Способ получения низконасыщенных масел - RU2646057C2

Чертежи

Описание

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Настоящая заявка испрашивает приоритет предварительной патентной заявки США № 61/659867, поданной 14 июня 2012 г., описание которой во всей своей полноте включается в настоящий документ посредством ссылки.

Список последовательностей

Настоящая заявка подается со списком последовательностей, содержащемся в файле под наименованием 011631-079-228_SeqListing.txt размером 6167 байт, который был создан 10 июня 2013 г. Данный список последовательностей включается в настоящий документ посредством ссылки во всей своей полноте.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение предлагает ферментативный способ получения низконасыщенных масел из триацилглицериновых источников. Ферменты, используемые в способах согласно настоящему изобретению, представляют собой ферменты типа сатуразы. Масла, полученные способами согласно настоящему изобретению, можно использовать в пищевых продуктах.

Уровень техники

Известно, что диеты с высоким содержанием насыщенных жиров повышают уровень холестерина в крови и увеличивают риск сердечно-сосудистых заболеваний. Таким образом, оказывается желательным уменьшение количества насыщенных жиров в пищевых продуктах. Патент США № 8153391 и патент США № 8357503, каждый из которых во всей своей полноте включается в настоящий документ посредством ссылки, описывают примерные ферменты типа сатуразы, которые можно использовать, чтобы гидролизовать насыщенные жирнокислотные остатки из триацилглицериновых источников для получения низконасыщенных масел.

Согласно определенным аспектам, оказывается желательным направление гидролизованного низконасыщенного масла на ферментативное обессмоливание для удаления фосфолипидов и следовых металлов в целях получения желательного масла, имеющего продолжительный срок хранения. Важны способы эффективного и экономичного производства масел, в частности, когда оно осуществляется на опытной установке или в промышленном масштабе.

Определенные эмульгаторы, используемые для ускорения процесса гидролиза, могут препятствовать получению низконасыщенного масла с использованием щелочного рафинирования после окончания процессов гидролиза и/или обессмоливания. Таким образом, существует потребность в разработке способа эффективного получения низконасыщенной масляной композиции из триацилглицеринового источника.

Сущность изобретения

Согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения, предлагается способ получения низконасыщенной масляной композиции из триацилглицеринового источника, включающий: (a) смешивание триацилглицеринового источника с водным раствором фермента типа сатуразы в присутствии эмульгатора для получения эмульсии, где триацилглицерин включает, по меньшей мере, один насыщенный жирнокислотный остаток и, по меньшей мере, один ненасыщенный жирнокислотный остаток, и эмульгатор включает соль щелочного металла и ненасыщенной жирной кислоты, (b) смешивание водного раствора кислоты с эмульсией, в котором кислота присутствует в количестве, достаточном для превращения эмульгатора в свободную ненасыщенную жирную кислоту, и соль, (c) разделение масляной фазы и водной фазы. Стадия смешивания (a) осуществляется в условиях, где проявляет активность фермент типа сатуразы. Согласно определенным вариантам осуществления, способ дополнительно включает фракционирование масляной фазы для разделения свободной насыщенной жирной кислоты и низконасыщенной масляной композиции.

Согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения, предлагается способ получения низкопальмитатной масляной композиции из триацилглицеринового источника, включающий: (a) смешивание триацилглицеринового источника с водным раствором фермента типа пальмитазы в присутствии эмульгатора для получения эмульсии, где триацилглицерин включает, по меньшей мере, один пальмитатный жирнокислотный остаток и, по меньшей мере, один ненасыщенный жирнокислотный остаток, и эмульгатор включает соль щелочного металла и ненасыщенной жирной кислоты, (b) смешивание водного раствора кислоты с эмульсией, в котором кислота присутствует в количестве, достаточном для превращения эмульгатора в свободную ненасыщенную жирную кислоту и соль, (c) разделение масляной фазы и водной фазы. Согласно определенным вариантам осуществления, способ дополнительно включает фракционирование масляной фазы для разделения свободной пальмитиновой жирной кислоты и низконасыщенной масляной композиции.

Согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения, предлагаются способы, дополнительно включающие стадию обессмоливания масла. Согласно определенным вариантам осуществления, стадия обессмоливания включает водное обессмоливание, кислотное обессмоливание или ферментативное обессмоливание. В способах согласно настоящему изобретению можно использовать любой способ обессмоливания, известный специалистам в данной области техники. Примерные способы обессмоливания описывают патент США № 4049686, патент США № 4698185, патент США № 5239096, патент США № 5264367, патент США № 5286886, патент США № 5532163, патент США № 6001640, патент США № 6103505, патент США № 6127137, патент США № 6143545, патент США № 6172248, патент США № 6548633, патент США № 7226771, патент США № 7312062, патент США № 7494676, патент США № 7713727, патент США № 8192782, патентная публикация США № 2008/0182322, патентная публикация США № 2009/0069587 и патентная публикация США № 2011/0136187, причем каждый из данных документов во всей своей полноте включается в настоящий документ посредством ссылки.

Согласно одному варианту осуществления, способ получения низконасыщенной масляной композиции из триацилглицерина включает: (a) смешивание триацилглицеринового источника с водным раствором фермента типа сатуразы в присутствии эмульгатора для получения эмульсии, где триацилглицерин включает, по меньшей мере, один насыщенный жирнокислотный остаток и, по меньшей мере, один ненасыщенный жирнокислотный остаток, и эмульгатор включает соль щелочного металла и ненасыщенной жирной кислоты, (b) смешивание водного раствора кислоты с эмульсией для получения кислой эмульсии, у которой значение pH составляет менее чем приблизительно 4, (c) смешивание водного раствора основания для получения смеси, у которой значение pH составляет приблизительно от 4 до 9, (d) смешивание фермента типа фосфолипазы, выбранного из PLA1, PLA2, PLC или их сочетания, со смесью, полученной на стадии (c), для получения смеси, включающей обессмоленное масло и водную фазу, (e) разделение обессмоленного масла и водной фазы для получения сепарированного обессмоленного масла, (f) смешивание сепарированного обессмоленного масла с водным раствором кислоты для получения смеси, включающей масляную фазу и водную фазу, где кислота присутствует в количестве, достаточном для превращения эмульгатора в свободную ненасыщенную жирную кислоту и соль, и (g) отделение масляной фазы от смеси, полученной на стадии (f), где масляная фаза представляет собой низконасыщенную масляную композицию. Стадия смешивания (a) осуществляется в условиях, где проявляет активность фермент типа сатуразы.

Согласно определенным вариантам осуществления, сепарированное масло фракционируется для разделения свободной насыщенной жирной кислоты и низконасыщенной масляной композиции.

Согласно одному варианту осуществления, способ получения низкопальмитиновой масляной композиции включает: (a) смешивание триацилглицеринового источника с водным раствором фермента типа пальмитазы в присутствии эмульгатора для получения эмульсии, где триацилглицерин включает, по меньшей мере, один пальмитиновая жирнокислотный остаток и, по меньшей мере, один ненасыщенный жирнокислотный остаток, и эмульгатор включает соль щелочного металла и ненасыщенной жирной кислоты, (b) смешивание водного раствора кислоты с эмульсией для получения кислой эмульсии, у которой значение pH составляет менее чем приблизительно 4, (c) смешивание водного раствора основания для получения смеси, у которой значение pH составляет приблизительно от 4 до 9, (d) смешивание фермента типа фосфолипазы, выбранного из PLA1, PLA2, PLC или их сочетания, со смесью, полученной на стадии (c), для получения смеси, включающей обессмоленное масло и водную фазу, (e) разделение обессмоленного масла и водной фазы для получения сепарированного обессмоленного масла, (f) смешивание сепарированного обессмоленного масла с водным раствором кислоты для получения смеси, включающей масляную фазу и водную фазу, где кислота присутствует в количестве, достаточном для превращения эмульгатора в свободную ненасыщенную жирную кислоту и соль, и (g) отделение масляной фазы от смеси, полученной на стадии (f), где масляная фаза представляет собой низкопальмитиновую масляную композицию. Стадия смешивания (a) осуществляется в условиях, где проявляет активность фермент типа пальмитазы.

Согласно определенным вариантам осуществления, триацилглицериновый источник, используемый в способах согласно настоящему изобретению, представляет собой соевое масло.

Примерные ферменты типа сатуразы, в том числе ферменты типа пальмитазы, для использования в способах согласно настоящему изобретению, можно получать способами, известными в технике, например, способами, которые описывают патент США № 8153391 и патент США № 8357503, причем каждый из патентов во всей своей полноте включается в настоящий документ посредством ссылки.

Согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения, предлагаются способы, которые могут быть предназначены для получения низконасыщенных масел в промышленном масштабе.

Низконасыщенные масла, в том числе низкопальмитиновые масла, такие как низкопальмитиновое соевое масло, получаемое способами, предлагаемыми согласно настоящему изобретению, можно использовать в пищевых продуктах, таких как бутилированное масло, салатные приправы, майонез, бутербродные масла и кулинарные масла.

Согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения, предлагается низкопальмитиновое соевое масло, причем данное соевое масло содержит менее чем приблизительно 5% пальмитиновой кислоты по отношению к суммарной массе соевого масла. Согласно определенным вариантам осуществления, низкопальмитиновое соевое масло содержит приблизительно от 0,5 до 5% пальмитиновой кислоты по отношению к суммарной массе соевого масла.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 схематически иллюстрирует примерный способ получения низконасыщенных масел.

Подробное описание

Определения

При использовании в настоящем документе термин "сатураза" означает фермент, который гидролизует сложные эфиры насыщенных жирных кислот, причем данные гидролизуемые сложные эфиры могут представлять собой сложные эфиры насыщенных жирных кислот, которые образуют глицерин, умбеллиферол или другие спирты.

При использовании в настоящем документе термин "пальмитаза" означает фермент, который гидролизует сложные эфиры пальмитиновой кислоты, которые образует, например, глицерин. Примерные сатуразы, включающие ферменты типа пальмитазы, описывают патент США № 8153391 и патент США № 8357503, каждый из которых во всей своей полноте включается в настоящий документ посредством ссылки.

Согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения, используемые сатуразы селективно гидролизуют, по меньшей мере, 45%, 50%, 55%, 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или 100% сложных эфиров насыщенных жирных кислот. Согласно другому аспекту настоящего изобретения, используемые пальмитазы селективно гидролизуют сложные эфиры жирных кислот таким образом, что, по меньшей мере, 45%, 50%, 55%, 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или 100% получаемых при гидролизе жирных кислот составляет пальмитиновая кислота. Согласно другому аспекту настоящего изобретения, используемые стеаратазы пальмитазы селективно гидролизуют сложные эфиры жирных кислот таким образом, что, по меньшей мере, 45%, 50%, 55%, 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или 100% получаемых при гидролизе жирных кислот составляет стеариновая кислота.

Согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения, используемые ферменты типа сатуразы согласно селективно гидролизуют сложные эфиры насыщенных жирных кислот, таких как, например, пальмитиновая кислота или стеариновая кислота, которые отщепляются из положений Sn1, Sn2 и/или Sn3.

Примерные насыщенные жирные кислоты, которые могут образовываться в результате гидролиза способами, описанными в настоящем документе, представляют собой насыщенные жирные кислоты, содержащие от 2 до 24 атомов углерода. Примерные кислоты представляют собой, но не ограничиваются этим, следующие:

капроновая кислота: CH₃(CH₂)₄COOH,

каприловая кислота: CH₃(CH₂)₆COOH,

каприновая кислота: CH₃(CH₂)₈COOH,

ундекановая кислота: CH₃(CH₂)₉COOH,

лауриновая (додекановая) кислота: CH₃(CH₂)₁₀COOH,

миристиновая (тетрадекановая кислота): CH₃(CH₂)₁₂COOH,

пентадекановая кислота: CH₃(CH₂)₁₃COOH,

пальмитиновая (гексадекановая) кислота: CH₃(CH₂)₁₄COOH,

маргариновая (гептадекановая)кислота: CH₃(CH₂)₁₅COOH,

стеариновая (октадекановая кислота): CH₃(CH₂)₁₆COOH,

арахиновая (эйкозановая кислота): CH₃(CH₂)₁₈COOH,

бегеновая (докозановая) кислота: CH₃(CH₂)₂₀COOH.

При использовании в настоящем документе термин "низкопальмитиновое соевое масло" означает соевое масло, получаемое после обработки ферментом типа сатуразы способами, описанными в настоящем документе. Согласно определенным вариантам осуществления, низкопальмитиновое соевое масло содержит приблизительно от 0,5 до 5% пальмитиновой кислоты по отношению к суммарной массе соевого масла.

При использовании в настоящем документе термин "обессмоленное масло" означает масло, получаемое после удаления основной массы фосфолипидов и лецитинов (в совокупности известных как смолы) из масла. Наиболее распространенные способы, используемые в промышленности для обессмоливания масла, представляют собой водное обессмоливание, кислотное обессмоливание, щелочное рафинирование и ферментативное обессмоливание. Примерные способы описывают патент США № 4049686, патент США № 4698185, патент США № 5239096, патент США № 5264367, патент США № 5286886, патент США № 5532163, патент США № 6001640, патент США № 6103505, патент США № 6127137, патент США № 6143545, патент США № 6172248, патент США № 6548633, патент США № 7226771, патент США № 7312062, патент США № 7494676, патент США № 7713727 и патент США № 8192782, патентная публикация США № 2008/0182322, патентная публикация США № 2009/0069587 и патентная публикация США № 2011/0136187, причем каждый из данных документов во всей своей полноте включается в настоящий документ посредством ссылки.

При использовании в настоящем документе термин "низконасыщенное масло" означает масло, получаемое после удаления одного или нескольких насыщенных кислотных остатков из молекул триацилглицерина в масле.

При использовании в настоящем документе термин "низкопальмитиновое масло" означает масло, получаемое после удаления одного или нескольких пальмитиновых кислотных остатков из молекул триацилглицерина в масле.

При использовании в настоящем документе термин "фосфолипазы" означает ферменты, проявляющие активность в отношении фосфолипидов. Как описывает, например, патентная публикация США № 2009/0069587, типы фосфолипаз определяются на основании положения в фосфолипидной молекуле, в котором реагирует фермент, и известные типы представляют собой PLC, PLD и PLA, в том числе PLA1 и PLA2. Согласно определенным вариантам осуществления, ферменты типа PLA включают ацилтрансферазы, в том числе, но не ограничиваясь теми, которые описывают патент США № 8192782 и патентная публикация США № 2011/0136187.

Согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения, предлагается способ получения низконасыщенной масляной композиции, включающий: (a) смешивание триацилглицеринового источника с водным раствором фермента типа сатуразы в присутствии эмульгатора для получения эмульсии, где триацилглицерин включает, по меньшей мере, один насыщенный жирнокислотный остаток и, по меньшей мере, один ненасыщенный жирнокислотный остаток, и эмульгатор включает соль щелочного металла и ненасыщенной жирной кислоты, (b) смешивание водного раствора кислоты с эмульсией, в котором кислота присутствует в количестве, достаточном для превращения эмульгатора в свободную ненасыщенную жирную кислоту и соль, (c) разделение масляной фазы и водной фазы. Согласно определенным вариантам осуществления, способ дополнительно включает фракционирование масляной фазы для разделения свободной насыщенной жирной кислоты и низконасыщенной масляной композиции. Стадия смешивания (a) осуществляется в условиях реакция, где проявляет активность фермент типа сатуразы. Такие условия реакции, в том числе условия pH и температуры, являются известными для специалиста в данной области техники.

Согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения, предлагается способ получения низкопальмитиновой масляной композиции, включающий: (a) смешивание триацилглицеринового источника с водным раствором фермента типа пальмитазы в присутствии эмульгатора для получения эмульсии, где триацилглицерин включает, по меньшей мере, один пальмитиновый кислотный остаток и, по меньшей мере, один ненасыщенный жирнокислотный остаток, и эмульгатор включает соль щелочного металла и ненасыщенной жирной кислоты, (b) смешивание водного раствора кислоты с эмульсией, в котором кислота присутствует в количестве, достаточном для превращения эмульгатора в свободную ненасыщенную жирную кислоту и соль, (c) разделение масляной фазы и водной фазы. Согласно определенным вариантам осуществления, способ дополнительно включает фракционирование масляной фазы для разделения пальмитиновой кислоты и низкопальмитиновой масляной композиции.

Согласно одному варианту осуществления, способ получения низконасыщенной масляной композиции включает: (a) смешивание триацилглицеринового источника с водным раствором фермента типа сатуразы в присутствии эмульгатора для получения эмульсии, где триацилглицерин включает, по меньшей мере, один насыщенный жирнокислотный остаток и, по меньшей мере, один ненасыщенный жирнокислотный остаток, и эмульгатор включает соль щелочного металла и ненасыщенной жирной кислоты, (b) смешивание водного раствора кислоты с эмульсией для получения кислой эмульсии, у которой значение pH составляет менее чем приблизительно 4, (c) смешивание водного раствора основания для получения смеси, у которой значение pH составляет приблизительно от 4 до 9, (d) смешивание фермента типа фосфолипазы, выбранного из PLA1, PLA2, PLC и их сочетания, со смесью, полученной на стадии (c), для получения смеси, включающей обессмоленное масло и водную фазу, (e) разделение обессмоленного масла и водной фазы для получения сепарированного обессмоленного масла, (f) смешивание сепарированного обессмоленного масла с водным раствором кислоты для получения смеси, включающей масляную фазу и водную фазу, где кислота присутствует в количестве, достаточном для превращения эмульгатора в свободную ненасыщенную жирную кислоту и соль, и (g) отделение масляной фазы от смеси, полученной на стадии (f), где масляная фаза представляет собой низконасыщенную масляную композицию.

Согласно одному варианту осуществления, способ получения низкопальмитиновой масляной композиции включает: (a) смешивание триацилглицеринового источника с водным раствором фермента типа пальмитазы в присутствии эмульгатора для получения эмульсии, где триацилглицерин включает, по меньшей мере, один пальмитиновая жирнокислотный остаток и, по меньшей мере, один ненасыщенный жирнокислотный остаток, и эмульгатор включает соль щелочного металла и ненасыщенной жирной кислоты, (b) смешивание водного раствора кислоты с эмульсией для получения кислой эмульсии, у которой значение pH составляет менее чем приблизительно 4, (c) смешивание водного раствора основания для получения смеси, у которой значение pH составляет приблизительно от 4 до 9, (d) смешивание фермента типа фосфолипазы, выбранного из PLA1, PLA2, PLC и их сочетания, со смесью, полученной на стадии (c), для получения смеси, включающей обессмоленное масло и водную фазу, (e) разделение обессмоленного масла и водной фазы для получения сепарированного обессмоленного масла, (f) смешивание сепарированного обессмоленного масла с водным раствором кислоты для получения смеси, включающей масляную фазу и водную фазу, где кислота присутствует в количестве, достаточном для превращения эмульгатора в свободную ненасыщенную жирную кислоту и соль, и (g) отделение масляной фазы от смеси, полученной на стадии (f), где масляная фаза включает низкопальмитиновую масляную композицию. Согласно определенным вариантам осуществления, сепарированная масляная фаза фракционируется для разделения пальмитиновой кислоты и низкопальмитиновой масляной композиции.

Согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения, предложенные способы могут быть предназначены для получения низконасыщенных масел в промышленном масштабе.

Согласно определенным вариантам осуществления, количество кислоты на стадии (b) является достаточным для получения значения pH, составляющего приблизительно от 1 до 4, от 2 до 4 или от 3 до 4. Согласно определенным вариантам осуществления, количество основания на стадии (c) является достаточным для получения значения pH, составляющего приблизительно от 4 до 6,5, от 5,5 до 7, от 7 до 8 или от 8 до 9.

Согласно определенным вариантам осуществления, сепарированная масляная фаза охлаждается до температуры, составляющей от -20 до 20°C, от -15 до 15°C, от -10 до 10°C, от -5 до 5°C или 0 до 5°C для отверждения насыщенной жирной кислоты, в том числе пальмитиновой кислоты. Отвержденная насыщенная жирная кислота отделяется способами, известными в технике, и получается низконасыщенная масляная композиция.

Триацилглицериновые источники, которые можно использовать в способах, предлагаемых согласно настоящему изобретению, включают, но не ограничиваются этим, любое водорослевое масло, растительное масло или животное масло или жир, например, масло Neochloris oleoabundans (зеленые микроводоросли), масло Scenedesmus dimorphus (морские одноклеточные водоросли), масло Euglena gracilis (пресноводные одноклеточные водоросли), масло Phaeodactylum tricornutum (диатомовые водоросли), масло Pleurochrysis carterae (кокколитофоридные водоросли), масло Prymnesium parvum (жгутиковые водоросли), масло Tetraselmis chui (зеленые жгутиковые водоросли), масло Tetraselmis suecica (морские зеленые водоросли), масло Isochiysis galbana (морские микроводоросли), масло Nannochloropsis salina (Nannochloropsis salina), масло Botryococcus braimii (бурые водоросли), масло Dunaliella tertiolecta (одноклеточные зеленые водоросли), масло водорослей видов рода Nannochloris, масло водорослей видов рода Spirulina (спирулина), масло зеленых водорослей класса Chlorophycease, масло диатомовых водорослей класса Bacillariophyceae, масло канолы, касторовое масло, кокосовое масло, кориандровое масло, кукурузное масло, хлопковое масло, масло лесного ореха, конопляное масло, льняное масло, масло пенника лугового, оливковое масло, пальмовое масло, косточковое пальмовое масло, арахисовое масло, рапсовое масло, масло из рисовых отрубей, сафлоровое масло, масло камелии горной, соевое масло, подсолнечное масло, талловое масло, масло камелии японской (цубаки), разнообразные натуральные масла, имеющие измененные композиции жирных кислот посредством генетически модифицированных организмов (ГМО) или традиционных генетически разводимых организмов, такие как высокоолеиновые, низколиноленовые или низконасыщенные масла (высокоолеиновое масло канолы, низколиноленовое соевое масло или высокостеариновое подсолнечное масло); животные жиры (говяжий жир, свиной жир, сливочное масло и куриный жир), рыбий жир (жир тихоокеанской корюшки, жир печени трески, жир атлантического большеголова, жир сардины, жир сельди и жир американской сельди), или смеси, содержащие любые из перечисленных выше масел и жиров. Согласно одному варианту осуществления, триацилглицериновый источник, используемый в способах согласно настоящему изобретению, представляет собой соевое масло. Согласно другому варианту осуществления, триацилглицериновые источники в способах согласно настоящему изобретению представляют собой неочищенные необессмоленные или полупереработанные масла, в том числе неочищенные необессмоленные или полупереработанные соевые масла (обессмоленные, химически рафинированные, отбеленные и/или дезодорированные, если добавляется лецитин).

Эмульгаторы, используемые в способах согласно настоящему изобретению, включают соли щелочных металлов и ненасыщенных жирных кислот. Любые соли щелочных металлов и ненасыщенных жирных кислот, которые известны специалистам в данной области техники, можно использовать в способах, описанных в настоящем документе. Согласно определенным вариантам осуществления, эмульгатор представляет собой соль щелочного металла и имеющей длинную цепь ненасыщенной жирной кислоты. Согласно определенным вариантам осуществления, эмульгатор имеет гидрофильно-липофильный баланс (ГЛБ), составляющий более чем 12, 14, 16 или 18. Согласно определенным вариантам осуществления, эмульгатор имеет ГЛБ, составляющий от 12 до 18, от 12 до 16, от 12 до 14, от 14 до 18, от 14 до 16 или от 16 до 18. Согласно определенным вариантам осуществления, эмульгатор имеет ГЛБ, составляющий 12, 14, 16 или 18. Согласно определенным вариантам осуществления, в качестве эмульгатора выбирается олеат натрия, олеат калия, линолеат натрия, линолеат калия, линоленат натрия, линоленат калия или их сочетание. Согласно одному варианту осуществления, в качестве эмульгатора выбирается олеат калия или олеат натрия.

Согласно определенным вариантам осуществления, количество эмульгатора, используемого в способах, которые описаны в настоящем документе, составляет приблизительно от 1 до 10%, от 2 до 8%, от 2 до 6%, от 2 до 5% или от 3 до 5 мас.% по отношению к суммарной массе масла. Согласно одному варианту осуществления, используемое количество эмульгатора составляет приблизительно 1, 3, 5, 7 или 10 мас.% по отношению к суммарной массе масла.

Согласно определенным вариантам осуществления, смешивание на стадии (a) представляет собой сдвиговое смешивание для получения эмульсии. Согласно определенным вариантам осуществления, масло или жир смешивается с эмульгатором перед добавлением фермента типа сатуразы. Согласно определенным вариантам осуществления, смесь масла/жира и эмульгатора гомогенизируется до и/или после добавления фермента для получения однородной эмульсии.

Согласно одному варианту осуществления, сдвиговое смешивание осуществляется в течение приблизительно от 5 до 30 минут, приблизительно от 5 до 20 минут, приблизительно от 5 до 15 минут, приблизительно от 7 до 15 минут, приблизительно от 7 до 12 минут или приблизительно 10 минут с помощью сдвигового смесителя, такого как Ultra Turrax® T-50. Согласно другому варианту осуществления, сдвиговое смешивание осуществляется во встроенном сдвиговом смесителе, таком как высокосдвиговый трехступенчатый смеситель DISPAX-REACTOR®, в течение менее чем приблизительно одной минуты.

Согласно определенным вариантам осуществления реакционная смесь, полученная на стадии (a), содержит приблизительно от 1 до 30% воды по отношению к суммарной массе реагентов. Согласно определенным вариантам осуществления, реакционная смесь, полученная на стадии (a), содержит приблизительно от 1 до 20%, от 1 до 15%, от 1 до 10%, от 1 до 5%, от 5 до 25% или от 10 до 25% воды по отношению к суммарной массе реагентов. Согласно одному варианту осуществления, реакционная смесь содержит приблизительно 1, 3, 5, 7, 10, 15, 17 или 20% воды по отношению к суммарной массе реагентов.

Согласно определенным вариантам осуществления, способ, предлагаемый согласно настоящему изобретению, уменьшает содержание насыщенных соединений, в том числе содержание пальмитата в масле/жире до уровня, составляющего приблизительно 15% или менее, 10% или менее, или 5% или менее по отношению к суммарной массе масла/жира. Согласно определенным вариантам осуществления, содержание насыщенных соединений, в том числе содержание пальмитата в масле/жире уменьшается до уровня, составляющего приблизительно 10, 7, 5, 4, 3, 2, 1% или менее по отношению к суммарной массе масла/жира. Согласно определенным вариантам осуществления, способ, предлагаемый согласно настоящему изобретению, уменьшает содержание насыщенных соединений, включающий, содержание пальмитата в масле/жире до уровня, составляющего приблизительно от 0,5 до 20%, от 3 до 15%, от 3 до 10%, от 3 до 7%, от 3 до 5%, от 2 до 10%, от 2 до 7%, от 2 до 5%, от 1 до 15%, от 1 до 12%, от 1 до 10%, от 1 до 8%, от 1 до 7% или 1-5%, от 1 до 3%, от 0,5 до 7%, от 0,5 до 5%, от 0,5 до 3% или менее.

В способах, предлагаемых согласно настоящему изобретению, можно использовать любые кислоты, подходящие для использования в пищевых продуктах. Примерные кислоты представляют собой, но не ограничиваются этим фосфорную кислоту, уксусную кислоту, лимонную кислоту, винную кислоту, янтарную кислоту и их смесь. Согласно одному варианту осуществления, кислота представляет собой лимонную кислоту. Примерные основания для использования согласно настоящему изобретению представляют собой, но не ограничиваются этим гидроксид натрия и гидроксид калия.

Согласно одному варианту осуществления, фермент типа сатуразы, включающий фермент типа пальмитазы, добавляется в одну часть. Согласно одному варианту осуществления, фермент типа сатуразы, включающий фермент типа пальмитазы, добавляется во множество частей. Согласно одному варианту осуществления, фермент типа сатуразы, включающий фермент типа пальмитазы, добавляется в триацилглицериновый источник при температуре, составляющей приблизительно от 15 до 50°C, приблизительно от 20 до 40°C, приблизительно от 22 до 30°C или приблизительно от 22 до 25°C.

Согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения, предлагаемые способы дополнительно включают стадию обессмоливания масла, которая представляет собой водное обессмоливание, кислотное обессмоливание, или ферментативное обессмоливание. В способах согласно настоящему изобретению можно использовать любой способ обессмоливания, известный специалистам в данной области техники.

Примерные способы обессмоливания описывают патент США № 4,049,686, патент США № 4698185, патент США № 5264367, патент США № 5532163, патент США № 6001640, патент США № 6103505, патент США № 6127137, патент США № 6143545, патент США № 6172248, патент США № 6548633, патент США № 7713727, патент США № 7226771, патент США № 7312062, патент США № 7494676, патент США № 8192782, патентная публикация США № 2008/0188322, патентная публикация США № 2009/0069587 и патентная публикация США № 2011/0136187, причем каждый из данных документов во всей своей полноте включается в настоящий документ посредством ссылки.

Количества ферментов типа сатуразы, пальмитазы, PLA и PLC, которые используются в способах, предлагаемых согласно настоящему изобретению, зависят от используемых условий реакции, типов масла и типов фермента. Согласно определенным вариантам осуществления, используемое количество фермента составляет от 10 до 20000 единиц, от 20 до 10000 единиц, от 50 до 5000 единиц или от 100 до 2000 единиц на 1 кг масла.

Согласно одному варианту осуществления, способ получения низкопальмитиновой масляной композиции включает: (a) смешивание триацилглицеринового источника с водным раствором фермента типа пальмитазы в присутствии олеата калия для получения эмульсии, где триацилглицерин включает, по меньшей мере, один пальмитиновый кислотный остаток и, по меньшей мере, один ненасыщенный жирнокислотный остаток, (b) смешивание водного раствора лимонной кислоты для получения значения pH, составляющего менее чем приблизительно 4, согласно одному варианту осуществления, менее чем приблизительно 2, (c) смешивание водного раствора гидроксида натрия для получения смеси, у которой значение pH составляет приблизительно от 4 до 9, согласно одному варианту осуществления, приблизительно от 4,5 до 7, (d) смешивание фермента типа фосфолипазы, выбранного из PLA1, PLA2, PLC и сочетания PLA и PLC, для получения смеси включающей обессмоленное масло и водную фазу, (e) разделение обессмоленного масла и водной фазы, (f) смешивание обессмоленного масла с водным раствором лимонной кислоты для получения смеси, включающей масляную фазу и водную фазу, где лимонная кислота присутствует в количестве, достаточном для превращения олеата калия в масле в свободную олеиновую кислоту и цитратную соль калия, и (g) разделение масляной фазы, включающей низкопальмитиновую масляную композицию, пальмитиновую кислоту и свободную олеиновую кислоту. Согласно определенным вариантам осуществления, сепарированная масляная фаза фракционируется для разделения пальмитиновой кислоты и низкопальмитиновой масляной композиции.

Согласно определенным вариантам осуществления, сепарированная масляная фаза охлаждается до температуры, составляющей от 0 до 5°C, для затвердевания пальмитиновой кислоты. Отвержденная пальмитиновая кислота отделяется, и получается низкопальмитиновое масляная композиция.

Согласно определенным вариантам осуществления, низконасыщенная масляная композиция направляется на последующие технологические стадии, известные в технике и включающие отбеливание или дезодорирование, которые могут оказаться необходимыми или желательными, в зависимости от конечного использования, для которого предназначается масляная композиция.

Примерные способы

Примерный способ иллюстрирует схема технологического процесса на фиг. 1.

Согласно примерному способу, используют приблизительно 1000 кг неочищенного соевого масла. Масло нагревают приблизительно до 70°C и перемешивают для гомогенизации в резервуар с перемешиванием. Если в качестве исходного материала используется неочищенное необессмоленное масло, в это масло не добавляется лецитин. Если используется масло из других источников, в том числе обессмоленное масло, добавляют вплоть до приблизительно 50 кг соевого лецитина (от 0 до 5 мас.% по отношению к массе масла) приблизительно при 70°C, и получают однородную смесь в резервуаре с перемешиванием. Масло охлаждается до температуры, составляющей приблизительно от 20 до 50°C. Через массовый расходомер в масло перекачивают приблизительно 50 кг содержащего пальмитазу фермента. Через массовый расходомер в масло перекачивают приблизительно от 10 до 50 кг воды (от 1 до 5 мас.% по отношению к массе масла). Масло перекачивают через высокосдвиговый смеситель, производящий механическую эмульсию воды в масле, в реакционный резервуар 1. Масло перемешивают в течение приблизительно от 24 до 48 часов при температуре, составляющей приблизительно от 20 до 50°C. В качестве эмульгатора добавляют и перемешивают приблизительно от 30 до 50 кг олеата калия (от 3 до 5 мас.% по отношению к массе масла). Через массовый расходомер в масло перекачивают приблизительно 50 кг содержащего пальмитазу фермента. Масло затем перекачивают в реакционный резервуар 2 через второй высокий сдвиговый смеситель производящий механическую эмульсию воды в масле.

Масло перемешивают в течение приблизительно от 24 до 72 часов при температуре, составляющей от приблизительно 25 до 40°C. В масло добавляют приблизительно 50 частей на миллион Lecitase® Ultra (PLA1) (0,005 мас.% по отношению к массе масла) и/или приблизительно 200 частей на миллион Purifine® PLC (0,02 мас.% по отношению к массе масла). Масло перемешивают в течение приблизительно от 1 до 4 часов. Масло перекачивают через теплообменник приблизительно при 85°C, а затем его центрифугируют. Легкую фазу масла (от 1030 до 1050 кг), содержащую полученные путем гидролиза пальмитиновую кислоту и олеат калия, отделяют от тяжелой фазы (от 130 до 200 кг), содержащей влажные смолы и денатурированный белок.

Масляный слой охлаждают до температуры, составляющей приблизительно от 0 до 5°C, и медленно перемешивают в течение приблизительно 24 часов. Пальмитиновую жирную кислоту оставляют для затвердевания, что обеспечивает фракционирование пальмитиновой кислоты. Необязательно добавляют приблизительно от 1 до 10 кг (0,1 до 1 мас.% по отношению к массе масла) диатомовой земли, чтобы способствовать фильтрации обработанного масла. Фильтрат (857 до 1008 кг), содержащий низкопальмитиновое масло и олеат калия, отделяют от осадка (от 40 до 160 кг), содержащего пальмитиновую кислоту и диатомовую землю. Осадок нагревают приблизительно до 100°C и фильтруют, получая фильтрат (от 37 до 137 кг), содержащий пальмитиновую кислоту.

Собирают материал (от 1,3 до 13 кг), оставшийся на фильтре и представляющий собой диатомовую землю.

Обработка обработанного пальмитазой масла

Превращение мыла в кислоту

Описанный выше фильтрат, содержащий низкопальмитиновое масло и олеат калия, нагревают до температуры, составляющей приблизительно от 50 до 70°C, в резервуаре с перемешиванием. Приблизительно 50% раствор лимонной кислоты (от 12 до 20 кг раствора 50 мас.%) перекачивают в масло для превращения содержащего олеат калия мыла в олеиновую кислоту. Согласно определенным вариантам осуществления, обработку кислотой для превращения калиевого мыла в жирную кислоту можно необязательно осуществлять непосредственно перед описанной выше стадией центрифугирования перед охлаждением и отделением пальмитиновой жирной кислоты.

Отбеливание

Масло нагревают приблизительно в 60°C в резервуаре с перемешиванием, куда в форме суспензии добавляют приблизительно от 1 до 5 кг активированной кислотой отбеливающей земли (Tonsil Optimum FF или эквивалентной). Создают вакуум, составляющий приблизительно 100 мбар (10 кПа), и масло нагревают до температуры, составляющей приблизительно от 90 до 120°C, в течение приблизительно 30 минут. Масло фильтруют, получая масляную фракцию (от 851 до 1007 кг), содержащую низкопальмитиновое масло и олеиновую жирную кислоту, и твердую фракцию (от 1,3 до 6,5 кг), содержащую отработавшую отбеливающую землю. Согласно определенным вариантам осуществления, отделение пальмитиновой жирной кислоты можно осуществлять после стадии отбеливания перед стадией дезодорирования.

Дезодорирование

Масляную фракцию нагревают приблизительно до 250°C при давлении, составляющей от 0,5 до 3 мбар (от 50 до 300 Па), и приблизительно от 0,1 до 3 мас.% (по отношению к массе масла) пара вводят в течение приблизительно от 30 до 180 минут. Масло охлаждают приблизительно до 100°C, а затем добавляют приблизительно от 1 до 25 частей на миллион раствора 50 мас.% лимонной кислоты для образования хелатных комплексов с любыми следовыми металлами. Вакуум заполняют азотом, чтобы предотвратить воздействие воздуха на масло. При выпуске масла из вакуумного оборудования масло фильтруют через сетку с размером отверстий 5 мкм, чтобы отделить хелатные комплексы металлов. Масло содержат в атмосфере азота.

В результате данного процесса получают рафинированное, отбеленное и дезодорированное низкопальмитиновое масло (от 786 до 967,7 кг) и дезодорированный дистиллят (от 39 до 65 кг), содержащий олеиновую жирную кислоту. Дистиллят можно обрабатывать раствором приблизительно 50 мас.% KOH, получая олеат калия (от 10 до 20 кг) для повторного использования в технологическом процессе.

Примерные ферменты, используемые для обработки

Примерные ферменты типа сатуразы, в том числе пальмитазы, и способы получения этих ферментов описывают патент США № 8153391 и патент США № 8357503, каждый из которых во всей своей полноте включается в настоящий документ посредством ссылки.

Примерные ферменты включают полипептид, выбранный из группы, состоящей из выделенных, синтетических и рекомбинантных полипептидов, проявляющих активность сатуразы, в том числе пальмитазы, причем данный полипептид:

i) кодируется нуклеиновой кислотой, включающей нуклеотидную последовательность, причем данная последовательность, по меньшей мере, на 85% идентична последовательности SEQ ID NO: 1 и содержит изменения 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 или более, или всех нуклеотидных остатков, которые представляют ниже таблица A, таблица B или таблица C, где нуклеиновая кислота кодирует, по меньшей мере, один полипептид, проявляющий активность сатуразы, в том числе пальмитазы.

ii) имеет последовательность, идентичную, по меньшей мере, на 85% последовательности SEQ ID NO: 2 в области, по меньшей мере, приблизительно 100 аминокислотных остатков и содержит изменения 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 или более, или всех аминокислотных остатков, которые представляют выше таблица A, таблица B или таблица C, или

iii) включает аминокислотную последовательность, соответствующую последовательности SEQ ID NO: 2, но также включающую, по меньшей мере, одно изменение аминокислотных остатков D61A, D61E, R72E, R72K, E116A, E116Q, E116R, E116T, E116V, S133A, I151G, I151A, V163R, D164R или их сочетание, или

iv) включает аминокислотную последовательность, соответствующую последовательности SEQ ID NO: 2, но также включающую, по меньшей мере, одно изменение аминокислотных остатков I20L, V62S, G77P, V83C, D88H, Y113G, E116T, E116G, H140K, K146S, I167S, L180E, E194M, A211Q, S212Y, G215C, G215V, G215W, A218H, A218S, V223A, A225M, A225Q или их сочетание, или

v) включает аминокислотную последовательность, соответствующую последовательности SEQ ID NO: 2, но также включающую следующие изменения аминокислотных остатков: D61E, R72K, V83M, R85Y, V163R и R172H.

Согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения, используемая полипептидная последовательность кодируется нуклеиновой кислотой, включающей нуклеотидную последовательность, которая идентична, по меньшей мере, на 85%, 88%, 90%, 95% последовательности SEQ ID NO: 1 и содержит изменения 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 или более, или всех нуклеотидных остатков, которые представляют выше таблица A, таблица B или таблица C.

Согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения, используемая полипептидная последовательность является идентичной, по меньшей мере, на 85%, 88%, 90%, 95% последовательности SEQ ID NO: 2 и содержит изменения 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 или более, или всех аминокислотных остатков, которые представляют выше таблица A, таблица B или таблица C.

Вышеупомянутые нуклеотидные и полипептидные последовательности представляют собой следующие:

Последовательность SEQ ID NO: 1:

Последовательность SEQ ID NO: 2 (кодируется последовательностью SEQ ID NO: 2):

Однобуквенный код:

Трехбуквенный код:

Последовательность SEQ ID NO: 3

Последовательность SEQ ID NO: 4 (кодируется последовательностью SEQ ID NO: 3):

Однобуквенный код:

Трехбуквенный код:

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, для использования в данном способе предлагается фермент типа пальмитазы, который имеет аминокислотную последовательность, соответствующую последовательности SEQ ID NO: 2, а также содержит следующие изменения аминокислотных остатков: D61E, R72K, V83M, R85Y, V163R и R172H.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, для использования в данном способе предлагается фермент типа пальмитазы, который кодируется нуклеиновой кислотой, имеющей нуклеотидную последовательность, соответствующую последовательности SEQ ID NO: 3.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, для использования в данном способе предлагается фермент типа пальмитазы, который имеет аминокислотную последовательность, соответствующую последовательности SEQ ID NO: 4.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, для использования в данном способе предлагается фермент типа пальмитазы, который имеет аминокислотную последовательность, соответствующую последовательности SEQ ID NO: 2, а также содержит следующие изменения аминокислотных остатков: D61E, R72K, V83M, R85Y, V163R и R172H.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, для использования в данном способе предлагается фермент типа пальмитазы, который кодируется нуклеиновой кислотой, имеющей нуклеотидную последовательность SEQ ID NO: 3.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, для использования в данном способе предлагается фермент типа пальмитазы, который имеет аминокислотную последовательность SEQ ID NO: 4.

Разнообразные варианты осуществления данного способа описаны в приведенных ниже примерах. В каждом из представленных примеров используется сдвиговый смеситель Ultra Turrax® T-50. Фермент PLA1 представлял собой Lecitase® Ultra, и фермент PLC представлял собой Purifine®.

Пример 1. Ферментативная обработка

В данном примере использовали неочищенное соевое масло, имеющее следующий состав:

Содержание пальмитиновой кислоты - 10,8%.

Фосфор - 567,7 частей на миллион.

Кальций - 48,53 частей на миллион.

Магний - 45,14 частей на миллион.

Свободная жирная кислота - 0,43%.

Приблизительно 165,3 кг неочищенного фильтрованного соевого масла помещали в резервуар из нержавеющей стали. Содержимое резервуара перемешивали при 70 об/мин и 22,8°C. Приблизительно 6 кг содержащей пальмитазу композиции (2 кг воды добавляли в 3 бутылки, содержащие 80 г порошкообразного фермента партии № LIP 29241-PK005). Масло перемешивали в течение 15 минут, используя сдвиговый смеситель Ultra Turrax® T-50. Содержимое резервуара перемешивали при 70 об/мин в течение 24 часов. Приблизительно 9 кг олеата калия, полученного от компании Viva Corporation (Индия), добавляли в резервуар, и перемешивали в течение 10 минут, используя сдвиговый смеситель Ultra Turrax® T-50. Еще 8 кг композиции, содержащей полученную от компании Verenium Corporation пальмитазу (партия № 29241-PK005) и приготовленной, как описано выше, добавляли в резервуар и перемешивали в течение 15 минут, используя сдвиговый смеситель Ultra Turrax® T-50. Содержимое резервуара перемешивали в течение 48 часов.

Добавляли приблизительно 165,3 г раствора 50 мас.% лимонной кислоты и перемешивали в течение одного часа, а затем добавляли 264 г раствора 10 мас.% гидроксида натрия. Содержимое тщательно перемешивали. Добавляли приблизительно 8,25 г фермента Lecitase® Uita PLA1 от компании Novozyme и перемешивали в течение приблизительно 2 часов. Реакционную смесь нагревали до 80°C и центрифугировали. Механическая эмульсия разделялась на масляный и водный слои. На этой стадии проблемы разделения не наблюдались (система содержала приблизительно 14 кг воды, что составляло более чем 10%). Анализ образца масляной фракции показал следующий состав:

Содержание пальмитиновой кислоты - 2,9%.

Фосфор - 59,43 частей на миллион.

Кальций - 29,09 частей на миллион.

Магний - 16,49 частей на миллион.

Железо - ниже предела обнаружения.

Пример 2. Щелочное рафинирование

Была сделана попытка щелочного рафинирования масляного слоя, полученного, как указано выше. Масляный слой имел содержание свободных жирных кислот (СЖК), составляющее 12,4%. В данном исследовании было нейтрализовано только 2% СЖК. Масляный слой нагревали приблизительно до 80°C в процессе перемешивания. Добавляли приблизительно 7,52 кг раствора 10 мас.% гидроксида натрия и медленно перемешивали в течение 10 минут; неожиданно получилась эмульсия. Масло центрифугировали. Однако масло, полученное из центрифуги, представляло собой эмульсию, имеющую консистенцию, напоминающую майонез, и не разделялось на масляный и водный слои. Оказалось невозможным щелочное рафинирование обработанного пальмитазой масла.

В эмульсию добавляли приблизительно 20 л воды и выдерживали в течение ночи в попытке разделения эмульсии. Считали, что через некоторое время произойдет коалесцения молекул воды в эмульсии, которая разделится на масляный и водный слои. Но никакое разделение не наблюдалось.

Не намереваясь ограничиваться какой-либо определенной теорией, считали, что при добавлении гидроксида натрия для уменьшения содержания свободных жирных кислот (СЖК) образуется очень устойчивая эмульсия воды и масло.

Пример 3. Физическое рафинирование

Обработанное пальмитазой масло, полученное в примере 1, подвергали физическому рафинированию после обработки кислотой. На данной стадии использовали приблизительно 120 кг обработанного пальмитазой масла. В масло добавляли приблизительно 10 кг водного раствора 50 мас.% лимонной кислоты. Реакционную смесь перемешивали в течение приблизительно 30 минут. Водную и масляную фазы разделяли путем центрифугирования материала при 80°C. На данной стадии содержание свободных жирных кислот составляло приблизительно 19%, а содержание мыла составляло приблизительно 304 частей на миллион.

Пример 4. Отбеливание и дезодорирование

Масляную фазу подвергали обработке на стадии отбеливания следующим образом: добавляли 298 г TrySil® S615, 995 г BASF FF 105 и 500 г фильтрующей добавки. Смесь нагревали до 105°C при пониженном давлении, составляющем 60 мбар (6 кПа), и перемешивали в течение 30 минут в отбеливателе. Масло фильтровали через плиточно-рамный фильтр.

Отбеленное масло имело содержание СЖК, составляющее приблизительно 21,15%, содержание мыла составляло 0 частей на миллион, содержание фосфора составляло 0 частей на миллион, пероксидное число (ПЧ) составляло 0,0, и содержание пальмитиновой кислоты составляло 3,7%.

Отбеленное масло дезодорировали путем нагревания в вакууме при 260°C при обработке паром (3% в час) в течение 5 часов. Масло охлаждали до 100°C, и вакуум заполняли азотом. Анализ дезодорированного масла показал следующие результаты:

СЖК - 0,45%.

ПЧ - 0,00.

Фосфор - 0 частей на миллион.

Пальмитиновая кислота - 4,2%.

Пример 5. Ферментативная обработка

В данном примере использовали неочищенное соевое масло, имеющее следующий состав:

Содержание пальмитиновой кислоты - 10,2%.

Фосфор - 681,4 частей на миллион.

Кальций - 61,2 частей на миллион.

Магний - 64,2 частей на миллион.

Железо - 0,59 части на миллион.

Приблизительно 127 кг неочищенного фильтрованного соевого масла помещали в резервуар из нержавеющей стали. Содержимое резервуара перемешивали при 70 об/мин и 31°C. Приблизительно 8 кг содержащей пальмитазу композиции (2 кг воды добавляли в 4 бутылки, содержащие 80 г лиофилизированного порошкообразного фермента партии № 060512). Масло перемешивали в течение 15 минут, используя сдвиговый смеситель Uhra Turrax® T-50. Содержимое резервуара перемешивали при 70 об/мин и закрывали. Образец масла отбирали после 45-часовой реакции.

Поскольку отсутствовал химически чистый олеат калия для исследования, порцию калиевого мыла изготавливали на месте, добавляя 1,62 кг гидроксида калия, растворенного в 1,47 кг воды. Раствор гидроксида калия добавляли очень медленно к 8,26 кг рафинированного и отбеленного соевого масла. После того, как весь щелочной раствор был добавлен в масло, щелочную смесь перемешивали в течение 30 минут, используя сдвиговый смеситель Ultra Turrax® T-50. Температура повышалась от комнатной температуры до приблизительно 71°C. Когда смесь охлаждалась до комнатной температуры, калиевое мыло добавляли в масло приблизительно через 6 часов после отбора 45-часового образца. Образец масла отбирали перед добавлением калиевого мыла.

Приблизительно 10 кг содержащей пальмитазу композиции (2 кг воды добавляли в 4 бутылки, содержащие 80 г лиофилизированного порошкообразного фермента партии № 060512). Масло перемешивали в течение 15 минут, используя сдвиговый смеситель Ultra Turrax® T-50. Содержимое резервуара перемешивали при 70 об/мин и закрывали. Дополнительные образцы отбирали через 70 часов и 95 часов после начального добавления фермента типа пальмитазы.

Добавляли приблизительно 9 г фермента Lecitase® Ultra (партия № LY 05035) и приблизительно 26 г фермента Purifine® PLC (партия № 190AU008A1) и перемешивали сдвиговым смесителем в течение 15 минут. Добавляли приблизительно 3,81 кг воды и перемешивали сдвиговым смесителем в течение 15 минут. Масло перемешивали при температуре от 45 до 47°C в течение двух часов.

В масло добавляли приблизительно 4 кг раствора 50 мас.% лимонной кислоты и перемешивали сдвиговым смесителем в течение 5 минут. Кислоту добавляли для превращения калиевого мыла из соевого масла в жирные кислоты. Масло затем нагревали до 85°C и центрифугировали. Поскольку масло содержало мыла (304 части на миллион), это масло промывали 5 мас.% горячей воды для удаления остаточного мыла.

Горячее масло (приблизительно при 85°C) затем медленно охлаждали путем перемешивания при 70 об/мин в резервуаре из нержавеющей стали с рубашкой водяного охлаждения (4,5°C). Резервуар выдерживали для охлаждения в течение ночи в процессе перемешивания. Приблизительно через 14 часов температура масла в резервуаре составляла 8°C.

В резервуар при перемешивании добавляли приблизительно 1,8 кг фильтрующей добавки и выдерживали до получения однородной смеси в течение приблизительно 30 минут. Охлажденное масло затем фильтровали с использованием плиточно-рамного фильтра для отделения твердой пальмитиновой кислоты. После фильтрации получали приблизительно 72 кг обработанного пальмитазой масла.

Как четко показывают данные в таблице 1, полученное на месте калиевое мыло не было нейтральным, и после его добавления избыток гидроксида калия дезактивировал пальмитазу.

Пример 6. Ферментативная обработка

В резервуаре 72 кг обработанного пальмитазой соевого масла, полученного в примере 4, нагревали до температуры от 70 до 72°C. В масло добавляли 6 кг олеата калия из партии № POT/115, полученной от компании Viva Corporation (Индия). Добавляли 1,0 кг соевого лецитина 3FUB (партия № T 180007025 от компании Bunge), и смесь охлаждали до 23°C в процессе перемешивания при 70 об/мин.

В масло добавляли приблизительно 6,6 кг содержащей пальмитазу композиции (2,2 кг воды добавляли в 3 бутылки, содержащие 100 г лиофилизированного порошкообразного фермента партии № LIP 29241PK05). Масло перемешивали в течение 15 минут, используя сдвиговый смеситель Ultra Turrax® T-50. Содержимое резервуара перемешивали при 70 об/мин и закрывали.

Образцы отбирали в процессе реакции через 24, 48 и 72 часов и анализировали на содержание пальмитиновой кислоты. Результаты представлены в таблице 2.

Масло нагревали до температуры от 40 до 45°C при перемешивании. В масло добавляли приблизительно 36 г раствора 50 мас.% лимонной кислоты и перемешивали сдвиговым смесителем в течение 10 минут. В масло добавляли 50,1 мл четырехнормального раствора гидроксида натрия, и смесь перемешивали сдвиговым смесителем в течение 10 минут. Добавляли 3 г Lecitase® Ultra (партия № LYN05035), 12 г Purifine® PLC (партия № 190AU015A1) и 1 кг воды, а затем перемешивали сдвиговым смесителем в течение 10 минут. Резервуар закрывали, и перемешивание осуществляли в течение 4 часов, чтобы фосфолипазы могли разложить фосфолипиды. Добавляли 1,2 кг раствора 50 мас.% лимонной кислоты, чтобы превратить олеат калия в жирную кислоту. Масло нагревали до 85°C и центрифугировали. Механическую эмульсию разделяли на масляный и водный слои.

Пример 7. Ферментативная обработка

В данном примере использовали неочищенное соевое масло, имеющее следующий состав:

Содержание пальмитиновой кислоты - 10,8%.

Фосфор - 767,8 частей на миллион.

Кальций -71,2 частей на миллион.

Магний - 74,9 частей на миллион.

Железо - 0,7 частей на миллион.

Свободная жирная кислота - 0,89%.

Приблизительно 120 кг неочищенного фильтрованного соевого масла добавляли в резервуар из нержавеющей стали. Масло нагревали до 76°C в процессе перемешивания при 70 об/мин, а затем охлаждали до 23°C. В резервуар добавляли приблизительно 6 кг содержащей пальмитазу композиции (2 кг воды добавляли в 3 бутылки, содержащие 100 г лиофилизированного порошкообразного фермента партии № LIP29241-PK05). Масло перемешивали в течение 15 минут, используя сдвиговый смеситель Ultra Turrax® T-50. Содержимое резервуара перемешивали при 70 об/мин и закрывали. Образцы масла отбирали через 24, 48 и 72 часа после начального добавления пальмитазы и анализировали на содержание пальмитиновой кислоты.

В масло добавляли 1,0 кг соевого лецитина 3FUB (партия № T180007025 от компании Bunge) и 6 кг олеата калия из партии № POT/115, полученной от компании Viva Corporation (Индия). Смесь перемешивали в течение 15 минут, используя сдвиговый смеситель Ultra Turrax®. Приблизительно 6 кг содержащей пальмитазу композиции (2 кг воды добавляли в 3 бутылки, содержащие 100 г лиофилизированного порошкообразного фермента партии № LIP 29241PK05). Масло перемешивали в течение 15 минут, используя сдвиговый смеситель Ultra Turrax® T-50. Содержимое резервуара перемешивали при 70 об/мин и закрывали. Образцы масла отбирали через 96 и 144 часа после начального добавления пальмитазы.

Масло нагревали приблизительно до 45°C. В масло добавляли приблизительно 60 г раствора 50 мас.% лимонной кислоты и перемешивали сдвиговым смесителем в течение 10 минут. В масло добавляли 100,2 мл четырехнормального раствора гидроксида натрия, и смесь перемешивали сдвиговым смесителем в течение 10 минут. Добавляли 6 г фермента Lecitase® Ultra (партия № LYN05035), 24 г фермента Purifine® PLC (партия № 190AU015A1) и 2 кг воды, а затем перемешивали сдвиговым смесителем в течение 10 минут. Резервуар закрывали, и перемешивание осуществляли в течение 4 часов, чтобы фосфолипазы могли разложить фосфолипиды. Добавляли 2,4 кг раствора 50 мас.% лимонной кислоты для превращения олеата калия в жирную кислоту. Масло нагревали до 85°C и центрифугировали. Механическая эмульсия разделялась на масляный и водный слои. Масляный слой анализировали на содержание пальмитиновой кислоты.

Пример 8. Отделение пальмитиновой жирной кислоты

Обработанное пальмитазой масло, полученное в примерах 5 и 6, объединяли для отделения пальмитиновой кислоты с использованием сухого фракционирования. Смесь масла и жирной кислоты содержала всего 9,1% пальмитиновой кислоты. Масло нагревали до 80°C при перемешивании, чтобы полностью перевести все масло в жидкое состояние. Масло помещали в резервуар MoBulizer™. Масло изотермически охлаждали приблизительно до 10°C охлажденной приблизительно до 10°C водой и выдерживали в течение 8 часов, чтобы обеспечить образование кристаллов (полная продолжительность кристаллизации составляла 20,3 часа). Масло затем фильтровали, используя лабораторный фильтр L-Frac™. Давление, достигаемое в процессе фильтрация, составляло 6 бар (0,6 МПа). Получали олеиновую фракцию или жидкое масло, где остаточное содержание пальмитиновой кислоты в смеси составляло 3,9% (в том числе приблизительно 1,5% пальмитиновой кислоты, связанной глицерином, и 2,4% свободной пальмитиновой кислоты). Также получали стеариновую фракцию или твердое вещество, где содержание пальмитиновой кислоты составляло приблизительно 33%. Масло можно затем подвергать отбеливанию и физическому рафинированию для отделения остаточных жирных кислот.

Хотя примерные варианты осуществления способа изложены в настоящем документе, другие варианты осуществления, предусматривающие данный способ, должны быть легко понятными для специалистов в данной области техники, и предусматривается, что данная заявка и формула настоящего изобретения распространяются на все такие варианты осуществления и их эквиваленты.

Реферат

Изобретение относится к масложировой промышленности. Способ получения низконасыщенной масляной композиции, включающий: a) смешивание триацилглицеринового источника с водным раствором фермента типа сатуразы в присутствии эмульгатора для получения эмульсии, где триацилглицерин включает, по меньшей мере, один насыщенный жирнокислотный остаток и, по меньшей мере, один ненасыщенный жирнокислотный остаток, и эмульгатор включает соль щелочного металла и ненасыщенной жирной кислоты, b) смешивание водного раствора кислоты с эмульсией для получения смеси, где кислота присутствует в количестве, достаточном для получения значения рН, составляющего приблизительно от 1 до 4, для превращения эмульгатора в свободную ненасыщенную жирную кислоту и соль, и c) разделение смеси для получения масляной фазы и водной фазы, где масляная фаза представляет собой низконасыщенную масляную композицию. По второму варианту, после стадии b) осуществляют: c) смешивание водного раствора основания для получения смеси, у которой значение рН составляет приблизительно от 4 до 9, d) смешивание фермента типа фосфолипазы, выбранного из PLA1, PLA2, PLC и их сочетания, со смесью, полученной на стадии (с), для получения смеси, включающей обессмоленное масло и водную фазу, e) разделение обессмоленного масла и водной фазы для получения сепарированного обессмоленного масла, f) смешивание сепарированного обессмоленного масла с водным раствором кислоты для получения смеси, включающей масляную фазу и водную фазу, где кислота присутствует в количестве, достаточном для превращения эмульгатора в свободную ненасыщенную жирную кислоту и соль, и g) отделение масляной фазы от смеси, полученной на стадии (f), где масляная фаза представляет собой низконасыщенную масляную композицию. Изобретение позволяет получить стабильную эмульсию, из которой невозможно отделить масло. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл., 8 пр.

Формула