Жидкие и стабильные олеиновые фракции - RU2435834C2

Описание

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к олеиновым фракциям, которые особенно пригодны для применения, где необходимо, чтобы масло являлось жидким и устойчивым к окислению. Также изобретение относится к применению олеиновой фракции и масляным смесям, содержащим данные фракции.

Уровень техники изобретения

Природные масла состоят из триацилглицеридов (TAG), которые составляют более 98% от общего количества масла. Следовательно, химические и физические свойства масел определяются их триацилглицеридным составом и распределением жирной кислоты в данных молекулах.

Растительные жиры и масла, применяемые в пищевой и в других непищевых областях, где требуется высокая стабильность к окислению, требуют специального триацилглицеридного состава, главным образом, если необходимо избежать проведения химических реакций, таких как гидрирование. Частично гидрированные масла содержат трансизомеры жирных кислот, которые нежелательны с точки зрения применения в пищу.

Некоторые промышленные масла частично соответствуют данным требованиям, однако имеют технологические недостатки или недостатки, относящиеся к питанию. Например, пальмовое масло и пальмовый олеин обладают высокой стабильностью, однако они являются твердыми или полутвердыми при комнатной температуре вследствие динасыщенного и тринасыщенного TAG состава, и вредны для здоровья при использовании в пищу, главным образом, вследствие того, что пальмитиновая кислота находится в положении sn-2 триацилглицерида (Renaud и др., J. Nutr. 125:229-237 (1995)). Растительные масла с высоким содержанием олеина являются жидкими при температурах ниже 0°С, однако они недостаточно стабильны. Следовательно, данные масла невозможно применять, где необходимо стабильное и жидкое масло.

Полезные для здоровья масла с хорошей стабильностью к окислению имеют низкое содержание насыщенных жирных кислот, предпочтительно включая стеарат, так как он является нейтральным в отношении к уровням сывороточного холестерина (Paerson, Am. J. Clin. Nutr., 60(S): 1071S-1072S, (1994); Kelly и др., Eur. J. of Clinical Nutr., 55:88-96, (2001)), и не должны иметь насыщенные жирные кислоты в среднем положении (sn-2) триацилглицерида. Было предположено, что масла с насыщенными жирными кислотами в среднем положении триацилглицерида являются ответственными за атерогенные эффекты данных масел (Renaud и др., J. Nutr. 125:229-237 (1995)).

WO 0019832 сообщает, как может быть получено масло с высоким содержанием стеарата и олеата из Brassica. Кроме того, были получены некоторые фракции стеарина и олеина.

Более того, WO 99057990 сообщает, как может быть получено масло с высоким содержанием стеарата и олеата из соевых бобов, и, кроме того, как были получены некоторые стеариновые и олеиновые фракции. Все показанные масла и фракции в данном патенте имели более чем 0,5% линолеата. Следовательно, никакие из данных предыдущих масел или их фракций не являются хорошими веществами для получения олеиновой фракции настоящего изобретения.

Было предложено, что некоторые тропические олеиновые фракции, смешанные со стандартными промышленными маслами, будут использоваться в качестве жиров для жарки. Как сообщается в WO 2006/061100, олеиновая фракция из масла тропического масляного дерева может быть смешана со стандартными промышленными маслами, давая жир для жарки. Однако масло масляного дерева имеет недостаток в связи с тем, что оно является довольно редким, так как получается из тропических деревьев. Для производства масла в промышленном масштабе могут быть трудности с сырьем.

ЕР-1290119 описывает использование подсолнечного масла с высоким содержанием стеарина и олеина (HSHOSF) для получения стеарина, который смешивается с жидким растительным маслом для получения жировой фазы. Содержание твердого вещества стеариновой фракции более 50% по весу, и она содержит, по крайней мере, 30% по весу SUS жирных кислот. Стеариновая фракция предназначена для структурирования растительного масла для получения маргарина или пищевого продукта пастообразной консистенции. Таким образом, стеариновая фракция обеспечивает твердость в данных продуктах и сама по себе не является жидкой.

Масла, главным образом состоящие из насыщенных или мононенасыщенных жирных кислот, имеют очень хорошую стабильность, однако принимая во внимание биосинтез TAG в растениях, масла с повышенным содержанием насыщенных жирных кислот будут обладать значительным количеством триацилглицеридов с двумя и тремя насыщенными жирными кислотами. Данные триацилглицериды будут выпадать в осадок даже при комнатной температуре, делая данные масла легко отверждаемыми. Промышленный интерес вызывают жидкие при 0°С и стабильные масла. Подсолнечные масла с высоким содержанием стеарата и олеата обладают очень хорошей стабильностью к окислению, однако легко отверждаются. Фракции данного масла без большей части динасыщенных триацилглицеридов должны обладать хорошей стабильностью и будут являться жидкими при температуре около 0°С.

Следовательно, целью настоящего изобретения является обеспечение новым маслом, которое является жидким при низких температурах и устойчивым к окислению.

Сущность изобретения

Таким образом, изобретение относится к олеиновой фракции, где:

а) менее чем 8,6% TAG частиц указанной олеиновой фракции имеет общую формулу SMS, и

b) по крайней мере, 26% TAG частиц указанной олеиновой фракции имеет общую формулу SMM,

где S обозначает насыщенную жирную кислоту и М обозначает моноеновую жирную кислоту, где фракция образуется посредством фракционирования масла с высоким содержанием олеина и высоконасыщенного (HOHS) подсолнечного масла и сбора жидкой фракции, называемой олеин. Жидкая фракция является надосадочной жидкостью фракционирования. Предпочтительно HOHS масло является подсолнечным маслом с высоким содержанием олеиновой кислоты и высоким содержанием стеариновой кислоты (НОНЕ).

Олеиновая фракция настоящего изобретения обладает превосходной стабильностью к окислению, является жидкой при температурах около или ниже 0°С и имеет триацилглицеридный состав, который делает ее полезной для здоровья по сравнению с другими высоконасыщенными стабильными маслами, такими как пальмовое масло или пальмовый олеин.

Способами фракционирования, которые являются подходящими для использования, являются высушивание или сольвентное фракционирование.

Изобретение также обеспечивает различные применения масла. Улучшенные характеристики олеиновой фракции позволяют использовать ее в некоторых пищевых и непищевых продуктах в тех случаях, когда необходимы жидкие масла с улучшенной стабильностью к окислению, стабильностью при жарке и стабильностью в период хранения, являясь в то же время продуктом, полезным для здоровья.

Стабильность масел к окислению определяется составом жирных кислот триацилглицеридов. Триацилглицериды, обогащенные полиненасыщенными жирными кислотами, являются более нестабильными, чем триацилглицериды с высоким содержанием насыщенных и мононенасыщенных жирных кислот. Ненасыщенными жирными кислотами, обнаруженными в промышленных маслах, являются олеиновая, линолевая и линоленовая кислоты, имеющие одну, две и три двойных связи соответственно. Линоленовая кислота является наиболее нестабильной жирной кислотой и ответственна за рыбный запах и, следовательно, должна содержаться в минимальном возможном количестве в стабильных маслах, предпочтительно в следовом количестве (ниже 0,5%). Масла с линоленатом выше данного значения не являются хорошим исходным веществом для фракционирования олеина настоящего изобретения.

Олеиновая фракция изобретения имеет менее 0,5% по весу линолеата.

Олеиновая фракция является жидкой при комнатной температуре и более стабильной по сравнению с другими маслами, которые являются жидкими при комнатной температуре, такими как стандартное масло CAS-6 (Salas и др., JAOCS, 83:539-545 (2006)) и высокоолеиновое масло CAS-9 (Fernandez-Moya и др., J. Argic. Food Chem. 53:5326-5330 (2005)). Масла с высоким содержанием олеина и стеарина HOHS (WO 0074470) очень стабильны, однако не являются жидкими при комнатной температуре. Масло с высоким содержанием пальмитина и олеина IG-1297М (WO 09964546) примерно также стабильно, но не является жидким при комнатной температуре и имеет высокое содержание пальмитиновой кислоты, что является менее желательным с точки зрения применения в пищу.

Подробное описание изобретения

Масляная фракция изобретения имеет точку замерзания ниже, чем 5°С, предпочтительно ниже, чем 0°С, более предпочтительно ниже, чем -6°С.

Стабильная и жидкая масляная фракция изобретения получается посредством низкотемпературного фракционирования высоконасыщенного подсолнечного масла с высоким содержанием олеина.

В первом варианте низкотемпературным фракционированием является сухое фракционирование, которое включает следующие стадии:

- уменьшение температуры масла до 12°С, более предпочтительно до 9,5°С, еще более предпочтительно до 5°С, возможно, при перемешивании;

- отделение олеина от твердой фракции; и

- возможно, фракционирование полученного олеина снова при 2,5°С, более предпочтительно при 0°С, получая менее насыщенную олеиновую фракцию.

В другом варианте низкотемпературным фракционированием является сольвентное фракционирование, которое включает следующие стадии:

- смешение масла с органическим растворителем, таким как ацетон, гексан или этиловый эфир;

- уменьшение температуры раствора масла до 0°С, предпочтительно до -5°С;

- отделение олеина от твердой фракции; и

- возможно, выделение олеина посредством удаления растворителя из надосадочной жидкости. В конкретном примере растворитель удаляется из надосадочной жидкости посредством дистилляции в вакууме.

Изобретение основано на использовании определенного масла в качестве источника масла для фракционирования. Источник масла должен иметь определенный состав триацилглицерида. Олеиновая фракция изобретения имеет содержание SUS между 1,8 и 9,8%, предпочтительно между 2,4 и 8,8%, более предпочтительно между 3,8 и 7,9%, наиболее предпочтительно между 4,2 и 7,6%, и SUU между 54 и 64%, предпочтительно между 56 и 62%, более предпочтительно между 58 и 60%.

Для использования в качестве исходного вещества с целью получения фракции масла по изобретению высоконасыщенное подсолнечное масло с высоким содержанием олеина может быть получено из семян HOHS, описанных в WO 0074470 (исходным материалом которых являются CAS-3 (АТСС75968) и высоко тиоэстеразный мутант (АТСС РТА-628)). Данные семена также описаны в Fernandez-Moya и др. (J. Argic. Food Chem. 53:5326-5330 (2005)) как CAS-15. Другими маслами являются НОНР, описанные в WO 9964546. IG-1297M семена, каталогизированные как АТСС n° 209591, являются таким семенами, которые имеют такой же TAG состав, как и CAS-12 от Alvarez-Ortega и др. (Lipids 32:833-837 (1997)) или масла и семена, описанные в WO 0074469, последние также описаны в Serrano-Vega и др. (Lipids 40:369-374 (2005)) как CAS-25.

В таблицах 1 и 2 приведены виды триацилглицеридных молекул и триацилглицеридный состав масла с высоким содержанием олеата и стеарата CAS-15 в сравнении с маслом с высоким содержанием олеата (CAS-9).

В первом варианте маслом является подсолнечное масло с высоким содержанием олеина и высоким содержанием стеарина (НОНЕ), которое получается выделением из семян подсолнечника сорта CAS-15 (Fernandez-Moya и др., J. Argic. Food Chem. 2005, 53, 5326-5330), являющееся линией типа HOHS, как описано в WO 0074470, или из другого сорта НОНЕ, получаемого посредством скрещивания CAS-3 (ATCC-75968) с тиоэстеразным мутантом с высоким содержанием олеина (АТСС РТА-628).

Во втором конкретном варианте высоконасыщенным подсолнечным маслом с высоким содержанием олеина является подсолнечное масло с высоким содержанием олеина и пальмитина (НОНР), которое получается посредством выделения из семян подсолнечника сорта IG-1297М (соответствует CAS-12), чьи семена были представлены для регистрации 20 января 1998 под номером ассоциации АТСС АТСС-209591.

В другом варианте подсолнечное масло с высоким содержанием олеина получается посредством выделения из семян CAS-25, полученных посредством скрещивания IG-1297M (ATCC-209591) с CAS-3 (ATCC-75968), получая масло с высоким содержанием олеина и высоким содержанием пальмитина с низким содержанием пальмитолеина и низким содержанием асклепина.

Олеиновая фракция изобретения может быть получена из масла, выделенного из данных семян. Однако изобретение не ограничивается олеином, фракционированным из масла, выделенного из данных семян. Для получения масла по изобретению любое HOHS масло является подходящим исходным маслом. Такое HOHS масло может быть использовано чистым, т.е. непосредственно экстрагированным из семян, или смешанным для получения высокого содержания олеиновой кислоты и насыщенных жирных кислот. В данном описании такие масла называются «HOHS». CAS-15, CAS-33 и другие HOHS масла все имеют схожее содержание олеина и насыщенных кислот, однако могут различаться по другим характеристикам.

Сольвентное или сухое фракционирование любых высоконасыщенных масел с высоким содержанием олеина, в частности с высоким содержанием стеарина, может давать олеиновую фракцию согласно изобретению.

Сольвентное фракционирование проводят с равными количествами ацетона, гексана или этилового эфира, и охлаждая смесь до 0°С. После центрифугирования при 10000×g в препаративной центрифуге Sorvall при 0°С может быть разделен осадок, стеариновая фракция, и надосадочная жидкость, олеиновая фракция. Жидкая олеиновая фракция имеет весьма низкое содержание динасыщенных триацилглицеридов и повышенное содержание ненасышенных триацилглицеридов, в таблицах 3 и 4 приведены составы примера исходного масла из линии семян HOHS и олеиновой фракции. Олеиновая фракция имеет уменьшенное количество динасыщенных триацилглицеридов РОР, POS, SOS, SOA и SOB.

Неожиданно было обнаружено, что масла данного типа обладают превосходными свойствами стабильности в экспериментах по стабильности к ускоренному окислению и являются жидкими при температурах около 0°С и ниже.

Стабильность масла по изобретению может быть выражена в количестве измененных триациглицеридов (окисленные триацилглицеридные мономеры и полимеризованный триацилглицерид) после анализа по ускоренному окислению. Для настоящего изобретения анализ проводился посредством введения 2 г масла в печь при 180°С и отбора 50 мг через двухчасовые интервалы для определения измененных триацилглицеридов. Оставшееся масло после 10 часов извлекали и дополнительно анализировали на полярные соединения и распределение окисленных мономеров триацилглицерида и полимеров триацилглицерида.

Из этого следует, что масло по изобретению является жидким при низких температурах около 0°С и обладает значительной стабильностью. Как будет показано в примерах, состав триацилглицеридов масел по изобретению значительно отличается от масел предшествующего уровня техники.

Масло по изобретению является природным маслом, которое может быть выделено из семян подсолнечника и получено посредством низкотемпературного сухого или сольвентного фракционирования. Данная олеиновая фракция является термостойкой без способов модификации, таких как гидрирование двойных связей жирных кислот, переэтерификация или любые другие химические модификации. Масло по изобретению получается без применения таких искусственных процессов модификации.

Предпочтительная олеиновая фракция подсолнечного масла по изобретению содержит SMS между 1,6% и 8,6%, более предпочтительно между 2,1% и 8,4% и наиболее предпочтительно между 3,4% и 8%, и SMM между 26% и 62%, предпочтительно 38% и 60%, более предпочтительно 40% и 58%, наиболее предпочтительно 42% и 56%. Кроме того, предпочтительно, чтобы масляные фракции по изобретению имели менее чем 8% насыщенных жирных кислот в положении sn-2 триацилглицеридов, которые составляют масло, предпочтительно менее чем 5%, более предпочтительно менее чем 3%.

Насыщенными жирными кислотами обычно являются стеариновая кислота и пальмитиновая кислота. Предпочтительно, чтобы масляная фракция по изобретению имела относительно высокое содержание стеарата, т.к. тогда масло будет полезным для здоровья. Для обеспечения максимальной термостабильности предпочтительно, чтобы все полное SMM олеиновой фракции было не менее 30%, более предпочтительно не менее 35%, наиболее предпочтительно 45% и более.

Кроме того, предпочтительно, чтобы масло имело высокое содержание олеина и соответственно низкое содержание линолевой кислоты, так как олеиновая кислота является более стабильной, чем линолевая кислота, и обладает весьма хорошими пищевыми свойствами. Дополнительно, предпочтительно, чтобы масло имело менее 15% линолевой кислоты, более предпочтительно менее чем 10%, наиболее предпочтительно 5% или ниже в расчете на общий вес жирных кислот.

Также предпочтительно, чтобы содержание линолената было ниже 0,5%, так как линоленовая кислота является наиболее нестабильной жирной кислотой промышленных масел и является ответственной за рыбные запахи.

В первом предпочтительном варианте изобретение относится к олеиновой фракции, в которой от 1,6% до 8,6%, в частности 3,4%, TAG частиц имеют общую формулу SMS, от 26% до 62%, в частности 48%, TAG частиц имеют общую формулу SMM, и олеиновая фракция имеет

- точку помутнения от 4°С до -6°С, в частности -1,2°С, и

- такую термическую стабильность, что после нагревания при 180°С в течение 10 часов максимально изменяется от 20,1% до 26,5%, в частности 22,3%, триацилглицеридов. Такое масло получается посредством влажного фракционирования масла из семян CAS-15.

Во втором предпочтительном варианте изобретение относится к олеиновой фракции, в которой от 2,6% до 7,4%, в частности 4,2%, TAG частиц имеют общую формулу SMS, от 39% до 59%, в частности 49%, TAG частиц имеют общую формулу SMM, и олеиновая фракция имеет

- точку помутнения от 3°С до -4°С, в частности -0,2°С, и

- такую термическую стабильность, что после нагревания при 180°С в течение 10 часов максимально изменяется от 19,8% до 24,2%, в частности 20,2%, триацилглицеридов. Такое масло получается посредством сухого фракционирования масла из семян CAS-15.

Олеиновая фракция изобретения является термостойкой в том смысле, что она лучше устойчива к окислению и полимеризации триацилглицеридов, которые составляют масло, по сравнению с маслами с высоким содержанием олеата. Как следствие этого, олеиновая фракция изобретения является особенно пригодной для длительного хранения и для жарки и готовки при температурах не менее 100°С, предпочтительно от 160°С до 180°С. Предполагается, что жарка включает жарку продуктов питания, таких как мясо, птица, рыба, фрукты, овощи и т.п., а также глубокое прожаривание кондитерских изделий, картофеля фри, кукурузных хлопьев. Более того, масло изобретения также является пригодным для выпекания, обжаривания, варки и получения майонеза, легкого майонеза, обезжиренного майонеза, горчицы, кетчупа, соуса тартар, пасты для сандвичей, салатного соуса, приправы к салату, полуфабрикатов, готовых супов, соусов, кремов и т.п.

В более широком смысле изобретение относится к применению олеиновой фракции, имеющей менее чем 15% насыщенных жирных кислот и менее чем 10%, предпочтительно менее чем 5% линолевой кислоты после того, как масло подвергают высокотемпературным условиям, которые включают выдерживание масла в печи при 180°С в течение 10 часов. Фактически, такие высокотемпературные условия являются примером, встречающимся при жарке и выпекании.

Изобретение не ограничивается таким маслом, как это. Изобретение касается применения масла в смеси с другими маслами, причем в данных смесях общие свойства могут отличаться от масла по изобретению, и также могут быть использованы в промышленном процессе, таком как ферментативная или химическая переэтерификация с целью дальнейшего фракционирования масла.

Олеиновая фракция по изобретению может быть использована с некоторыми антиоксидантами или другими добавками для улучшения ее свойств, главным образом для периодической жарки, как описано в Márquez-Ruiz и др., (Eur. J. Lipid Sci. Technol. 106:752-758 (2004)). В данной публикации показано, что некоторые кремниевые соединения и, в частности, диметилполисилоксаны (DMPS), добавленные к маслам и жирам в очень низких концентрациях, улучшают их свойства, главным образом, для периодической жарки. Данные добавки были широко использованы в промышленной жарке масел в качестве ингибиторов термических реакций окисления при глубоком прожаривании. Также изобретение относится к способу получения стабильной и жидкой масляной фракции посредством низкотемпературного фракционирования высоконасыщенного подсолнечного масла с высоким содержанием олеина. Способом является низкотемпературное фракционирование, и предпочтительным является как сухое фракционирование, так и сольвентное фракционирование.

Используемые здесь термины «масляная фракция», «олеиновая фракция» и «масло по изобретению» используются как взаимозаменяемые. Хотя продукт изобретения является фракцией масла, он сам остается маслом и, таким образом, называется «масло».

TAG частицы общей формулы SUS, где S является насыщенной жирной кислотой, и U является ненасыщенной жирной кислотой, являются SMS и SDS. М является моноеновой жирной кислотой с одной ненасыщенной связью. D является диеновой жирной кислотой с двумя ненасыщенными связями. SMS частицы являются EOE, POP, POE, EOB, EOA. SDS частицы являются PLP, ELE, PLE.

TAG частицы общей формулы SUU являются SMM, SMD и SDD. SMM частицы являются POO, EOO, OOA и OOB. SMD частицы являются POL, EOL, OLA и OLB. SDD частицы являются PLL и ELL.

TAG частицы общей формулы UUU являются MMM, MMD, MDD и DDD.

MMM частицы являются ООО. MMD частицы являются OOL. MDD частицы являются OLL, и DDD частицы являются LLL.

Далее настоящее изобретение будет пояснено в примерах, которые следуют далее и которые ни в коем случае не намерены ограничить изобретение. В примерах ссылки сделаны на следующий чертеж:

Чертеж. Направления полимеризации различных масел при 180°С. Были изучены обычное подсолнечное масло (CAS-6), подсолнечное масло с высоким содержанием олеина (CAS-9), подсолнечное масло с высоким содержанием олеина и высоким содержанием пальмитина (CAS-12), масла с высоким содержанием олеина и высоким содержанием стеарина (HOHS - 17%E и HOHS - 20%E) и надосадочные жидкости масел с высоким содержанием олеина и высоким содержанием стеарина после фракционирования при 0°С (надосадочная жидкость 1) и -5°С (надосадочная жидкость 2).

ПРИМЕРЫ

ПРИМЕР 1

Получение масел для получения олеиновой фракции по изобретению

1. Растительный материал

Олеиновую фракцию по изобретению получают из семян штамма, зарегистрированного как IG-1297M, или из семян, которые получены любым другим способом. Один из других способов получения такого семени приведен далее.

Используют зрелые семена подсолнечника с высоким содержанием олеата и высоким содержанием стеарата из HOHS, как описано в WO 0074470 и/или семена CAS-15, как описано в Fernandez-Moya и др. (J. Argic. Food Chem. 53:5326-5330 (2005)), которые все имеют высокое содержание стеарата в среде с высоким содержанием олеата.

Все масла с высоким содержанием олеата и высоким содержанием стеарата (HOHS) являются схожими и не зависят от семян, использованных для выделения масел, которые используют в данных примерах, причем масла могут быть выделены из любого другого семени и использоваться в чистом виде или в виде смеси для получения конкретного триацилглицеридного состава.

Используют CAS-12 (зарегистрирован как IG-1297M (ATCC 209591)) или CAS-25 (полученный скрещиванием IG-1297M и CAS-3, как описано в Serrano-Vega и др., Lipids 2005, 40, 369-374) вместе или без пальмитолеата. Все масла с высоким содержанием олеата и высоким содержанием пальмитина являются схожими и не зависят от семян, использованных для выделения масел, которые используют в данных примерах, причем масла могут быть выделены из любого другого семени и использоваться в чистом виде или в виде смеси для получения конкретного триацилглицеридного состава.

В качестве контрольного вещества используют зрелые семена обычной линии подсолнечника (стандарт, CAS-16) и линии с высоким содержанием олеина (CAS-9).

Некоторые примеры жирнокислотных составов масел, используемых в данных примерах, можно найти в таблице 5.

Масла HOHS 17%, HOHS 24E и HOHS 253 выделяют из семян CAS-33 и CAS-15 и используют в чистом виде. HOHS 20% является смешанным маслом.

2. Выделение масла

В лабораторном масштабе масла, используемые для получения олеиновой фракции по настоящему изобретению, экстрагируют из семян с использованием процесса, включающего измельчение семян до мелкого порошка, который смешивают с 1/5 частью по весу безводного сульфата натрия. Затем полученный порошок упаковывают в картриджи фильтровальной бумаги, содержащие примерно 25 г смеси, и экстрагируют в аппарате Сокслета в течение 16 часов с использованием гексана в качестве растворителя. Обогащенную маслом смесь, возвращенную в емкость для растворителя, отгоняют в вакууме при 80°С, и следы растворителя удаляют, подавая поток азота.

Альтернативный способ включает измельчение семян до мелкого порошка и периодическую экстракцию масла посредством смешения измельченных семян 2-кратным количеством по весу гептана. Суспензию переносят в завинчивающуюся колбу и выдерживают при 80°С в течение 2 часов. Затем добавляют один объем 10 г/л NaCl в метаноле и дают фазам разделиться. Обогащенный гептаном верхний слой выделяют и упаривают в вакууме при 80°С. В конце масло высушивают с помощью потока азота с целью удаления следов растворителя. Для более масштабного выделения семена экстрагируют, используя масляный пресс непрерывного действия с пропускной способностью 8 кг/ч. Партии по 5 кг экстрагируют и рафинируют. Так как данные масла проявляют низкое содержание фосфата, то их не обессмоливают. Удаление избытка свободных жирных кислот проводят нейтрализацией с 12° Бомэ (2,18 М) щелочи при 15°С в течение 40 минут. Мыльную основу удаляют центрифугированием, и затем масло промывают водой. Следующей стадией является обесцвечивание масла обработкой активированной обесцвечивающей глиной (1% по весу) при 70°С в течение 10 минут. Наконец, масло дезодорируют, применяя 3% поток при 200°С в течение 3 часов под вакуумом в течение 3 часов.

ПРИМЕР 2

Свойства триацилглицеридов

1. Идентификация триацилглицеридов

Очищенный триацилглицерид из подсолнечных масел, используемых для получения олеиновой фракции изобретения, получают пропусканием 3 г масла, растворенного в 3 мл петролейного эфира, над оксидом алюминия, который активируют при 200°С в течение 3 часов непосредственно перед использованием. Оксид алюминия (1,5 г, дважды) помещают в две небольшие колонки, соединенные силиконовой трубкой, и липидный раствор наносят на верх, и фильтруют через оксид алюминия. Далее колонки промывают 6 мл петролейного эфира. Раствор упаривают, и очищенный триацилглицерид продувают азотом и хранят при -20°С.

Триацилглицерид не содержит токоферолы, что определено посредством ВЭЖХ, следуя IUPAC Standard Method 2432 (IUPAC Standard Methods for the Analysis of Oils, Fats and Derivatives, Blackwell, Oxford, 7. supp. th. ed. (1987)).

Состав молекул тиацилглицерида определяют с помощью газовой хроматографии очищенного триацилглицерида с использованием DB-17-HT (Agilent Technologies, USA) капиллярной колонки 15 м × 0,25 мм (внутренний диаметр), толщина пленки 0,1 микрон, в качестве носителя водород и детектор спада свободной индукции, по J. Arg. Food Chem. 2000, 48, 764-769.

ПРИМЕР 3

Получение олеиновой фракции по изобретению

1. Фракционирование масел с использованием растворителей

Масла, выделенные из семян, как указано в примере 1, растворяют в 3 объемах органического растворителя, такого как гексан, ацетон или этиловый эфир. Другие соотношения масла и растворителя дают аналогичные результаты, см. «Edible Fats and Oils Processing: Basic Principles and Modern Practices», 1990, World Conference Proceedings, American Oil Chemists Society. Затем их выдерживают при низкой температуре в течение 24 часов. Надосадочные жидкости отделяют от осадка центрифугированием при 5000×g, и растворитель удаляют из олеиновой фракции продуванием азота. Олеиновые фракции хранят при -20°С в атмосфере азота. Два фракционирования проводят при 0°С и -5°С, получая олеины различного состава и свойств.

Масла HOHS 24E и HOHS 253 были выделены из семян CAS-33 и CAS-15.

2. Сольвентное фракционирование масел с высоким содержанием олеина и высоким содержанием стеарина

Примеры сольвентного фракционирования можно найти в таблице 6. Два масла с высоким содержанием олеина и высоким содержанием стеарина HOHS 253 и HOHS 24Е, выделенные из семян линии CAS-15 (описано в Fernandez-Moya и др., J. Argic. Food Chem. 53:5326-5330 (2005)) или из семян HOHS, как описано в WO 0074470, выделяют с ацетоном при 0°С, и их соответствующие фракции собирают (надосадочная жидкость 1_253 и надосадочная жидкость 1_24Е). Две другие фракции получают при -5°С (надосадочная жидкость 2_253 и надосадочная жидкость 2_24Е).

Фракции, полученные при 0°С и -5°С, имеют пониженное содержание динасыщенного триацилглицерида, такого как POS, SOS, SOA, SOB и т.п. Триацилглицеридный состав может быть представлен как класс триацилглицерида, согласно насыщенному (S), мононасыщенному (М) и динасыщенному (D) составу триацилглицерида. В таблице 7 приведены данные, сгруппированные, как указано выше.

Из вышеизложенного следует, что олеиновые фракции по изобретению имеют значительно меньшее SMS значение по сравнению с исходными маслами.

3. Сольвентное фракционирование масел с высоким содержанием олеата и высоким содержанием пальмитина

Также фракционируют другие насыщенные масла из подсолнечника, например масло с высоким содержанием олеата и высоким содержанием пальмитина из CAS-12, и получают олеиновую фракцию. Данная олеиновая фракция имеет уменьшенное количество динасыщенного триацилглицерида.

В таблице 8 представлен состав триацилглицерида исходного подсолнечного масла с высоким содержанием олеата и высоким содержанием пальмитина (НОНР из CAS-12) и фракций, полученных с использованием ацетона при 0°С и -5°С спустя 24 часа, которые называются надосадочная жидкость 1 и надосадочная жидкость 2 соответственно.

Триацилглицеридный состав может быть представлен как класс триацилглицерида. В таблице 9 приведены классы триацилглицеридов исходного НОНР масла и фракций надосадочной жидкости 1 и надосадочной жидкости 2.

Олеиновые фракции имеют пониженное количество динасыщенного триацилглицерида, например SMS, и увеличенное количество мононасыщенного триацилглицерида и триненасыщенного триацилглицерида, таких как SMM и MMM.

4. Сухое фракционирование масел

Масла фракционируют без растворителей посредством охлаждения масел в течение 24-48 часов без какого-либо растворителя. Полученный осадок осаждают центрифугированием при 5000×g в течение 30 минут при температуре фракционирования. Олеины собирают в виде надосадочных жидкостей. Температуры фракционирования варьируют от 12 до 0°С. Сухое фракционирование описано в «Edible Fats and Oils Processing: Basic Principles and Modern Practices», 1990, World Conference Proceedings, American Oil Chemists` Society, стр.136-141 и 239-245.

Образующиеся кристаллы в ходе низкотемпературного хранения насыщенного триацилглицерида отделяют от жидкого масла с помощью центрифугирования, холодного прессования и т.д. Некоторые примеры сухого фракционирования приведены в таблицах 10 и 11. Исходное масло с высоким содержанием олеина и высоким содержанием стеарина выдерживают при 9,5°С, и олеин, называемый надосадочной жидкостью 1, выделяют в виде надосадочной жидкости. Затем надосадочную жидкость 1 фракционируют при 5°С в течение 24 часов, получая олеин, называемый надосадочной жидкостью 2, в виде надосадочной жидкости. Затем снова фракционируют при 2,5°С в течение 24 часов и получают надосадочную жидкость 3 в таблицах 10 и 11.

Как и в случае сольвентного фракционирования, количество динасыщенного триацилглицерида понижается, в то время как количество ненасыщенных частиц триацилглицерида увеличивается. В таблице 11 можно увидеть аналогичные результаты, приведенные в виде классов триацилглицерида.

Сухое фракционирование данного масла сильно зависит от температур, используемых для кристаллизации триацилглицеридов. Следовательно, состав полученных олеиновых фракций отличается. Данные таблиц 12 и 13, приведенных далее, представлены для сухого фракционирования масла с высоким содержанием олеина и высоким содержанием стеарина, последовательно при 12, 2,5 и 0°С в течение 24 часов.

Фракционирование масла при более низких температурах дает более жидкое масло с низким содержанием триацилглицеридов вида SMS и с высоким содержанием более насыщенных классов, таких как MMM или MMD. Наличие триацилглицеридов в форме SMM достигает максимума в надосадочной жидкости 1 и затем немного уменьшается в надосадочной жидкости 2 и надосадочной жидкости 3, при этом увеличивается содержание ненасыщенных частиц, таких как MMM и MMD.

ПРИМЕР 4

Определение точки помутнения

Для многих пищевых процессов предпочтительным является жидкое масло, например, для глубокого замораживания большинство компаний предпочитают жидкие масла, для того чтобы избежать термического выделения и нагревания с целью избежания отвердения жиров. Точка помутнения является температурой, при которой масло становится непрозрачным в результате отверждения триацилглицеридов в заданных условиях. Ее измеряют в момент, когда масло из-за низкой температуры начинает становиться твердым веществом, и появляются некоторые кристаллы твердого жира. Масла с более низкой точкой помутнения являются жидкостями при меньших температурах. Также, если продукты необходимо хранить в рефрижераторе, предпочтительным является масло с точкой помутнения в районе или менее 0°С.

С целью измерения точки помутнения олеиновых фракций с различными SUS составами и контрольных масел переносят по 10 г каждого из них в стеклянные трубки с завинчивающейся пробкой и нагревают до 80°С для удаления всех следов твердых веществ. Затем их переносят в термостатированную баню, обеспеченную лампой и окошком, позволяющим исследовать помутнение масел. Начальная температура бани является 30°С, затем температуру понижают со скоростью 2°С каждые 20 минут, достигая конечной температуры -10°С. Точки помутнения устанавливают визуально, как температуру, при которой данное масло становится мутным.

Определяют точки помутнения некоторых олеиновых фракций масел с высоким содержанием олеина и высоким содержанием стеарина. Триацилглицеридный состав данных олеиновых фракций приведен в таблице 14.

В таблице 15 показано, что точки помутнения стандартного масла и масла с высоким содержанием олеина являются одинаковыми и равны -8°С. Следовательно, они начинают отверждаться при температурах ниже 0°С, однако высоконасыщенные масла имеют точку помутнения выше 20°С, и они являются твердыми в рефрижераторе. Олеиновые фракции, полученные посредством сольвентного или сухого фракционирования масла с высоким содержанием олеина и высоким содержанием стеарина, имеют точки помутнения около 0°С и ниже, и они близки к значению стандартного масла и масла с высоким содержанием олеина.

ПРИМЕР 5

Термостойкость

1. Очистка триацилглицеридов

Триацилглицериды из различных масел и олеиновых фракций (надосадочная жидкость 1_253 и надосадочная жидкость 2_253 примера 3; Таблица 6) очищают и освобождают от токоферолов, а затем проводят исследования на термостабильность с использованием методики, описанной в примере 3.

При нагревании качество масла может ухудшаться, так как триацилглицериды, которые составляют масло, окисляются и/или полимеризуются. Для исследования термостабильности проводят тепловую обработку в течение 10 часов при 180°С, как указано далее.

2. Термоокислительная обработка

Термоокислительную обработку образцов проводят при строго контролируемых условиях, согласно Barrera-Arellano и др. (Grasas Aceites 48, 231-235 (1997). Вкратце, 2,00±0,01 г очищенного триацилглицерида отвешивают в стандартные стеклянные трубки 13 см × 1 см (внутренний диаметр) и затем вводят в печь при 180,0±0,1°С. Через каждые 2 часа отбирают образцы по 50 мг для определения полимеризованного триацилглицерида. После нагревания в течение полного 10 часового периода отбирают последние образцы и дополнительно анализируют на полярные соединения и распределение окисленных триацилглицеридных мономеров и триацилглицеридных полимеров. Для очистки сосудов и температурной коррекции были тщательно изучены инструкции Rancimat^TM. Во время нагревания не использовали барботирование воздуха, и сосуды были открыты.

3. Определение величины триацилглицеридов

Полимеризованные триацилглицериды в различных маслах измеряют с помощью высокоэффективной эксклюзионной хроматографии (HPSEC), следуя модификации IUPAC Standard Method 2508 (выше), применением детектора светорассеяния вместо детектора показателя преломления в ВЭЖХ. Все полярные соединения и их распределение в окисленных триацилглицеридных мономерах и триацилглицеридных полимерах определяют комбинацией адсорбционной хроматографии и HPSEC (Dobarganes и др., Far Sci. Techno. 90, 308-311 (1998)).

Условия, применяемые для HPSEC, являются следующими. Разделение проводят в Waters 2695 Module (Milford, MA), снабженном с Waters 2420 ELS детектором данных, которые обрабатывают с использованием программного обеспечения Empower. Колонки Ultrastyragel (Waters Associates, Milford, Mass., USA) соединенные в ряд и работающие при 35°С (25 см × 0,77 см (внутренний диаметр)), загружают пористым сополимером стирола и дивинилбензола с высокой частотой поперечных связей (<10 Ам). В качестве подвижной фазы служит тетрагидрофуран качества HPLC со скоростью потока 1 мл/мин. Для анализа полимеризованного триацилглицерида и распределения полярных соединений используют растворы образцов 50 мг масла/мл и 15 мг полярных соединений/мл в тетрагидрофуране соответственно.

4. Контроль изменений TAG

Контроль образования димеров, полимеров и измененных триацилглицеридов, при условиях, которые аналогичны промышленной и домашней жарке, дает информацию о стабильности к окислению данных масел и фракций. Таким образом, очищенные триацилглицериды обычного подсолнечного масла, которое обогащено линолевой кислотой CAS-6 (Salas и др. JAOCS 83:539-545 (2006)) (таблица 5), показывают большую скорость полимеризации (фиг.1), достигая 28% полимеризованных триацилглицеридов спустя 10 часов при 180°С.

В масле с высоким содержанием олеина CAS-9 (Fernandez-Moya и др., J. Argic. Food Chem. 53:5326-5330 (2005)) триацилглицериды являются более стабильными по сравнению с обычным подсолнечным маслом, однако они полимеризуются быстрее обеих надосадочных жидкостей, полученных фракционированием масел HOHS (надосадочная жидкость 1_253 и надосадочная жидкость 2_253 из примера 3; Таблица 6) при 0°С и -5°С.

Таким образом, данные настоящие олеиновые фракции, содержащие высокие уровни триацилглицеридов в форме SUU и низкие уровни SUS, проявляют большую стабильность по сравнению с обычным подсолнечным маслом и подсолнечным маслом с высоким содержанием олеина, а также низкие точки помутнения, что делает их стабильными жидкими маслами, пригодными для жарки, выпекания, обжаривания, варки и получения высокостабильного майонеза, легкого майонеза, обезжиренного майонеза, горчицы, кетчупа, соуса тартар, пасты для сандвичей, салатного соуса, приправы к салату, полуфабрикатов, готовых супов, соусов и кремов.

Масла с высоким содержанием стеарина и высоким содержанием олеина HOHS 17% и HOHS 20% (таблица 5) и масло с высоким содержанием пальмитина и высоким содержанием олеина (CAS-12) показывают аналогичные скорости полимеризации, которые немного меньше, чем надосадочная жидкость 0°С, вследствие высокого содержания в них насыщенных жирных кислот, что делает их полутвердыми при комнатной температуре.

Кроме того, данные, соответствующие измененным триацилглицеридам после 10 часов при 180°С, находятся в хорошем соответствии с ходом полимеризации (таблица 16). Обычное масло и масло с высоким содержанием олеина показывают большее содержание измененных триацилглицеридов, затем следуют олеиновые фракции, выделенные из HOHS масел, надосадочная жидкость 1 и надосадочная жидкость 2, показывая снова, что данные фракции являются стабильными жидкими маслами. Более низкое содержание измененных триацилглицеридов обнаружено в высоконасыщенных полутвердых HOHS и НОНР маслах. Однако данные последние масла не являются жидкими и могут становиться твердыми во время низкотемпературной транспортировки или хранения.

Реферат

Изобретение относится к олеиновым фракциям. Стабильная и жидкая олеиновая фракция, где: а) менее чем 8,6% триацилглицеридов (TAG) частиц указанной олеиновой фракции имеют общую формулу SMS, и b) по крайней мере, 26% TAG частиц указанной олеиновой фракции имеют общую формулу SMM, где S обозначает насыщенную жирную кислоту и М обозначает моноеновую жирную кислоту, причем олеиновая фракция образуется посредством фракционирования высоконасыщенного подсолнечного масла с высоким содержанием олеина и сбора жидкой фракции. Изобретение позволяет получить олеиновую фракцию, которая обладает превосходной стабильностью к окислению, является жидкой при температурах около или ниже 0°С и имеет триацилглицеридный состав, который делает ее полезной для здоровья. 7 н. и 18 з.п. ф-лы, 1 ил., 16 табл.

Формула