JPH05507107A - 中及び長鎖脂肪酸トリグリセリド含有複合混合物を分別する向流液体/液体抽出 - Google Patents
中及び長鎖脂肪酸トリグリセリド含有複合混合物を分別する向流液体/液体抽出Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
中及び長鎖脂肪酸トリグリセリド含有複合混合物を分別する向流液体/液体抽出
技術分野
本出願は中及び長鎖脂肪酸トリグリセリドの複合混合物を分別する向流液体/液
体抽出に関する。本出願は特ニ好ましい低カロリー菓子脂肪を得るためこのよう
な混合物から“軽”及び“重”不純物を除去又は分離する向流液体/液体抽出に
関する。
1989年6月28日付で公開された5eldenの欧州特許出願第322,0
27号明細書では中鎖長(C6−C)飽和脂肪酸残基及び長鎖長(例えば、C−
C)10 1.8 24
飽和脂肪酸残基を有するトリグリセリドを含む低カロリー脂肪について開示して
いる。これらの低カロリー脂肪はモノ長鎖長MLM及びMMLトリグリセリド及
びジ長鎖長MLL及びLMLトリグリセリドから選択されるトリグリセリドを主
に含むが、その場合にMは中鎖飽和脂肪酸残基及びLは長鎖飽和脂肪酸残基であ
る。これらの低カロリー脂肪はサラダ油、乳化スプレッド、冷凍デザート等のよ
うな様々な脂肪含有食品組成物においてカロリーを低下させるため他のトリグリ
セリド脂肪に代わる完全又は一部代替品として使用できる。
ある好ましい低カロリー脂肪の場合、Lは主に長鎖ベヘン脂肪酸残基及びMは典
型的にはC8及びC1o飽和脂肪酸の混合物である。これらの好ましい低カロリ
ー脂肪は特にキャンディ−バー及びエンローブト(enrobed)チョコレー
トフレーバー製品のようなチョコレートフレーバー製品において菓子脂肪、特に
カカオ詣に代わる一部又は完全代替品として有用である。これらの好ましい低カ
ロリー脂肪にとり最適の口内溶融性を発揮するため、混合MML及びMLM (
モノ長鎖)トリグリセリドのレベルは例えば約90%以上のレベルまで最大化さ
れることが望ましい。
この欧州特許出願第322,027号明細書では極めて様々な技術によるこれら
低カロリー脂肪の合成について記載している。これらの技術としては (a)長
鎖トリグリセリド(例えば、トリステアリン又はトリベヘニン)及び中鎖トリグ
リセリドのランダム再配列;(b)対応脂肪酸のブレンドでのグリセロールのエ
ステル化:(C)グリセロールとでの中及び長鎖脂肪酸メチルエステルのブレン
ドのエステル交換;及び(d)中鎖トリグリセリドとの長鎖脂肪酸グリセロール
エステル(例えば、ベヘン酸グリセリル)のエステル交換がある。特に、欧州特
許出願第322.027号明細書の例1では78〜91℃の反応温度で触媒とし
てナトリウムメトキシドを用いたトリベヘニン及び商用グレード中鎖トリグリセ
リドのランダム再配列によるこのような低カロリー脂肪の合成について開示して
いる。この触媒ランダム再配列合成ではMLM。
MML、MLL、LML、MMM及びL L 1.、 トリグリセリドと様々な
モノ及びジグリセリドの複合混合物を生じる(トリグリセリドの同様な複合混合
物はエステル化触媒の非存在下約265℃の温度でグリセロールが中及び長鎖脂
肪酸の混合物でエステル化される場合に得られる)。この複合混合物の中で特に
望ましいMML/MLMトリグリセリドは多くても全トリグリセリドのわずか約
40〜約45%である。この複合混合物の残部は“軽′及び°重°不純物と呼ば
れるかなりの量の不純物を含む。
“軽“不純物は主にMMM)−ジグリセリドを含有するが、但しジグリセリドと
中及び長鎖飽和脂肪酸も含有しうる。
“重“不純物は主にMLL/LML )ジグリセリドであるが、但しLLLトリ
グリセリドも含有しうる。
この複合混合物を精製するために欧州特許出願第322.027号明細書で開示
された技術の1つは分子蒸留である。分子蒸留はMMM トリグリセリドを効果
的に除去できるが、但し混合中及び長鎖飽和脂肪酸ジグリセリドは効果的に除去
できない。分子蒸留はMLL/LMLトリグリセリドも除去できるが、但し望ま
しくない再配列を起こす可能性がある高温に、望ましいMM L /M LMト
リグリセリドを付すという犠牲をしいられる。加えて、分子蒸留は本質的に1段
階分離として作動し、このため望ましいMML/MLM)ジグリセリドから“軽
1及び“重″不純物を除去する上でさほど効率的でない。
この複合混合物を精製するためにこの欧州出願で開示された他の技術は熱及び分
別結晶化である。熱結晶化(溶媒なし)では混合中及び長鎖飽和脂肪酸ジグリセ
リド(ML)とMLL/LML )ジグリセリド、長鎖飽和脂肪酸ジグリセリド
(L L)及び長鎖飽和脂肪酸(L)を分離することができる。分別結晶化(溶
媒使用)では望ましいMML/MLM)ジグリセリドを分離するため第一結晶化
ステップしかる後第二結晶化ステップでML。
MLL/LML、、LL及びL成分を分離することができる。しかしながら、熱
及び溶媒分別結晶化は典型的には飛沫同伴/同時結晶化のせいで望ましいMML
/MLMトリグリセリドの収率を減少させてしまう。しかも、高濃度(例えば、
約10%以上)で混合物中に存在する“軽“又は“重”不純物は典型的には分別
結晶化でかなり満足できるほどには除去又は分離できない。更に分子蒸留のよう
に、熱及び溶媒分別結晶化は望ましいMML/MLM)ジグリセリドから“軽″
及び“重”不純物を除去又は分離する上で同様に非効率的である本質的に1段階
分離である。したがって、望ましくない“軽″又は“重“不純物のすべてを効率
的に除去又は分離して高収率の望ましいMML/MLMトリグリセリドを得るこ
とができるプロセスを有することが望まれる。
背景技術
不純物を除去する分子蒸留及び分別結晶化1989年6月28日付で公開された
5eidenの欧州特許出願第322,027号明細書ではトリベヘニン及び商
用グレード中鎖トリグリセリドのランダム再配列によるMML、MLM%LML
SMLL、、LLL及びMMMトリグリセリドの複合混合物の製造と分子蒸留及
び分別結晶化のような技術によるこの複合混合物の精製について開示している。
1988年6月8日付で公開されたマツモトらの欧州特許出願第269.904
号明細書では部分的グリセリド及び/又は遊離脂肪酸を除去するためステアリン
酸とのパーム油の中融点分画の酵素触媒エステル交換により得られるハードバタ
ー及びカカオ脂様脂肪のような脂肪を精製するプロセスについて開示している(
例1参照)。
遊離脂肪酸はフルフラール、n−プロピルアルコール、プロピオニトリル、ヘキ
サン、アセトン、メタノール及びエタノールのような溶媒を用いて液体/液体抽
出により除去することができる。次いでこの液体/液体抽出された物質は部分的
グリセリドを除去するためアセトンでの分別結晶化に付される。この出願は液体
/液体抽出及び分別結晶化がトリグリセリド組成に変化を起こさないことを強調
している。更に、Feuge et at・”Modiflcatjon of
Vegetable 01ls: Purification orTech
n1ca! Monoglyeerides” (植物油の改質:技術的モノグ
リセリドの精製)、J、Am、Oil Chem、Soc、、Vol、27(1
950)、pp、117−22 (モノグリセリド含有混合物からヘキサン抽出
による残留グリセロールの除去);1942年1月6日付で発行されたVan
Dijckの米国特許第2,268.786号明細書(遊離脂肪酸を中和するた
めアンモニアのような塩基を加えることによる脂肪/油から遊離脂肪酸のような
望ま(7くない成分の除去、しかる後エタノールのような適切な溶媒での向流抽
出による石鹸の除去) ; Rzhekhln et al、−Use of
Liquid−LiquidCountercurrent Extracti
on f’or 5eparation orCottonseed Ojl
Glycerides f’ros As5ociated Products
and Fractionating Them 1nto Componen
ts″(関連産物から綿実油グリセリドを分離してそれらを諸成分に分別するた
めの液体−液体向流抽出の使用)。
Maslob−Zhfv Prow、Vol、29 (1963)、pp、3−
6(グリセリドから非グリセリドを除去するためリグロイン/エタノール/水混
合液による綿実油の液体−液体分別)参照。
C,エタノールによるヤシ油の液体−液体抽出Fish et al、 −Th
e Application of Liquid/LiqufdExtrac
tion to the Fractlonatlon or Coconut
0jl−(ヤシ油の分別への液体/液体抽出の適用)、(Hl &5oap(
1945)、pp、21γ−19では最終ラフィネートを含めて32分画にヤシ
油を分別するために液体/液体抽出の使用について開示している。この液体/液
体抽出で用いられた溶媒は95%エタノール/水であった。
D、超臨界液を用いた脂肪/油の溶媒抽出1985年3月12日付で発行された
旧ernothらの米国特許第4,504,503号明細書では24〜42範囲
の炭素数を有するトリグリセリドを含んだバター油又はパーム核ステアリンのよ
うな脂肪を超臨界CO2のような超臨界液で抽出して(1)上記炭素数を有する
トリグリセリドに富む分画及び(2)42を超える炭素数を有するトリグリセリ
ドに富む分画を形成することによるバタ一様性質を有したトリグリセリドの混合
物を産生ずるプロセスについて開示している。この分別は明らかに単一段階分離
として実施される。更に、中範囲の炭素数、例えば36におけるトリグリセリド
の集中を得るため超臨界C02によるパーム油の抽出について開示するMath
las et al、”Phase Equillbrla for 5upe
rcriticalExtraction of Lemon Flavors
and Pa1s 01ls withCarbon Dioxide“ (
二酸化炭素によるレモンフレーバー及びパーム油の超臨界抽出のための相平衡)
。
Flutd Phase Equilibria、Vol、29 (198B)
、pp、545−54参照。
E、エタノール又はメタノールを含有したマルチ溶媒系による油又は複合脂質混
合物の液体/液体抽出1953年9月8日付で発行されたGoldsmithの
米国特許第2.651.646号明細書では水性低級脂肪族アルコール(例えば
メタノール又はエタ、ノール)及びその水性アルコール相と非混和性の炭化水素
(例えばヘキサン)を含む2相溶媒系を用いた液体/液体抽出によりグリセリド
の混合物でモノグリセリドのレベルを増加させる方法について開示している。更
に、ヘキサン、メタノール、クロロホルム及び水からなる2相溶媒系を用いたト
リグリセリド、モノグリセリド、コレステロール及びステアリン酸の混合物の向
流液体/液体抽出について開示するTherriault、”Fraction
atton or LipIds byCountercurrent Dls
trlbution”(向流分配による脂質の分別)、J、Ar1.Ojl C
em、soc、、Vol、40 (1983)、pp、394−99参照。
発明の開示
本発明はMML/MLM)ジグリセリドから“軽”不純物、“重”不純物又は双
方を選択的に除去又は分離するためMML/MLMトリグリセリド(MはC−C
脂肪酸残基又はその混合物、LはC−C脂肪酸残基又はその混合物である)含有
複合トリグリセリド混合物を分別する向流液体/液体抽出プロセスに関する。“
軽″不純物のケースにおいて、この液体/液体抽出プロセスでは少くとも約2%
のMMM l−ジグリセリド及び少くとも約15%のMML/MLM!−ジグリ
セリドを含有し、た油流をその油流と部分的に混和性である掘性溶媒又は超臨界
液を含有した溶媒流にその溶媒流が油流中に存在するMMM トリグリセリドの
少くとも約25%を選択的に除去するように向流で通過させる。“重”不純物の
ケースにおいて、この液体/液体抽出プロセスでは少くとも約2%の混合MLL
/LML及びLLLトリグリセリドと少くとも約15%のMML/MLMトリグ
リセリドを含有した油流をその油流と部分的に混和性である極性溶媒又は超臨界
液を含有した溶媒流にその溶媒流が油流中に存在するMML/MLMトリグリセ
リドの少くとも約50%を選択的に除去するように向流で通過させる。
本発明の向流液体/液体抽出プロセスは“軽”及び/又は“重”不純物を除去又
は分離するためMML/MLMトリグリセリド含有複合トリグリセリド混合物を
分別する上で分子蒸留及び熱/溶媒分別結晶化のような従来技術に優るいくつか
の有意な利点を示す。向流液体/液体抽出時に用いられるそれより低い温度のた
めに、MML/MLMトリグリセリドの望ましくない再配列は避けられる。加え
て、“軽”及び“重”不純物はこれらの望ましいトリグリセリドの収率を有意に
減少させることなくMML/MLM)ジグリセリドから更に効果的に除去又は分
離することができる。
図面の簡単な説明
図1はMML/MLMトリグリセリドから“軽”及び“重”不純物を除去又は分
離するために本発明による向流液体/液体抽出の好ましい態様のフロー図につい
て示す。
図2は本発明による向流液体/液体抽出の別の好ましい態様のフロー図について
示す。
向流液体/液体抽出の詳細な説明
A2定義
ここで用いられる“中鎖脂肪酸゛とは6〜10の炭素原子を有する飽和脂肪酸、
不飽和脂肪酸又はそれらの混合物を意味する。
ここで用いられる゛中鎖飽和脂肪酸“とはC6(カプロン酸)、C8(カプリル
酸)、C1o(カプリン酸)飽和脂肪酸又はそれらの混合物を意味する。C7及
びC9飽和脂肪酸は通常みられないが、但しそれらは可能な中鎖脂肪酸から除外
されない。本中鎖脂肪酸には当業界で時々中鎖脂肪酸と称されるラウリン酸(C
12)を含まない。
ここで用いられる“長鎖脂肪酸“とは18〜24の炭素原子を有する飽和脂肪酸
、不飽和脂肪酸又はそれらの混合物を意味する。
ここで用いられる“長鎖飽和脂肪酸“とはCl8(ステアリン)、C(ノナデシ
ル)、C2o(アラキシン)、コサン)、C24(リグノセリン)飽和脂肪酸又
はそれらの混合物を意味する。
ここで用いられる’MM L ’とは1位又は3位(末端位)に長鎖脂肪酸残基
を有・して残り2つの位置に2つの中鎖脂肪酸残基を有するトリグリセリドを意
味し、一方“MLM“は2位(中間位)に長鎖脂肪酸残基を有して1位及び3位
に2つの中鎖脂肪酸残基を有するトリグリセリドを表す。同様に、“MLL”は
1位又は3位に中鎖脂肪酸残基を有して残り2つの位置に2つの長鎖脂肪酸残基
を有するトリグリセリドを表し、“LML”は2位に中鎖脂肪酸残基を有して1
位及び3位に2つの長鎖脂肪酸残基を有するトリグリセリドを表し、MMM″は
3つすべての位置で中鎖脂肪酸残基を有するトリグリセリドを表し、”LLLゝ
は3つすべての位置で長鎖脂肪酸残基を有するトリグリセリドを表す。
“MML/MLMトリグリセリド”とはMML及びMLM)ジグリセリドの混合
レベルを意味する。同様に、′MLL/LMLトリグリセリド2とはMLL及び
LMLトリグリセリドの混合レベルを意味する。
“軽不純物”とはMML/MLMトリグリセリドの場合より低い分子量を通常有
する成分を意味する。これらの“軽”不純物は主にMMM)ジグリセリドである
が、但し中鎖脂肪酸ジグリセリド(MM) 、混合中及び長鎖脂肪酸ジグリセリ
ド(ML)並びに中(M)及び長(L)鎖脂肪酸モノグリセリドと脂肪酸も含む
。
′重不純物1とはMML/MLM)ジグリセリドの場合より高い分子量を通常有
する成分を意味する。これらの“重゛不純物は主にMLL/LMLトリグリセリ
ドであるが、但しLLL )ジグリセリド及び他の高分子量不純物も含む。
ここで用いられる“含む1という用語は様々な成分又はステップが本発明で一緒
に使用できることを意味する。
したがって、“含む”という用語は更に制限的な用語“から本質的になる゛及び
“からなる”を包含する。
ここで用いられるすべての率、比及び割合は他に指摘のないかぎり重量による。
B、MML/MLMトリグリセリド含有混合物の供給源本発明の向流液体/液体
抽出プロセスはMML/MLMトリグリセリドを含有した様々な複合トリグリセ
リド混合物を精製するために用いることができる。例えば、このような混合物の
製造は参考のため組み込まれる1989年6月28日付で公開された5eide
lの欧州特許出願第322,027号明細書で開示されている。この欧州特許出
願で開示された合成技術としては下記の:(a)長鎖脂肪酸トリグリセリド(例
えば、トリステアリン又はトリベヘニン)及び中鎖飽和脂肪酸トリグリセリドの
ランダム再配列;
(b)対応脂肪酸のブレンドでのグリセロールのエステル化;
(C)グリセロールとの中及び長鎖脂肪酸メチルエステルのブレンドのエステル
交換;及び
(d)中鎖トリグリセリドとの長鎖脂肪酸グリセロールエステル(例えば、ベヘ
ン酸グリセリル)のエステル交換がある。
トリグリセリドのランダム再配列は脂肪酸でのグリセロールのエステル化のよう
に当業界で周知である。これらのテーマに関する議論として、双方の開示とも参
考のためここに組み込まれるHamilton et al、、Fats an
dOils: Chemistry and Technology(油脂:化
学及び技術)、pp、93−96.Applied 5cience Pu旧1
shers Ltd、。
London (1980)と5vern、Ba1ley’s Industr
ial Oll andFat Products (べ・rリーの工業油脂製
品)、3d ed、、I)p。
941−943及び95g−985(19B4)参照。エステル交換もベイリー
の第958−963頁で一般的に記載されている。
脂肪酸自体又は天然油脂はこれらのトリグリセリド混合物を製造する上で脂肪酸
源として役立つ。MML/MLMトリグリセリド含有混合物(Lは長鎖飽和脂肪
酸残基である)を製造する上で、天然油脂は長鎖不飽和脂肪酸残基を長鎖飽和脂
肪酸残基に変換するため典型的には水素添加(硬化)される。例えば、完全に又
は実質的完全に水素添加された(即ち、約10以下のヨウ素価)大豆油及び高エ
ルカ酸菜種油が各々ステアリン酸及びベヘン酸の良い供給源である。奇数鎖長長
鎖脂肪酸はある海洋油でみられる。中鎖(飽和)脂肪酸はヤシ、パーム核又はバ
バス−油から入手できる。それらはオハイオ州コロンバスのキャピタル・シティ
幸プロダクツ(CapitalCity Products) により販売され
るキャブテックス(Captex) 300ブランドのような市販中鎖トリグリ
セリドから得ることもできる。
これらの混合物の製造上有用なトリベヘニンは酸のエステル化又はグリセロール
とのベヘン酸メチルのエステル交換によりベヘン酸又は分別されたベヘン酸メチ
ルから製造できる。更に重要なことに、ベヘン酸及び中鎖脂肪酸のブレンドはグ
リセロールでエステル化することができる。他の長鎖脂肪酸(CC等)も含有で
きる。
18ゝ 20
同様に、メチルエステルブレンドはグリセロールでエステル交換することができ
る。
欧州特許出願第322.027号明細書で開示された合成技術では望ましいMM
L/MLMトリグリセリドのみならず有意量の“軽”不純物(例えば、MMM
トリグリセリドと様々なモノ及びジグリセリド)及び“重”不純物(例えば、M
LL/LML及びLLLトリグリセリド)も含有した複合混合物を生じてしまう
。実際に、この複合混合物の中で望ましいMML/MLM)ジグリセリドは典型
的には全トリグリセリドのうち多くてもわずか約40〜約45%にすぎない。他
の合成技術も望ましt)MML/MLMトリグリセリドのレベルを増加させるた
めに用いることができる。更に高レベルのMML/MLM トリグリセリドを得
るプロセスの一例は参考のため組み込まれる“中鎖脂肪酸での長鎖脂肪酸モノグ
リセリドの選択的エステル化°と題された1989年12月19日付で出願され
たBernard V、KIuesener、Gordon K。
5t1pp及びDavid KJangの米国出願第452,877号(P&G
ケース4073)明細書で開示されている。この脂肪酸エステル化プロセスにお
いて、少くとも約60%の純粋なC−C脂肪酸モノグリセリド又はその混合物は
エステル化触媒の実質的非存在下約140〜約250℃の温度において少くとも
約90%の純粋なC−C脂肪酸モノグリセリド又はその混合物でニスチル化され
る。このエステル化で適用される脂肪酸対モノグリセリドのモル比は少くとも約
3:1である。この脂肪酸エステル化中に生じる水も継続的に除去される。
更に高レベルのMML/MLMトリグリセリドを得る他のプロセスは参考のため
組み込まれる“中鎖無水脂肪酸での長鎖脂肪酸モノグリセリドの選択的エステル
化”と題された1989年12月19日付で出願されたGordon K、5t
ipp及びBernard W、KIuesenerの同時係属米国出a第45
2,923号(P&Gケース4074)明細書で開示されている。この無水脂肪
酸エステル化ブロセスにおいて、少くとも約60%の純粋なc−c6肪酸モノグ
リセリド又はその混合物はエステル化触媒の実質的非存在下約90〜約190℃
の温度において少くとも約50%の純粋なC−C無水脂肪酸又はその混合物でエ
ステル化される。このエステル化で適用される無水脂肪酸対モノグリセリドのモ
ル比は少くとも約2:1である。
モノグリセリドを脂肪酸又は無水脂肪酸のいずれかでエステル化する上記プロセ
スはMML/MLMトリグリセリドを得る上でより選択的である。KILJeS
enerらの脂肪酸エステル化プロセスでは典型的には約80〜約96%もの高
いMML/MLMトリグリセリド純度を達成できるが、一方st i ppらの
無水脂肪酸エステル化プロセスでは約88〜約98%もの高いMML/MLMト
リグリセリド純度を達成することができる。これらのモノグリセリドエステル化
プロセスがMML/MLMトリグリセリドを得る上でより選択的であったとして
も、それらは少くとも少量の“軽“及び/又は“重”不純物を生成してしまう。
したがって、本発明の向流液体/液体抽出プロセスはこれらのより選択的なエス
テル化プロセスで得られるトリグリセリド混合物を精製する上で有用である。
本発明の向流液体/液体抽出プロセスはMM L /M LMトリグリセリド含
有複合トリグリセリド混合物を精製する上で特に有用であるが、ここでMはC8
飽和脂肪酸残基、C1o飽和脂肪酸残基又はそれらの混合物、Lは少くとも約9
0%のベヘン脂肪酸残基である。典型的には、08対C10飽和脂肪酸の重量比
は約30 + 70〜約45:55の範囲内である。本発明によるこのような複
合混合物の精製から好ましい低カロリー菓子脂肪を提供することができる。
C9適切な極性溶媒及び超臨界液
様々な溶媒が本発明による向流液体、/液体抽出を実施するために溶媒流で使用
できる。これら溶媒の重要な基準はそれらが油流と部分的に混和性であることで
ある。
ここで用いられる“部分的に混和性″とは、溶媒及び油流が一緒にミックスされ
た場合に2つの異なる液相が生じ、その液相のうち一方が約50%以上の溶媒で
あり、他方の液相が約50%以上の油であることを意味する。
部分的に混和性であることに加えて、少くとも一部の油流成分は溶媒に部分的〜
十分に可溶性でなければならない。
本発明による向流液体/液体抽出を実施する上で用いられる溶媒に関して他の重
要な又は好ましい基準は下記2、溶媒は油流成分と化学的に反応性でない。換言
すれば、溶媒は油流成分に関して化学的に安定及び不活性であるべきである。
3、溶媒流で除去又は抽出される油流成分の分配係数は十分に大であるべきであ
る。溶媒中の所定成分に関する分配係数(m)は下記式で表すことができる:上
記においてe−溶媒に富む相(抽出相)中における成分の平衡時濃度;及び
r−油に富む相(ラフィネート相)中における成分の平衡時濃度
除去又は抽出される成分の分配係数が増加するに従い分離に要する溶媒の量は減
少するが、これは本発明による向流液体/液体抽出にとり望ましい。
4、溶媒は油流中に存在する残留成分と比較して除去又は抽出される成分に関し
選択的でなければならない。
具体的溶媒の選択性は下記式で表すことができるその分離ファクター(SF)に
より決定される:上記においてwIは除去/抽出される成分に関する分配係数で
ある:
麿 は残留成分に関する分配係数である;I は抽出相中において除去/抽出さ
れる成分の濃度である;
I はラフィネート相中において除去/抽出される成分の濃度である;
P は抽出相中における残留成分の濃度である;P はラフィネート相中におけ
る残留成分の濃度である。
本発明による向流液体/液体抽出の場合、溶媒は1以上、好ましくは約2以上の
分離ファクターを有さねばなから除去される成分と共沸混合物を形成するべきで
ない。
溶媒に関して低い気化潜熱も望ましい。
形成されるエマルジョンの合一化は更に容易に生じる。
しかも界面張力が高くなるほど一方の液相を他方に分散させることを更に困難に
する。しかしながら、本発明による向流液体/液体抽出を実施する上でエマルジ
ョンの合一化は通常もっと重要である。
8、得られた精製MML/MLMトリグリセリドは典型的には食品製品で用いら
れるため、溶媒は食品との接触で許容されるか又は食品グレード(即ち、FCC
又はUSPグ1/−ド)であることが好ましい。
上記基準に合致する適切な部分的混和性溶媒は下記2つのカテゴリー:(1)極
性溶媒及び(2)超臨界液から選択することができる。本発明で用いられる適切
な極性溶媒としては、メタノール;エタノール約80〜約99%(好ましくは約
92〜約98%)及び水約1〜約20%(好ましくは約2〜約8%)の混合液;
エタノール約5〜約50%及びメタノール約50〜約95%の混合液がある。“
軽“不純物を除去する向流液体/液体抽出の場合、メタノール及びメタノール/
エタノール混合液が好ましい極性溶媒である。“重”不純物からM M L /
M LMトリグリセリドを分離する向流液体/液体抽出の場合には、エタノー
ル/水混合液及びメタノール/エタノール混合液が好ましい極性溶媒である。
上記極性溶媒の代わりに、超臨界液が本発明による向流液体/液体抽出を実施す
る上で溶媒流として使用できる。適切な超臨界液は健康リスクの点から問題のな
いガス状N201SF6、CF3Cl1CF2CISCH2CF2、CFCHF
3、エタン、プロパン、ブタン、エチμ3 8′
ン、アセトン、二酸化炭素又はそれらの混合物の液化により得ることができる。
超臨界二酸化炭素(エタノール、メタノール又はそれらの混合液のような一部の
飛沫同伴極性溶媒と共に又はなしに)は本発明で使用上特に好ましい超臨界液で
ある。これら超臨界液の密度、特に溶媒特性は超臨界液の温度及び特に圧力を調
整することでコントロールできる。超臨界液は本発明による向流液体/液体抽出
を実施する上で溶媒流として使用できるが、極性溶媒の使用が典型的には好まし
い。
本発明の液体/液体抽出プロセスは、溶媒流が(″軽″不純物のケースにおいて
)油流からMMM)リグリセリドを又は(“重”不純物のケースにおいて)油流
からMML/MLM)リグリセリドを選択的に除去するように溶媒流に対して向
流で油流を通すことにより実施される。ここで用いられる“向流°という用語は
、油及び溶媒流が反対方向に流されて(攪拌又は乱流のために)比較的完全に接
触しながら互いに通り抜け、その結果存在する個別的成分が特定操作条件下で平
衡に近づくに従い更に可溶性となるその流れ(即ち、油又は溶媒)にほぼ完全に
移されるような状況に関する。本発明による向流液体/液体抽出は好ましくはエ
マルジョン形成、相変換又はあふれなしに連続相として溶媒流中に小滴(約0.
5〜約3厘I範匠内の概算サイズ)として分散される油流により典型的には特徴
付けられる。
本発明による向流液体/液体抽出を実施する上で特に重要な操作条件は温度であ
る。油流と溶媒流との接触は油流中に存在する成分の融点又はそれ以上だが但し
これらの成分を分解又は崩壊しない温度で実施されることを要する。極性溶媒の
ケースにおいて、溶媒流中における油成分の相対的溶解度は温度が増加するに従
い典型的には増加する。超臨界液のケースでは、溶媒流中における油成分の相対
的溶解度は温度が増加するに従い典型的には減少する。換言すれば、向流液体/
液体抽出が超臨界液で実施される温度は溶媒流中における油成分の溶解度を増加
させるためにできるだけ低く保たれるべきである。
しかも、向流液体/液体抽出では超臨界液の“臨界温度”以上、例えば超臨界二
酸化炭素のケースにおいて約31.1℃以上で実施されることを要する(ガスが
液化しうる最大温度は“臨界温度”と呼ばれ、この温度でこのような液化を起こ
すために要する圧力は“臨界圧力″と呼ばれる)。加えて、超臨界液中における
油成分の溶解度は典型的には圧力の増加に従い増加する。換言すれば、向流液体
/液体抽出が超臨界液で実施される圧力は溶媒流中における油成分の溶解度を増
加させるためできるだけ高く保たれるべきであるが、但し飽和液体油相と溶媒相
との密度差は重力で分離できるほど十分大きくなければならない。
考えられる上記一般ガイドラインによれば、本発明による向流液体/液体抽出は
連続又は半連続系のいずれかで実施できる。連続系のケースにおいて、液体/液
体抽出カラムが典型的に用いられる。半連続系のケースでは、一連のミキサー/
沈降タンクが用いられる。好ましくは、本発明による向流液体/液体抽出は連続
系で実施される。
極性溶媒が溶媒流で用いられる場合、連続向流液体/液体抽出を実施する上で好
ましい抽出カラムとしては様々な機械攪拌型接触装置がある。1グループの適切
な機械攪拌接触装置では液体を分散及びミックスする複数の羽根車を備えた回転
シャフトを使用する。水平バフル(固定子リング)も軸方向混合を減少させるた
めこのような装置によく含まれる。このような装置の例としてはオールドシュー
−ラシュトン(Oldshue−Rushton)カラム、ロータリー・ディス
ク・コンタクタ−(]?otary DIscContactor)(RD C
) s ヨークーシャイベル(York−8ehefbel)カラム及びクーニ
(Kuhnt)カラムがある。もう1つのグループの適切な機械攪拌接触装置で
は液体を分散及びミックスするため短距離で上下に往復運動する中央シャフトに
取付けられた多孔板を使用する。
この装置の例はカール(Karr)カラムである。更にもう1つのグループの適
切な機械攪拌接触装置はパルスカラムである。バッキング又はシーブトレーを含
むこのグループのカラムにおいて、比較的短い振幅の速い往復運動が往復プラン
ジャー、ピストンポンプ又はエアーパルスで液体に加えられる。
超臨界液(例えば、超臨界二酸化炭素)が溶媒流で用いられる場合には、充填カ
ラムが本発明による連続向流液体/液体抽出を実施するために使用できる。この
ような充填カラムは典型的にはボール(Pail)リング、ラッシヒ(Rasc
hig)リング等のような非組立てバッキング又はグツドロー(Good to
e)及びコツホ(Koch)から市販されるような組立てバッキングを装備した
長尺塔の形である。
溶媒流は通常油流より密でない。したがって本発明による連続向流液体/液体抽
出において、溶媒流は典型的には抽出カラムの下部に連続供給されるが、一方油
流はカラムにそれより高い箇所で供給される。油流がカラムを下方に移動するに
従い、溶媒に部分的又は十分に可溶性である油相成分はカラムを上方に移動する
溶媒流に溶解する。逆に、溶解されない油流成分は典型的には抽出カラムの底部
から連続除去される浦富相(通常“ラフィネート″と呼ばれる)として蓄積する
。溶解成分(通常“抽出物”と呼ばれる)を含有した溶媒流は典型的には抽出カ
ラムの頂部から連続除去される。
本発明による向流液体/液体抽出を実施する場合、用いられる具体的な操作条件
は3つの重要な考慮事項に依存している。第一は油流から抽出される成分の除去
を最大にすることである。油流から特定成分の除去又は抽出を増加させる上で要
する操作条件はコルバーン(Golburn)式の修正バージョンを用いること
で評価できる。A、P。
Co1burn、Trans、^ger、1nst、Che*、Engrs、、
Vol、35 (1939)。
p、2Ll;C,J、Kfng、5eparation Processes
(1971)、K)、399膠照。コルバーン式は抽出カラムにおけるプラグフ
ロートランスファーユニット(物質移動の段階)の数、考慮される成分の分配係
数、用いられる溶媒:注型量比及び抽出後に残留する成分の分率の間における関
係を規定する。
4つの可変要素のうちいずれか3つが既知であるならば、コルバーン式は残りの
可変要素に関して解決することができる。抽出後に残留する成分の分率(f)が
望まれる未知可変要素である場合、コルバーン式は下記のように表すことができ
る:
上記式中N−プラグフロートランスファーユニットの数
U−(薦R)−1
■R−抽出フアクタ−
m−分配係数
R−溶媒:注型量比
所望であれば、上記式は曲線を得るため一定抽出フアクター(sR)で残留成分
の分率(f)対段階の数(N)をプロットすることによりグラフ化できる;同様
の曲線は他の抽出ファクターで得ることができる。コルバーン式に基づけば、特
定成分の除去を増加させる上で基本的に3つの方法がある;(1)(例えば、よ
り高い温度の使用又は成分がより可溶性である溶媒の使用により)成分に関する
分配係数を増加させる:(2)溶媒−注型量比を増加させる:又は(3)(例え
ば、抽出カラムの高さを増加させることにより)段階の数を増加させる。
第二の重要な考慮事項は溶媒工注重量比を最小化することである。より低い溶媒
:注型量比はど溶媒回収コストを最少に抑えて抽出カラムに要する断面径を減少
させる上で望ましい。物質移動に利用される段階の組数に関して所定の抽出カラ
ムの場合、抽出/除去される成分の分配係数が高くなるほど、望ましい分離度を
得る上で必要な溶媒:油化は低くなる。これは本発明による向流液体/液体抽出
を実施する上で極性溶媒に関してより高い温度(又は超臨界液に関してより低い
温度)の使用及び/又は抽出される成分がより可溶性である溶媒の使用に通常言
い換えることができる。
第三の重要な考慮事項は抽出/除去される成分対油流中に存在する他の成分に関
する溶媒の選択性を最大にすることである。所定溶媒:、注型量比における特定
溶媒の選択性は油流中における他成分の分配係数と比較した抽出/除去される成
分の分配係数の比、即ち本出願の0部で呼ばれる分離ファクターとして表示でき
る。本出願の0部で示されたように、適切な選択溶媒は1以上、好ましくは約2
以上の分離ファクターを有さねばならない。
溶媒は抽出/除去される成分に関して高度の選択性を有することが望ましい場合
であっても、油流中に存在する他成分の有意量は向流液体/液体抽出時に溶媒流
により抽出されてしまう。溶媒流で抽出されるこれら他成分を回収するため、抽
出溶媒流は典型的には精留又は“還流”ステップに付される(精留ステップは低
選択性溶媒が向流液体/液体抽出を実施する上で用いられる場合特に有用である
)。抽出溶媒流が抽出カラムを出た後のある時点で、溶媒は典型的には抽出され
た油相成分から分離される。精留ステップが用いられる場合、残留抽出油相成分
の一部(約10〜約90%、好ましくは約20〜約75%)は還元又は“還流°
される。この“還流“油流は典型的には抽出溶媒流に向流で通される。得られる
油富うフィネート相は抽出カラムに入る油流と混合されるか又はそれに加えられ
る成分を与える。この精留ステップは別のカラムで実施しても又は代わりの態様
で向流液体/液体抽出に用いられる抽出カラムの頂部に“還流”油流を還元する
ことにより実施してもよい。この代替態様において、向流液体/液体抽出に付さ
れる油流は抽出カラムの頂部と底部との中間箇所から入る。
2、“軽”不純物の除去
上記一般的操作条件内において、本発明による向流液体/液体抽出プロセスはM
ML/MLM (+いずれかのMLL/LML及びLLL))リグリセリドを含
有した油流中に存在する“軽″不純物、特にMMM)リグリセリドの少くとも約
25%、好ましくは少くとも約50%を選択的に除去するために実施できる。“
軽”不純物を除去する上で本発明による処理に適した油流は少くとも約2%のM
MM )リグリセリド及び少くとも約15%(通常少くとも約30%)のMML
/MLMトリグリセリドを含有する。このような油流中に存在するMMM及びM
ML/MLM)リグリセリドの具体的レベルは油流が得られた方法にしばしば依
存する。欧州特許出願第322.027号明細書で開示されたような非選択的(
ランダム)合成法の場合、油流は遊離脂肪酸が除去された後に約30%もの低い
(典型的には約35〜約45%)MML/MLM)リグリセリド及び約50%も
の高い(典型的には約10〜約40%)MMM)リグリセリドを含む。Klue
senerら及び5tippらの出願で開示されたような中鎖脂肪酸又は無水脂
肪酸での長鎖脂肪酸モノグリセリドのエステル化のような選択的合成法のケース
においては、油流は約96%以内(典型的には約75〜約96%)のMML/M
LMトリグリセリド及び約2%もの少ない(典型的には約4〜約10%)MMM
トリグリセリドを含有することができる(存在するMMM及びMML/λ4LM
トリグリセリドの具体的レベルは油流が“重”不純物を除去又は分離するため
向流液体/液体抽出、分別結晶化又は分子蒸留のような他の分離ステップに既に
付されたかどうかにも依存している)。
本出願の0部で前記されたように、“軽”不純物、特にMMM)リグリセリドを
除去する上で特に適した極性溶媒はメタノール及びメタノール/エタノール混合
液である。メタノールが溶媒として用いられる場合、連続式で向流液体/液体抽
出を実施する上で適した条件は約120〜約210丁(約48.9〜約98.9
℃)、好ましくは約140〜約190丁(約60〜約87.8℃)の抽出温度で
約165〜約10、好ましくは約2〜約6のメタノール:油量量比である。溶媒
としてメタノール/エタノール混合液を用いる場合、連続向流液体/液体抽出は
約1〜約8、好ましくは約1.5〜約4の溶媒混合液:油化及び約120〜約2
10″F(約48.9〜約98.9℃)、好ましくは約140〜約190″F(
約60〜約87.8℃)の抽出温度で実施することができる。
本出願の0部で前記されたように、超臨界二酸化炭素が本発明による向流液体/
液体抽出を実施する上で好ましい超臨界液である。MML/MLMトリグリセリ
ド含有油流からMMMトリグリセリドを除去するために超臨界二酸化炭素を用い
る上で適した操作条件は約3000〜約5000 psi(約210〜350k
g/cd) 、好ましくは約3500〜約4500psi(約245ル315の
抽出圧力及び約10〜約150、好ましくは約20〜約100の二酸化炭素工注
重量比である。
所望であれば、エタノール/水混合液がM M L 、/ M LMトリグリセ
リド含有油流からMMM トリグリセリドを除去するために使用できる。エタノ
ール/水混合液が溶媒として用いられる場合、連続式で向流液体/液体抽出を実
施する上で適した条件は約120〜約220″F(約48、9〜約104.4℃
)、好ましくは約150〜約200丁(約65.6〜約93.3℃)の抽出温度
で約1〜約10、好ましくは約1.5〜約5の溶媒混合液:油量量比である。し
かしながら、エタノール/水混合液はこれらの“軽“不純物を除去する上でメタ
ノール又はメタノール/エタノール混合液のいずれよりも有意に選択性の低い溶
媒であり、7即ち有意量のMML/MLMI−リグリセリドも抽出されてしまう
。したがって、これらの低選択性溶媒を用いる場合、精留ステップは“軽”不純
物と一緒に溶媒流で抽出されるMML/MLMトリグリセリドを回収するために
用いられることが好ましく、こうして油流から得られるMML/MLMトリグリ
セリドの“収率′を増加させる。
前記一般的操作条件内において、本発明による向流液体/液体抽出プロセスは“
重“不純物、特にMLL/LML (+いずれかのしLL)トリグリセリドを含
有した油流中に存在するMML/MLM (+いずれかのMMM)トリグリセリ
ドの少くとも約50%、好ましくは少くとも約75%を選択的に除去するために
も実施できる。
“重”不純物を含む本発明による処理に適した油流は少くとも約2%の混合ML
L/LML及びLLLトリグリセリド及び少くとも約15%(通常少くとも約3
0%)のMML/MLM)リグリセリドを含有する。“軽゛不純物のケースのよ
うに、このような油流中に存在するMLL/LML,LLL及びMML/MLM
トリグリセリドの具体的レベルは油流が得られた方法にしばしば依存する。欧州
特許出願第322,027号明細書で開示されたような非選択的(ランダム)合
成法の場合、油流は遊離脂肪酸が除去された後に約30%もの低い(典型的には
約35〜約45%’)MML/MLM)リグリセリド及び約60%もの高い(典
型的には約20〜約45%)混合MLL/LML及びLLL )リグリセリドを
含むことができる。Kluesenerら及び5tippらの出願で開示された
ような中鎖脂肪酸又は無水脂肪酸での長鎖脂肪酸モノグリセリドのエステル化の
ような選択的合成法のケースにおいては、油流は約96%以内(典型的には約7
5〜約96%)のMML/MLM)リグリセリド及び約2%もの少ない(典型的
には約3〜約8%)混合MLL/LML及びLLL )リグリセリドを含有する
ことができる(存在するMLL/LML,LLL及びMM L /M LMトリ
グリセリドの具体的レベルは油流が“軽”不純物を除去するため向流液体/液体
抽出、分別結晶化又は分子蒸留のような他の分離ステップに付されたかどうかに
も依存している)。
本出願の0部で前記されたように、MLL/LML及びLLLトリグリセリドの
ような“重”不純物を含有した油流からMML/MLMトリグリセリドを除去す
る上で特に適した極性溶媒はエタノール/水混合液及びメタノール/エタノール
混合液である。エタノール/水混合液が溶媒として用いられる場合、連続式で向
流液体/液体抽出を実施する上で適した条件は約120〜約220丁(約48.
9〜約104.4℃)、好ましくは約150〜約200”F (約65,6〜約
93.3℃)の抽出温度で約2〜約15、好ましくは約2〜約10の溶媒混合液
:注型量比である。溶媒としてメタノール/エタノール混合液を用いる場合、連
続向流液体/液体抽出は約1〜約10、好ましくは約1.5〜約5の溶媒混合液
:油化及び約120〜約220″F(約48.9〜約104.4℃)、好ましく
は約150〜約200″I:(約65.6〜約93.3℃)の抽出温度で実施す
ることができる。
本出願の0部で前記されたように、超臨界二酸化炭素が本発明による向流液体/
液体抽出を実施する上で好ましい超臨界液である。MLL/LML及びLLL
l−リグリセリド含有曲流からMML/MLM)リグリセリドを除去するために
超臨界二酸化炭素を用いる上で適し、た操作条件は約3000〜約5000ps
1(約210〜350kg/cd)、好ましくは約3500〜約4500psi
(約245〜315kg/cd)の抽出圧力及び約10〜約150、好ましくは
約50〜約120の二酸化炭素:注型量比である。
“重°不純物に関する向流液体/液体抽出のケースにおいて、用いられる溶媒流
及び操作条件は典型的にはMML/MLM)リグリセリドを除去する上で選択性
が低く、即ち有意量のMLL/LML及びLLL)リグリセリドも抽出されてし
まう。したがって、精留ステップはMML/MLM)リグリセリドと一緒に溶媒
流で抽出されるMLL/LML及びLLLトリグリセリドを除去するために用い
られることが好ましく、こうして抽出溶媒流中に存在するMML/MLM)リグ
リセリドの°純度゛を増加させる。
4、好ましい態様に関するフロー図の詳細な説明望ましいMML/MLM)リグ
リセリドから“軽″及び“重”不純物の双方を除去又は分離する上で本発明によ
る向流液体/液体抽出の好ましい態様のフロー図は図1で示されている。この態
様ではメタノール、メタノール/エタノール混合液もしくはエタノール/水混合
液のような極性溶媒又は超臨界二酸化炭素のような超臨界液を含有した溶媒流(
“溶媒”として表示される)を使用する。図1の右側はMML/MLMI−リグ
リセリド(“MML“として表示される)含有油流から“軽”不純物(“MMM
”として表示される)の除去について示す。
図1の左側は“重“不純物(“MLL”及び“LLL”として表示される)含有
油流からMML/MLM及びMMMトリグリセリドの除去について示す。図1は
特定順序(即ち、“重”不純物しかる後“軽“不純物)における油流の向流液体
/液体抽出について示すが、この特定順序は所望であれば逆転させることができ
る(即ち、“軽°不純物しかる後“重”不純物)。しかも、図1で示された油流
の各々は同−溶媒又は異なる溶媒、例えば異なる極性溶媒又は極性溶媒及び超臨
界液を含有した溶媒流で抽出することができる。
図1で示されたように、好ましい態様では10.20.30ために用いられ、一
方力ラム20及び40は抽出溶媒流からある成分を“精留′又は回収するために
用いられる。これらカラムの各々は12.22.32又は42で示される機械攪
拌機を有する。これら攪拌機の各々は16.2B、3B又は46で示される複数
のパドルが装備された14.24.34又は44で示される垂直回転シャフトを
有する。これらシャフトの各々がカラム内部で回転すると、それに装備されたパ
ドルはカラム内で液体成分の攪拌及び乱流を起こし、それにより溶媒及び油相間
で完全な接触をもたらす。カラム10.20.30及び40は垂直回転攪拌機を
有するように示されているが、適切な抽出カラムは垂直往復攪拌機を有してもよ
いしく例えば、カールカラム)又はパルスカラムもしくは充填カラムであっても
よい。
図1の下方左側部分で示されるように、この好ましい態様はMMMSMML、M
LL及びLLLトリグリセリドの混合物を含有した油流から始める。この油流は
カラムUの頂部に供給され、一方溶媒流はカラムUの下部に供給される。油流が
溶媒流に対して下方に向流で通過すると、2つの流れは油流中におけるMMM及
びMLMトリグリセリドが溶媒流で抽出されるように(攪拌機丼による攪拌及び
乱流のために)完全にミックスされるようになる。この“抽出゛の結果として、
註で示される油富うフィネート相はカラム30の底部に蓄積する。主・にMLL
及びLLLトリグリセリド+少量の溶解又は飛沫同伴溶媒を含有したこのラフィ
ネート相Uは連続除去され、しかる後38で示されるストリッパーに供給され、
そこで溶解/飛沫同伴溶媒が蒸発、スチーム又は双方で除去される(超臨界二酸
化炭素のような超臨界液が用いられる場合には、ラフィネート相の流動性を維持
するため十分高い温度で圧力を減少させること、温度を増加させること又は双方
が除去にとり有効である)。ストリッピングされる溶解/飛沫同伴溶媒は、図1
の下方左側部分て示されるように、カラム30に入る溶媒流に再循環させること
ができる。主にMLL及びL L L l−リグリセリドを自得るため集めて反
応器(示さず)に再循環させることができる。
更に図1の左側部分で示されるように、抽出されたMMM及びMMLトリグリセ
リドを(少量のMLL及びLLLトリグリセリドと一緒に)含有した溶媒流はカ
ラMM及びMMLトリグリセリドを含有した)“還流″油流に対して上方に向流
で通過する。攪拌機Uは抽出溶媒流中に存在するMLL及びLLLトリグリセリ
ドが“還流”油流で抽出されるように2つの流れの間で完全な混合を起こす。こ
の“精留″の結果として、■で示される油富うフィネート相はカラムUの底部に
蓄積する。MLL及びLLLトリグリセリド+MMLトリグリセリドを含有した
このラフィネート相■はカラム仔の底部から連続的に出て、しかる後カラムUの
頂部に入る油流に逆添加される。
図1の上方左側部分で示されるように、主にMMM及びMMLトリグリセリドを
含有したこの“精留”抽出溶媒流はカラムUの頂部から出て、しかる後すで示さ
れたエバポレーターに入る前にその温度を高めるためrで示より液体形に凝縮さ
れる(超臨界ニ酸化炭素のような超臨界液が用いられる場合、油相成分の流動性
を維持するため十分高い温度で圧力を減少させること、温度を増加させること又
は双方が除去にとり有効である)。次いで凝縮溶媒はカラム30に入る溶媒流に
逆再循環させることができる(示さず)。主にMML及びMMM)リグリセリド
を含有した残留油相はエバポレーターUから出て、しかる後2つの部分に分けら
れる。これら部分のうち一方は前記のように抽出溶媒流からMLL及びLLL
)リグリセリドを除去するためカラムUの頂部に還元及び供給される“還流°油
流を得る上で用いられる。第二部分は集められて、カラム10に供給される油流
を形成する。
図1の右側部分で示されるように、主にMML及びMMMトリグリセリドを含有
するこの第二部分で形成される油流はカラム見の頂部に供給され、カラム見の底
部に供給される溶媒流に対して下方に向流で通過する。2つの流れが接触すると
、それらはMMM トリグリセリドが溶媒流で油流から抽出されるように(攪拌
機■による攪拌又は乱流のため)完全にミックスされる。この“抽出。
量の溶解又は飛沫同伴溶媒を含有したこのラフィネートストリッピングされた溶
解/飛沫同伴溶媒は図1の下方右側部分で示されるようにカラム見に入る溶媒流
に逆再循環させることができる。ストリッパーUから出るストリッピングされた
ラフィネート相は集められるが、主に望ましいMMLトリグリセリドを含有して
いる。
更に図1の右側部分で示されるように、抽出されたMMM)リグリセリドを(少
量のMML)リグリセリドと一緒に)含有した溶媒流はカラム艮の頂部から除去
される。次いでこの抽出溶媒流はカラム且の底部に供給され、カラム20の頂部
に入る(主にMMMトリグリセリドを含有した)“還流゛油流に対して上方に向
流で通過する。
攪拌機22は抽出溶媒流中に存在するMML トリグリセリドが“還流”油流で
抽出されるように2つの流れの間で完全な混合を起こす。この“精留“の結果と
して、■で示される油富うフィネート相はカラム証の底部に蓄積する。主にMM
Lトリグリセリド(+少量のMMMトリグリセリド)を含有したこのラフィネー
ト相ぢは連続的に除去され、しかる後カラム見の頂部に入る油流に逆添加される
。
図1の上方右側部分で示されるように、主にMMMトリグリセリドを含有したこ
の精留された抽出溶媒流はカラム跋の頂部から出て、しかる後」で示されたエバ
ポレーターに入る前にその温度を高めるためだで示された熱交換器に通される。
エバポレーター28において、溶媒は油相成分から揮発され、Uで示されるクー
ラーにより液体形に凝縮され、しかる後カラム匹に入る溶媒流に逆再循環させる
ことができる(示さず)。主にMMM トリグリセリドを含有した残留油相はエ
バポレーター悶から出て、2つの部分に分けられる。一方の部分はカラム廷に入
る追加量の油流を得るため集めて反応器(示さず)に再循環させることができる
。他方の部分は前記のように抽出溶媒流からMML)リグリセリドを除去するた
めカラム20の頂部に還元及び供給される“還流°油流を得る上で用いられる。
望ましいMML/MLM)リグリセリドから“軽′及び“重”不純物を除去又は
分離するための本発明による向流液体/液体抽出の別の好ましい態様のフロー図
は図2で示されている。図1で示された態様の場合のように、図2の右側部分は
“MML” トリグリセリド含有油流から“MMM” トリグリセリドの除去に
ついて示し、一方図2の左側部分は“MLL”及び’LLL” トリグリセリド
含有油流から’MML’及び’MMM“ トリグリセリドの除去について示す。
図1のように、示された特定順序の向流液体/液体抽出(即ち、“重”不純物し
かる後“軽”不純物)は逆転でき(即ち、“軽゛不純物しかる後重“不純物)、
同−又は異なる溶媒を含有した溶媒流を使用することができる。
図2で示されるように、この別の態様では120及び340で示された2本の抽
出カラムを使用する。これら抽出カラムの各々は凹又は342で示される機械攪
拌機を有する。これら攪拌機の各々は126又は346で示される複数のパドル
が装備された124−又は影り−で示される垂直回転シャフトを有する。これら
の攪拌機は図1で示された攪拌機■、ぢ、井及びすと同様に機能するが(即ち、
それらはカラムで液体相及び溶媒相を完全にミックスする攪拌及び乱流を起こす
)、図1で示された態様に関して前記されたような垂直往復攪拌機又はパルスも
しくは充填カラムで置き代えてもよい。
図2の左側部分で示されるように、この別の態様はMMM、MMLSMLL及び
LLLトリグリセリドの混合物を含有した油流から始める。この油流はカラム3
40にその頂部及び底部間の中間箇所から供給され、一方溶媒流はカラム旦の下
部に供給される。油流が溶媒流に対して下方に向流で通過すると、2つの流れは
油流中におけるMMM及びMLM)リグリセリドが溶媒流で抽出されるように(
攪拌機342による攪拌及び乱流のため)完全にミックスされるようになる。こ
の“抽出1の結果より液体形に凝縮され、しかる後カラム340に入る溶媒流に
逆再循環させることができる(示さず)。主にMML及びMMMトリグリセリド
を含有した残留油相はエバポレーター348から出て、2つの部分に分けられる
。一方の部分はカラム340の頂部に還元及び供給される″還流′油流を得る上
で用いられる。他方の部分は集められて、カラム120に供給される油流を形成
する。
本質的に、図2で示されたカラム340は図1で示されたカラム30及び40の
混合“抽出”及び“精留″ステップを行う。基本的に、“抽出“ステップは中間
導入油流がカラムの底部に入る溶媒流に対して下方に向流で通過するときカラム
340の下部で生じ、一方“精留″ステップは抽出溶媒流がカラムの頂部に入る
“還流”油流に対して上方に向流で通過するときカラム340の上部で生じる。
図2の右側部分で示されるように、主にMMM及びMMLトリグリセリドを含有
したエバポレーター348に入る油相の第二部分により形成される油流はその頂
部及び底部の中間箇所でカラム120に供給され、カラムの底部に供給される溶
媒流に対して下方に向流で通過する。油及び溶媒流が接触するようになると、そ
れらはMMM)リグリセリドが溶媒流で油流から抽出されるように(攪拌機12
2による攪拌又は乱流のため)完全にミックスされる。この“抽出2の結果とし
て、肚で示される浦富うフィネート相はカラム120の底部に蓄積する。主にM
ML)リグリセリド+少量の溶解又は飛沫同伴溶媒を含有したこのラフィネート
相R12は連続的に除去され、しかる後溶解/飛沫同伴溶媒が除去される121
で示されたストリッパーに供給される。ストリッピングされた溶解/飛沫同伴溶
媒は図2の下方右側部分で示されるようにネート相は集められるが、主に望まし
いMML)リグリセリドを含有している。
図2の上方右側部分で示されるように、抽出されたMMMトリグリセリドを含有
する溶媒流はカラム120の頂部から出て、しかる後128で示されたエバポレ
ーターに入る前にその温度を高めるため127で示された熱交換器に通される。
エバボレー’y −128において、溶媒は油相成分から揮発され、129で示
されるクーラーにより液体形に凝縮され、しかる後カラム120に入る溶媒流に
逆再循環させることができる(示さず)。主にMMM トリグリセリドを含有し
た残留油相はエバポレーター128から出て、2つの部分に分けられる。一方の
部分はカラム340に入る追加量の油流を得るため集めて反応器(示さず)に再
循環させることができる。他方の部分はカラム120の頂部に還元及び供給され
る“還流“油流を得る上で用いられる。
本質的に、図2で示されたカラム旦は図1で示されたカラム1G及び20の混合
“抽出“及び“精留°ステップを行う。基本的に、“抽出゛ステップは中間導入
油流がカラムの底部に入る溶媒流に対して下方に向流で通過するときカラム12
0の下部で生じ、一方“精留”ステップは抽出溶媒流がカラムの頂部に入る“還
流゛油流に対して上方に向流で通過するときカラム旦の上部で生じる。
本発明により得られるMML/MLMトリグリセリド(Lは長鎖飽和脂肪酸残基
、Mは中鎖飽和脂肪酸残基である)は低カロリー効果を示すため脂肪及び無脂肪
成分を含むあらゆる脂肪含有食品組成物において常用トリグリセリド脂肪と部分
的又は全体的に置き代わる低カロリー脂肪として用いることができる。カロリー
の有意低下を得るためには、食品組成物中における全脂肪の少くとも約50%又
は食品のカロリー価の少くとも約20%が低カロリー脂肪であることが必要であ
る。他方、非常に低カロリーであってそのため高度に望ましい食品組成物は全脂
肪が100%以内の低カロリー脂肪及び約50%以内のカロリーを含む場合に得
られる。
本低カロリー脂肪は様々な食品及び飲料製品で有用である。例えば、脂肪はミッ
クス、貯蔵安定性ベークド品及び冷凍ベークド品のようないずれかの形のベーク
ド品の製造に際して使用できる。可能な応用例としては格別限定されず、ケーキ
、プラウニー、マフイン、パークツキ−、ウェハース、ビスケット、ベストリー
、パイ、パイ皮とサンドイッチクツキー及びチョコレートチップクツキーのよう
なりツキ−1特にHong & Brabbsの米国特許第4,455,333
号明細書で記載された貯蔵安定性二重テキスチャークツキーがある。ベークド品
はフルーツ、クリーム又は他のフィリングも含有できる。用いられる他のベーク
ド品としてはロールパン、クラッカー、プレクツエル、パンケーキ、ワツフル、
アイスクリームコーン及びカップ、酵母醗酵ベークド品、ピザ及びピザ皮、ベー
クド穀粉スナック食品と他のベークド塩味スナックがある。
ベークド品におけるそれらの使用に加えて、低カロリー脂肪はショートニング及
び油製品を製造するため単独で又は他のレギュラーカロリー油脂と共に用いるこ
とができる。適切なレギュラー油脂源としては格別限定されず、1)大豆、コー
ン、ヒマワリ、菜種、低エルカ酸菜種、カノーラ、綿実、オリーブ、サフラワー
及びゴマ種子のような植物油脂;2)獣脂又はラードのような肉脂肪−3)海洋
油;4)ヤシ、パーム、パーム核又はピーナツのようなナツツ油脂;5)乳脂肪
;6)カカオ脂及びシア(st+ea)又はイリベ(illipe)脂のような
カカオ脂代替品;7)合成脂肪がある。ショートニング及び油製品としても格別
限定されず、ショートニング、マーガリン、スプレッド、バターブレンド、ラー
ド、サラダ油、ポツプコーン油、サラダドレッシング、マヨネーズ及び他の食用
油がある。
ある本低カロリー脂肪はフレーバー菓子組成物、特にチョコレートフレーバー菓
子組成物で特に有用である。
参考のため組み込まれる1989年12月19日付で発行されたEhrmanら
の米国特許第4,888.196号明細書参照。これらのフレーバー菓子組成物
は:a、フレーバー増強量のフレーバー成分;b、(1)(a)少くとも約85
%の混合MLM及びMMLトリグリセリド;
(b)約5%以下の混合LLM及びLMLトリグリセリド;
(C)約2%以下のしLLトリグリセリド;(d)約4%以下のMMM)ジグリ
セリド;(e)約7%以下の他のトリグリセリド(MはC−C飽和脂肪酸残基及
びLはC2゜一024飽和酸残基である);
(f)(i) 約40〜約60%の混合C8及びC1゜飽和脂肪酸
(11)約1:2.5〜約2.5:1のC8対C1o飽和脂肪酸比
(iii)約40〜約60%のベヘン脂肪酸を有する脂肪酸組成物;
を有する少くとも約70%の低カロリー脂肪;(2)約15%以内の乳脂肪;
(3)約20%以内のカカオ脂;
(4)約4%以下のジグリセリド;
を含む約25〜約45%の脂肪成分;及びC1約55〜約75%の他の無脂肪菓
子成分;を含む。
これらの組成物は下記ステップを含む上記Ehrlanらの出願で開示されたプ
ロセスに従いナンバリングされることが好ましい:
(1)前記のようなナンバリングしつるフレーバー菓子組成物を形成する:
(Iり低カロリー脂肪がサブα相を形成するようにステップ(1)の組成物を約
57丁(13,9℃)以下の温度まで急速に冷却する:
(III)低カロリー脂肪のサブα相部分から有効量のβ−3結晶を形成する上
で十分な時間にわたりステップ(I+)の冷却組成物を約57丁(13,9℃)
以下の温度で保つ;及び
(mステップ(III)後、(a)低カロリー脂肪の残留部分が安定なβ−3相
に変換し及び(b)形成されたβ−3相が溶融しないように冷却組成物を約57
超〜約72丁(約13.9〜約22.2℃)範囲の温度に加温する。
カカオ脂のようなある本低カロリー脂肪は安定なβ−3相に結晶化できる。しか
しながら、これらの低カロリー脂肪からβ−3相への結晶化速度はカカオ脂ベー
スチョコレート製品で用いられる標準ナンバリング条件下において極端に遅いこ
とがわかった。この速度はこれらの低カロリー脂肪を含有したフレーバー菓子組
成物のカカオ脂型ナンバリングを商業上魅力ないものにするほど十分に遅い。
意外にも、米国特許第4,888,196号によるナンバリングはカカオ脂ベー
スチョコレート製品で用いられる標準ナンバリング条件よりも簡単である商業上
魅力的なプロセスを提供することがわかった。特に、このナンバリングプロセス
はフレーバー菓子製品の通常の倉庫保管及び配送中に実施できる。これらの望ま
しい結果はさほど安定でないサブα相を経て望ましい安定なβ−3相に変換する
これら低カロリー脂肪の能力を利用することにより得られる。このナンバリング
プロセスによるサブα相から安定なβ−3相への低カロリー脂肪のこの変換は望
ましくないブルーム形成なしに生じる。得られたナンバリング製品はカカオ脂ベ
ースチョコレート製品の望ましい堅さ及び口内溶融性も有する。
本低カロリー脂肪はビタミン及びミネラル、特に脂溶性ビタミンで強化してもよ
い。Mattsonの米国特許第4゜034.083号明細書(参考のためここ
に組込まれる)では脂溶性ビタミンで強化されたポリオール脂肪酸ポリエステル
について開示している。脂溶性ビタミンとしてはビタミンA1ビタミンD1ビタ
ミンE及びビタミンKがある。ビタミンAは式C2oH290Hの脂溶性アルコ
ールである。天然ビタミンAは通常脂肪酸でエステル化されて存在するが、代謝
活性形のビタミンAには対応アルデヒド及び酸も含む。ビタミンDはくる病及び
他の骨格障害の治療及び予防用として周知の脂溶性ビタミンである。ビタミンD
はステロール系であり、ビタミンD型活性のある少くとも11のステロールが存
在する。ビタミンE()コフェロール)は本発明で使用可能な第三の脂溶性ビタ
ミンである。4種の異なるトコフェロール(α、β、γ及びδ)が同定されたが
、これらはすべて油状の黄色液体で水に不溶性であるが、但し油脂に可溶性であ
る。ビタミンには少くとも3種の型で存在するが、すべてキノン系として知られ
る化合物群に属する。天然脂溶性ビタミンはK (フィロキノン)、K2(メナ
キノン)及びK 3 (メナジオン)である。本低カロリー脂肪物質を強化する
ためここで用いられる脂溶性ビタミンの量は様々である。所望であれば、低カロ
リー脂肪は推奨−日許容量(recommended daily allow
ance;RDA)又はRDA以上もしくはその数倍のいずれかの脂溶性ビタミ
ン又はその混合物で強化することができる。
脂肪に不溶性のビタミンも同様に本低カロリー脂肪に含有させることができる。
これらのビタミンとしてはビタミンB複合ビタミン、ビタミンC1ビタミンG、
ビタミンH及びビタミンPがある。ミネラルとしては飲食物で有用なことが知ら
れる様々なミネラル、例えばカルシウム、マグネシウム及び亜鉛がある。ビタミ
ン及びミネラルのいかなる組合せも本低カロリー脂肪で使用可能である。
本低カロリー脂肪は特定種類の食品及び飲料成分と組合された場合に特に有用で
ある。例えば剰余カロリー低下効果は脂肪が単独で又は増量剤と共に無カロリー
又は低カロリー甘味料と併用された場合に得られる。無カロリー又は低カロリー
甘味料としては格別限定されないが、アスパルテーム;サッカリン;アリテーム
;タウマチン;ジヒドロカルコン類ニジクラメート類;ステビオシト類;グリシ
ルリジン類;ダルシン(Dulcin)及びP−4000のような合成アルコキ
シ芳香族ニスクロロース;スオサン;ミラクリン;モネリン;ソルビトール、キ
シリトール:タリン;シクロへキシルスルファメート類;置換イミダシリン類;
アセスルフニーム、アセスルファム−K及びn−置換スルファミン酸のような合
成スルファミン酸類;ペリラルチンのようなオキシム類:レバウジオシドーA;
マロン酸アスパルチル及びサッカニル酸のようなペプチド類;ジペプチド類;
gem−ジアミノアルカン、m−アミノ安息香酸、L−アミノジカルボン酸アル
カン、あるα−アミノジカルボン酸及びge−一ジアミンのアミドのようなアミ
ノ酸ベース甘味料;3−ヒドロキシ−4−アルコキシフェニル脂肪族カルボキシ
レート又はへテロ環式芳香族カルボキシレートがある。
低カロリー脂肪は分岐鎖脂肪酸トリグリセリド、トリグリセロールエーテル、ポ
リカルボン酸エステル、スクロースポリエーテル、ネオペンチルアルコールエス
テル、シリコーン油/シロキサン及びジカルボン酸エステルのような他の無カロ
リー又は低カロリー脂肪と共に用いることができる。低カロリー脂肪と組合せて
有用な他の部分的脂肪代替品は中鎖トリグリセリド、高エステル化ポリグリセロ
ールエステル、アセチン脂肪、植物ステロールエステル、ポリオキシエチレンエ
ステル、ノ1ホバエステル、脂肪酸のモノ/ジグリセリド及び短鎖二塩基酸のモ
ノ/ジグリセリドである。
ある本低カロリー脂肪はある実質上非吸収性、実質上非消化性ポリオールポリエ
ステルを含む低カロリー脂肪組成物で特に有用である。参考のため組み込まれる
1989年3月28日付で出願されたPaul 5efden。
Corey J、Kenneally、Thomas J、Wehmeier、
Mary M、FOX及びRayIond L、N1ehoff’の米国出願箱
329,629号明細書(P&Gケース3947)参照。これらの低カロリー脂
肪組成物は:
a、少くとも4つの脂肪酸エステル基を有する食用の実質上非吸収性、実質上非
消化性ポリオール脂肪酸ポリエステル約10〜約65%(ポリオールは4〜8の
ヒドロキシ基を有する糖類及び糖アルコール類から選択され、各脂肪酸基は2〜
24の炭素原子を存する);及びす、MMMSMLM、MML、LLM、LML
。
LLLトリグリセリド及びそれらの混合物から選択される低カロリートリグリセ
リド約35〜約90%(MはC−C飽和脂肪酸及びその混合物から選択される飽
初脂肪酸残基である;LはC−C飽和脂肪酸及びその混合物から選択される飽和
脂肪酸残基である;低カロリートリグリセリドは (1)少くとも約85%の混
合MLM、MML、LLM及びLMLと (2)約15%以内の混合MMM及び
LLL )リグリセリドを含む;低カロリートリグリセリドの脂肪酸組成は(1
)約10〜約70%のC−C飽和脂肪酸及び(2)約30〜約90%の018一
024飽和脂肪酸である);
を含む。
食品製品は単独脂肪成分として又はトリグリセリド油のような他の脂肪成分と共
にこれらの低カロリー脂肪組成物を含むことができる。これらの食品製品として
は塩味スナック及び他のフライド食品用のフライ油、チョコレートフレーバーキ
ャンディバー又はチップのようなチョコレートフレーバー製品と室温、即ち約7
0″F(21,1”C’)で、好ましくはそれ以下の温度、例えば約50丁(1
0℃)で透明な調理及びサラダ油がある。
意外にも、ある本低カロリー脂肪はポリオールポリエステル用の抗肛門漏出剤と
し、て機能することができる。
加えて、ポリオールポリエステルとこれらの低カロリー脂肪との組合せはいずれ
か単独の成分使用よりも優れた有意の利点を示す。これらの組合せで得られる利
点としては(1)増加したカロリー低下;(2)質感/味覚効果(例えば、低い
ロウ性/べとつき、改善された口内溶融性);(3)フライ時における低退色性
;及び(4)フライ時における低い高温揮発性及び発泡性がある。
増量剤又は増粘剤は多くの食品組成物において低カロリー脂肪と組合せると有用
である。増量剤は非消化性炭水化物、例えばポリデキストロース及びセルロース
又はセルロース誘導体、例えばカルボキシメチルセルロース、カルボキシエチル
セルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース及び微結晶セル
ロースである。
他の適切な増量剤としては、ゴム(親水コロイド)、デンプン、デキストリン、
醗酵乳清、豆腐、麦芽デキストリン、糖アルコールのようなポリオール、例えば
ソルビトール及びマンニトース、炭水化物、例えばラクトースがある。
同様に、食品及び飲料組成物は各々の組合せ効果を発揮させるため本低カロリー
脂肪を食物繊維と組合せて製造してもよい。“食物繊維”とは植物細胞壁及び海
草中に存在する炭水化物並びに微ヰ物醗酵で得られる炭水化物のような哺乳動物
酵素による消化に抵抗する複合炭水化物を意味する。これら複合炭水化物の例は
フスマ、セルロース、ヘミセルロース、ペクチン、ゴム及び粘液、海草エキス並
びに生合成ゴムである。セルロース繊維源としては野菜、果実、草、穀物及び人
工繊維(例えば、細菌合成品)がある。精製植物セルロース又はセルロース粉の
ような市販繊維も使用可能である。天然繊維としては全シトラス果皮、シトラス
アルベド、テンサイ、シトラス果肉及びベシクル固体、リンゴ、アプリコツト及
びスイカ外皮からの繊維がある。
これらの食物繊維は粗製形でも又は精製形であってもよい。用いられる食物繊維
は単一タイプ(例えば、セルロース)、複合食物繊維(例えば、セルロース及び
ペクチン含有シトラスアルベド繊維)又はある繊維組合せ(例えば、セルロース
及びゴム)である。繊維は当業界で公知の方法で加工処理してもよい。
低カロリー脂肪は少量の任意調味料、乳化剤、杭木散剤、抗粘着剤、酸化防止剤
等も含有することができる。
勿論判断は適切な低カロリー脂肪及びこれらの脂肪と他の食品成分との組合せを
用いる上で行われるべきである。例えば、甘味料及び脂肪の組合せは2つの特別
な効果が望まれない場合には用いられない。脂肪及び脂肪成分の組合せは適切で
あれば適量で用いられる。
多くの効果は単独で又は前記成分と共にいずれかで用いられた場合に食品及び飲
料組成物において本低カロリー脂肪の使用から得られる。主要効果は脂肪が全部
又は一部脂肪代替品として用いられた場合に得られるカロリー低下である。この
カロリー低下は本脂肪と低カロリー甘味料、増量剤又は他の低カロリーもしくは
無カロリー脂肪との組合せを用いて増加させることができる。この使用から得ら
れるもう1つの効果は飲食物中における総脂肪量の減少である。トリグリセリド
脂肪に代わり低カロリー脂肪から製造される食品又は飲料はコレステロールも少
なく、これら食品の摂取で血中コレステロールを低下させひいては心臓病のリス
クも低下させることができる。
関連効果は低カロリー脂肪の使用で貯蔵安定性及び浸透安定性に関して安定な食
品及び飲料を製造しうることである。低カロリー脂肪から製造される組成物は許
容しつる官能性、特に味覚及び質感を有する。
ダイエツト食品は、例えば肥満、糖尿病又は高コレステロース血症のヒトの特別
なダイエツト必要性に合致した低カロリー脂肪から製造することができる。低カ
ロリー脂肪は低脂肪、低カロリー、低コレステロール食の大部分であり、それら
は単独で又は薬物療法もしくは他の療法と組合せて用いることができる。低カロ
リー脂肪で製造される食品又は飲料製品の組合せは上記効果の1以上を得るため
単独で又は1種以上の前記成分と組合せて低カロリー脂肪を含有したこれら製品
の1種以上に基づき総合的なダイエツト管理法の一部として用いることができる
。
低カロリー脂肪の用途、組合せ及び効果に関するこの説明は限定的でも又はすべ
て含まれているわけでもない。
本発明の精神及び範囲内に属する他の同様の用途及び効果も見出しうると考えら
れる。
トリグリセリド(即ち、MML/MLMSMLL/LML、MMM及びLLL)
の炭素数分布(CN P)は分子量による組成の分析及び特徴化のためにメチル
シリコーンでコーティングされた短い溶融シリカカラムを用いてプログラム化さ
れた温度−ガスクロマトグラフィ(GC)により調べることができる。トリグリ
セリドはそれらの各炭素数に従い分離されるが、その場合における炭素数とは混
合脂肪酸残基に関する炭素原子の総数を表す。グリセロール分子の炭素数は計算
されない。同一炭素数のグリセリドは同一ピークとして溶出する。例えば、3つ
のC16(バルミチン)脂肪酸残基から構成されるトリグリセリドは1つの01
4(ミリスチン)、1つのC及び1つの018(ステアリン)脂肪酸残基から構
成B
されるトリグリセリド又は2つの014脂肪酸残基及び1つのC2o(アラキド
ン)脂肪酸残基から構成されるトリグリセリドと一緒に同時溶出する。
分析用脂肪サンプルの調製は下記のとおりである:脂肪サンプルが固体である場
合、それはスチーム浴で溶融され、代表的サンプルを確保するためよく攪拌され
る。
サンプルの一部50.0μgがバイアル中にピペットで入れられ、しかる後塩化
メチレン1. 0mlが加えられる。
バイアルの内容物は激しく振盪される。
調製された脂肪サンプルのGNPを測定するため、温度プログラミング及び水素
フレームイオン比検出器装備ヒューレットーバッカード5890Aシリーズガス
クロマトグラフがヒユーレット−バラカード3B96A積分器と一緒に用いられ
る。メチルシリコーンの薄層でコーティングされた2m!0.22關径溶融シリ
カキャピラリーカラム(J&W DBI)も用いられる。温度プログラマ−によ
る特定パターンに従い温度が制御及び増加できるオーブン中でカラムが加熱され
る。水素フレームイオン化検出器はカラムの出口に装着される。検出器で生じる
シグナルは電位計により積分器用の作動インプットシグナルに増幅される。積分
器はガスクロマトグラフ曲線をプリントアウトして、曲線下の面積を電気的に積
分する。
下記装置条件がガスクロマトグラフで適用される:隔壁バージ 2−3g1/■
1n
キヤリア流(H2) 2ml/■in
ベント流 300m1/sin
メーキ+ ツブキャリア(He) 40psiで 20sl/stn水素 15
ps1で15m1/sin
空気 40pslで400m1/sin調製された脂肪サンプルの一部1.0μ
gを気密シリンジで取出し、350℃の注入温度でガスクロマトグラフの注入口
に注入する。成分は水素キャリアガスでカラム内に通される。カラム温度は最初
80℃にセットされ、この温度で0.5分間保たれる。次いでカラムは20℃/
sinの速度で最終温度350℃以内に加熱される。カラムは最終温度350℃
で更に20分間維持される。
次いで生じたクロマトグラフィビークが同定され、ピーク面積が測定される。ピ
ークの同定は既に分析された既知の純粋グリセリドと比較して行われる。積分器
で測定されるようなピーク面積は下記式に従い特定の炭素数(cN)を有するグ
リセリド率を計算するために利用される:
%C−(CNの面積/5)xlO。
上記式中S−生じた全ピークに関するCN面積の合計G0本発明による向流液体
/液体抽出の具体的な説明下記は本発明による向流液体/液体抽出の具体的な説
明である:
例1
向流液体/液体抽出は選択的合成法により得られるトリグリセリド混合物を“シ
ミュレートする°ために処方された油流から“軽”不純物を除去する上で実施し
たが、即ち“シミュレートされた”油流は他の合成法で産生されたトリグリセリ
ド混合物から調製され、しかる後選択的合成法により得られる混合物の組成と近
似するようにブレンドされた。3インチ(7,6c■)径オールドシューーラシ
ュトン力ラム(6フイート(1,8m)の抽出高さ)を用いて、6.7プラグフ
ロートランスフアーユニツトを形成するように組立てた。メタノールを抽出溶媒
として用いた。他のキー操作条件は下記表で示されてカラム温度(丁)145
溶媒流速度H/Hr) 27
油流速度(答/Hr) 8.7
溶媒:油化 4:1
0−ター速度(rps) 250
還流速度($/Hr) 0
還流比 0
供給される油流、得られるラフィネート相、得られる抽出相及びラフィネート相
に残留する特定成分の分画の組成(溶媒除く)は下記表で示されている:FA
(C8−022) 0.77 0.0g 3.81 0.04MM剥 (024
−030) 8.09 1.62 29.01 0.17ML (030−C3
2) 1.05 0.42 3.44 0.26MML (03B−C44)
!13.39 91.01 5B、67 0.83MLL (04B−C54)
3.80 4.70 G、58 0.95”GNPによると、−FA’−RM
NFfW、’MM L ’−MML/MLMS ’MLL″ −ML L/LM
L例2
向流液体/液体抽出は選択的合成法により得られる油流から“軽“不純物を除去
するために実施した。例1で記載されたようなオールドシュー−ラシュトン抽出
カラムを用いたが、但し4.5フイート(1,4m) “抽出′セクション及び
1.5フイート(0,5m) “精留”セクションを形成するように組立てた。
メタノールを抽出溶媒として用いた。抽出溶媒流から溶媒をストリッピングし、
残留油相成分の一部を用いて“還流″油流を得、これを抽出カラムの頂部に還元
した。他のキー操作条件は下記表で示されている:
条件
カラム温度(F ) 145
溶媒流速度(t/Hr) 27
油流速度(婁/Hr) 9
溶媒:油化 8:1
0−ター速度(rp■)230
還流速度<#/Hr) 1
還流比 0.5
供給される油流、得られるラフィネート相(還流前)、得られるラフィネート相
(還流後)、得られる抽出溶媒相(還流前)及び得られる抽出溶媒相(還流後)
の組成(溶媒除く)は下記表で示されている:還元前 還元後
供給 ラフィ ラフィ 還元前 還元後FA(C8−C22) 8.IiOO,
000,1027,5139,41HMM(C24−C30) 7.59 1.
24 1..82 13.73 13.85MML(C36−C44) 76.
87 91.70 91.53 44.23 37.04肛L(C4B−054
) 3.74 4.7B 4.04 0.47 0.33零CNPIこよると、
例1のとおり
毀ユ
向流液体/液体抽出は例1のように(即ち、抽出溶媒としてメタノール、オール
ドシュー−ラシュトン力ラム)但し175’F(79,4℃)のカラム(抽出)
温度を用いて“シミュレートされた“油流から“軽°不純物を除去するために実
施した。他のキー操作条件は下記表で示されている:
条件
溶媒流速度(寥/Hr) 22.5
油流速度(宴/ Hr ) 9
溶媒二油比 2゜5
0−ター速度(rps) 185
還流速度(#/)fr) 0
還流比 0
供給される油流、得られるラフィネート相、得られる抽出溶媒相及びラフィネー
ト相に残留する特定成分の分画の組成(溶媒除く)は下記表で示されている:F
A (C8−C22) 1.10 0.11 5.98 0.08MMM (C
24−C30) 11.4(2,0029,040,17ML (C30−C3
2) 1.47 0.112 4.31 0.35MML (C38−C44)
110.49 B7.91 51.21 0.83MLL (C46−C54
) 3.77 4.67 0.60 0.95速度(審/Hr) 9.00 B
、80 2.20零GNPによると、例1のとおり
例4
向流液体/液体抽出は7,0プラグフロートランスフアーユニツトを形成するよ
うに組立てられた2インチ(5、1cm)径カールカラム(10フイート(3m
)の抽出高さ)で“シミュレートされた”油流から“軽゛不純物を除去するため
に実施した。メタノールを抽出溶媒として用いた。他のキー操作条件は下記表で
示されている: 条件
カラム温度(丁)145
溶媒流速度(霧/Hr) 12
油流速度(婁/Hr) 3.7
溶媒:油化 3.2:1
攪拌機速度(spa)零 80
還流速度(霧/Hr) 0
還流比 0
零ストローク(垂直) /win
供給される油流、得られるラフィネート相、得られる抽出溶媒相及びラフィネー
ト相に残留する特定成分の分画の組成(溶媒除く)は下記表で示されている:P
A (C22) 1.27 0.22 9.24 0.14MMM (C24−
C30) 9.45 2.98 43.12 0.24)!L (C30−03
2) 1.42 0.7B 3.84 0.41+MML (C3B−C44)
80.91 90.50 30.98 0.91MLL (C4B−C54)
1.05 1.21 0.52 0.94速度(審/Hr) 3.70 g、
Qo 0.70*G N Pによると、例1のとおり
例5
向流液体/液体抽出は例1で記載されたオールドシュー−ラシュトン抽出カラム
を用いて非選択的ランダム合成法により得られた油流から“軽”不純物を除去す
るために実施した。92.5%エタノール/7.5%水混合液を抽出溶媒として
用いた。他のキー操作条件は下記表で示されている:
条件
カラム温度(丁)160
溶媒流速度($/Hr) 27
油流速度(#/Hr) 9.9
溶媒:油化 2.7:1
0−ター速度(rp■)140
還流速度(@/Hr) 0
還流比 0
供給される油流、得られるラフィネート相、得られる抽出溶媒相及びラフィネー
ト相に残留する特定成分の分画の組成(溶媒除く)は下記表で示されている:P
A (C8−C22) 2.20 0.00 1.53 0.00MMM (C
24−C30) is、B5(1,164Q、29 0.(11MML (C3
B−C44) 39.B5 35.03 45.18 0.51MLL (C4
B−C54) 32.4g 50.33 11.19 0.87LLL (C5
8−C6g) 7.97 13.84 0.99速度(#/Hr) 9.9 5
.7 4.2”G N Pによると、例1のとおり
例6
向流液体/液体抽出は例5で得られたラフィネート相からMML/MLM)リグ
リセリドを除去するために実施した。グツドロー構造バッキング装備3インチ(
7,6c■)径長尺塔(抽出高さ29.5フイート(9m))を用いた。カラム
を組立てて、10.5フイート(3,2m) “抽出”セクション及び19.0
フイート(5,8m) “精留°セクションを形成した。超臨界二酸化炭素を抽
出溶媒として用いた。抽出カラムを通過した後、抽出溶媒流を二酸化炭素相及び
油相に分離した。
残留油相成分の一部を用いて“還流”油流を得、これを抽出カラムの頂部に還元
した。他のキー操作条件は下記表で示されている:
条件
カラム圧力(psi) 3800
力ラム温度(F ) 1e。
抽出分離圧力(psi) 250
抽出分離温度(丁) 115
油流速度($/Hr) 2.5
C02:油化 96:1
還流速度(t/Hr) 1.5
還流比 0.65
供給される油流、得られるラフィネート相、得られる抽出溶媒相及びラフィネー
ト相に残留する特定成分の分画の組成(溶媒除く)は下記表で示されている:M
MM (C24−C30) 0.1B 0.00 1.01 0.00MML
(C36−C44) 35.03 12.49 95.13 0.24MLL
(C46−C54) 50.33 B5.81 0.30 0.1!9LLL
(05B−C811) 13.64 19.94 0.0G 1.00速度(寥
/Hr) 2.5 1.7 04零CNPIこよると、例1のとおり
要 約 書
MML/MLMトリグリセリドから“軽°不純物、(主にMMM)リグリセリド
)を選択的に除去するか又は“重゛不純物(主にMLL/LML及びLLL )
リグリセリド)からMML/MLMトリグリセリドを選択的に除去するため複合
トリグリセリド混合物を分別する向流液体/液体抽出プロセスが開示されている
(MはC6−CN肪酸残基又はその混合物、LはC−CN肪10 1B 24
酸残基又はその混合物である)。“軽”不純物のケースでは、MMM及びMML
/MLMトリグリセリドを含有した油流がMMM)リグリセリドを選択的に除去
するためその油流と部分的に混和性である極性溶媒又は超臨界液を含有した溶媒
流に対して向流で通される。“重°不純物のケースでは、MML/MLM、ML
L/LML及びLLL F−リグリセリドを含有した油流がMM L /M L
Mトリグリセリドを選択的に除去するため溶媒流に対して向流で通される。
国際調査報告
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.MML/MLMトリグリセリド含有油流からMMMトリグリセリド(MはC 6−C10脂肪酸残基、好ましくはC6−C10飽和脂肪酸残基、最も好ましく はC8もしくはC10飽和脂肪酸残基又はその混合物である;LはC18−C2 4脂肪酸残基、好ましくはC18−C24飽和脂肪酸残基、最も好ましくは少く とも90%のべヘン酸残基又はその混合物である)を選択的に除去する向流、好 ましくは連続液体/液体抽出方法であって、少くとも2%のMMMトリグリセリ ド及び少くとも15%、最も好ましくは少くとも30%のMML/MLMトリグ リセリドを含有した油流を、その油流と部分的に混和性である極性溶媒又は超臨 界液を含有した溶媒流に、その溶媒流が油流中に存在するMMMトリグリセリド の少くとも25%、好ましくは少くとも50%を選択的に除去するように向流で 通過させるステップを含む方法。 2.油流が、10〜40%のMMMトリグリセリド及び35〜45%のMML/ MLMトリグリセリド又は4〜10%のMMMトリグリセリド及び75〜96% のMML/MLMトリグリセリドを含むものであるか、あるいは20〜45%の 混合MLL/LML及びLLLトリグリセリドと35〜45%のMML/MLM トリグリセリドを含有した第二油流を、その第二油流と部分的に混和性である極 性溶媒又は超臨界液を含有した第二溶媒流に、その第二溶媒流が第二油流中に存 在する混合MLL/LML及びLLLトリグリセリドの少くとも50%、好まし くは少くとも75%を選択的に除去するように向流で通過させることにより得ら れるものである、請求項1に記載の方法。 3.溶媒流がメタノール、エタノール80〜99%及び水1〜20%の混合液と エタノール5〜50%及びメタノール50〜95%の混合液からなる群より選択 される極性溶媒を含有している、請求項1又は2に記載の方法。 4.溶媒流がメタノールを含有し、更に油流が1.5〜10、好ましくは2〜6 のメタノール:油重量比及び120〜210°F(48.9〜98.9℃)、好 ましくは140〜190°F(60〜37.8℃)の抽出温度で溶媒流に対して 向流で通過される、請求項3に記載の方法。 5.溶媒流がエタノール5〜50%及びメタノール50〜95%の溶媒混合液を 含有し、更に油流が1〜8の溶媒混合液:油重量比及び120〜210°F(4 8.9〜98.9℃)の抽出温度で溶媒流に対して向流で通過される、請求項3 に記載の方法。 6.溶媒流が超臨界二酸化炭素を含有し、好ましくは10〜150の二酸化炭素 :油重量比及び3000〜5000psiの抽出圧力で油流に対して向流で通過 される、請求項1又は2に記載の方法。 7.MLL/LML及びLLLトリグリセリド含有油流からMML/MLMトリ グリセリド(MはC6−C10脂肪酸残基、好ましくはC6−C10飽和脂肪酸 残基、最も好ましくはC8もしくはC10飽和脂肪酸残基又はその混合物である ;LはC18−C24脂肪酸残基、好ましくはC18−C24飽和脂肪酸残基、 最も好ましくは少くとも90%のべヘン脂肪酸残基又はその混合物である)を選 択的に除去する向流、好ましくは連続液体/液体抽出方法であって、 少くとも2%の混合MLL/LML及びLLLトリグリセリド及び少くとも15 %、好ましくは少くとも30%のMML/MLMトリグリセリドを含有した油流 を、その油流と部分的に混和性である極性溶媒又は超臨界液を含有した溶媒流に 、その溶媒流が油流中に存在するMML/MLMトリグリセリドの少くとも50 %、好ましくは少くとも75%を選択的に除去するように向流で通過させるステ ップを含む方法。 8.油流が、20〜45%の混合MLL/LML及びLLLトリグリセリド及び 35〜45%のMML/MLMトリグリセリド又は3〜8%の混合MLL/LM L及びLLLトリグリセリドと80〜96%のMML/MLMトリグリセリドを 含むものであるか、あるいは10〜40%のMMMトリグリセリド及び35〜4 5%のMML/MLMトリグリセリドを含存した第二油流を、その第二油流と部 分的に混和性である極性溶媒又は超臨界液を含有した第二溶媒流に、その第二溶 媒流が第二油流中に存在するMMMトリグリセリドの少くとも25%、好ましく は少くとも50%を選択的に除去するように向流で通過させることにより得られ るものである、請求項8に記載の方法。 9.溶媒流がメタノール、エタノール80〜99%及び水1〜20%の混合液と エタノール5〜50%及びメタノール50〜95%の混合液からなる群より選択 される極性溶媒を含有している、請求項7又は8に記載の方法。 10.溶媒流がエタノール92〜98%及び水2〜8%の溶媒混合液を含有し、 更に油流が2〜15、好ましくは2〜10の溶媒混合液:油重量比及び120〜 220°F(48.9〜104.4℃)、好ましくは150〜200°F(65 .6〜93.3℃)の抽出温度で溶媒流に対して向流で通過される、請求項9に 記載の方法。 11.溶媒流がエタノール5〜50%及びメタノール50〜95%の溶媒混合液 を含有し、更に油流が1〜10の溶媒混合液;油重量比及び120〜220°F (48.9〜104.4℃)の抽出温度で溶媒流に対して向流で通過される、請 求項9に記載の方法。 12.溶媒流が超臨界二酸化炭素を含有し、好ましくは10〜150、好ましく は50〜120の二酸化炭素:油重量比及び3000〜50OOpsi、好まし くは3500〜4500psiの抽出圧力で油流に対して向流で通過される、請 求項7又は8に記載の方法。 13.MML/MLMトリグリセリド含有曲流からMMMトリグリセリド(Mは C6−C10脂肪酸残基、好ましくはC6−C10飽和脂肪酸残基、最も好まし くはC8もしくはC10飽和脂肪酸残基又はその混合物である;LはC18−C 24脂肪酸残基、好ましくはC18−C24飽和脂肪酸残基、最も好ましくは少 くとも90%のべヘン脂肪酸残基又はその混合物である)を選択的に除去する連 続向流液体/液体抽出方法であって、 (a)少くとも2%のMMMトリグリセリド及び少くとも30%のMML/ML Mトリグリセリドを含有した油流を、その油流と部分的に混和性である極性溶媒 又は超臨界液を含有した溶媒流に、その溶媒流が油流中に存在するMMMトリグ リセリドの少くとも25%、好ましくは少くとも50%を選択的に除去するよう に向流で通過させて、除去されたMMMトリグリセリド及び少くとも一部のMM L/MLMトリグリセリドを含有した抽出溶媒流と残留MML/MLMトリグリ セリドを含有したラフィネート相を形成する; (b)還流油流が抽出溶媒流中に存在するMML/MLMトリグリセリドを除去 するように抽出溶媒流をMMMトリグリセリド含有遠流油流に対して向流で通過 させて、精留抽出溶媒流を形成する; (c)溶媒を精留抽出溶媒流から除去して、MMMトリグリセリド含有残留油相 を形成する; (d)残留油相の一部、好ましくは10〜90%、最も好ましくは25〜75% を用いて、ステップ(b)の還流油流を形成する;及び (e)残留油相の残留部分を集める; ステップを含む方法。 14.ステップ(b)がMMM及びMML/MLMトリグリセリドを含有した第 二ラフィネート相も形成し、更にその第二ラフィネート相をステップ(a)の油 流に加える追加ステップ(f)を含む、請求項13に記載の方法。 15.ステップ(a)及び(b)が同抽出力ラムで実施される、請求項13に記 載の方法。 16.油流が、10〜40%のMMMトリグリセリド及び35〜45%のMML /MLMトリグリセリド又は4〜10%のMMMトリグリセリド及び75〜96 %のMML/MLMトリグリセリドを含むものであるか、あるいは20〜45% の混合MLL/LML及びLLLトリグリセリドと35〜45%のMML/ML Mトリグリセリドを含有した第二油流を、その第二油流と部分的に混和性である 極性溶媒又は超臨界液を含有した第二溶媒流に、その第二溶媒流が第二油流中に 存在する混合MLL/LML及びLLLトリグリセリドの少くとも50%、好ま しくは少くとも75%を選択的に除去するように向流で通過させることにより得 られるものである、請求項13〜15のいずれか一項に記載の方法。 17.溶媒流がメタノール、エタノール80〜99%及び水1〜20%の混合液 とエタノール5〜50%及びメタノール50〜95%の混合液からなる群より選 択される極性溶媒を含有している、請求項13〜16のいずれか一項に記載の方 法。 18.溶媒流がメタノールを含有し、更に油流が1.5〜10、好ましくは2〜 6のメタノール:油重量比及び120〜210°F(48.9〜98.9℃)、 好ましくは140〜190°F(60〜37.8℃)の抽出温度で溶媒流に対し て向流で通過される、請求項17に記載の方法。 19.溶媒流がエタノール5〜50%及びメタノール50〜95%の溶媒混合液 を含有し、更に油流が1〜8の溶媒混合液:油重量比及び120〜210°F( 48.9〜98.9℃)の抽出温度で溶媒流に対して向流で通過される、請求項 17に記載の方法。 20.溶媒流が超臨界二酸化炭素を含有し、好ましくは10〜150の二酸化炭 素:油重量比及び3000〜5000psiの抽出圧力で油流に対して向流で通 過される、請求項13〜16のいずれか一項に記載の方法。 21.MLL/LML及びLLLトリグリセリド含有油流からMML/MLM及 びMMMトリグリセリド(MはC6−C10脂肪酸残基、好ましくはC6−C1 0飽和脂肪酸残基、最も好ましくはC8もしくはC10飽和脂肪酸残基又はその 混合物である;LはC18−C24脂肪酸残基、好ましくはC18−C24飽和 脂肪酸残基、最も好ましくは少くとも90%のべヘン脂肪酸残基又はその混合物 である)を選択的に除去する連続向流液体/液体抽出方法であって、 (a)少くとも2%の混合MLL/LML及びLLLトリグリセリドと少くとも 30%の混合MML/MLM及びMMMトリグリセリドを含有した油流を、その 油流と部分的に混和性である極性溶媒又は超臨界液を含有した溶媒流に、その溶 媒流が油流中に存在するMML/MLM及びMMMトリグリセリドの少くとも5 0%、好ましくは少くとも75%を選択的に除去するように向流で通過させて、 除去されたMMM及びMML/MLMトリグリセリドと少くとも一部のMLL/ LML及びLLLトリグリセリドを含有した抽出溶媒流並びに残留MLL/LM L及びLLLトリグリセリドを含有したラフィネート相を形成する; (b)還流油流が抽出溶媒流中に存在するMLL/LML及びLLLトリグリセ リドを除去するように抽出溶媒流をMML/MLM及びMMMトリグリセリド含 存還流油流に対して向流で通過させて、精留抽出溶媒流を形成する; (c)溶媒を精留抽出溶媒流から除去して、MML/MLM及びMMMトリグリ セリド含有残留油相を形成する;(d)残留油相の一部、好ましくは10〜90 %、最も好ましくは25〜75%を用いて、ステップ(b)の還流油流を形成す る;及び (e)残留油相の残留部分を集める; ステップを含む方法。 22.ステップ(b)がMLL/LML、LLL及びMML/MLMトリグリセ リドを含有した第二ラフィネート相も形成し、更にその第二ラフィネート相をス テップ(a)の油流に加える追加ステップ(f)を含む、請求項21に記載の方 法。 23.ステップ(a)及び(b)が同抽出力ラムで実施される、請求項21に記 載の方法。 24.油流が、20〜45%の混合MLL/LML及びLLLトリグリセリドと 35〜45%のMML/MLMトリグリセリド又は3〜8%の混合MLL/LM L及びLLLトリグリセリド及び80〜96%のMML/MLMトリグリセリド を含むものであるか、あるいは10〜40%のMMMトリグリセリド及び35〜 45%のMML/MLMトリグリセリドを含有した第二油流を、その第二油流と 部分的に混和性である極性溶媒又は超臨界液を含有した第二溶媒流に、その第二 溶媒流が第二油流中に存在するMMMトリグリセリドの少くとも25%、好まし くは少くとも50%を選択的に除去するように向流で通過させることにより得ら れるものである、請求項21〜23のいずれか一項に記載の方法。 25.溶媒流がメタノール、エタノール80〜99%及び水1〜20%の混合液 とエタノール5〜50%及びメタノール50〜95%の混合液からなる群より選 択される極性溶媒を含有している、請求項21〜24のいずれか一項に記載の方 法。 26.溶媒流がエタノール92〜98%及び水2〜8%の溶媒混合液を含有し、 更に油流が2〜15、好ましくは2〜10の溶媒混合液:油重量比及び120〜 220°F(48.9〜104.4℃)、好ましくは150〜200°F(65 .6〜93.3℃)の抽出温度で溶媒流に対して向流で通過される、請求項25 に記載の方法。 27.溶媒流がエタノール5〜50%及びメタノール50〜95%の溶媒混合液 を含有し、更に油流が1〜10の溶媒混合液:油重量比及び120〜220°F (48.9〜104.4℃)の抽出温度で溶媒流に対して向流で通過される、請 求項25に記載の方法。 28.溶媒流が超臨界二酸化炭素を含有し、好ましくは10〜150、好ましく は50〜120の二酸化炭素:油重量比及び3000〜5000psi、好まし くは3500〜4500psiの抽出圧力で曲流に対して向流で通過される、請 求項21〜24のいずれか一項に記載の方法。
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