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CN117396592A - 三酰甘油(tag)组合物、其制造和用途 - Google Patents

三酰甘油(tag)组合物、其制造和用途 Download PDF

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CN117396592A
CN117396592A CN202280039109.9A CN202280039109A CN117396592A CN 117396592 A CN117396592 A CN 117396592A CN 202280039109 A CN202280039109 A CN 202280039109A CN 117396592 A CN117396592 A CN 117396592A
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CN
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tag
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acid
ocfa
fat
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蔡南海
胡鹏
K·T·G·阮
杨仁良
杨瑞
罗家辉
周家永
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Wilmar International Ltd
Original Assignee
Wilmar International Ltd
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Abstract

本公开描述了包含至少一种三酰甘油(TAG)的组合物,其中至少一种三酰甘油包含至少一种奇数链脂肪酸(OCFA)。还描述了生产该组合物以及其产品和油脂组合物的方法。

Description

三酰甘油(TAG)组合物、其制造和用途
对相关申请的交叉引用
本申请要求2021年4月16日提交的第10202103950S号新加坡申请的优先权权益,该申请的内容在此通过引用以其整体并入本文,用于所有目的。
技术领域
本发明涉及油脂(fat)组合物领域,尤其是含有三酰甘油的组合物、其制造和用途。
背景技术
传统上,黄油是许多烘焙食品的关键成分。它被认为是烘焙应用中所用油脂的黄金标准。由于黄油和澄清黄油等乳源油脂的成本上涨,对经济型替代品的需求日益增加。
人造奶油(margarine)于1869年由法国化学家首次发现,是成本上升的黄油的替代解决方案。人造奶油主要是油包水乳液,水相均匀地分散在以稳定晶型排列的油脂相(通常由植物油制成)中。人造奶油中添加了乳化剂、着色剂和调味剂等添加剂,以模仿黄油的感官特性。起酥油(shortening)本质上是没有水相的人造奶油,通常被认为是猪油的替代品。起酥油在室温下是固体,加入面团中后可使谷蛋白链(gluten strand)缩短,从而使烘焙产品获得某些特性,例如酥皮的薄层(flakiness)、饼干的酥脆质构(texture)、戚风蛋糕的嫩度。
如今人造奶油和起酥油已经的黄油的替代品,作为许多烘焙应用的油脂成分。人造奶油和起酥油的优点不仅限于其经济效益,还包括货架期提高、质量一致性以及根据市场要求定制的灵活性。然而,植物基油脂中存在一些可能会限制人造奶油和起酥油适用性的天然现象。在烘焙应用中使用人造奶油和起酥油的常见挑战包括由于晶体结构的多晶转变而导致的后硬化和质构变化。这些物理化学变化主要发生在储存过程,会导致油脂外观不佳(例如脆性、酥脆外观),并降低其在烘焙应用中的功能(例如烘焙体积小、产品质构差)。
三酰甘油(TAG)是由一个甘油分子酯与三个脂肪酸键合而成的化合物。TAG是人造奶油和起酥油等食用油脂的主要成分。在固态下,由于TAG之间的物理化学键,油脂以分子方式包装,从而以晶型显现。由于这些晶型的多晶特性,因此主要有三种特定的多晶型,即α、β和β'。对于人造奶油和起酥油而言,保持最终产品的晶体特征(crystal profile)主要为β'是非常重要的,因为这种特定的晶型赋予人造奶油和起酥油光滑和可加工的质构。随着时间的推移和储存,存在β'晶型向β晶型转化的趋势,β晶型赋予烘焙油脂诸如脆性、颗粒性、硬度增加和功能降低等不期望的特性。
在改变专用油脂的晶型趋势/结晶速率方面,目前的行业技术主要是使用氢化(部分或全部)或酯交换(化学或酶促)。几十年来部分氢化已用于控制专用油脂的特定物理和化学特性,其通常产生功能性极佳的产品。然而,脂肪酸的部分氢化导致反式脂肪酸(transfatty acid,TFA)的产生,食用反式脂肪酸会导致多种慢性疾病风险因素,包括多种血脂和脂蛋白的失调、全身性炎症、内皮功能障碍,还可能导致胰岛素抗性、糖尿病和肥胖。因此,世界卫生组织(WHO)根据其REPLACE行动方案,正努力到2023年在全球范围内杜绝部分氢化油在食品中的使用。因此,完全氢化作为可接受的专用油脂改性技术受到重视,因为它不会产生部分氢化的TFA。这种工艺产生的硬油脂(hardstock fat)可用于生产烘焙专用油脂。然而,主要问题是,完全氢化油脂倾向于不期望的β晶型,该晶型必须在后续配制或加工中加以处理。酯交换涉及不同TAG种类之间脂肪酸残基的重新排列。它可以是化学的(催化剂介导的),也可以是酶促的(脂肪酶介导的)。化学方法可以是定向的(directed),或非定向的(undirected),但都涉及可能会对反应物和产物造成损伤的高温和苛刻反应条件。酶促酯交换温和得多,对反应物和产物造成的热损伤和化学损伤较小。不过,由于酶促酯交换涉及生物系统,因此,反应条件必须加以极其严格的控制。因此,氢化(无论是部分还是完全)和酯交换(无论是化学还是酶促)的运行都同样需要大量投资。
因此,仍有需要替代方法来防止油基油脂晶体结构的多晶转变。
发明概述
一方面,本公开涉及包含至少一种三酰甘油(TAG)的组合物,其中至少一种三酰甘油包含至少一种奇数链脂肪酸(odd chain fatty acid,OCFA)。
另一方面,本公开涉及包含本文所述组合物的油脂组合物。
另一方面,本公开涉及包含本文所述油脂组合物的烘焙专用油脂。
另一方面,本公开涉及包含本文所述油脂组合物的动物基产品。
另一方面,本公开涉及包含本文所述油脂组合物的食用产品。
另一方面,本公开涉及包含本文所述油脂组合物的化妆品。
另一方面,本公开涉及包含本文所述油脂组合物的预防性产品。
另一方面,本公开涉及生产包含至少80% TAG的组合物的方法,该TAG含有至少一种OCFA,该方法包括以下步骤:(a)将至少一种OCFA添加到反应容器中的甘油中;(b)按总反应质量计,添加约0.1%至约0.3%的活性碳;(c)用氮气排出(flushing)空气(atmosphere),由此获得氮气层(nitrogen blanket);(d)将反应容器的温度持续升高至约205℃至约210℃;(e)在约205℃至约210℃的温度培育约7至约8小时;(f)使反应容器冷却至约80℃,随后过滤反应容器内容物,从而产生包含至少80% TAG的组合物,该TAG含有至少一种OCFA。
在另一方面,本公开涉及获得本文所述油脂组合物的方法,该方法包括:(i)熔化至少一种含至少一种OCFA的TAG,并熔化油脂共混物;(ii)将步骤(i)的熔化的至少一种TAG与熔化的油脂共混物混合,以获得混合物;以及(iii)使步骤(ii)的混合物凝固,以获得油脂组合物。
附图简要说明
图1显示了在中试厂规模下合成含1%或2% C15三酰甘油(TAG)的起酥油的示例性工艺流程图。
图2显示了固态油脂含量(SFC)特征图。图2A显示了Wilshort 3639、C15 TAG(纯度95%)、C16 TAG(纯度95%)和C17 TAG(纯度95%)样品的SFC与温度的曲线。结果表明,C15TAG和C17 TAG在10℃至40℃的温度范围内具有较高的SFC,至少为95%至99%,在20℃左右为至少98%-至少99%。图2B显示了Wilshort 3639(100%、97%、94%、91%、88%、85%、82%)与纯度为95%的C15 TAG(0%、3%、6%、9%、12%、15%、18%)混合的样品的SFC与温度的曲线。结果表明,样品中所用的C15 TAG百分比越高,SFC特征越高。
图3显示了差示扫描量热(DSC)特征分析结果。随着样品中C15 TAG或C17 TAG百分比的增加,基于DSC曲线所示的样品热行为,可以预测样品的滑移熔点(slip meltingpoint)和结晶温度的变化。图3A和3B显示了C15 TAG(纯度95%)和C15 TAG与Wilshort3639混合的样品的熔融曲线和结晶曲线。图3C和3D显示了C17 TAG(纯度95%)和C17 TAG与Wilshort 3639混合的样品的熔融曲线和结晶曲线。结果表明,随着样品中C15和C17 TAG百分比的增加,样品的滑移熔点和结晶温度也升高。
图4显示了硬度特征分析的结果。结果表明,与对照起酥油相比,含C15 TAG的起酥油更软,变化速率更慢。
图5显示了油脂基本原料(base stock)Wilshort 3639的X射线衍射(XRD)分析结果。图5A显示,在初始样品中,出现了β'和β峰混合。如图5B(室温下3个月后)和图5C(室温下5个月后)所示,随着时间的推移,突出的(prominent)β'晶型大量转化为几乎全部的β晶型。
图6显示了C16 TAG(纯度95%)和C16 TAG与Wilshort 3639混合的样品的XRD分析结果。图6A1显示,最初,C16 TAG主要是α晶体,β晶体是次要组分。如在图6A2中6个月时出现的突出的β峰所示,随着时间的推移,α晶型大量转化为β晶型。图6B1显示,1%的C16 TAG与99%的Wilshort 3639混合后,所得共混物最初具有明显的β信号和一些β'信号。3个月龄的样品显示,初始样品中的β'信号仅向β信号大量转化。如图6B2所示,3个月龄的样品中仍然有一些剩余的β'信号,但已大大减弱。在图6B3中,4个月龄的样品也显示出突出的β峰,但所有的β'峰几乎完全丧失(只剩下小β'峰)。图6C1显示,2%的C16 TAG与98%的Wilshort3639混合后,所得共混物最初具有明显的β信号和一些β'信号。3个月龄的样品显示,初始样品中的β'信号仅向β信号大量转化。如图6C2所示,3个月龄的样品中仍然有一些剩余的β'信号,但已大大减弱。在图6C3中,4个月龄的样品也显示出突出的β峰,所有的β'峰几乎完全丧失(只剩下小β'峰)。图6D1显示,3%的C16 TAG与97%的Wilshort 3639混合后,所得共混物最初具有明显的β信号和一些β'信号。3个月龄的样品显示,初始样品中的β'信号仅向β信号的大量转化。如图6D2所示,3个月龄的样品中仍然有一些β'信号,但已大大减弱。在图6D3中,4个月龄的样品也显示出突出的β峰,所有的β'峰几乎完全丧失(只剩下小β'峰)。图6E1显示,6%的C16 TAG与94%的Wilshort 3639混合后,所得共混物最初具有明显的β信号和一些β'信号。3个月龄的样品显示,初始样品中的β'信号仅向β信号的大量转化。如图6E2所示,3个月龄的样品中仍然有一些β'信号,但已大大减弱。在图6E3中,4个月龄的样品也显示出突出的β峰,所有的β'峰几乎完全丧失(只剩下小β'峰)。
图7显示了C15 TAG(纯度95%)和C15 TAG与Wilshort 3639混合的样品的XRD分析结果。图7A1显示,最初,C15 TAG只有β'信号。如图7A2中6个月时出现的突出的β峰所示,随着时间的推移,β'晶型大量转化为β晶型。图7B1显示,0.125%的C15 TAG与99.875%的Wilshort3639混合后,所得共混物最初具有明显的β信号和一些β'信号。如图7B2所示,6个月时的样品比初始样品具有略不突出的(slightly less prominent)β峰,但比初始样品具有略突出的β'峰。图7C1显示,0.25%的C15 TAG与99.75%的Wilshort 3639混合后,所得共混物最初具有明显的β信号和一些β'信号。如图7C2所示,6个月时的样品比初始样品具有略不突出的β峰,但比初始样品具有更突出的β'峰。图7D1显示,0.5%的C15 TAG与99.5%的Wilshort 3639混合后,所得共混物最初具有β信号和一些突出的β'信号。如图7D2所示,6个月时的样品比初始样品具有略突出的β峰,并且比初始样品具有更突出的β'峰。图7E1显示,1%的C15 TAG与99%的Wilshort 3639混合后,所得共混物最初没有明显的β信号,但有一些突出的β'信号。2个月时的样品比初始样品具有略明显的β峰。如图7E2所示,β'峰仍然存在,与在初始样品中一样。图7F1显示,3%的C15TAG与97%的Wilshort 3639混合后,所得共混物最初只有β'信号。如图7F2所示,与初始样品相比,3个月龄的样品显示出更突出的β信号,而β'信号则不那么突出。在图7F3中,6个月龄的样品也显示出类似的β信号和β'信号。图7G1显示,6%的C15 TAG与94%的Wilshort 3639混合后,所得共混物最初只有β'信号。如图7G2所示,3个月龄的样品没有显示出β信号,但仍然有突出的β'信号。在图7G3中,6个月龄的样品没有显示出β信号,仍然只有β'信号。图7H1显示,9%的C15 TAG与91%的Wilshort3639混合后,所得共混物最初只有β'信号。如图7H2所示,3个月龄的样品没有显示出β信号,但仍然有突出的β'信号。在图7H3中,6个月龄的样品没有显示出β信号,但仍然有突出的β'信号。图7I1显示,12%的C15 TAG与88%的Wilshort 3639混合后,所得共混物最初只有β'信号。如图7I2所示,3个月龄的样品没有显示出β信号,但仍然有突出的β'信号。在图7I3中,6个月龄的样品没有显示出β信号,但仍然有突出的β'信号。图7J1显示,15%的C15 TAG与85%的Wilshort 3639混合后,所得共混物最初只有β'信号。如图7J2所示,3个月龄的样品没有显示出β信号,但仍然有突出的β'信号。在图7J3中,4个月龄的样品没有显示β信号,但仍然有突出的β'信号。图7K1显示,18%的C15 TAG与82%的Wilshort 3639混合后,所得共混物最初只有β'信号。如图7K2所示,3个月龄的样品没有显示出β信号,但仍然有突出的β'信号。在图7K3中,4个月龄的样品没有显示出β信号,但仍然有突出的β'信号。
图8显示了C17 TAG(纯度95%)和C17 TAG与Wilshort 3639混合的样品的XRD分析结果。图8A显示,C17 TAG最初只有α信号。如图8B所示,在6个月时,C17 TAG仍然仅主要显示出α信号,β信号非常微弱。图8C显示,1%的C17 TAG与99%的Wilshort 3639混合后,所得共混物最初只有β'信号。3个月龄的样品出现了β信号。但是,如图8D所示,β'信号仍然突出。在图8E中,6个月龄的样品仍然显示出β信号和突出的β'信号。3个月和6个月的样品几乎没有差别。图8F显示,2%的C17TAG与98%的Wilshort 3639混合后,所得共混物最初主要具有β'信号。如图8G所示,3个月龄的样品没有显示出β信号,但仍然有突出的β'信号。在图8H中,6个月龄的样品没有显示出β信号,但仍然有突出的β'信号。从初始样品开始,信号模式几乎保持不变。图8I显示,3%的C17TAG与97%的Wilshort 3639混合后,所得共混物最初主要具有β'信号。如图8J所示,3个月龄的样品没有显示出β信号,但仍然有突出的β'信号。在图8K中,6个月龄的样品没有显示出β信号,但仍然有突出的β'信号。从初始样品开始,信号模式几乎保持不变。图8L显示,6%的C17TAG与94%的Wilshort 3639混合后,所得共混物最初主要具有β'信号。如图8M所示,3个月龄的样品没有显示出β信号,但仍然有突出的β'信号。在图8N中,6个月龄的样品没有显示出β信号,但仍然有突出的β'信号。从初始样品开始,信号模式几乎保持不变。
图9显示了在第2周、第3周、第4周、第5周、第6周、第8周、第10周、第18周和第30周时对中试厂规模生产获得的起酥油样品进行XRD分析的结果。样品在26℃下回火5天后,使用了两种不同的储存温度(20℃和30℃)。图9A显示,在第2周时,含0% C15 TAG的对照样品在两种储存温度下都显示出β和β'晶体多晶型,而含1%和2% C15 TAG的样品在两种储存温度下仅显示出β'晶体多晶型。图9B显示,在第3周时,含0% C15 TAG的对照组样品在两种储存温度下都显示出β和β'晶体多晶型,在30℃下储存的样品比在20℃下储存的样品显示出更大程度的β晶体多晶型。含1%和2% C15 TAG的样品在两种储存温度下都仅显示出β'晶体多晶型。图9C显示,在第4周时,在20℃下,只有含0%C15 TAG的对照样品同时显示出β和β'晶体多晶型;含1%和2% C15TAG的样品仅显示出β'晶体多晶型。当储存温度升高到30℃时,所有三种样品都显示出β晶体多晶型,而对照样品几乎仅显示出β晶体多晶型。图9D显示,在第5周时,在20℃下,只有含0% C15 TAG的对照样品同时显示出β和β'晶体多晶型;含1%和2% C15 TAG的样品仅显示出β'晶体多晶型。在30℃时,对照样品仍然几乎只显示出β晶体多晶型。与第4周时相比,含1%和2% C15 TAG的样品的β晶体多晶型程度有所增加。图9E显示,在第6周时,在20℃下,只有含0% C15 TAG的对照样品同时显示出β和β'晶体多晶型;含1%和2% C15 TAG的样品仅显示出β'晶体多晶型。在30℃时,对照样品仍几乎仅显示出β晶体多晶型。与第5周时相比,含1%和2% C15 TAG的样品中的β晶体多晶型程度有所增加。与含2% C15 TAG的样品相比,含1% C15 TAG的样品的β晶体多晶型程度更高。图9F显示,在第8周时,在20℃下,只有含0% C15TAG的对照样品同时显示出β和β'晶体多晶型;含1%和2% C15 TAG的样品仅显示出β'晶体多晶型。在30℃下,对照样品仍几乎仅显示出β晶体多晶型。与第6周时相比,含1%和2% C15 TAG的样品中的β晶体多晶型程度有所增加。含1%和2% C15 TAG的样品表现出相似的β晶体多晶型程度。图9G显示,在第10周时,在20℃下,只有含0% C15 TAG的对照样品同时显示出β和β'晶体多晶型;含1%和2% C15 TAG的样品仅显示出β'晶体多晶型。在30℃下,对照样品和含1% C15 TAG的样品几乎都仅显示出β晶体多晶型。与第8周时相比,含2% C15 TAG的样品β晶体多晶型的程度也有所增加。图9H显示,在第18周时,在20℃下,只有含0% C15 TAG的对照样品同时显示出β和β'晶体多晶型;含1%和2%C15 TAG的样品仅显示出β'晶体多晶型。在30℃下,所有三种样品几乎都仅显示出β晶体多晶型。图9I显示,在第30周时,在20℃下,只有含0% C15 TAG的对照样品同时显示出β和β'晶体多晶型;含1%和2%C15 TAG的样品仅显示出β'晶体多晶型。在30℃下,所有三种样品几乎都仅显示出β晶体多晶型。
图10显示了C15 TAG(纯度95%)与POL IV64混合的样品的XRD分析结果。图10A显示,10%的C15 TAG与90%的POL IV64混合后,所得共混物最初仅具有β'信号。如图10B所示,2个月龄的样品没有显示出β信号,但仍然有突出的β'信号。图10C显示,15%的C15 TAG与85%的POL IV64混合后,所得共混物最初仅具有β'信号。如图10D所示,2个月龄的样品没有显示出β信号,但仍然有突出的β'信号。图10E显示,20%的C15 TAG与80%的POL IV64混合后,所得共混物最初仅具有β'信号。如图10F所示,2个月龄的样品没有显示出β信号,但仍然有突出的β'信号。
图11显示了MDG与POL IV64混合的样品的XRD分析结果。图11A显示,10%的MDG与90%的POL IV64混合后,所得共混物最初具有β信号和β'信号的混合。如图11B所示,1个月龄的样品没有显示出明显变化,仍然存在突出的β信号,以及微弱的β'信号。图11C显示,15%的MDG与85%的POL IV64混合后,所得共混物最初具有β信号和β'信号的混合。如图11D所示,1个月龄的样品没有显示出明显变化,仍然存在突出的β信号,以及微弱的β'信号。图11E显示,20%的MDG与80%的POL IV64混合后,所得共混物最初具有β信号和β'信号的混合。如图11F所示,1个月龄的样品没有显示出明显变化,仍然存在突出的β信号,以及微弱的β'信号。
图12显示了在30℃下在18周的时期内进行的比重[起泡能力(whippingability)]分析结果。结果表明,与对照起酥油相比,含C15 TAG的起酥油比重更低,因此起泡能力更好。
发明详述
为了促进对本发明原理的理解,现在会参考优选实施方案,并会使用具体语言来对其进行描述。但应理解的是,本发明的范围并不因此而受到任何限制,这类对本发明的改变和进一步修改,如本文所示,是本发明所述技术领域的技术人员通常会考虑到的。
在一个实例中,提供了包含至少一种三酰甘油(TAG)的组合物,其中至少一种三酰甘油包含至少一种奇数链脂肪酸(OCFA)。
在本文中可互换使用的术语"三酰甘油(triacylglycerol)"、"TAG"和"甘油三酯(triglyceride)"是指由甘油和三种脂肪酸衍生而成的酯,通常为非极性且不溶于水的。甘油分子具有三个羟基(HO-),而三个脂肪酸分子中的每一个都具有羧基(-COOH)。在三酰甘油中,甘油的羟基与脂肪酸的羧基形成酯键,如下式所示:
甘油分子三个碳原子的每一个都允许立体化学上不同的脂肪酸键位置:sn-1、sn-2和sn-3。在上式中,R1、R2和R3分别是位于sn-1、sn-2和sn-3位置的示例性脂肪酸链。
本文所用的"脂肪酸"是指具有脂肪族链的羧酸。脂肪酸一般可按如下分类:(i)基于脂肪族链中的碳原子数目,脂肪酸可分为"偶数链脂肪酸"(即脂肪酸所具有的脂肪族链含有偶数个碳原子)或"奇数链脂肪酸"(即脂肪酸所具有的脂肪族链含有奇数个碳原子);(ii)基于存在的碳碳双键的数目,脂肪酸可分为"饱和脂肪酸"(即脂肪酸不含任何碳碳双键)或"不饱和脂肪酸"(即脂肪酸含有一个或多个碳碳双键);(iii)基于脂肪族链的形状,脂肪酸可分为无支链脂肪酸或支链脂肪酸。
在本公开中,本文所公开的组合物中包含的至少一种三酰甘油含有至少一种奇数链脂肪酸,即上述脂肪酸链R1、R2和R3中的至少一个是奇数链脂肪酸。在一些实例中,三酰甘油中只有一条脂肪酸链是奇数链脂肪酸,且奇数链脂肪酸链位于sn-1、sn-2或sn-3位置。在一些实例中,三酰甘油的两条脂肪酸链是奇数链脂肪酸,且奇数链脂肪酸链位于Sn-1和sn-2位置,或位于sn-2和sn-3位置,或位于sn-1和sn-3位置。在一些其他实例中,三酰甘油的所有三条脂肪酸链都是奇数链脂肪酸。
在一些实例中,至少一种OCFA以总组合物的至少约50wt%的量存在。在一些实例中,至少一种OCFA以总组合物的至少约50、55、60、65、70、75、80、85、90或95wt%的量存在。
在一些实例中,TAG所含的至少一种OCFA是无支链OCFA。在一些实例中,TAG中所含的至少一种OCFA是饱和OCFA。
在一些实例中,TAG所含的至少一种OCFA是十一烷酸(C11:0),或十三烷酸(C13:0),或十五烷酸(C15:0),或十七烷酸(C17:0),或十九烷酸(C19:0),或二十一烷酸(C21:0),或二十三烷酸(C23:0),或其组合。在一些具体实例中,至少一种OCFA是十五烷酸(C15:0)或十七烷酸(C17:0),或其组合。
在一些实例中,TAG的至少两条脂肪酸链是OCFA。这两个OCFA可以是相同的,也可以是不同的,其中每一种都可以独立地是十一烷酸(C11:0),或十三烷酸(C13:0),或十五烷酸(C15:0),或十七烷酸(C17:0),或十九烷酸(C19:0),或二十一烷酸(C21:0),或二十三烷酸(C23:0)。
在一些实例中,TAG的所有三条脂肪酸链都是OCFA。这三个OCFA可以是相同的,也可以是不同的。例如,三个OCFA中的两个可以是相同的,第三个OCFA不同;或者所有三个OCFA都可以不同。三个OCFA中的每一个都可以独立地是十一烷酸(C11:0),或十三烷酸(C13:0),或十五烷酸(C15:0),或十七烷酸(C17:0),或十九烷酸(C19:0),或二十一烷酸(C21:0),或二十三烷酸(C23:0)。在一些实例中,TAG的所有三条脂肪酸链都是相同的OCFA。此类TAG的实例包括但不限于十一烷酸甘油三酯、十三烷酸甘油三酯、十五烷酸甘油三酯、十七烷酸甘油三酯(triheptadecanoin)、十九烷酸甘油三酯、二十一烷酸甘油三酯和二十三烷酸甘油三酯。在一些具体实例中,TAG是十五烷酸甘油三酯或十七烷酸甘油三酯。
TAG以三种主要晶型存在:α、β和β′。α晶型的密度和稳定性最低。β晶型是三种多晶型中最稳定的晶型,熔点最高。β′晶型比α型稳定,但不如β型稳定。
在本发明的组合物中,至少一种含至少一种OCFA的TAG为α或β′晶型。在一些具体实例中,至少一种TAG的晶体结构主要或实质上为β′晶型。在一些其他具体实例中,组合物中存在的至少一种TAG的β′晶型多于至少一种TAG的任何其他晶型。例如,当至少一种TAG包含一条或多条十五烷酸链时,至少一种TAG主要或实质上为β′晶型。在一些其他具体实例中,至少一种TAG的晶体结构主要或实质上为α晶型。在一些其他具体实例中,组合物中存在的至少一种TAG的α晶型多于至少一种TAG的任何其他晶型。例如,当至少一种TAG包含一条或多条十七烷酸链时,至少一种TAG主要或实质上为α晶型。
本发明的组合物还可以包含具有至少一种OCFA的不同TAG的混合物。例如,组合物可以包含具有至少一种十一烷酸和/或至少一种十三烷酸和/或至少一种十五烷酸和/或至少一种十七烷酸和/或至少一种十九烷酸和/或至少一种二十一烷酸和/或至少一种二十三烷酸的TAG的混合物。在一些实例中,组合物包含诸如十一烷酸甘油三酯和/或十三烷酸甘油三酯和/或十五烷酸甘油三酯和/或十七烷酸甘油三酯和/或十九烷酸甘油三酯和/或二十一烷酸甘油三酯和/或二十三烷酸甘油三酯等TAG的混合物。在一些具体实例中,组合物包含具有至少一种十五烷酸和至少一种十七烷酸的TAG的混合物。在一些具体实例中,组合物包含十五烷酸甘油三酯和十七烷酸甘油三酯的混合物。
包含至少一种含至少一种OCFA的TAG的组合物可以含有杂质,例如游离脂肪酸、游离甘油、单酰甘油(也称为甘油单酯)和二酰甘油(也称甘油二酯)。这些杂质的含量优选是最低的。一般来说,组合物中存在的杂质含量低于组合物的约20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2或1wt%。这意味着组合物含有至少81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98或99wt%的含至少一种OCFA的TAG。在一些优选实例中,组合物含有至少95wt%的含至少一种OCFA的TAG。
本发明的发明人发现,上述包含至少一种含至少一种OCFA的TAG的组合物可用于例如通过增加油脂共混物中β'晶体的百分比和/或增强油脂共混物中β'晶体的稳定性来增强油脂共混物的晶体特征。这可以通过防止或延迟后硬化(post-hardening)现象的发生,而有助于延长油脂共混物的货架期。包含至少一种含至少一种OCFA的TAG的组合物还可用于构造液态油脂共混物,以形成半固态或固态油脂共混物。
因此,在一个实例中,提供了包含本文所述组合物(即包含至少一种含至少一种OCFA的TAG的组合物)和油脂共混物的油脂组合物。
本文所用术语"油脂组合物"是指包含至少50%脂肪酸的组合物,所述百分比以油脂组合物的总重量表示。在一些实例中,油脂组合物包含至少约51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、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%或99%的脂肪酸,所述百分比以油脂组合物的总重量表示。依据上述脂肪酸的比例,油脂组合物可以包含任何其他成分。
在一些实例中,油脂组合物所含的脂肪酸主要为TAG形式。表述“主要为TAG形式的脂肪酸”意图表示油脂组合物中存在的至少一半脂肪酸在TAG分子上酯化。因此,在一些实例中,油脂组合物包含至少约51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、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%或99%的TAG形式的脂肪酸,这些百分比以油脂组合物中脂肪酸的总重量表示。
在一些实例中,在本文所述包含至少一种含至少一种OCFA的TAG的油脂组合物中,油脂组合物中存在的至少一种TAG的总量为总油脂组合物的约0.4wt%至约20wt%,或至少约0.5wt%、至少约0.8wt%、至少约1wt%、至少约1.5wt%、至少约1.8wt%、至少约2wt%、至少约3wt%、至少约6wt%、至少约9wt%、至少约12wt%、至少约15wt%或至少约18wt%。
在一些实例中,油脂组合物包含本文所述组合物和至少一种含至少一种、至少两种或三种偶数链脂肪酸的TAG的混合物,本文所述组合物包含至少一种含至少一种OCFA的TAG。在一些实例中,含至少一种偶数链脂肪酸的TAG包含相同的偶数链脂肪酸,而在一些其他实例中,含至少一种偶数链脂肪酸的TAG包含不同的偶数链脂肪酸。偶数链脂肪酸的实例包括但不限于C8:0、C10:0、C12:0、C14:0、C16:0、C18:0、C18:1、C18:2、C18:3、C20:0、C20:1、C20:2、C22:0和C22:1。
如上所述,通过将油脂共混物与包含至少一种具有至少一种OCFA的TAG的组合物混合,形成油脂组合物。在一些实例中,将包含至少一种具有至少一种OCFA的TAG的组合物与油脂共混物混合后,油脂组合物比混合前的油脂共混物显示出更多的β'晶体形成。
本文所用术语"油脂共混物(fat blend)"是指油脂混合物或油脂基本原料。油脂共混物包含至少50%的脂肪酸,所述百分比以油脂共混物的总重量表示。在一些实例中,油脂共混物包含至少约51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、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%或99%的脂肪酸,所述百分比以油脂共混物的总重量表示。在一些实例中,油脂共混物中的大部分(例如,至少50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或99wt%)脂肪酸以TAG形式存在。油脂共混物不含有任何实质量的含OCFA的TAG。在一些实例中,油脂共混物不含有任何含OCFA的TAG。
油脂共混物在室温下可以是液体、半固体或固体的形式。室温一般是指约20℃至约30℃或约20℃至约25℃的温度。
在一些实例中,油脂共混物包含植物油和/或植物油分馏产物(fractionatedproduct)。植物油在室温下通常为液体。植物油的实例包括但不限于大豆油、菜籽油、椰子油、棕榈仁油、棕榈油、花生油、乳木果油、玉米油、棉籽油、米糠油、橄榄油、油菜籽油及其组合。植物油分馏产物在室温下可以为液体、半固体或固体。植物油分馏产物的实例包括但不限于棕榈硬脂、棕榈软硬脂(palm soft stearin)、棕榈硬硬脂(palm hard stearin)、棕榈中间馏分(palm mid fraction)、棕榈液油(palm olein)、棕榈超级液油、棕榈仁硬脂(palmkernel stearin)、棕榈仁液油(palm kernel olein)、乳木果硬脂(shea stearin)和乳木果液油(shea olein)。在一些具体实例中,油脂共混物所含的植物油是棕榈油,油脂共混物所含的植物油分馏产物是棕榈硬脂。
在一些具体实例中,油脂共混物包含植物油和植物油分馏产物的混合物。存在的植物油的量通常占主导地位,例如至少约50%。在一些实例中,存在的植物油为至少约55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%或99%,存在的植物油分馏产物的量至多为约50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、10%、5%或1%。在一些具体实例中,油脂共混物是棕榈基油脂共混物。在一个具体实例中,棕榈基油脂共混物包含约95%棕榈油和5%棕榈硬脂的混合物。这种油脂共混物的实例是Wilmar International Limited的Wilshort 3639。
在一些实例中,油脂共混物包含植物油分馏产物,但不包含植物油。在一些实例中,植物油分馏产物为液体的形式。在一些具体实例中,植物油分馏产物是以棕榈为基础的,例如棕榈液油。此类油脂共混物的非限制性实例是POL IV64(碘值为64的棕榈液油)。
为了形成本申请所述的油脂组合物,可以使用许多市售油脂共混物。
在一些实例中,油脂共混物所含的植物油和/或植物油分馏产物是化学改性的。合适的化学改性的实例包括但不限于化学酯交换、酶促酯交换、部分氢化和完全氢化。在一些实例中,油脂共混物所含的植物油和/或植物油分馏产物没有通过氢化(完全或部分)来改性。在一些具体实例中,油脂共混物所含的植物油和/或植物油分馏产物没有通过部分氢化来改性,因此形成的油脂组合物不含或至少实质上不含任何反式脂肪酸。
在一些实例中,植物油和/或植物油分馏产物包含含至少一条、至少两条或至少三条饱和脂肪酸链的TAG,或含至少一条、至少两条或至少三条单不饱和或多不饱和脂肪酸链的TAG。饱和脂肪酸的实例包括但不限于月桂酸(C12:0)、肉豆蔻酸(C14:0)、棕榈酸(C16:0)、硬脂酸(C18:0)和花生酸(C20:0)。单不饱和脂肪酸的实例包括但不限于油酸(C18:1)、瓜拿纳酸(C20:1)、芥酸(C22:1)。多不饱和脂肪酸的实例包括但不限于亚油酸(C18:2)和α-亚麻酸(C18:3)。在一些具体的实例中,植物油和/或植物油分馏产物包含含C16:0和/或C18:1脂肪酸的TAG。
在一些实例中,本文所述的油脂组合物还含有直接或间接源于动物源的油和/或油的分馏产物。在一些其他实例中,本文所述的油脂组合物不含有直接或间接源于动物源的油和/或油的分馏产物。
在一些实例中,本文所述的油脂组合物不含有或至少实质上不含有反式脂肪酸。油脂组合物中反式脂肪酸的含量优选为约10wt%或更少,更优选约5wt%或更少,更优选约2wt%或更少,更优选约1wt%或更少,甚至更优选约0.1wt%或更少。
在一些实例中,本文所述的油脂组合物适用于烘焙目的,例如作为人造奶油、起酥油、油脂抹酱(spread)、其他黄油替代品或其一部分。油脂组合物可以是各种油脂的混合物,其中明确的组合取决于油脂组合物的预期用途。本文所用术语"人造奶油(margarine)"是指用于调味、烘焙和烹饪的抹酱,通常用作廉价的黄油替代品。应当指出的是,根据司法权,"人造奶油"一词的食品行政定义可能意味着所述人造奶油中某些成分的一定百分比。本文所用术语"起酥油"是指在室温下为固体的油脂。起酥油通过防止或减少谷蛋白分子之间的交联,通常用于制作酥皮糕点和其他食品。
本文所述油脂组合物还可以包含乳化剂。乳化剂是通过增加乳液的动力学稳定性来稳定乳液的物质。可使用油脂组合物中常用的任何食品乳化剂,例如卵磷脂、脂肪酸的丙二醇酯、硬脂酰乳酸钠、单酰甘油的二乙酰酒石酸酯以及单酰和二酰甘油的乳酸酯。
由于本文所述的油脂组合物可以包含至少一种含至少一种OCFA的TAG,因此,与食用OCFA相关的任何健康益处也可以与食用油脂组合物相关。
本文所述的油脂组合物具有显示至少一个β'晶体信号的X射线衍射(XRD)特征。在一些实例中,油脂组合物的XRD特征主要(即至少约50%)显示β'晶型。在一些实例中,油脂组合物的XRD特征显示至少约55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%或99%的TAG为β'晶型。在一些实例中,油脂组合物的XRD特征显示,与其他晶形型(例如β晶型和α晶型)的TAG相比,油脂组合物中存在更多β′晶型的TAG。
本文公开的油脂组合物的其他特性,可以用本领域已知的各种参数来表示,包括但不限于质构、热稳定性、货架期/储存稳定性。这些参数可以用本领域已知的方法测量。
在一个实例中,提供了包含本文所述油脂组合物的烘焙专用油脂。在一些实例中,烘焙专用油脂是酥皮(puff pastry)人造奶油、酥皮起酥油、通用(general purpose)起酥油、通用人造奶油、涂抹人造奶油、低脂抹酱、黄油替代品(butter oil substitute)或液态起酥油。本公开还提供了包含本文所述烘焙专用油脂的烘焙食品。烘焙食品可以通过本领域已知的方法制备。例如,可以将本文所述的烘焙专用油脂与通常用于制备烘焙食品的成分混合,所述成分例如面粉、水、糖、糖醇、蛋、蛋加工品、淀粉、普通盐、乳化剂、发泡剂、奶酪、奶油(cream)、酸奶、奶、酵母、可可块、可可粉和调味剂。
在另一个实例中,公开了包含本文所述油脂组合物的动物基产品(animal-basedproduct)。在另一个实例中,公开了包含本文所述油脂组合物的食用产品。在又一个实例中,公开了包含本文所述油脂组合物的化妆品。在又一个实例中,公开了包含本文所述油脂组合物的预防性产品。
本公开还描述了用于油脂组合物的TAG,其中TAG包含至少一种OCFA。TAG和至少一种OCFA的实例如上所述。在一些实例中,TAG为α或β′晶型。
在另一个实例中,描述了生产包含至少80%的TAG的组合物的方法,该TAG包含至少一种OCFA,该方法包括以下步骤:(a)将至少一种OCFA添加到反应容器中的甘油中;(b)按总反应质量计,添加约0.1%至约0.3%的活性碳;(c)用氮气排出空气,从而获得氮气层;(d)将反应容器的温度持续升高至约205℃至约210℃;(e)在约205℃至约210℃培育约7至约8小时;(f)使反应容器冷却至约80℃,随后过滤反应容器内容物,从而产生包含至少80%TAG的组合物,该TAG含有至少一种OCFA。
本文所用术语"持续(consistent)"是指以大致相同的速率提高温度,直到反应容器达到所需的温度。
在一些实例中,所用OCFA与甘油的比例为约2.9:1至约3.2:1,或约3:1至约3.1:1,或约3.05:1。
在一些实例中,以总反应质量的约0.2%的量,添加活性炭。
在一些实例中,上述生产组合物的方法还包括以下步骤:(g)在步骤(e)之后(但在步骤(f)之前),按总反应质量计,向反应容器中添加至少约0.1%的四丁基钛酸酯(TBT;用作酯化催化剂);(h)在步骤(g)之后(但在步骤(f)之前),将反应容器在约205℃至约210℃在负压下培育约4至约5小时;(i)(在步骤(f)之后)对步骤(f)的过滤的反应容器内容物进行碱洗、脱水和脱色,以获得组合物。
四丁基钛酸酯可用其他适合甘油和游离脂肪酸酯化的催化剂代替,例如磺酸甲酯(MESA)、硫酸、AlC2·6H2O、Al2O3、CdCl2·2H2O、FeCl3·6H2O、FeO、HgCl2、MgCl2·6H2O、MgO、MnCl2·H2O、MnO2、NaOH、Ni、NiCl2·2H2O、PbCl2、PbO、SbCl2、SnCl2·2H2O、SnCl4·5H2O、SnO2、ZnCl2以及ZnO。
碱洗、脱水和脱色是TAG工业生产中常用的技术。本领域技术人员无需进行过多的实验,就能确定用于碱洗、脱水和脱色的合适试剂和/或反应条件。
在一些实例中,以总反应质量计,以至少约0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、1.1%、1.2%、1.3%、1.4%、1.5%、1.6%、1.7%、1.8%、1.9%或2%的量,添加(g)中的酯化催化剂。在一些具体实例中,以总反应质量的约1.0%的量,添加酯化催化剂。应当理解的是,反应所用催化剂的合适浓度可以由本领域技术人员确定,无需过多的实验。
在一些实例中,用上述方法生产的组合物包含至少81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98或99wt%含的至少一种OCFA的TAG。在一些具体实例中,组合物包含至少95%的含至少一种OCFA的TAG,特别是,如本文所述,当所述方法包括使用酯化催化剂时。
上文各段描述了所生产的组合物中包含TAG以及至少一种OCFA的实例。
本公开还描述了使用本文所述方法获得的组合物,其中该组合物包含至少一种含至少一种OCFA的TAG。
在一个实例中,描述了获得本文所述油脂组合物的方法。该方法包括:(i)熔化至少一种含至少一种OCFA的TAG,并熔化油脂共混物;(ii)将步骤(i)中熔化的至少一种TAG与熔化的油脂共混物混合,以获得混合物;以及(iii)使步骤(ii)的混合物凝固,以获得油脂组合物。
熔化至少一种含至少一种OCFA的TAG和熔化油脂共混物,可以在适当的温度下进行,该温度可以由本领域技术人员使用常规方法确定,无需进行过多实验。例如,熔化步骤可以在高于至少一种含至少一种OCFA的TAG的熔点和油脂共混物的熔点两者的温度下进行。在一些具体实例中,在约30℃至约80℃,或约35℃至约80℃,或约40℃至约75℃,或约45℃至约70℃,或约50℃至约65℃,或约55℃至约60℃的温度下进行熔化步骤。
在一些替代实例中,提供了获得本文所述油脂组合物的方法,该方法包括:(i)熔化油脂共混物;(ii)将步骤(i)的熔化的油脂共混物与至少一种含至少一种OCFA的TAG混合,以获得混合物;以及(iii)使步骤(ii)的混合物凝固,以获得油脂组合物。当熔化的油脂共混物足以熔化含至少一种OCFA的TAG时,可以使用这种替代方法,从而不必单独熔化含至少一种OCFA的TAG。
在一些其他实例中,油脂共混物是液体。对于这些实例,获得本文所述油脂组合物的方法包括以下步骤:(i)将至少一种含至少一种OCFA的TAG添加到油脂共混物中;(ii)加热并共混至少一种TAG和油脂共混物,以获得均质混合物;以及(iii)冷却步骤(ii)中的均质混合物,以获得油脂组合物。
该方法所用油脂共混物的实例在前面的段落中描述。
在一些实例中,以总油脂组合物的约0.4wt%至约20wt%或至少约0.5%、至少约0.8wt%、至少约1wt%、至少约1.5wt%、至少约1.8wt%、至少约2wt%、至少约3wt%、至少约6wt%、至少约9wt%、至少约12wt%、至少约15wt%或至少18wt%的量,添加至少一种含至少一种OCFA的TAG。包含至少一种OCFA的纯TAG,或包含至少一种含至少一种OCFA的TAG的组合物,可以用于上述方法中,以生产油脂组合物。当使用包含至少一种TAG的组合物(该TAG含至少一种OCFA)时,优选该组合物含有高纯度的至少一种含至少一种OCFA的TAG,例如至少80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98或99wt%的含至少一种OCFA的TAG。当使用此类组合物时,可相应地计算在生产油脂组合物的方法中所用的含至少一种OCFA的TAG的量。例如,当所用组合物中含至少一种OCFA的TAG的纯度为约95%,并将3%的组合物与油脂共混物混合时,所得油脂组合物包含约2.85%的含至少一种OCFA的TAG。
当生产油脂组合物时使用一种以上含至少一种OCFA的TAG时,可以同时或依次将一种以上的TAG与油脂共混物混合。例如,当将两种含至少一种OCFA的TAG同时与油脂共混物混合时,获得油脂组合物的方法包括:(i)熔化含至少一种OCFA的第一TAG和第二TAG,并熔化油脂共混物;(ii)将步骤(i)的熔化的第一TAG和第二TAG与熔化的油脂共混物混合,以获得混合物;以及(iii)使步骤(ii)的混合物凝固,以获得油脂组合物。在另一个实例中,当将两种含至少一种OCFA的TAG依次与油脂共混物混合时,获得油脂组合物的方法包括:(i)熔化含至少一种OCFA的第一TAG,并熔化油脂共混物;(ii)(a)将步骤(i)的熔化的第一TAG与熔化的油脂共混物混合,以获得第一混合物;(ii)(b)熔化含至少一种OCFA的第二TAG;(ii)(c)将熔化的第二TAG与步骤(ii)(a)的第一混合物混合,以获得第二混合物;以及(iii)使步骤(ii)(c)的第二混合物凝固,以获得油脂组合物。应当理解的是,第一TAG和第二TAG是不同的。
在一些实例中,本文所述方法的步骤(ii)还包括在混合后进行酯交换。
本文中所用术语"酯交换(interesterification)"或其语法变形,是指对TAG混合物的脂肪酸进行重新排列的过程。该过程包括断裂和重整将脂肪酸链和甘油连接的酯键C-O-C。可以经由化学酯交换(chemical interesterification,CIE)由无机催化剂或经由酶促酯交换(enzymatic interesterification,EIE)由酶进行酯交换。在一个具体实例中,进行酶促酯交换。
在一些实例中,本文所述方法的步骤(ii)还包括在混合或酯化后进行分馏。
本文所用术语"分馏(fractionation)"或其语法变形是指分离过程,在这种过程中,一定量的混合物在相变过程中被分成许多较小的量(馏分),其中组成根据梯度变化。针对油和油脂已开发出了各种分馏工艺。溶剂分馏工艺使用丙酮、硝基丙烷或己烷等溶剂。干法分馏工艺通常包括将要分馏的油脂加热到高于其熔点的温度,然后缓慢冷却到其熔点以下,由此晶体形成并生长。当达到足够的结晶程度时,通过过滤成滤饼(硬脂)和滤液[油精(olein)]分离晶体浆料。在工业规模生产的分馏过程中,通常使用配备热交换器和/或搅拌器的结晶容器。在一些优选实例中,本申请的方法采用干法分馏。
在一些实例中,本文所述方法还包括步骤(iv),即对步骤(iii)的凝固混合物进行质构化。
本文所用术语"质构化(texturize)"或其语法变形是指,为被质构化的物质提供特定质构的过程。质构通常包括许多所需的特性,例如黏度、可塑性、固态油脂含量(SFC)与温度以及熔点。质构化过程通常涉及使用加热、冷却、压力和/或机械力。用于处理油或油脂,特别是食用油或油脂的已知质构化方法可用于本申请的方法中。在一些实例中,对凝固混合物进行质构化包括在约50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃熔化,和/或在低于约5℃、10℃、15℃、20℃、25℃或30℃冷却。在一些具体实例中,对凝固混合物进行质构化包括在约70℃熔化,并在低于约10℃冷却。在一些实例中,对凝固混合物进行质构化包括传统人造奶油或起酥油加工,包括冷却(chilling)和成形(working)。
本文所用术语"固态油脂含量(SFC)"是指在温度梯度范围内,晶(固态)相油脂占总油脂(其余为液相)的百分比的度量。由此得出的SFC/温度曲线与油脂食品的熔化质量(melting qualities)和风味有关。起酥油的SFC通常在15%至30%之间变动,并在使用温度(通常在约15℃至约35℃或约20℃至30℃或约25℃至约30℃的范围)下保留这些固体。
在一个实例中,描述了通过本文所述方法获得的油脂组合物。油脂组合物通常包含TAG的β′多晶型。
本文说明性描述的本发明可以在没有本文未具体披露的任何一个或多个要素、一个或多个限制的情况下适当实施。因此,例如,术语"包括/包含(comprising)"、"包括(including)"、"含有(containing)"等应加以广义解读,而无限制。此外,本文所用的术语和表述是作为描述而非限制的术语使用的,在使用这些术语和表述时无意排除所示和所述特征或其部分特征的任何等同物,但应当认识到,在请求保护的本发明范围内可以进行各种修改。因此,应当理解的是,尽管已通过优选实施方案和可选特征具体公开了本发明,但本领域技术人员可以获得本发明所体现的修改和变型,并且这些修改和变型视为落入本发明的范围内。
本申请所用的单数形式"一个/一种(a)"、"一个/一种(an)"和"该/所述(the)"包括复数指代,除非上下文另有明确规定。例如,术语"一种三酰甘油"包括多种三酰甘油,包括其混合物和组合。
本文所用的术语"约",在制剂成分浓度的语境中,通常是指所述值的+/-5%,更通常是指所述值的+/-4%,更通常是指所述值的+/-3%,更通常是指所述值的+/-2%,甚至更通常是指所述值的+/-1%,甚至更通常是指所述值的+/-0.5%。
在本公开全文中,可能以范围形式来公开某些实施方案。应当理解的是,范围形式的描述只是为了方便和简洁,不应解释为对所公开范围的僵化限制。因此,对范围的描述应视为已具体公开了该范围内所有可能的子范围以及各个数值。例如,对诸如1-6等范围的描述,应视为已具体公开了该范围内的子范围,例如1-3、1-4、1-5、2-4、2-6、3-6,以及各个数值,例如1、2、3、4、5和6。无论范围有多大,这都适用。
本文还可广义且上位地描述某些实施方案。落入上位公开内的每个狭义类别和次上位分组也构成公开的一部分。这包括对实施方案的上位描述,该上位描述具有将任何主题从上位概念中除去的附带条件或否定限制,无论本文是否具体叙述了删除的物质。
本文已经广义且上位地描述了本发明。落入上位公开内的每个狭义类别和次上位分组也构成本发明的一部分。这包括对本发明的上位描述,该上位描述具有将任何主题从上位概念中除去的附带条件或否定限制,无论本文是否具体叙述了删除的物质。
其他实施例落入下述权利要求和非限制性实例的范围内。此外,当以马库什组的形式描述本发明的特征或方面时,本领域技术人员应当认识到,由此也以马库什组的任何个体成员或成员亚组的形式描述了本发明。
实验部分
合成三酰甘油(TAG)样品
所用材料
纯化的奇数链脂肪酸(OCFA)游离脂肪酸样品购自东京化成工业株式会社(TokyoChemical Industry Co.,Ltd,TCI)。
合成纯度大于80%的TAG样品[十五烷酸甘油三酯(C15 TAG)、棕榈酸甘油三酯 (C16 TAG)或十七烷酸甘油三酯(C17 TAG)]
在四颈烧瓶中,每1M甘油加入3.05M(摩尔)纯化游离脂肪酸(C15、C16或C17)。添加活性炭(2%w/w)。在氮封(nitrogen blanketing)下,将温度逐渐升至205-210℃,保持7-8小时,然后冷却至80℃。然后,过滤后得到纯度大于80%的TAG样品。
合成纯度大于95%的TAG样品(C15 TAG、C16 TAG或C17 TAG)
在四颈烧瓶中,每1M甘油加入3.05M(摩尔)纯化游离脂肪酸(C15、C16或C17)。添加活性碳(按总反应质量计2%)。在氮封下,将温度逐渐升至205-210℃,保持7-8小时,并添加TBT催化剂(1%w/w)。反应在负压下继续进行4-5小时,然后冷却至80℃。过滤后得到粗样品。然后,在碱洗、脱水和脱色后,获得纯度大于95%的TAG样品。
用TAG合成酥油
使用固态油脂基本原料的实验室规模
将纯度为95%的TAG样品(C15、C16或C17 TAG)与棕榈基油脂基本原料(Wilshort3639-95%棕榈油和5%棕榈硬脂)共混,采用以下方法进行实验室规模分析:
1.在微波炉中熔化Wilshort 3639,直至样品为液体且澄清(约2+min),然后按各自质量(0.5%-18%,取决于实验设置)与C15/C16/C17 TAG共混,
直到Wilshort 3639和C15/C16/C17 TAG完全掺入,没有固态颗粒。
2.在室温下凝固,以便在未来的实验中使用。
使用油脂基本原料的中试厂规模
采用以下方法对掺入0%/1%/2% C15 TAG的Wilshort 3639进行中试长规模生产:
1.熔化Wilshort 3639,并按各自质量与0%/1%/2% C15 TAG共混。
2.在中试厂使用与商业烘焙人造奶油/起酥油类似的参数对油共混物进行质构化。下文的表1显示了所用的示例性工艺参数。
3.样品在26℃回火5天(回火是指在特定温度下储存,以促进晶体的适当发育)。将所有起酥油样品都装入并储存于500g的塑料容器中,随后储存在20℃和30℃。
图1显示了合成含1%或2% C15 TAG的起酥油的示例性工艺流程图。
表1.用于中试厂规模生产含0%/1%/2% C15 TAG的起酥油的示例工艺参数
使用液态油脂基本原料(例如液态油)的实验室规模
将纯度为95%的C15 TAG与液态油脂基本原料POL IV64(碘值为64的棕榈液油)共混,用于采用以下方法进行实验室规模分析:
1.将剂量为10%-20%的C15 TAG和剂量为90%-80%的POL IV64(取决于实验设置)添加到共混总量的储存容器中。
2.用微波炉熔化玻璃烧杯中的样品,直至样品为液体且澄清(约2min)。
在磁力搅拌器(带搅拌棒)上共混样品,至约75℃的温度。
3.再继续搅拌30min,以确保真正均质。
4.从磁力搅拌器中取出均质液态油混合物,放入冰箱过夜。
用于分析样品的方法
定期(例如每周或每月)进行以下分析,以评估OCFA TAG的性能:
1.固态油脂含量(SFC)特征
将样品装入SFC管中,在Julabo 200F水浴中以各自的温度(10℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃和45℃)进行回火。回火后,将样品装入Bruker Minispec MQOne NMR,并根据American Oil Chemists’Society(ACOS)Official Method Cd 16b-93(美国油脂化学家协会(ACOS)官方方法Cd 16b-93)(即通过低分辨率核磁共振检测固态油脂含量(SFC),直接法,2017年修订)获取SFC数据。
2.差示扫描量热(DSC)特征
将样品转移到样品盘中,并使用Perkin Elmer DSC 6000进行DSC分析。基于根据ACOS Official Method Cj 1-94(ACOS官方方法Cj 1-94)[即DSC Melting Properties ofFats and Oils,Reapproved 2017(油脂的DSC熔化特性,2017年重新批准)]中的以下参数得出样品的DSC特征:I.以5℃/min从25℃加热至80℃;II.在80℃保持5min;III.以5℃/min从80℃冷却至-30℃;IV.在-30℃保持5min;V.以5℃/min从-30℃加热至80℃;VI.在80℃保持5min。
3.硬度特征
将起酥油样品装入容器并进行质构分析,以评估硬度特征(Stable MicroSystems TA.XT质构分析仪,圆柱形探针P/6 )。分析测试参数:(i)测试前速度1.00mm/s;(ii)测试速度2.00mm/s;(iii)测试后速度2.00mm/s;(iv)测试距离20mm;(v)触发力5.0g。然后由软件生成曲线(力随时间变化)的最高点得出每个样品的硬度。
前4周每周对样品(20℃和30℃)进行分析,共3次重复,随后的周每两周一次,共分析6个月。
4.X射线衍射(XRD)分析
根据AOCS Official Method Cj 2-95[即X-Ray Diffraction Analysis ofFats,Reapproved 2017(即油脂的X射线衍射分析,2017年重新批准)],使用Bruker D8Advance XRD平台(来自Bruker Corporation)进行XRD分析。为了对实验室规模生产的含有OCFA TAG的起酥油进行XRD分析,对所有起酥油的初始样品如下进行回火:1.70℃回火20min,以完全熔化样品并去除残留晶体(如果样品不澄清,则延长回火时间);和2.在冰箱中回火20min,以使样品凝固。不对随后时间点的样品回火。XRD分析条件基于:铜阳极,工作电压40kV,电流40mA,反散射狭缝8.0mm,发散狭缝0.6mm,光管功率2.2kW,室温25℃。扫描角度:12°<2θ<30°,扫描速度为1.2°/min,步长为0.02°。为了对实验室规模生产的含有OCFATAG的POL IV64进行XRD分析,通过将初始样品在25℃-27℃的恒温箱中放置两天进行回火。
根据短间距(定义为所有低于的间距):α晶型--/>±S.D.处的单线或峰;β′晶型--在/>和/>±S.D.处的两条主线或峰,同时,在/>至/>±S.D.处存在或不存在小峰;β晶型--强/>±S.D.线或峰和其他几条线或峰。
5.比重(起泡能力)
首先将样品在25℃回火24小时。将样品与糖按1:1的比例共混,随后用Hobart混合器(转速2)混合5分钟。然后将样品装入样品杯中并称重。样品的比重按下式测量:
比重(%)=(Wt-Wo)/W,其中Wt是填充样品的称重杯的重量;Wo是空称重杯的重量;以及W是填充在称重杯中的水的重量。
以10、15、20、25和30分钟的间隔重复上述程序。
分析结果
1.实验室规模生产的SFC特征分析
表2.Wilshort 3639、C15 TAG(纯度95%)、C16 TAG(纯度95%)和C17 TAG(纯度95%)的SFC特征。
表2列出了Wilshort 3639、C15 TAG(纯度95%)、C16 TAG(纯度95%)和C17 TAG(纯度95%)在10、20、25、30、35、40、45和50℃的SFC。图2A显示了不同样品的SFC与温度曲线的线图。结果表明,OCFA TAG,例如C15 TAG和C17 TAG,在10℃至40℃的温度范围内具有较高的SFC,为至少95%至至少99%,在20℃左右为至少98%至至少99%。这类SFC特征确保OCFA TAG储料(在与任何油脂基本原料混合之前)在储存温度下易于包装和储存,而不会明显软化。
表3.Wilshort 3639(100%、97%、94%、91%、88%、85%、82%)与纯度为95%的C15 TAG(0%、3%、6%、9%、12%、15%、18%)混合的样品的SFC特征。还包括样品的滑移熔点(SMP)。
表3列出了Wilshort 3639(100%、97%、94%、91%、88%、85%、82%)与纯度为95%的C15 TAG(0%、3%、6%、9%、12%、15%、18%)混合的样品在10、20、25、30、35、40、45和50℃的SFC。图2B显示了不同样品的SFC与温度曲线的线图。结果表明,样品中使用的C15TAG百分比越高,SFC特征越高。此外,在25℃时,含0%至12% C15 TAG的样品的SFC的范围为约15%至约30%;在30℃时,含6%至18%C15 TAG的样品的SFC的范围为约15%至约30%。在使用温度下,约15%至约30%的SFC是烘焙专用油脂所需要的2.差示扫描量热 (DSC)特征
图3显示了DSC特征分析的结果。图3A和3B显示了C15 TAG(纯度95%)和C15 TAG与Wilshort 3639混合的样品的熔融曲线(具有吸热峰)和结晶曲线(具有放热峰)。图3C和3D显示了C17 TAG(纯度为95%)和C17 TAG与Wilshort 3639混合的样品的熔融曲线(具有吸热峰)和结晶曲线(具有放热峰)。表4A和表4B列出了样品的预测的滑移熔点和结晶温度。
表4A.Wilshort 3639(100%、97%、94%、91%、88%、85%、82%)与纯度为95%的C15 TAG(0%、3%、6%、9%、12%、15%、18%)的混合的样品的DSC特征。包括了为每个样品的预测的滑移熔点和结晶温度二者。
表4b.Wilshort 3639(100%、99%、98%、97%、94%)与纯度为95%的C17 TAG(0%、1%、2%、3%、6)的混合的样品的DSC特征。包括了每个样品的预测的滑移熔点和预测结晶温度二者。
结果表明,随着样品中C15 TAG和C17 TAG百分比的增加,样品的滑移熔点和结晶温度也增加。结果还表明,当C15 TAG和C17 TAG的百分比相同时,含C17 TAG的样品的滑移熔点和结晶温度高于含C15 TAG的样品。
3.用于实验室规模生产的硬度特征分析
对分别在20℃和30℃储存的Wilshort 3639基本原料(对照组)样品、Wilshort3639与1% C15 TAG混合的样品以及Wilshort 3639与2% C15 TAG混合的样品进行了硬度特征分析。如图4A所示,硬度特征分析结果表明,总体而言,在两种温度下,按从最硬到最软的排列的样品为:对照>2% C15 TAG>1% C15 TAG。上述结果表明,与对照起酥油相比,含C15 TAG的起酥油更软,同时变化率更慢。还观察到,在20℃,从第22周开始,所有样品的硬度增加趋于平稳,而在30℃,含C15 TAG的样品硬度继续增加(数据未显示)。在不拘泥于理论的情况下,认为这种现象可能归因于油脂配方中较高的饱和脂肪酸含量,这在较高的储存温度下,同时在较高的C15 TAG的含量时,更为明显。
4.利用固态油脂基本原料实验室规模生产起酥油的XRD分析
Wilshort 3639
将油脂基本原料Wilshort 3639作为第一阴性对照包括在内,以研究混合后OCFATAG对油脂基本原料XRD模式的影响。如图5A所示,油脂基本原料Wilshort 3639样品最初显示出β和β'峰的混合。如图5B(室温条件下3个月后)和图5C(室温条件下5个月后)所示,随着时间的推移,突出的β'晶型大量转为几乎全部β晶型。
C16 TAG
C16 TAG是不含任何OCFA链的TAG,将其作为第二阴性对照包括在内,以研究混合后OCFA TAG对油脂基本原料XRD模式的影响。如图6A1所示,C16 TAG样品(未与任何油脂基本原料混合)显示,最初C16TAG主要是α晶体,β晶体成分较少。如图6A2所示,随着时间的推移,α晶型大量转化为β晶型,如6个月时出现的突出的β峰所示。
如图6B1所示,1%的C16 TAG与99%的Wilshort 3639混合后的XRD显示,所得共混物最初具有明显的β信号和一些β'信号。3个月龄的样品显示,初始样品中的β'信号仅向β信号大量转化。如图6B2所示,3个龄的样品中仍然有一些β'信号,但已大大减弱。如图6B3所示,4个月龄的样品也显示出突出的β峰,但所有的β'峰几乎完全丧失(只剩下较小的β'峰)。
如图6C1所示,2%的C16 TAG与98%的Wilshort 3639混合后的XRD显示,所得共混物最初具有明显的β信号和一些β'信号。3个月龄的样品显示,初始样品中的β'信号仅向β信号的大量转化。如图6C2所示,3个月龄的样品中仍然有一些β'信号,但已大大减弱。如图6C3所示,4个月的样品也显示出突出的β峰,所有的β'峰几乎完全丧失(只剩下较小的β'峰)。
如图6D1所示,3%的C16 TAG与97%的Wilshort 3639混合后的XRD显示,所得共混物最初具有明显的β信号和一些β'信号。3个月龄的样品显示,初始样品中的β'信号仅向β信号的大量转化。如图6D2所示,3个月龄的样品中仍然有一些β'信号,但已大大减弱。如图6D3所示,4个月龄的样品也显示出突出的β峰,所有的β'峰几乎完全丧失(只剩下较小的β'峰)。
如图6E1所示,6% C16 TAG与94% Wilshort 3639混合后的XRD显示,所得共混物最初具有明显的β信号和一些β'信号。3个月龄的样品显示,初始样品中的β'信号仅向β信号的大量转化。如图6E2所示,3个月龄的样品中仍然有一些β'信号,但已大大减弱。如图6E3所示,4个月龄的样品也显示出突出的β峰,所有的β'峰几乎完全丧失(只剩下小的β'峰)。
比较基本原料Wilshort 3639的XRD模式和Wilshort 3639与不同百分比(1%、2%、3%和6%)的C16 TAG混合后的XRD模式,发现将C16 TAG与Wilshort 3639混合,在防止β'晶体随时间转化为β晶体方面没有明显作用。
C15 TAG
如图7A1所示,C15 TAG的XRD显示,最初,C15 TAG(未与任何油脂基本原料混合)只有β'信号。如图7A2所示,随着时间的推移,β'晶型大量转化为β晶型,如6个月时出现的突出的β峰所示。
如图7B1所示,0.125%的C15 TAG与99.875%的Wilshort 3639混合后的XRD显示,所得共混物最初具有明显的β信号和一些β'信号。如图7B2所示,6个月时样品比初始样品具有略不突出的β峰,但比初始样品具有略突出的β'峰。
如图7C1所示,0.25%的C15 TAG与99.75%的Wilshort 3639混合后的XRD显示,所得共混物最初具有明显的β信号和一些β'信号。如图7C2所示,6个月时的样品比初始样品具有略不突出的β峰,但比初始样品具有更突出的β'峰。
如图7D1所示,0.5%的C15 TAG与99.5%的Wilshort 3639混合后的XRD显示,所得共混物最初具有β信号和一些突出的β'信号。如图7D2所示,6个月时的样品比初始样品具有略突出的β峰,并且比初始样品具有更突出的β'峰。
如图7E1所示,1%的C15 TAG与99%的Wilshort 3639混合后的XRD显示,所得共混物最初没有明显的β信号,但有一些突出的β'信号。2个月时的样品比初始样品具有略明显的β峰。如图7E2所示,如在初始样品中,β'峰仍然存在。
如图7F1所示,3%的C15 TAG与97%的Wilshort 3639混合后的XRD显示,所得共混物最初只有β'信号。如图7F2所示,与初始样品相比,3个月龄的样品显示出更突出的β信号,而β'信号则不那么明显。如图7F3所示,6个月龄的样品也显示出类似的β信号和β'信号。
如图7G1所示,6%的C15 TAG与94%的Wilshort 3639混合后的XRD显示,所得共混物最初只有β'信号。如图7G2所示,3个月龄的样品没有显示出β信号,但仍然有突出的β'信号。如图7G3所示,6个月龄的样品没有显示出β信号,仍然只有β'信号。
如图7H1所示,9%的C15 TAG与91%的Wilshort 3639混合后的XRD显示,所得共混物最初只有β'信号。如图7H2所示,3个月龄的样品没有显示出β信号,但仍然有突出的β'信号。如图7H3所示,6个月龄的样品没有显示出β信号,但仍然有突出的β'信号。
如图7I1所示,12%的C15 TAG与88%的Wilshort 3639混合后的XRD显示,所得共混物最初只有β'信号。如图7I2所示,3个月龄的样品没有显示出β信号,但仍然有突出的β'信号。如图7I3所示,6个月龄的样品没有显示出β信号,但仍然有突出的β'信号。
如图7J1所示,15%的C15 TAG与85%的Wilshort 3639混合后的XRD显示,所得共混物最初只有β'信号。如图7J2所示,3个月龄的样品没有显示出β信号,但仍然有突出的β'信号。如图7J3所示,4个月龄的样品没有显示β信号,但仍然有突出的β'信号。
如图7K1所示,18%的C15 TAG与82%的Wilshort 3639混合后的XRD显示,所得共混物最初只有β'信号。如图7K2所示,3个月龄的样品没有显示出β信号,但仍然有突出的β'信号。如图7K3所示,4个月龄的样品没有显示出β信号,但仍然有突出的β'信号。
将Wilshort 3639与C15 TAG混合后的XRD模式与基本原料Wilshort 3639的XRD模式以及Wilshort 3639与C16 TAG混合后的XRD模式进行比较,发现将C15 TAG与Wilshort3639混合显著降低了β'晶体随着时间向β晶体的转化。此外,比较Wilshort 3639与不同百分比(0.125%、0.25%、0.5%、1%、3%、6%、9%、12%、15%和18%)的C15 TAG混合,发现当共混物中C15 TAG的浓度为6%或以上时,C15 TAG在防止β'晶体转化为β晶体方面的作用尤为突出。
C17 TAG
如图8A所示,C17 TAG的XRD显示,最初,C17 TAG(未与任何油脂基本原料混合)只有α信号。如图8B所示,在6个月时,C17 TAG仍然仅主要显示出α信号,β信号非常微弱。
如图8C所示,1%的C17 TAG与99%的Wilshort 3639混合后的XRD显示,所得共混物最初只有β'信号。3个月龄的样品出现了β信号。但是,如图8D所示,β'信号仍然突出。如图8E所示,6个月龄的样品仍然显示β信号和突出的β'信号。3个月和6个月的样品几乎没有差别。
如图8F所示,2%的C17 TAG与98%的Wilshort 3639混合后的XRD显示,所得共混物最初主要具有β'信号。如图8G所示,3个月龄的样品没有显示出β信号,但仍然有突出的β'信号。如图8H所示,6个月龄的样品没有显示出β信号,但仍然有突出的β'信号。从初始样品开始,信号的模式几乎保持不变。
如图8I所示,3%的C17 TAG与97%的Wilshort 3639混合后的XRD显示,所得共混物最初主要具有β'信号。如图8J所示,3个月龄的样品没有显示出β信号,但仍然有突出的β'信号。如图8K所示,6个月龄的样品没有显示出β信号,但仍然有突出的β'信号。从初始样品开始,信号模式几乎保持不变。
如图8L所示,6%的C17 TAG与94%的Wilshort 3639混合后的XRD显示,所得共混物最初主要具有β'信号。如图8M所示,3个月龄的样品没有显示出β信号,但仍然有突出的β'信号。如图8N所示,6个月龄的样品没有显示出β信号,但仍然有突出的β'信号。从初始样品开始,信号的模式几乎保持不变。
将Wilshort 3639与C17 TAG混合后的XRD模式与基本原料Wilshort 3639的XRD模式以及Wilshort 3639与C16 TAG混合后的XRD模式进行比较,发现将C17 TAG与Wilshort3639混合显著降低了β'晶体随着时间向β晶体的转化。事实上,将C17 TAG与Wilshort 3639混合在6个月内几乎(即共混物中C17 TAG的浓度为1%时除外)完全阻止了任何β晶体的形成。将Wilshort 3639与C17 TAG混合后的XRD模式与Wilshort 3639与C15 TAG混合后的XRD模式进行比较,发现当所用的C15 TAG和C17 TAG的浓度相同时,C17 TAG比C15 TAG更有效地防止β'晶体转化为β晶体。此外,比较Wilshort 3639与不同百分比(1%、2%、3%和6%)的C17 TAG的混合发现,当共混物中C17 TAG的浓度为2%或以上时,C17 TAG在防止β'晶体转化为β晶体方面的作用尤为突出。
5.利用固态油脂基本原料中试厂规模生产起酥油的XRD分析XRD
在第2周、第3周、第4周、第5周、第6周、第8周、第10周、第18周和第30周,对从中试厂规模生产获得的起酥油样品进行了XRD晶体特征分析。如上所述,样品在26℃回火5天后,使用了两种不同的储存温度(20℃和30℃)。
如图9A所示,在第2周时,含0% C15 TAG的对照样品在两种储存温度下都显示出β和β'晶体多晶型二者,而含1%和2% C15 TAG的样品在两种储存温度下只显示出β'晶体多晶型。
如图9B所示,在第3周时,含0% C15 TAG的对照组样品在两种储存温度下都显示出β和β'晶体多晶型二者,在30℃下储存的样品比在20℃下储存的样品显示出程度更大的β晶体多晶型。含有1%和2% C15TAG的样品在两种储存温度下都只显示出β'晶体多晶型。
如图9C所示,在第4周时,在20℃下,只有含0% C15 TAG的对照样品同时显示出β和β'晶体多晶型;含1%和2% C15 TAG的样品只显示出β'晶体多晶型。当贮藏温度升高到30℃时,三种样品都显示出β晶体多晶型,而对照样品几乎仅显示出β晶体多晶型。
如图9D所示,在第5周时,在20℃,只有含0% C15 TAG的对照样品同时显示出β和β'晶体多晶型;含1%和2% C15 TAG的样品仅显示出β'晶体多晶型。在30℃,对照样品仍然几乎仅显示出β晶体多晶型。与第4周相比,含1%和2% C15 TAG的样品中的β晶体多晶型程度有所增加。
如图9E所示,在第6周时,在20℃,只有含0% C15 TAG的对照样品同时显示出β和β'晶体多晶型;含1%和2% C15 TAG的样品仅显示出β'晶体多态性。在30℃,对照样品仍然几乎只显示出β晶体多晶型。与第5周相比,含1%和2% C15 TAG的样品中的β晶体多晶型程度有所增加。含1% C15 TAG的样品相比含2% C15 TAG的样品显示出更大程度的β晶体多晶型。
如图9F所示,在第8周时,在20℃,只有含0% C15 TAG的对照样品同时显示出β和β'晶体多晶型;含1%和2% C15 TAG的样品仅显示出β'晶体多晶型。在30℃,对照样品仍然几乎只显示出β晶体多晶型。与第6周相比,含1%和2% C15 TAG的样品中的β晶体多晶型程度有所增加。含1%和2% C15 TAG的样品显示出类似程度的β晶体多晶型。
如图9G所示,在第10周时,在20℃,只有含0% C15 TAG的对照样品同时显示出β和β'晶体多晶型;含1%和2% C15 TAG的样品仅显示出β'晶体多晶型。在30℃,对照样品和含1% C15 TAG的样品几乎都仅显示出β晶体多晶型。与第8周相比,含2% C15 TAG的样品中β晶体多晶型的程度也有所增加。
如图9H所示,在第18周时,在20℃,只有含0% C15 TAG的对照样品同时显示出β和β'晶体多晶型;含1%和2% C15 TAG的样品仅显示出β'晶体多晶型。在30℃,所有三种样品几乎都仅显示出β晶体多晶型。
如图9I所示,在第30周时,在20℃,只有含0% C15 TAG的对照样品同时显示出β和β'晶体多晶型;含1%和2% C15 TAG的样品仅显示出β'晶体多晶型。在30℃,所有三种样品几乎都仅显示出β晶体多晶型。
下文的表5汇总了所显示的β和β'晶体多晶型程度。可以看出,在30℃的储存温度下,向起酥油基本原料中添加1%或2%的C15 TAG可以将β晶体的出现延迟至少4-6周。
表5.三种样品(含0%、1%和2% C15 TAG)在20℃和30℃的储存温度在第2-30周显示出的β和β'晶体多晶型程度。+:略微显示;++:中度显示;+++:显著显示;++++:高度显示;+++++:完全显示
6.利用液态油脂基本原料(例如液态油)实验室规模生产起酥油的XRD分析
如图10A所示,10%的C15 TAG与90%的POL IV64混合后的XRD显示,所得共混物最初只有β'信号。如图10B所示,2个月龄的样品没有显示出β信号,但仍然有突出的β'信号。
如图10C所示,15%的C15 TAG与85%的POL IV64混合后的XRD显示,所得共混物最初只有β'信号。如图10D所示,2个月龄的样品没有显示出β信号,但仍然有突出的β'信号。
如图10E所示,20%的C15 TAG与80%的POL IV64混合后的XRD显示,所得共混物最初只有β'信号。如图10F所示,2个月龄的样品没有显示出β信号,但仍然有突出的β'信号。
比较POL IV64与不同百分比(10%、15%和20%)的C15 TAG的混合发现,将C15TAG与POL IV64混合防止β'晶体随着时间向β晶体转化。此外,随着C15 TAG浓度的增加,β'信号变得更加突出。因此,可以得出结论,C15 TAG等OCFA TAG可用于构造(structure)液态油,以生产具有稳定β晶体多晶型的起酥油。
本申请的发明人旨在比较OCFA TAG与市售乳化剂Trancendim对β'晶体向β晶体转化的影响。Trancendim是用于构造液态油的乳化剂,由总部位于荷兰阿姆斯特丹(Amsterdam,Netherlands)的荷兰食品和生物化学公司Corbion N.V.销售。根据涉及Trancendim乳化剂的专利申请(WO/2011/071999,2011年6月16日公布)的披露,以组合物中甘油酯的总重量按重量计为100%计算,Trancendim按重量计含有至少约50%的甘油二酯和少于约25%(按重量计)的甘油单酯。由于本研究在及时获得Trancendim乳化剂样品方面存在一些困难,因此制备了Trancendim的内部模拟物,命名为MDG(甘油单酯、甘油二酯组合物,其中有约40%甘油单酯、60%甘油二酯和少量甘油三酯),并用于分析。
如图11A所示,10%的MDG与90%的POL IV64混合后的XRD显示,所得共混物最初具有β信号和β'信号的混合。如图11B所示,1个月龄的样品没有明显变化,仍然存在突出的β信号,以及微弱的β'信号。
如图11C所示,15%的MDG与85%的POL IV64混合后的XRD显示,所得共混物最初具有β信号和β'信号的混合。如图11D所示,1个月龄的样品没有明显变化,仍然存在突出的β信号,以及微弱的β'信号。
如图11E所示,20%的MDG与80%的POL IV64混合后的XRD显示,所得共混物最初具有β信号和β'信号的混合。如图11F所示,1个月龄的样品没有明显变化,仍然存在突出的β信号,以及微弱的β'信号。
从XRD结果可以看出,对于所有与POL IV64混合的MDG样品,最突出的峰是β晶体多晶型的峰而不是烘焙专用油脂所需的β'晶体多晶型的峰。
7.用于实验室规模生产的比重(起泡能力)分析
在30℃,对Wilshort 3639基本原料样品(对照组)、Wilshort 3639与1%C15 TAG混合的样品以及Wilshort 3639与2% C15 TAG混合的样品进行了为期18周的比重(起泡能力)分析。图12中的结果显示,与对照组相比,含C15 TAG的起酥油比重更低,因此起泡能力更强。

Claims (41)

1.一种组合物,其包含至少一种三酰甘油(TAG),其中所述至少一种三酰甘油包含至少一种奇数链脂肪酸(OCFA)。
2.根据权利要求1所述的组合物,其中所述至少一种TAG为α或β′晶型。
3.根据权利要求1或2所述的组合物,其中所述至少一种TAG的晶体结构主要或实质上为β′晶型;或其中所述组合物中存在的所述至少一种TAG的β′晶型多于所述至少一种TAG的任何其他晶型。
4.根据权利要求1或2所述的组合物,其中所述至少一种TAG的晶体结构主要或实质上为α晶型;或其中所述组合物中存在的所述至少一种TAG的α晶型多于所述至少一种TAG的任何其他晶型。
5.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述至少一种OCFA是饱和OCFA。
6.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述至少一种OCFA选自十一烷酸(C11:0)、十三烷酸(C13:0)、十五烷酸(C15:0)、十七烷酸(C17:0)、十九烷酸(C19:0)、二十一烷酸(C21:0)、二十三烷酸(C23:0)及其组合。
7.根据权利要求6所述的组合物,其中所述至少一种OCFA选自十五烷酸(C15:0)、十七烷酸(C17:0)及其组合。
8.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述至少一种OCFA以总组合物的至少50wt%的量存在。
9.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述至少一种TAG选自十一烷酸甘油三酯、十三烷酸甘油三酯、十五烷酸甘油三酯、十七烷酸甘油三酯、十九烷酸甘油三酯、二十一烷酸甘油三酯、二十三烷酸甘油三酯及其组合。
10.根据权利要求9所述的组合物,其中所述至少一种TAG选自十五烷酸甘油三酯、十七烷酸甘油三酯及其组合。
11.一种油脂组合物,包含权利要求1-10中任一项所定义的组合物和油脂共混物。
12.根据权利要求11所述的油脂组合物,其中存在于所述油脂组合物中的所述至少一种含至少一种OCFA的TAG的总量为总油脂组合物的约0.4wt%至约20wt%的量,或至少约0.5wt%、至少约1wt%、至少约2wt%、至少约3wt%、至少约6wt%、至少约9wt%、至少约12wt%、至少约15wt%或至少约18wt%的量。
13.权利要求11或12所述的油脂组合物,其中所述油脂组合物包含TAG的混合物,其中所述TAG之一是十五烷酸甘油三酯或十七烷酸甘油三酯。
14.根据权利要求11-13中任一项所述的油脂组合物,其中所述油脂共混物包含植物油和/或植物油的分馏产物。
15.根据权利要求14所述的油脂组合物,其中所述植物油选自大豆油、菜籽油、椰子油、棕榈仁油、棕榈油、花生油、乳木果油、玉米油、棉籽油、米糠油、橄榄油、油菜籽油及其组合。
16.根据权利要求14所述的油脂组合物,其中所述植物油的分馏产物选自棕榈硬脂、棕榈软硬脂、棕榈硬硬脂、棕榈中间馏分、棕榈液油、棕榈超级液油、棕榈仁硬脂、棕榈仁液油、乳木果硬脂和乳木果液油。
17.根据权利要求14-16中任一项所述的油脂组合物,其中所述植物油为棕榈油,所述植物油的分馏产物为棕榈硬脂。
18.根据权利要求11-17中任一项所述的油脂组合物,其中所述油脂组合物的X射线衍射(XRD)特征显示至少一种β′晶体信号。
19.根据权利要求11-18中任一项所述的油脂组合物,其中所述油脂组合物的XRD特征主要显示β'晶型;或其中所述油脂组合物的XRD特征显示所述油脂组合物中存在的所述β′晶型的TAG多于任何其他晶型的TAG。
20.一种烘焙专用油脂,其包含权利要求11-19中任一项所述的油脂组合物。
21.根据权利要求20所述的烘焙专用油脂,其中所述烘焙专用油脂选自酥皮人造奶油、酥皮起酥油、通用起酥油、通用人造奶油、涂抹人造奶油、低脂抹酱、黄油替代品和液态起酥油。
22.一种动物基产品,其包含权利要求11-19中任一项所述的油脂组合物。
23.一种可食用产品,其包含权利要求11-19中任一项所述的油脂组合物。
24.一种化妆品,其包含权利要求11-19中任一项所述的油脂组合物。
25.一种预防性产品,其包含权利要求11-19中任一项所述的油脂组合物。
26.一种生产包含至少80%TAG的组合物的方法,所述TAG含有至少一种OCFA,所述方法包括以下步骤:
(a)将至少一种OCFA添加到反应容器中的甘油中;
(b)按总反应质量计,添加约0.1%至约0.3%的活性炭;
(c)用氮气排出空气,由此获得氮气层;
(d)将所述反应容器的温度持续升高至约205℃至约210℃;
(e)在约205℃至约210℃培育约7至8小时;
(f)使反应容器冷却至约80℃,随后过滤所述反应容器内容物,
从而产生包含至少80%TAG的组合物,所述TAG含有至少一种OCFA。
27.根据权利要求26所述的方法,其中OCFA与甘油的比例为约2.9:1至约3.2:1。
28.根据权利要求书26或27所述的方法,其中以总反应质量的约0.2%的量添加所述活性炭。
29.根据权利要求26-28中任一项所述的方法,其中所述方法还包括:
(g)在步骤(e)之后[但在步骤(f)之前],按总反应质量计,向所述反应容器中添加至少约0.1%的四丁基钛酸酯(TBT,用作酯化催化剂);
(h)在步骤(g)之后[但在步骤(f)之前],将所述反应容器在约205℃至约210℃在负压下培育约4至约5小时;
(i)[在步骤(f)之后]对步骤(f)的过滤的反应容器内容物进行碱洗、脱水和脱色,以获得所述组合物。
30.根据权利要求29所述的方法,其中所述组合物包含至少约95%的含至少一种OCFA的TAG。
31.根据权利要求26-30中任一项所述的方法,其中所述至少一种OCFA选自十一烷酸(C11:0)、十三烷酸(C13:0)、十五烷酸(C15:0)、十七烷酸(C17:0)、十九烷酸(C19:0)、二十一烷酸(C21:0)、二十三烷酸(C23:0)及其组合。
32.根据权利要求31所述的方法,其中所述至少一种OCFA选自十五烷酸(C15:0)、十七烷酸(C17:0)及其组合。
33.根据权利要求26-32中任一项所述的方法,其中所述TAG选自十一烷酸甘油三酯、十三烷酸甘油三酯、十五烷酸甘油三酯、十七烷酸甘油三酯、十九烷酸甘油三酯、二十一烷酸甘油三酯、二十三烷酸甘油三酯及其组合。
34.根据权利要求33所述的方法,其中所述TAG选自十五烷酸甘油三酯、十七烷酸甘油三酯及其组合。
35.一种获得权利要求11-19中任一项所定义的油脂组合物的方法,所述方法包括:
(i)熔化至少一种含至少一种OCFA的TAG,并熔化油脂共混物;
(ii)将步骤(i)的熔化的至少一种TAG和熔化的油脂共混物混合,以获得混合物;以及
(iii)使步骤(ii)的混合物凝固,以获得所述油脂组合物。
36.根据权利要求35所述的方法,其中在15℃至20℃的温度进行步骤(iii)。
37.根据权利要求35或36所述的方法,其中以总油脂组合物的约0.4wt%至约20wt%的量,或至少约0.5%、至少约1%、至少约2%、至少约3%、至少约6%、至少约9%、至少约12%、至少约15%或至少约18%的量,添加所述至少一种含至少一种OCFA的TAG。
38.根据权利要求35-37中任一项所述的方法,其中步骤(ii)还包括在混合后进行分馏。
39.根据权利要求35-38中任一项所述的方法,其中所述方法还包括步骤(iv):对所述凝固的混合物进行质构化。
40.根据权利要求39所述的方法,其中对所述凝固的混合物进行质构化包括在约70℃熔化,并在低于约10℃冷却。
41.根据权利要求40所述的方法,其中对所述凝固的混合物进行质构化包括传统人造奶油或起酥油加工,包括冷却和成形。
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