PL188106B1

PL188106B1 - Trójglicerydowy tłuszcz i sposób przyspieszania krystalizacji wolno krystalizującego tłuszczu trójglicerydowego

Info

Publication number: PL188106B1
Application number: PL97333098A
Authority: PL
Inventors: Gabriel Jacobus T. Lansbergen; Cornelis Laurentius Sassen; John Schuurman
Original assignee: Unilever Nv
Priority date: 1996-11-06
Filing date: 1997-10-08
Publication date: 2004-12-31
Also published as: EP0846421A1; HUP9904234A3; ZA979412B; TR199900985T2; JP4226654B2; DK0936870T3; ATE203649T1; CZ162799A3; DE69705963D1; WO1998019554A1; HUP9904234A2; AU4866297A; DE69705963T2; EP0936870B1; EP0936870A1; SK60199A3; SK281880B6; AU726620B2; MY116165A; CA2270950C

Abstract

1. Trójglicerydowy tluszcz skladajacy sie z mieszanki wolno krystalizujacego trójgli- cerydowego tluszczu A, który w stanie cieklym pozostawiony w temperaturze 10°C do spo- kojnej krystalizacji potrzebuje co najmniej 15 minut aby wykrystalizowac w 50% wago- wych zawartosci fazy stalej wystepujacej w stanie równowagi w temperaturze 10°C, i przyspieszajacego krystalizacje tluszczu B, przy czym mieszanka sklada sie z 90 do 99,5 czesci wagowych tluszczu A i 0,5 do 10 czesci wagowych tluszczu B, który to tluszcz B zawiera trójglicerydy typu XXM i trójglicerydy typu XMX o róznej dlugosci lancuchów weglowych kwasów tluszczowych gdzie X oznacza nasycony lancuch o C 15, a M oznacza nasycony lancuch o C < 15, znamienny tym, ze w tluszczu B stosunek wagowy XXM/XMX wynosi co najmniej 2,5 i zawartosc trój glicerydów X2M w których najdluz- szy lancuch rózni sie od najkrótszego lancucha co najmniej dwoma atomami wegla wy- nosi co najmniej 15% wagowych, albo stosunek wagowy XXM/XMX jest < 2,5 i zawar- tosc trój glicerydów X2M w których najdluzszy lancuch rózni sie od najkrótszego lancu- cha co najmniej szescioma atomami wegla wynosi co najmniej 10% wagowych. 8. Sposób przyspieszania krystalizacji wolno krystalizujacego tluszczu trójglice- rydowego A jak okreslony w zastrz. 1, znamienny tym, ze wprowadza sie do niego tluszcz trójglicerydowy B jak okreslony w dowolnym z poprzednich zastrz., w stosunku wagowym 90 do 99,5 czesci wagowych tluszczu A i 0,5 do 10 czesci wagowych tluszczu B. PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest trój glicerydowy tłuszcz składający się z mieszanki wolno krystalizującego trój glicerydowego tłuszczu A. który w stanie ciekłym pozostawiony w temperaturze 10°C do spokojnej krystalizacji potrzebuje co najmniej 15 minut aby wykrystalizować w 50% wagowych zawartości fazy stałej występującej w stanie równowagi w temperaturze 10°C. i przyspieszającego krystalizację tłuszczu B. przy czym mieszanka składa się z 90 do 99.5 części wagowych tłuszczu A i 0.5 do 10 części wagowych tłuszczu B. który to tłuszcz B zawiera trójglicerydy typu XXM i trójglicerydy typu XMX o różnej długości łańcuchów węglowych kwasów tłuszczowych gdzie X oznacza nasycony łańcuch o C > 15. a M oznacza nasycony łańcuch o C < 15. charakteryzujący się tym. ze w tłuszczu B stosunek wagowy XXM/XMX wynosi co najmniej 2.5 i zawartość trój glicerydów X2M w których najdłuzszy łańcuch różni się od najkrótszego łańcucha co najmniej dwoma atomami węgla wynosi co najmniej 15% wagowych. albo stosunek wagowy XXM/XMX jest < 2.5 i zawartość trójgli cerydów X2M w których najdłuższy łańcuch różni się od najkrótszego łańcucha co najmniej sześcioma atomami węgla wynosi co najmniej 10% wagowych

188 106

Korzystnie trój glicerydowy tłuszcz według wynalazku charakteryzuje się tym, że gdy stosunek wagowy XXM/XMX wynosi co najmniej 2,5 to tłuszcz przyspieszający krystalizację zawiera co najmniej 15% wagowych trój glicerydów X2M w których najdłuższy łańcuch różni się od najkrótszego łańcucha co najmniej czterema atomami węgla, korzystnie co najmniej sześcioma atomami węgla, bardziej korzystnie co najmniej ośmioma atomami węgla, a gdy stosunek wagowy XXM/XMX jest < 2,5 to tłuszcz przyspieszający krystalizację zawiera co najmniej 10% wagowych trój glicerydów X2M w których najdłuzszy łańcuch różni się od najkrótszego łańcucha co najmniej ośmioma atomami węgla, korzystnie co najmniej dziesięcioma atomami węgla.

Korzystnie w trój glicerydowym tłuszczu według wynalazku minimalna różnica długości łańcucha wynosząca sześć atomów węgła obowiązuje dla XXM/XMX < 5, korzystnie dla XXM/XMX < 8, przy czym dla pozostałych stosunków XXM/XMX ta różnica wynosi co najmniej dwa atomy węgla.

Korzystnie trój glicerydowy tłuszcz według wynalazku zawiera wolno krystalizujący tłuszcz dla którego pół-czas krystalizacji w 10°C wynosi co najmniej 15 minut, korzystnie co najmniej 30 minut a bardziej korzystnie co najmniej 45 minut.

W innym korzystnym wykonaniu tłuszcz przyspieszający krystalizację jest w pełni utwardzonym wysoko laurynowym olejem rzepakowym.

Także korzystnie trój glicerydowy tłuszcz według wynalazku zawiera tłuszcz przyspieszający krystalizację w ilości 0,5 do 6% wagowych.

W korzystnym wykonaniu wynalazku w trój glicerydowym tłuszczu według wynalazku dla dowolnego stosunku XXM/XMX skuteczna ilość trójglicerydów X2M wynosi co najmniej 20% wagowych, korzystnie co najmniej 25% wagowych, bardziej korzystnie co najmniej 30% wagowych a jeszcze bardziej korzystnie co najmniej 35% wagowych tłuszczu przyspieszającego krystalizację.

Przedmiotem wynalazku jest także sposób przyspieszania krystalizacji wolno krystalizującego tłuszczu trój glicerydowego A jak wyżej określony polegający na tym, ze wprowadza się do niego tłuszcz trój glicerydowy B jak wyżej określony w stosunku wagowym 90 do 99,5 części wagowych tłuszczu A i 0,5 do 10 części wagowych tłuszczu B.

W korzystnym sposobie według wynalazku wolno krystalizujący tłuszcz jest wybrany z grupy składającej się z oleju palmowego i jego frakcji, interestryfikowanych mieszanek olejów z nasion roślin i w pełni utwardzonych olejów z nasion roślin oraz frakcje takich interestryfikowanych mieszanek.

Wpływ środka przyspieszającego krystalizację tłuszczu na szybkość krystalizacji jest określony przez trójgłicerydy X2M. Skuteczne trójglicerydy X2M środka przyspieszającego krystalizację tłuszczu stosowanego w mniejszym wynalazku generalnie wykazują asymetrię cząsteczki, ponieważ ogólnie biorąc występuje dużo więcej asymetrycznych trójglicerydów XXM niż symetrycznych trójglicerydów XMX. Ponadto, wymagana jest minimalna różnica między najdłuższym a najkrótszym łańcuchem kwasu tłuszczowego w cząsteczce trójglicerydu. Ta różnica powinna być większa gdy stosunek XXM/XMX staje się mniejszy. Generalnie, różnica wynosi co najmniej dwa atomy węgla, ale gdy stosunek spada poniżej 2,5 to różnica długości łańcucha węglowego powinna wzrastać do co najmniej sześciu.

Wprowadzanie takich asymetrycznych trójglicerydów do przechłodzonej mieszanki tłuszczowej pomaga pokonywać trudności związane z wolną krystalizacją szczególnie tłuszczów o niskiej zawartości ugrupowań trans.

Chociaż minimalna różnica długości najdłuższego i najkrótszego łańcucha węglowego musi wynosić dwa lub sześć atomów węgla w zależności od stosunku XXM/XMX mieszaniny trójglicerydów, to większe różnice długości łańcuchów wynoszące cztery, sześć, osiem lub nawet dziesięć atomów węgla są korzystne.

Natura łańcuchów X i M nie ma znaczenia, pod warunkiem, ze są one nasycone, a łańcuchy X mają więcej niż 15 atomów węgla a łańcuchy M mają mniej niż 15 atomów węgla.

Znaczenie względnego określenia wolno będzie docenione gdy rozważa się praktyczne wymagania procesu wytwarzania produktu. Potrzeba odpowiednio szybkiej krystalizacji tłuszczu jest najbardziej krytycznym parametrem w procesie wytwarzania kostek (owijanych)

188 106 margaryn. Maszyna pakująca margarynę może chwytać tylko sztywne kostki zestalonej emulsji margaryny Podczas następnego przechowywania zestawione w stosy paczki margaryn muszą wytrzymywać znaczne ciśnienie. Jeżeli nie, to występuje wydzielanie (wypacanie) oleju i opakowania ulegają zgnieceniu jeżeli ich zawartość nie jest wystarczająco zestalona. W przypadku wytwarzania margaryn pakowanych w tuby wolna krystalizacja powoduje to, ze emulsja rozpryskuje się i wycieka wokół obrzeza pojemnika. Obecnie w przypadku wolno krystalizujących margaryn stosuje się spowolnienie operacji, albo przez przepuszczanie zestalającej się emulsji przez większą jednostkę B, cylinder spoczynkowy pozwalający na utrzymywanie dłuższego czasu krystalizacji emulsji zanim zostanie wprowadzona do maszyny pakującej. Niekorzystną cechą jest zmniejszenie wydajności linii produkcyjnej albo konieczność stosowania dodatkowego wyposażenia (dodatkowa objętość jednostki B), albo obie te cechy.

W kontekście niniejszego opisu tłuszcz jest określany jako wolno krystalizujący jeżeli bez dodatku środka przyspieszającego krystalizację pozostawiony w 10°C do krystalizacji w spoczynku, potrzebuje co najmniej 15 minut na wykrystalizowanie 50% wagowych zawartości fazy stałej, która występuje w stanie równowagi w 10°C.

Krystalizacja tłuszczu osiąga stan równowagi gdy w odpowiedniej temperaturze zwiększanie zawartości stałego tłuszczu na minutę wynosi mniej niż 0,01% wagowego. Do tłuszczu, który ma wykrystalizować nie jest wliczony stały tłuszcz który juz występował w przechłodzonej próbce gdy rozpoczęto pomiary zawartości stałego tłuszczu.

Czas potrzebny do osiągnięcia tego poziomu 50% wagowych krystalizacji jest określany jako pół-czas krystalizacji. Im dłuzszy pół-czas tym wolniejsza krystalizacja tłuszczu Wynalazek jest szczególnie odpowiedni dla tłuszczów, które mają pół-czas krystalizacji co najmniej 30 minut, a bardziej korzystny dla tłuszczów o pół-czasie krystalizacji co najmniej 45 minut.

Figura 1 schematycznie pokazuje wzrost stałej fazy tłuszczu w funkcji czasu w wolno krystalizującym tłuszczu bez (la) i z środkiem przyspieszającym krystalizację tłuszczu (1b). Początkowo szybkość krystalizacji wzrasta a później zmniejsza się do osiągnięcia równowagi.

Odkryty efekt przyspieszania krystalizacji przez trójglicerydy X2M jest bardzo ogólny i występuje w wielu rodzajach wolno krystalizujących tłuszczów, a szczególnie w olejach o względnie niskiej (mniejszej niż 10% wagowych) zawartości kwasów tłuszczowych trans albo w których zasadniczo nie występują ugrupowania trans. Olej palmowy jest korzystny dla niniejszego wynalazku ponieważ jest on przykładem powszechnie znanego wolno krystalizującego tłuszczu (J. Am. Oil Chemist Soc. 62, 1985, 408-410). Dalszymi przykładami są palmowa frakcja środkowa, interestryfikowane mieszaniny olejów z nasion i w pełni utwardzane oleje z nasion oraz mieszanki tłuszczowe, które zawierają znaczną część tych olejów. Publikacja patentowa GB-2292949 opisuje wiele przykładów wolno krystalizujących tłuszczów.

Trójglicerydy, które wykazują właściwości przyspieszania krystalizacji, tak zwane skuteczne trójglicerydy, muszą występować w środku przyspieszającym krystalizację tłuszczu w skutecznej ilości.

Jeżeli stosunek wagowy trój glicerydów XXM do XMX (XXM/XMX) wynosi co najmniej 5, to skuteczna ilość X2M trój glicerydów wynosi co najmniej 15% środka przyspieszającego krystalizację tłuszczu. Dla mniejszych stosunków skuteczna ilość tych trój glicerydów powinna wynosić co najmniej 10% wagowych środka przyspieszającego krystalizację tłuszczu. Korzystnie minimalna ilość 15% wagowych jest odpowiednia dla wszystkich stosunków XXM/XMX wynoszących co najmniej 2,5.

Korzystnie ilość wszystkich trój glicerydów X2M w środku przyspieszającym krystalizację tłuszczu wynosi co najmniej 20% wagowych, bardziej korzystnie co najmniej 25% wagowych, a jeszcze bardziej korzystnie co najmniej 30% wagowych a nawet bardziej korzystnie co najmniej 35% wagowych środka przyspieszającego krystalizację tłuszczu

Efekt przyspieszenia krystalizacji tłuszczu jest obserwowany po zwykłym zmieszaniu środka przyspieszającego krystalizację tłuszczu określonego w wynalazku z wolno krystalizującym przechłodzonym tłuszczem w stosunku wagowym 0,5% wagowych do 10% wagowych, korzystnie 0,5% wagowych do 6% wagowych na całą mieszankę tłuszczową.

Stosowanie większych ilości środka przyspieszającego krystalizację tłuszczu jest oczywiście możliwe, ale nie koniecznie daje lepsze wyniki a może działać negatywnie na właści6

188 106 wości ewentualnej mieszanki tłuszczowej. Na ogól, ilość mniejsza niz 0,5% wagowych wydaje się być nieskuteczna.

Twórcy wynalazku wykazali że również środki przyspieszające krystalizację tłuszczu o niskiej zawartości kwasów tłuszczowych trans są zdolne do działania jako środki przyspieszające krystalizację tłuszczu.

Korzystny środek przyspieszający krystalizację tłuszczu stosowany w wynalazku jest w pełni utwardzonym wysoko laurynowym olejem rzepakowym (fhHLRP). Ten tłuszcz ujawniono w publikacji WO 95/30336 gdzie był stosowany jako część ciekłej mieszanki olejowej. Jednak ta mieszanka nie była mieszanką wolno krystalizujący a przeciwnie takie ciekłe oleje mają pozostawać cieczą w temperaturze 10°C stanowiąc część fazy tłuszczowej niskotłuszczowego środka do smarowania pieczywa. W tym czasie specyficzne działanie przyspieszające krystalizację oleju fhHLPRP nie było zatem rozpoznane.

Stwierdzono, że innym odpowiednim środkiem przyspieszającym krystalizację tłuszczu jest w pełni utwardzony tłuszcz masła (fhBU), który jako taki jest znanym tłuszczem, ale który nigdy nie był dodawany do wolno krystalizującego tłuszczu.

Innym skutecznym środkiem przyspieszającym krystalizację tłuszczu jest tłuszcz masła interestryfikowany w pełni utwardzonym olejem sojowym.

Wynalazek zostanie dalej opisany w następujących przykładach.

Tłuszcze są opisywane przez tak zwaną linię N odpowiadającą zawartości stałego tłuszczu w danej temperaturze (wartość N). W niniejszym opisie linie N są określone zasadniczo tak jak zdefiniowano w publikacji Fette, Seifen, Anstrichmittel (1978), 80, 180-186, z pewną modyfikacją dotyczącą temperatury stabilizacji: próbki były stabilizowane w temperaturze 0°C przez 16 godzin a termizowane jak opisano przez 0,5 godz. w temperaturze pomiaru.

Metody analityczne i obliczeniowe stosowane w niniejszym zgłoszeniu dla określania ilości trój glicerydów X2M jak tez stosunków ΧΧΜ/ΧΜΧ są dobrze znane. Na przykład stosowano GLC do analizy kwasów tłuszczowych w połączeniu z analizą pozycji 2 wykorzystującą częściową hydrolizę pozycji 1, 3 trój glicerydów i przypuszczalny statystyczny rozkład pozycji 1, 3 (Coleman, M.H. i Fulton, W.C., 5-th Int. Conf. Biochem. Problems of Lipids, Pergamon Press, London (1961)). Odpowiednie metody analityczne opisano na przykład w publikacji patentowej EP 78568 (analiza FAME), F.D. Gunstone i in., The Lipid Handbook, wydanie 2, (1994), Chapman & Hali, London, strony 335-338 (analizy FAME i pozycji 2) oraz A.O C.S. Official Method Ch. 3-91, 1-4 (analiza pozycji 2).

Tylko dla w pełni utwardzonego tłuszczu masła, o którym powszechnie wiadomo, ze nie spełnia załozeń statystycznego rozkładu pozycji 1, 3 (FD. Gunstone i in., The Lipid Handbook, wydanie 2, (1994), Chapman & Hali, London, strona 147), rozkład pozycji głównych kwasów tłuszczowych był określany metodą Brockerhoffa (Brockerhoff, H., J. Lipid Res. (1965)6, 10).

Przykłady 1-3

W celu zilustrowania niniejszego wynalazku przygotowano mieszanki tłuszczowe których składy podano w tabeli I. Te mieszanki dobrano tak, że zawierały 2% trój glicerydów X3, około 25% głównych trój glicerydów (SOS, SSO lub POP te skróty objaśniono pod tabelą I) a ponadto tylko ciekłe oleje (patrz analizy w tabeli II). Utrzymywano stałą zawartość mono i diglicerydów (mono: 0,1%, di: 1-2%) ponieważ te mogły by negatywnie wpływać na właściwości mieszanki tłuszczowej.

Linie N tych wzorcowych mieszanek i linie N takich samych mieszanek, ale zmieszanych ze środkiem przyspieszającym krystalizację tłuszczu mieszczą się w zakresie odpowiednim dla margaryn i innych jadalnych nisko tłuszczowych środków do smarowania pieczywa o typowych wartościach N10: 20-40 a dlaN35' 0-4.

Dla mieszanek 'SOS', 'SSO' i 'POP' linie N i składy kompozycji trój glicerydów podano w tabeli II (linie N i kompozycje trój glicerydów) oraz tabeli I (kompozycje mieszanek tłuszczowych). Kompozycje trój glicerydów określano metodą opisaną w publikacji JAOCS (1991), 68(5), 289-293 (srebrna faza HPLC)

188 106

Tabela I

Kompozycje trzech wolno krystalizujących wzorcowych mieszanek tłuszczowych scharakteryzowanych przez główne trójglicerydy SOS, SSO lub POP

SOS	0,5% 29% 5% 19% 46,5%	W pełni utwardzony olej słonecznikowy (t.top 69°C) Frakcjonowana na sucho stearyna shea Środkowa frakcja rozpuszczalnikowa (w (40SF69/600V)) Dolna frakcja rozpuszczalnikowa (w (40SF69/600V)) Olej słonecznikowy
	0,5%	W pełni utwardzony olej słonecznikowy (t top 69°C)
	3%	Frakcjonowana na sucho stearyna shea
SSO	35%	Środkowa frakcja rozpuszczalnikowa (w (40SF69/600V))
	5%	Dolna frakcja rozpuszczalnikowa (w (40SF69/600V))
	56,5%	Olej słonecznikowy
	32%	Środkowa frakcja rozpuszczalnikowa oleju palmowego
POP	18%	Dolna frakcja rozpuszczalnikowa oleju palmowego
	50%	Olej słonecznikowy

S = kwas stearynowy,

P = kwas palmowy,

O = kwas oleinowy w (40SF69/600V)) oznacza zinterestryfikowaną mieszaninę 40% w pełni utwardzonego oleju słonecznikowego (temperatura poślizgowa 69°C) i 60% oleju z oliwek.

Tłuszcze zawierające syntetyczne trójglicerydy X2M mają procentową zawartość X2M większą niż 85% wagowych, najczęściej nawet większą niż 90% wagowych. Są one oznaczane symbolem a. b. c. gdzie a, b, c wskazują długości łańcuchów kwasów tłuszczowych.

Zgodnie z poniższymi przykładami te trójglicerydy zmieszano z wyżej określonymi wzorcowymi mieszankami tłuszczowymi.

Tabela II

Wolno krystalizujące mieszanki tłuszczowe scharakteryzowane przez główne trójglicerydy SOS, SSO lub POP

Główne	Linia	N	Kompozycja trójglicerydów
	N10	N20	N30	N35	X3	XOX	XXO	XOO+X2Li	Reszta
SOS	37,9	22,6	4,4	1,7	2	25	4	19	50
SSO	37,4	23,6	5,0	0,8	2	11	17	13	57
POP	25,7	5,7	0,2	0,0	2	24	4	17	53

X odnosi się do C > 15 nasyconych kwasów tłuszczowych, Li = kwas linolenowy,

O = kwas oleinowy

188 106

Pół-czas krystalizacji określano przez izotermalną krystalizację stosując następującą procedurę badawczą. Stopioną mieszankę tłuszczową usuwano ze 100 g naczynia do wytwarzania premiksu i przepuszczano przez mikrovotator, jednostka A, (wymiennik ciepła ze skrobakami powierzchni), pracujący z wydajnością około 10 kg/godz. (2,78 g/s). Jednostki A są powszechnie stosowane do schładzania (przechładzania) mieszanek tłuszczowych i emulsji przy wytwarzaniu nisko tłuszczowych środków do smarowania pieczywa. Po przejściu przez jednostką A mieszanka tłuszczowa, nie obrabiana dalej, została powtórnie stopiona w małym cylindrycznym wymienniku ciepła i zawrócona do naczynia do wytwarzania premiksu. Układ zawracania zapewniał ciągłe dostarczanie przechłodzonego tłuszczu z jednostki A.

Do prowadzenia pomiarów usuwano próbkę z jednostki A do rurki NMR. Rurkę umieszczano w termostatowanym pulsacyjnym urządzeniu mierzącym i mierzono zawartość ciała stałego w odstępach 5-15 sekund pod nadzorem programu komputerowego (komputery serii BASIC Hewlett Packard 200-300). Wyniki pokazały, że podczas krystalizacji próbki temperatura w rurce NMR pozostawała stała i wynosiła 10°C z odchyleniem 0,5°C.

Krzywa ciało stałe/czas była używana do określania pół-czasu krystalizacji.

Przykład 1

Dla wzorcowej mieszanki POP (tabela I i II) i mieszanek do których dodawano różne syntetyczne trójglicerydy X2M a.b.c, otrzymano następujące wyniki:

Mieszanka POP póhcz>skry^;snl!.i/aj

Czysta		1430 sek.
+2% i	5% 16.16.14	495 i 425 sek.
+2% i	10% 16.16.12	733 i 267 sek.
+2% i	5% 18.18.12	11110 i 735 sek.
+2% i	10% 16.14.16	2010 i 1165 sek.

Szybkość krystalizacji podstawowej mieszanki POP jest znacznie przyspieszana przez dodanie asymetrycznych trój glicerydów X2M. Symetryczne trójglicerydy 16.14.16 o różnicy długości łańcucha między najdłuższym a najkrótszym kwasem tłuszczowym wynoszącej tylko 2 nie są bardzo skuteczne, nawet dodane w ilości 10%. Dodawanie 2% 16.14.16 nawet zmniejszał szybkość krystalizacji co dawało pół-czas który był dłuższy niż dla mieszanki wzorcowej.

Przykład 2

Dla wzorcowej mieszanki SOS (tabela I i II) i mieszanek do których dodano różne syntetyczne X2M trójglicerydy a.b.c, otrzymano następujące wyniki:

Mieszanka SOS pólwzas krystalizacji

Czysta 1000 sek.

+2% i 5% 16.14.16 7(55 i 665 sek.

+2% i 5% 18.12.18 500 i 310 sek.

Figury pokazują, ze również symetryczne trójglicerydy X2M przyspieszają szybkość krystalizacji wzorcowej mieszanki SOS. Jednak ich aktywność wydaje się być bardziej zalezna od różnicy długości łańcucha między najdłuzszym a najkrótszym kwasem tłuszczowym. Wyraźnie 18.12.18 o różnicy długości łańcuchów węglowych wynoszącej 6 jest bardziej skuteczny niż 16.14.16 o różnicy długości łańcuchów tylko 2

Przykład 3

Dla wzorcowej mieszanki SSO (tabela I i II) i mieszanek do których dodano różne syntetyczne X2M trójglicerydy a.b.c, otrzymano następujące wyniki:

Mieszanka SSO pó/czas kirystaUzacij

Czysta 3960 sek.

+2% i 5% 16.16.14 570 i 300 sek.

+2% i 5% 18 18 12 2410 i 1250 sek.

Asymetryczne trójglicerydy X2M okazały się być bardzo skutecznymi środkami przyspieszającymi krystalizację tłuszczu, nawet gdy są stosowane w ilości tylko 2%.

188 106

Przykłady 4-7

Kompozycja wzorcowego tłuszczu:

Olej sojowy 50%

Oleina 42%

Utwardzony olej sojowy (poślizgowa t.top. 42°C) 8% trans 3,2%

Składnik oleinowy wytworzono zgodnie z procesem opisanym w publikacji patentowej WO 96/14755, obejmującym:

(1) statystyczne interestryfikowanie mieszaniny składającej się z 40% oleju rzepakowego i 60% w pełni utwardzonego oleju sojowego.

(2) suche frakcjonowanie interestryfikowanej mieszaniny i zbieranie oleiny o linii N: N10 = 72,2; N20 = 52,7; N30 =13,7; N35 = 6,0.

Tabela IV Analiza FAME oleiny

14:0	0,1
160	7,9
16 1	0,1
17 0	0,1
18 0	42,5
181	31,1
18.2	11,1
18 3	4,9
20 0	0,6
20 1	0,7
22 0	0,4
22 1	0,1
24.0	0,1
24 1	0,1

Do 1000 g tej mieszanki wzorcowej dodano poniższe środki przyspieszające krystalizację tłuszczu, każdy pochodził z modyfikowanych naturalnych tłuszczów:

Przykład 4: 35 g w pełni utwardzony tłuszcz masła

Przykład 5: 80 g w pełni utwardzony tłuszcz masła

Przykład 6: 25 g w pełni utwardzony wy soko lauiynowy olej rzepakowy

Przykład 7: 50 g statystycznie estryfikowana mieszanina

70% tłuszczu masła i 30% w pełni utwardzonego oleju sojowego

188 106

Środki przyspieszające krystalizację tłuszczu scharakteryzowano w tabeli III przez analizę estrów metylowych kwasu tłuszczowego (fatty acid metyl esters - FAME) oraz w tabelach V i VI przez ilość trójglicerydów XXM i XMX. stosunek symetrii trójglicerydów X2M oraz procentową zawartość (obliczaną na środek przyspieszający krystalizację tłuszczu) skutecznych trójglicerydów (oznaczaną jako X*-M gdzie X* oznacza kwas tłuszczowy o najdłuższym łańcuchu) w powyższych tłuszczach przyspieszających krystalizację.

Tabela III

Analiza FAME tłuszczów przyspieszających krystalizację

	W pełni utwardzony tłuszcz masła	W pełni utwardzony wysokolaurynowy olej rzepakowy	Interestryfikowana mieszanina
4.0	3.2	-	2,1
6 0	2.1	-	1.4
8 0	1.3	-	0.9
10:0	3.2	0.1	2.0
12 0	4.5	34.7	3.0
14 0	12.2	3.7	7.9
14 1	-	-	0.8
15 0	1.2	-	0.8
16 0	32.7	4.5	24.8
16.1	-	-	1.3
17 0	0.8	-	0.4
17 1	0.1	-	0.3
18Ό	32.6	54.2	33.1
18 1	0.2	0.2	14.1
18 2	0.1	0.1	1.1
18 3	0.3	0,1	0.8
20:0	0.7	1.4	0.3
20 1	-	-	0,1
22 0	0.9	0.4	0.9
22 1	0.4	-	0.2
24 0	1.3	0.2	1.5
inne	2.2	0.4	2.2

188 106

Tabela V

	XXM	XMX	XXM/XMX	(X*-M)>2
W pełni utwardzony tłuszcz masła	30,7%	9,2%	3,3	39,9%
W pełni utwardzony wysoko laurynowy olej rzepakowy	42,1%	0,4%	105	42,5%

Tabela VI

	XXM	XMX	XXM/XMX	(X*-M)>6
Interestryfikowana mieszanina 70% tłuszczu masła i 30% w pełni utwardzonego oleju sojowego	15,9%	7,9%	2,0	15,1%

Tabela VII Pół-czas krystalizacji

Mieszanka wzorcowa 1000 g	Przykład 4 wzorcowa + 35 g w pełni utwardzon. tłuszczu masła	Przykład 5 wzorcowa + 80 g w pełni utwardzon tłuszczu masła	Przykład 6 wzorcowa + 25 g w pełni utwardzon HLRP	Przykład 7 wzorcowa + 50 g interestr mieszaniny
49 min.	43 min	26 min.	24 mm.	35 min

Te przykłady pokazują bardzo znaczne zmniejszenie pół-czasu krystalizacji. W pełni utwardzony tłuszcz masła jest mniej skutecznym środkiem przyspieszającym krystalizację tłuszczu.

Przykład 8

Kompozycja wzorcowa mieszanki tłuszczowej:

Olej sojowy 60%

Oleina (p. przykłady 4-7) 40%

Do 1000 g tej wzorcowej mieszanki tłuszczowej dodano 50 g w pełni utwardzonego wysoko laurynowego oleju rzepakowego jak w przykładzie 6.

Tabela VIII Pół-czas krystalizacji

Mieszanka wzorcowa l000g	Przykład 8 wzorcowa + 50 g w pełni utwardzonego wysoko laurynowego oleju rzepakowego
70 min	17 min

188 106

W przeciwieństwie do mieszanki wzorcowej z przykładów 4-7 ta mieszanka wzorcowa nie zawiera ugrupowań trans, co skutkuje dużo wolniejszą krystalizacją mieszanki wzorcowej. Ale dodatek 5% wagowych w pełni utwardzonego wysoko laurynowego oleju rzepakowego skutkuje bardzo dużym zmniejszeniem pół-czasu krystalizacji do 17 minut, co jest bardziej korzystne dla przemysłowego wytwarzania nisko tłuszczowych środków do smarowania pieczywa.

Przykład 9

Kompozycja wzorcowa tłuszczu:

Olej palmowy 60%

Olej rzepakowy 40%

Do 1000 g tej wzorcowej mieszanki dodano 40 g w pełni utwardzonego wysoko laurynowego oleju rzepakowego (przykład 6).

Tabela IX Pół-czas krystalizacji

Mieszanka wzorcowa ł000g	Przykład 9 wzorcowa + 40g w pełni utwardzonego wysoko laurynowego oleju rzepakowego
19 min	10 min.

Wyraźnie widać, że zastosowany środek przyspieszający krystalizację tłuszczu zmniejsza pół-czas krystalizacji również mieszanki wzorcowej opartej na oleju palmowym, który wykazuje naturalne działanie przyspieszające.

Przykłady 10-11

Wytwarzanie margaryny.

Przygotowano trzy margaryny z mieszanek tłuszczowych przedstawionych w tabeli X. Wszystkie mieszanki miały zawartość ugrupowań trans 3,2% wagowych (GLC).

Oleina, utwardzony olej sojowy, w pełni utwardzony tłuszcz masła oraz w pełni utwardzony wysoko laurynowy olej rzepakowy były takie same jak stosowane w przykładach 4-7. Tłuszcze margarynowe zawierające przyspieszające tłuszcze były optymalizowane przez dostosowywanie zawartości oleiny tak aby wartość N35 nie przekraczała 2%.

Wytworzono kostki margaryny z następującej kompozycji stosując pilotowy w produkcyjnej skali votator z sekwencją A1-A2-C-A3-B.

Faza tłuszczowa kompozycji miała skład:

69,6 części tłuszczu margarynowego z tabeli X

0,2 części emulgatora

0,2 części fosfatydów sojowych p.m. barwnika.

Faza wodna kompozycji miała skład:

26,79 części wody 1,25 części proszku serwatki 1,9 części soli

0,06 części sorbinianu potasu p.m. kwasu cytrynowego do pH 4,7

188 106

Tabela X

Mieszanka tłuszczu margarynowego

	Przykład wzorcowy % wag	Przykład 10% wag.	Przykład 11% wag.
Rafinowany olej sojowy	50	54,5	26
Rafinowany olej rzepakowy	-	-	30
Oleina	42	34	33,5
Utwardzony olej rzepakowy (poślizgowa t.top. 42°C)	8	8	8
W pełni utwardzony tłuszcz masła	-	3,5	-
W pełni utwardzony wysoko laurynowy olej rzepakowy	-	-	2,5
Zawartość trans (% wagowych)	3,2	3,2	3,2
N10	38,4	34,8	34,1
N20	18,5	16,0	17,2
N30	3,8	4,0	4,0
N35	1,4	1,7	1,9

Jednostki A pracowały przy 600 obrotach na minutę. Dalsza obróbka była taka jak podano w tabeli XI. Tabela XI przedstawia parametry wytwarzania i parametry produktu.

Tabela XI Wytwarzanie margaryny

	Przykład wzorcowy	Przykład 10	Przykład 11
Przerób (kg/godz)	70	70	110
Jednostka C (obr/min)	300	100	100
Temperatury po A1 , A2, A3	25,6,6	15,8,8	15,8,8
Zawartość ciał stałych po jednostce A2 (%)	15,6	11,1	10
Zawartość ciał stałych po jednostce A3 (%)	14,3	10,4	10,1
Czas przebywania w Jednostce C (sek )	154	154	49
Czas przebywania w Jednostce B (sek.)	411	206	164
Twardość przy pakowaniu (g)	129	114	165
Twardość po 1 tygodniu przech w 5°C (g)	426	472	403

188 106

Wartości twardości, wyrażane w g, określano używając cylindra o średnicy 4,4 mm w urządzeniu Sevens-LFRA Texture Analyzer (z Stevens Advanced Weighing Systems, Dunmore, UK) zakresie ładowania 1000 g, pracującym w układzie normalnym przy głębokości penetracji 10 mm i szybkości penetracji 2,0 mm/sek. Minimalna twardość powinna wynosić około 100 a korzystnie wynosi 150.

Przebywanie w jednostce B powinno być wystarczająco długie aby wzrost twardości pozwalał na owijanie produktu przy pakowaniu. Inaczej produkt pozostaje zbyt miękki i nie może być prawidłowo opakowany. Skutkiem tego jest niedopuszczalne zaokrąglanie krawędzi opakowania. Opakowania byłyby niezdolne do wytrzymywania ciśnienia składowania w stos, co czyni niemożliwym pakowanie produktu w palety.

Skutek stosowania w pełni utwardzonego tłuszczu masła jako środka przyspieszającego krystalizację tłuszczu jest demonstrowany przez fakt, ze czas przebywania w jednostce B (cylinder spoczynkowy) może być znacznie krótszy w porównaniu a przykładem wzorcowym. Stosowana jednostka B miała objętość 4 litrów podczas gdy w przypadku mieszanki wzorcowej wymagana była objętość 8 litrów. Otrzymany produkt miał odpowiednią do pakowania konsystencję.

W przykładach 4 i 6 efekt przyspieszania krystalizacji przez w pełni utwardzony wysoko laurynowy olej rzepakowy jest nawet większy niż dla w pełni utwardzonego masła. Tutaj me tylko czas przebywania w jednostce B jest znacznie krótszy, ale również czas przebywania w jednostce C (krystalizator) może być krótszy, a co najważniejsze wydajność może być zwiększona z 70 do 110 kg/godz. To odpowiada wzrostowi wytwarzanej objętości prawie 60%. Idealnie, wydajność wynosi 120 kg/godz. Mimo krótszego czasu przebywania w jednostce B i wzrostu wydajności twardość produktu przy pakowaniu jest znacznie większa niż w obu innych przykładach.

Aby określić niezbędną objętość jednostki B, pobierano próbki z linii produkcyjnej tuż przed jednostką B. Te próbki pozostawiano do dalszej krystalizacji w spoczynku. Mierzono twardość w funkcji czasu w ciągu 300 sekund. Figura 2 wyraźnie pokazuje działanie dodatku w pełni utwardzonego tłuszczu masła (linia b) a zwłaszcza w pełni utwardzonego wysoko laurynowego oleju rzepakowego (linia c) na szybkość wzrostu twardości, w porównaniu w mieszanką wzorcową bez środka przyspieszającego krystalizację tłuszczu (linia a). W obecności środków przyspieszających krystalizację tłuszczu jak stosowane w wynalazku krystalizacja przebiega szybciej, tak ze czas przebywania w jednostce B może być utrzymywany w normalnych granicach a jednak produkt może być prawidłowo owijany.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Trójglicerydowy tłuszcz składający się z mieszanki wolno krystalizującego trójglicerydowego tłuszczu A, który w stanie ciekłym pozostawiony w temperaturze 10°C do spokojnej krystalizacji potrzebuje co najmniej 15 minut aby wykrystalizować w 50% wagowych zawartości fazy stałej występującej w stanie równowagi w temperaturze 10°C, i przyspieszającego krystalizację tłuszczu B, przy czym mieszanka składa się z 90 do 99,5 części wagowych tłuszczu A i 0,5 do 10 części wagowych tłuszczu B, który to tłuszcz B zawiera trójglicerydy typu XXM i trójglicerydy typu XMX o różnej długości łańcuchów węglowych kwasów tłuszczowych gdzie X oznacza nasycony łańcuch o C >15, a M oznacza nasycony łańcuch o C < 15, znamienny tym, ze w tłuszczu B stosunek wagowy XXM/XMX wynosi co najmniej 2,5 i zawartość trój glicerydów X2M w których najdłuzszy łańcuch różni się od najkrótszego łańcucha co najmniej dwoma atomami węgla wynosi co najmniej 15% wagowych, albo stosunek wagowy XXM/XMX jest < 2,5 i zawartość trój glicerydów X2M w których najdłuzszy łańcuch różni się od najkrótszego łańcucha co najmniej sześcioma atomami węgla wynosi co najmniej 10% wagowych.
2. Trójglicerydowy tłuszcz według zastrz. 1, znamienny tym, że gdy stosunek wagowy XXM/XMX wynosi co najmniej 2,5 to tłuszcz przyspieszający krystalizację zawiera co najmniej 15% wagowych trój glicerydów X2M w których najdłuzszy łańcuch różni się od najkrótszego łańcucha co najmniej czterema atomami węgla, korzystnie co najmniej sześcioma atomami węgla, bardziej korzystnie co najmniej ośmioma atomami węgla, a gdy stosunek wagowy XXM/XMX jest < 2,5 to tłuszcz przyspieszający krystalizację zawiera co najmniej 10% wagowych trójglicerydów X2M w których najdłuzszy łańcuch różni się od najkrótszego łańcucha co najmniej ośmioma atomami węgla, korzystnie co najmniej dziesięcioma atomami węgla.
3. Trójglicerydowy tłuszcz według zastrz. 1. albo 2, znamienny tym, ze minimalna różnica długości łańcucha wynosząca sześć atomów węgla obowiązuje dla XXM/XMX < 5, korzystnie dla XXM/XMX < 8, przy czym dla pozostałych stosunków XXM/XMX ta różnica wynosi co najmniej dwa atomy węgla.
4. Trójglicerydowy tłuszcz według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że zawiera wolno krystalizujący tłuszcz dla którego pół-czas krystalizacji w 10°C wynosi co najmniej 15 minut, korzystnie co najmniej 30 minut a bardziej korzystnie co najmniej 45 minut.
5. Trójglicerydowy tłuszcz według zastrz. 1, znamienny tym, że tłuszcz przyspieszający krystalizację jest w pełni utwardzonym wysoko laurynowym olejem rzepakowym.
6. Trójglicerydowy tłuszcz według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze zawiera tłuszcz przyspieszający krystalizację w ilości 0,5 do 6% wagowych.
7. Trójglicerydowy tłuszcz według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze dla dowolnego stosunku XXM/XMX skuteczna ilość trójglicerydów X2M wynosi co najmniej 20% wagowych, korzystnie co najmniej 25% wagowych, bardziej korzystnie co najmniej 30% wagowych a jeszcze bardziej korzystnie co najmniej 35% wagowych tłuszczu przyspieszająceg krystalizację.
8. Sposób przyspieszania krystalizacji wolno krystalizującego tłuszczu trój glicerydowego A jak określony w zastrz 1, znamienny tym, ze wprowadza się do niego tłuszcz trójglicerydowy B jak określony w dowolnym z poprzednich zastrz., w stosunku wagowym 90 do 99,5 części wagowych tłuszczu A i 0,5 do 10 części wagowych tłuszczu B.
9. Sposób według zastrz.8, znamienny tym, ze wolno krystalizujący tłuszcz jest wybrany z grupy składającej się z oleju palmowego i jego frakcji, interestryfikowanych mieszanek olejów z nasion roślin i w pełni utwardzonych olejów z nasion roślin oraz frakcje takich interestryfikowanych mieszanek.

* * *

Wynalazek dotyczy tłuszczów trójglicerydowych które wykazują poprawione zachowanie podczas krystalizacji oraz sposobu przyspieszania krystalizacji wolno krystalizującego tłuszczu trój glicerydowego

Tło wynalazku.

Tłuszcze trój glicerydowe są zazwyczaj obrabiane w ciekłej postaci. Dla wytwarzania nisko tłuszczowych środków do smarowania pieczywa i innych emulsji W/O takich jak margaryny. ciekłe oleje są mieszane z fazą wodną i emulgowane do otrzymania właściwej konsystencji. Dla otrzymania właściwej konsystencji część ciekłego tłuszczu musi być zestalona przez krystalizację. W zależności od rodzaju tłuszczu proces krystalizacji zachodzi szybciej lub wolniej. W zależności od szybkości krystalizacji końcowa sztywność środka do smarowania pieczywa nie jest jeszcze osiągana gdy dochodzi on do etapu pakowania. Pojawiają się problemy z owijaniem a następnie podczas przechowywania i transportu.

Pewne rodzaje tłuszczu obecnie stosowane do wytwarzania nisko tłuszczowych środków do smarowania pieczywa krystalizują wolno. zazwyczaj gdy mają niską zawartość kwasów tłuszczowych trans. Szybkość krystalizacji może być zwiększana przez dodawanie względnie małych ilości środka przyspieszającego krystalizację tłuszczu. Takim środkiem przyspieszającym krystalizację tłuszczu korzystnie jest również tłuszcz trój glicerydowy ale o innej kompozycji. Środki przyspieszające krystalizację tłuszczu ujawnione na przykład w publikacji patentowej EP-498487 sątrójglicerydami PEP o 1,3 nasyconych łańcuchach (palmitynowych) i 2-trans-menasyconej grupie acylowej (elaidynowa).

Stosowanie olejów o niskiej zawartości ugrupowań trans lub niezawierających ugrupowań trans do wytwarzania żywności ostatnio gwałtownie wzrasta. Istotną sprawą stało się znalezienie rozwiązania dla problemów związanych z krystalizacją. Powstała potrzeba wynalezienia nowych środków przyspieszających krystalizację tłuszczu. które byłyby skuteczne ale takich. które mają tak samo niską zawartość ugrupowań trans jak oleje w których mają być stosowane.

Zakres wynalazku.

Wynalazek dotyczy wolno krystalizującego tłuszczu trój glicerydowego zmieszanego ze środkiem przyspieszającym krystalizację tłuszczu oraz sposobu przyspieszania krystalizacji tłuszczu przy użyciu specyficznych trój glicerydów.

Takie mieszane tłuszcze trój glicerydowe składają się z mieszanki wolno krystalizującego trójglicerydowego tłuszczu i przyspieszającego krystalizację tłuszczu. przy określonej proporcji wagowej tych składników. a tłuszcz przyspieszający krystalizację zawiera trójglicerydy typu XXM i trójglicerydy typu XMX.

Figura 1 schematycznie pokazuje względny wzrost zawartości ciała stałego w fazie tłuszczowej w funkcji czasu.

Figura 2 przedstawia wpływ dodania środków przyspieszających krystalizację tłuszczu (linie b i c) na wzrost szybkości twardnienia. w porównaniu z odpowiednią mieszanką bez środka przyspieszającego krystalizację tłuszczu (linia a).

Szczegółowy opis wynalazku.