利要求1或2 所述的可可脂替代脂。
4.一种巧克力组合物，其特征在于，包括1重量％到30重量％的根据权利要求1或2 所述的可可脂替代脂。
5.一种制备可可脂替代脂的方法，所述可可脂替代脂具有以所述可可脂替代脂的总重量计10重量％或更少的POP含量以及1. 0到1. 5的P0S/S0S含量比的三酸甘油酯，其特征在于，所述方法包括对植物脂进行分馏；通过将经过分馏的所述植物脂与硬脂酸衍生物混合来制备原料脂；以及使所述原料脂进行酶促转酯化反应。
6.根据权利要求5所述的制备可可脂替代脂的方法，其特征在于，所述酶促转酯化反应是在30°C到60°C下进行1小时到30小时。
全文摘要
本发明提供一种用于巧克力和烘烤的可可脂替代脂，其是由包含以下步骤的方法制备对植物脂进行分馏；通过将所述经过分馏的植物脂与脂肪酸衍生物混合来制备原料脂；以及使所述原料脂进行酶促转酯化反应。所述可可脂替代脂的POP含量以所述可可脂替代脂的总重量计为10重量％或更少且三酸甘油酯中的POS/SOS含量比为1.0到1.5。所述可可脂替代脂因POP含量较低而具有极好的耐热性，因具有与可可脂的三酸甘油酯组合物中类似的高POS含量而迅速地熔化，且可替代具有松软质地的可可脂。因此，所述可可脂替代脂将替代天然可可脂用于巧克力或烘烤涂层，进而提供质量与使用可可脂的巧克力相同的巧克力。
文档编号A23G1/38GK102370028SQ20111023322
公开日2012年3月14日 申请日期2011年8月15日 优先权日2010年8月16日
发明者姜智贤, 李旼铉, 李胤姃, 林春善, 金澈进 申请人:Cj第一制糖株式会社