借助于多甘油酯从脂肪酸混合物分离饱和脂肪酸的方法

专利名称：借助于多甘油酯从脂肪酸混合物分离饱和脂肪酸的方法
借助于多甘油酯从脂肪酸混合物分离饱和脂肪酸的方法发明背景1.发明领域本发明涉及从脂肪酸混合物分离饱和脂肪酸的方法。而具体而言， 本发明涉及制备具有降低了饱和脂肪酸组分含量的不饱和脂肪酸的方 法。2.相关领域描述脂肪酸被广泛用作食品中间体，例如，单酸甘油酯和甘油二酯，以 及多种工业产品的添加剂和中间体。这种脂肪酸通常在高压下，经过水 解诸如菜籽油或豆油之类的植物油，或者动物脂肪如牛油来生产。然而，单独用这种方法生产的脂肪酸含有源自被用作原料的脂肪和 油的饱和脂肪酸。这样，已发现这些饱和脂肪酸不利地影响某些最终产 品，如单酸甘油酯、甘油二酯、甘油三酯及其它酯。例如，当含有饱和 脂肪酸的脂肪酸混合物被用作生产甘油二酯的原料时，所述的甘油二酯 可含有固体结晶的颗粒，或在室温下处于半固体状态，而在寒冷的环境 中可完全结晶(固化)，以至于丧失其流动性。因此，这些甘油二酯具有 差的外观质量及其它问题，例如难以从容器中除去。美国专利5, 514, 405公开了一种油炸的油或脂肪的组合物，可用于生产具有满意的脆性和良好可接受的温和的油性或油腻味道的油炸食 品，它包含不超过4. 0重量％的、溶解在油或脂肪中的乳化剂。乳化剂 的选择应使油或脂肪组合物表现出在80。C下，当油或脂肪组合物与水混 合3秒钟后形成油或脂肪相与水相之间的界面时，界面张力不超过7 mN/m。含特别选择的组合物的蔗糖脂肪酸酯，或含蔗糖脂肪酸酯与多甘 油脂肪酸酯和/或甘油二酯的组合的油炸油或脂肪的组合物据说也可用 于相同的目的。美国专利5， 674，475公开了一种乳化剂组合物，该组合物是多甘油 脂肪酸酯(n > 4)与脂肪酸(n > 8)或其盐的乳酸酯的混合物，可用于制造 宽范围的具有不同0/W的乳液，例如用于化妆品的防晒乳液。该多甘油 脂肪酸酯优选HLB值S8。所述乳化剂组合物可另外包含亲油性乳化剂。美国专利5， 945, 318公开了一种处理含甘油三酯形式的饱和与不饱 和脂肪酸的油组合物的方法，为了得到具有较高浓度的多不饱和脂肪酸 的精制产品，至少一些不饱和脂肪酸为多不饱和的。美国专利5， 952， 518^>开了 一种从脂肪酸混合物中有效地除去饱和 脂肪酸的方法通过向原料脂肪酸混合物中加入乳化剂，并混合，然后 冷却混合物，再通过干燥分级除掉结晶部分，该发明还公开了从得到的 降低了饱和脂肪酸含量的混合物生产耐低温结晶的脂肪酸酯的应用。前述公开内容全部通过引用整体结合到本文中。发明概述本发明的一个目的是提供一种从选择的原料得到的脂肪酸混 合物中有效地除去饱和脂肪酸的方法。本发明的另 一个目的是提供一种生产即使是在低温下也耐结晶或 固化的脂肪酸酯的方法。本发明提供了这些和其它目的，其涉及了一种从最初的不饱和脂肪 酸混合物中除去饱和脂肪酸的方法，该方法包括分馏掉混合物中C"及 其它小脂肪酸组分至含量小于或等于4%重量，加入低级多甘油酯作为结 晶助剂，然后冷却并分级(fractionally)结晶出剩余的饱和脂肪酸，以 产生包含少于3. 3%重量饱和脂肪酸的产品。在另一个方面，本发明涉及包含至少一种不饱和脂肪酸的产品，该 产品通过包括以下步骤的方法制备从最初的不饱和脂肪酸混合物中分 级蒸馏除去C"及其它较小的脂肪酸組分至含量小于或等于4%重量，加 入低级多甘油酯作为结晶助剂，然后冷却并分级结晶出剩余的饱和脂肪 酸，以产生包含少于3. 3%重量的饱和脂肪酸的所述产品。优选实施方案的描述 本发明涉及一种制造不饱和脂肪酸的方法，所述的不饱和脂肪酸具 有比迄今为止本领域中已知的其它方法可得到的不饱和脂肪酸更低含 量的饱和脂肪酸。更具体而言，本发明涉及制造这种产品的方法，通过
分馏从大豆或其它脂肪酸中除掉大部分的棕榈酸(c16)和低级脂肪酸，然 后用低级多甘油酯如三甘油单硬脂酸酯作为该步骤中的结晶助剂，分级
结晶以除掉饱和的硬脂酸(C1S)及一些残余的棕榈酸，以产生含有少于
3.3%,优选少于3%，更优选少于2%的所有剩余饱和脂肪酸的不饱和脂 肪酸。尽管可通过已知的方法分级结晶出饱和脂肪或脂肪酸，但这些低 级多甘油酯比过去所使用的那些便宜，且因为它们在分馏步骤之后而不 是之前起结晶助剂的作用，所以它们是独特的。还有，通过本发明的方 法，可得到低于2%的脂肪酸含量。
当被用于从源自诸如菜籽油或豆油之类的植物油的脂肪酸混合物 中减少饱和脂肪酸时，本方法尤其有效，其中原料脂肪酸混合物可被蒸 馏至硬脂酸含量为10%重量或更低，优选5%重量或更低。部分甘油酯可 存在于其中。
将被用作本发明中的原料的脂肪酸混合物通过常规的方法，例如通 过水蒸汽分解水解或通过使用脂肪酶作为催化剂的水解，从植物油，例
如菜籽油或豆油，或动物脂肪来生产的。在本发明中，优选的是使用其 中诸如棕榈酸和硬脂酸之类的饱和脂肪酸的含量本来就较低的脂肪酸 混合物，例如从植物油得到的那些。
本发明中使用的结晶助剂为低级多甘油/脂肪酸酯。如果需要的话， 可使用两种或多种这样的酯的组合。这里所使用的术语"低级多甘油" 是指二甘油、三甘油、四甘油、五甘油和六甘油。在这样的材料中，如 果需要的话，最高至约10%重量的七甘油可与这些低级多甘油的一种或 多种一同存在。然而，优选不存在七甘油或更高级的多甘油。
可用任何通常可获得的脂肪酸来酯化所述的多甘油，例如饱和脂肪 酸，如丁酸、月桂酸、棕榈酸或硬脂酸，或者不饱和脂肪酸，如油酸、 亚油酸或亚麻酸。如果需要的话，多甘油的全部羟基可被一个或多个的这种或其它的脂肪酸酯化，但更典型地是优选约一个至三个的少于全部
的这种羟基被酯化。在本发明的实践中，优选三甘油酯；尤其优选三甘 油单酯。市售的三甘油单硬脂酸酯为特别优选。
以原料脂肪酸混合物计，结晶助剂的添加量优选为约0. 001至约1% 重量，更优选约0. 05至约0. 5%重量。
在本发明中，原料脂肪酸混合物中的饱和脂肪酸含量的减少是通过 蒸馏所述的混合物，向原料脂肪酸混合物中加入结晶助剂，混合，然后 冷却混合物并除掉结晶部分来实现的。结晶助剂优选在30X:或更高的温 度下混合与溶解，以便完全溶解于脂肪酸混合物中。
对冷却时间和冷却温度没有限制，可以根据原料脂肪酸组合物的组 成来选择。虽然因为取决于原料的量、冷却能力等而存在变化，但冷却 至O匸的3至30小时，优选约15至25小时对于某些原料如大豆脂肪酸 通常是必要的。冷却可使用包括间歇、连续或半连续法的任何常规方法 进行。过滤、离心分离、沉降/分离等也可被用作晶体分离的方法。类 似地，这些方法可以是间歇、连续或半连续的方法。
本发明的方法优选从标准精制和脱色的豆油开始。水解或分解这种 油以产生甘油和脂肪酸，所述脂肪酸包括一些饱和脂肪酸，例如约10% 的Cw(棕榈酸)和约4%的Cu(硬脂酸)。商业上所需的是提供这些饱和物 总含量低于约3. 3%的产品。
本发明采用了一种独特的方法，即蒸馏掉大部分的棕榈酸，然后结 晶掉足够多的硬脂酸及一些剩余的棕榈酸，以达到要求的含量。
根据本发明，可将比以前所采用的更简单天然的低级多甘油酯用作 结晶助剂，因为脂肪酸在结晶前已被蒸馏。在本领域的已知方法中不能 使用低级多甘油酯，因为它们不能对完整的豆油，即未分级的脂肪酸起 作用。但是根据本发明，象以前一样地采用大豆脂肪酸，但大部分的棕 榈酸及其它小脂肪酸组分首先被蒸馏掉，然后将结晶助剂，优选市售的 三甘油单硬脂酸酯加入到蒸馏过的物料中，随后冷却所述的物料，以使 硬脂酸和一些其它残余的饱和酸结晶出来，并从液体脂肪酸中分离。
本发明方法的产品可用于制造二烷基甘油酯(DAG)的油。这种DAG油已在日本销售了几年，且已经获取了食用油/色拉油市场的较大份额， 因为它们不会被身体加工并储存为脂肪，而是被作为碳水化合物类材料 而燃烧掉。这有助于减轻顾消费者的体重，以及提供其它的健康益处。 通过以下的实施例，将更加清楚本发明的优点及重要特征。
实施例
用机动有轨车或油罐车将精制、脱色的大豆三甘油酯接收到装置
中，并储存在200°至250° F(93°至121'C)下。从储存开始，甘油三 酯被进料到加压分解器。在分解器中，甘油三酯将在最高至800psig的 压力和最高至500。 F(26(TC)的温度下与水反应，或分解，形成脂肪酸 和甘油。将甘油与脂肪酸分开。
分解后，将大豆脂肪酸，或分解的大豆进料到真空蒸馏装置。通常， 该装置是在底部温度约500° F(260。C)、塔顶压力约5咖Hg的绝对压力 下操作的。该塔蒸馏的材料截取了 18%的残渣馏分和12%的轻质馏分。 产生的蒸馏过的物料通常具有约2.5%重量的棕榈酸和5. 0%重量的硬脂 酸的脂肪酸组成。
将蒸馏过的物料与3， 000-3, 500ppm的结晶助剂，即例如三甘油单 硬脂酸酯的低级多甘油酯混合。用冷却介质与脂肪酸之间的温差为 20-50° F (11-28。C)的冷却水在结晶器中冷却新溶液。 一旦结晶器达到 了结晶点(通常为65-75° F，即18-24'C)，冷却介质与脂肪酸之间的温 差就降低到15-20 ° F(8-irC)。按此方法形成的大晶体很容易分离。 继续冷却直到最终温度范围达到18至25° F(-8至-4'C)。让冷却的蒸 馏过的物料经过圆盘-层叠离心机。固体晶体被从蒸馏过的物料产品中 分离，并从离心机放出，从而产生了被称为豆饼的材料。最终产品为清 澈的液体。以豆油原材料计，本方法所要求产品的收率为约45%。
鉴于可在不脱离本发明所包括原则的情况下对其进行很多改变与 改进，应当参考后附的权利要求来理解由本发明所提供的保护范围。
权利要求
1. 一种从最初的不饱和脂肪酸混合物中除去饱和脂肪酸的方法，该方法包括分馏掉混合物中的饱和C16及其它小脂肪酸组分至含量小于或等于4％重量，加入低级多甘油酯作为结晶助剂，然后冷却并分级结晶出剩余的饱和脂肪酸，以产生包含少于3.3％重量的饱和脂肪酸的产品。
2. 权利要求1的方法，其中所述的最初的不饱和脂肪酸混合物是 大豆脂肪酸混合物。
3. 权利要求l的方法，其中所述的低级多甘油酯是三甘油酯，
4. 权利要求3的方法，其中所述的三甘油酯是三甘油单酯。
5. 权利要求4的方法，其中所述的三甘油单酯是三甘油单硬脂酸酯。
6. 权利要求l的方法，其中所述的产品包含少于3%重量的饱和脂 肪酸。
7. 权利要求l的方法，其中所述的产品包含少于2%重量的饱和脂 肪酸。
8. 权利要求1的方法，其中所采用的低级多甘油酯的用量以所述 脂肪酸混合物的重量计为约0. 001至约1%重量。
9. 一种包含至少一种不饱和脂肪酸的产品，其是由包括下列步骤 的方法制备的从最初的不饱和脂肪酸混合物中分馏掉C"及更短的饱 和脂肪酸至含量小于或等于4%重量，加入低级多甘油酯作为结晶助剂， 然后冷却并分级结晶出剩余的饱和脂肪酸，以产生包含少于3. 3%重量的 饱和脂肪酸的所述产品。
10. 权利要求9的产品，其中所述的最初的不饱和脂肪酸混合物是 大豆脂肪酸混合物。
11. 权利要求9的产品，其中所述的低级多甘油酯是三甘油酯。
12. 权利要求ll的产品，其中所述的三甘油酯是三甘油单酯。
13. 权利要求12的产品，其中所述的三甘油单酯是三甘油单硬脂 酸酯。
14. 权利要求9的产品，其中所述的产品包含少于3%重量的饱和 脂肪酸。
15. 权利要求9的产品，其中所述的产品包含少于2°/。重量的饱和 脂肪酸。
16. 权利要求9的产品，其中所采用的低级多甘油酯的用量以所述 脂肪酸混合物的重量计为约0. 001至约1%重量。
全文摘要
本发明公开了一种从最初的不饱和脂肪酸混合物中除去饱和脂肪酸的方法，其中该方法包括分馏掉混合物中的饱和C₁₆及其它小脂肪酸组分至含量小于或等于4％重量，加入低级多甘油酯作为结晶助剂，然后冷却并分级结晶出剩余的饱和脂肪酸，以产生包含少于3.3％重量的饱和脂肪酸的产品。
文档编号C11C1/00GK101274887SQ20081009855
公开日2008年10月1日 申请日期2003年9月17日 优先权日2002年10月7日
发明者G·翰德里, K·沃克尔, S·马丁, T·E·布利乌尔 申请人:克鲁普顿公司