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JP2006169237A - Sucrose fatty acid ester having low degree of substitution and method for producing the same - Google Patents

Sucrose fatty acid ester having low degree of substitution and method for producing the same Download PDF

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JP2006169237A JP2005333969A JP2005333969A JP2006169237A JP 2006169237 A JP2006169237 A JP 2006169237A JP 2005333969 A JP2005333969 A JP 2005333969A JP 2005333969 A JP2005333969 A JP 2005333969A JP 2006169237 A JP2006169237 A JP 2006169237A
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sucrose
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acid ester
reaction
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Hiroki Nagai
裕樹 長井
Hiroshi Kuzui
寛 葛井
Atsuro Kiyokawa
敦郎 清川
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Mitsubishi Chemical Corp
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Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a sucrose fatty acid having a low average degree of substitution suitable for food emulsifiers and the like in high quality by solving problems: complicated removal of solvents and high viscosity in reaction liquids in conventional methods. <P>SOLUTION: The method for producing the sucrose fatty acid having the low degree of substitution is to reduce the degree of substitution of a raw sucrose fatty acid ester. In the method, the raw sucrose fatty acid ester is reacted with activated sucrose in the presence of a solvent having ≤35.0 (20°C) relative permitivity and no hydroxyl groups or a solvent having ≤150°C (under normal pressure) boiling point, ≤50g/100ml (20°C) solubility to water and no hydroxyl groups. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、低置換度のショ糖脂肪酸エステル及びその製造する方法に関するものである。特に、親水性が高く、食品分野等で有用な低置換度ショ糖脂肪酸エステル及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a low-substituted sucrose fatty acid ester and a method for producing the same. In particular, the present invention relates to a low-substituted sucrose fatty acid ester having high hydrophilicity and useful in the food field and the like and a method for producing the same.

ショ糖脂肪酸エステル(以下、SEと略称することもある)は、ショ糖分子骨格における8箇の水酸基の少なくとも一部が脂肪酸によりエステル化された物質である。SEのエステル置換度は、分布があるので、通常、平均置換度(以下、単に「置換度」ともいう)で表す。   A sucrose fatty acid ester (hereinafter sometimes abbreviated as SE) is a substance in which at least a part of eight hydroxyl groups in a sucrose molecular skeleton is esterified with a fatty acid. Since the ester substitution degree of SE has a distribution, it is usually represented by an average substitution degree (hereinafter, also simply referred to as “substitution degree”).

SEは、親水・親油性を示す尺度であるHLB値の幅が広く、食品用界面活性剤として広く使用されている。置換度が低いSEは、HLB値が高く、即ち親水性が高く、例えば、ミルク入コーヒー等の水中油分散型(O/W型)の乳化安定剤等に使用されているなど、食品用乳化剤市場での価値が高く、需要も大きい。
SEの製造法については、多くの提案がなされている。これらの方法は、以下の3種類に大別される。
SE has a wide range of HLB values that are measures of hydrophilicity and lipophilicity, and is widely used as a surfactant for foods. SE having a low degree of substitution has a high HLB value, that is, high hydrophilicity, and is used as an emulsifier for foods such as an oil-in-water dispersion type (O / W type) emulsion stabilizer such as coffee with milk. High market value and high demand.
Many proposals have been made for the production method of SE. These methods are roughly classified into the following three types.

第1の方法は、溶媒法と呼ばれる方法である。これは、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)等のショ糖及び脂肪酸誘導体の両方に対する良溶媒を用いて反応させる方法である。具体例を挙げると、ショ糖及び脂肪酸メチルエステルをDMSO中でアルカリ触媒の存在下で90℃程度で反応させる。この反応では、メタノールが副生するが、反応はこれを除去しながら行う。特に、SEを食品用途に用いる場合は、残存溶媒を少なくする必要がある。従って、この方法で低置換度のSEを製造する場合、多段階抽出や晶析などの溶媒除去設備が必要で、運転技術も複雑になる。また、溶媒除去処理を行っても、現実的に、微量(例えばDMSOの場合、0.3ppm程度)残存してしまう。   The first method is a method called a solvent method. This is a reaction method using a good solvent for both sucrose and fatty acid derivatives such as dimethylformamide (DMF) and dimethyl sulfoxide (DMSO). As a specific example, sucrose and fatty acid methyl ester are reacted in DMSO at about 90 ° C. in the presence of an alkali catalyst. In this reaction, methanol is by-produced, and the reaction is carried out while removing this. In particular, when SE is used for food applications, it is necessary to reduce the residual solvent. Accordingly, when SE having a low degree of substitution is produced by this method, solvent removal equipment such as multistage extraction and crystallization is required, and the operation technique is complicated. Even if the solvent removal treatment is performed, a trace amount (for example, about 0.3 ppm in the case of DMSO) actually remains.

第2の方法は、一般的に、ミクロエマルジョン法と呼ばれる方法である。この方法は、ショ糖をプロピレングリコール、水などに溶解した溶液と、脂肪酸メチルエステル等の脂肪酸誘導体とを、脂肪酸石けんなどの乳化剤を使用して非常に微細な分散系、すなわちミクロエマルジョンとし、溶媒を除去した後に反応させる方法である(特許文献1参照)。しかしながら、ミクロエマルジョン状態を保持しながら溶媒を除去する工程は、高度な技術を要し、また、一般的に100〜150℃という高温で反応が行われるが、100℃以上、特に、120℃以上に加熱するとショ糖の分解が起こりやすい。   The second method is a method generally called a microemulsion method. In this method, a solution in which sucrose is dissolved in propylene glycol and water, and a fatty acid derivative such as fatty acid methyl ester are converted into a very fine dispersion using an emulsifier such as fatty acid soap, that is, a microemulsion, It is the method of making it react after removing (refer patent document 1). However, the process of removing the solvent while maintaining the microemulsion state requires advanced techniques, and the reaction is generally performed at a high temperature of 100 to 150 ° C., but it is 100 ° C. or higher, particularly 120 ° C. or higher. When heated to high, sucrose is likely to decompose.

ミクロエマルジョン法は、低置換度のSE製造には用いられていない。これは、以下の理由によるものと推定される。低置換度のSEを得るには、ショ糖の使用量をエステル化する脂肪酸誘導体に対して大過剰にする必要がある。また、脂肪酸メチルエステルが反応の進行に伴い減少するため、反応をほほ完全に進行させようとすると、反応液が高粘度化して撹拌が困難となり、温度を上昇させるか、特殊な撹拌装置を用いるか等の対応が必要になる。更に、溶媒としてプロピレングリコールを用いる場合、反応液中にプロピレングリコールエステルが残存してしまう。   The microemulsion method has not been used for the production of low substitution SE. This is presumed to be due to the following reason. In order to obtain SE with a low degree of substitution, it is necessary to use a large excess of the amount of sucrose used relative to the fatty acid derivative to be esterified. Also, since fatty acid methyl esters decrease with the progress of the reaction, if the reaction is attempted to proceed almost completely, the reaction solution becomes highly viscous and stirring becomes difficult, raising the temperature or using a special stirring device. It is necessary to deal with it. Further, when propylene glycol is used as a solvent, propylene glycol ester remains in the reaction solution.

第3の方法は、溶媒を用いずに、ショ糖と脂肪酸エステルとを直接混合して100〜150℃に加熱することにより反応させる方法であり、直接法と呼ばれる。ショ糖と脂肪酸エステルは、互いに親和性を有さないため、直接法では、両原料をどのように混合して、円滑に反応する状態とするかが重要である。一般的には、この反応は、混合助剤としてアルカリ石けんを使用し、ミクロエマルジョン法と同等かそれ以上に加熱して行う。従って、加熱によるショ糖の分解が起こりやすい。直接法は、低置換度のSE製造には用いられていない。直接法が低置換度SEの製造に用いられていない理由は、ミクロエマルジョン法の場合と同様の原因によるものと考えられる。なお、直説法において、SEとショ糖との間でエステル交換を行う方法も提案されている(特許文献2及び3参照。)。しかしながら、この方法も上述の高粘度化の問題がある。
特公昭51−14485号公報 特公平4−65080号公報 特開昭59−78200号公報
The third method is a method in which sucrose and a fatty acid ester are directly mixed and reacted at 100 to 150 ° C. without using a solvent, and is called a direct method. Since sucrose and fatty acid esters do not have an affinity for each other, in the direct method, it is important how to mix both raw materials so that they react smoothly. In general, this reaction is carried out using alkali soap as a mixing aid and heating to the same level or higher than in the microemulsion method. Therefore, decomposition of sucrose by heating is likely to occur. The direct method has not been used to produce low substitution SE. The reason why the direct method is not used for the production of the low substitution degree SE is considered to be due to the same cause as in the microemulsion method. In the direct method, a method of transesterification between SE and sucrose has also been proposed (see Patent Documents 2 and 3). However, this method also has the problem of increasing the viscosity described above.
Japanese Patent Publication No. 51-14485 Japanese Examined Patent Publication No. 4-65080 JP 59-78200 A

本発明は、従来法における溶媒の煩雑な除去操作が不要で、工業的に優れ、食品用乳化剤等に適した高品質で低置換度のショ糖脂肪酸エステルを得る方法を提供することを目的とする。   The object of the present invention is to provide a method for obtaining a high-quality, low-substituted sucrose fatty acid ester that is industrially superior and suitable for food emulsifiers, etc., without the complicated solvent removal operation in the conventional method. To do.

本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、ショ糖とSEとのエステル交換反応において、特定の物性の溶媒と活性化ショ糖とを用いることにより、高品質の低置換度SEを工業的有利に製造し得ることを見出し、本発明に到達した。
即ち、本発明の要旨は、原料ショ糖脂肪酸エステルの置換度を低下させ低置換度のショ糖脂肪酸エステルを製造する方法であって、原料ショ糖脂肪酸エステルと活性化ショ糖とを、20℃における比誘電率が35.0以下であり且つ水酸基を有しない溶媒の存在下で反応させることを特徴とする低置換度のショ糖脂肪酸エステルの製造方法に存する。
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have used a solvent having specific physical properties and activated sucrose in a transesterification reaction between sucrose and SE, whereby high quality, low substitution degree SE. Has been found to be industrially advantageous, and the present invention has been achieved.
That is, the gist of the present invention is a method for producing a low-substituted sucrose fatty acid ester by reducing the substitution degree of the raw sucrose fatty acid ester, wherein the raw sucrose fatty acid ester and the activated sucrose are mixed at 20 ° C. In the method for producing a low-substitution sucrose fatty acid ester, the reaction is carried out in the presence of a solvent having a relative dielectric constant of 35.0 or less and having no hydroxyl group.

本発明の別の要旨は、原料ショ糖脂肪酸エステルの置換度を低下させ低置換度のショ糖脂肪酸エステルを製造する方法であって、原料ショ糖脂肪酸エステルと活性化ショ糖とを、常圧での沸点が150℃以下であり、20℃における水に対する溶解度が50g/100ml以下であり、且つ水酸基を有しない溶媒の存在下で反応させることを特徴とする、低置換度のショ糖脂肪酸エステルの製造方法に存する。また、更なる要旨は、平均置換度が1.0〜1.6であり、20℃における比誘電率が35.0以下で且つ水酸基を有しない溶媒[溶媒(a)]を含むことよりなる低置換度のショ糖脂肪酸エステルであって、前記溶媒(a)以外の溶媒(但し、水、メタノール及びエタノールを除く)を含まないことよりなる低置換度のショ糖脂肪酸エステル、並びに平均置換度が1.0〜1.6であり、常圧での沸点が150℃以下であり、20℃における水に対する溶解度が50g/100ml以下であり、且つ水酸基を有しない溶媒[溶媒(b)]を含むことよりなる低置換度のショ糖脂肪酸エステルであって、前記溶媒(b)以外の溶媒(但し、水、メタノール及びエタノールを除く)を含まないことよりなる低置換度のショ糖脂肪酸エステルに存する。   Another gist of the present invention is a method for producing a low-substituted sucrose fatty acid ester by reducing the substitution degree of the raw sucrose fatty acid ester, wherein the raw sucrose fatty acid ester and the activated sucrose are subjected to normal pressure. The low-substitution sucrose fatty acid ester has a boiling point of 150 ° C. or lower, a solubility in water at 20 ° C. of 50 g / 100 ml or lower, and a reaction in the presence of a solvent having no hydroxyl group. Exist in the manufacturing method. Further, the further gist includes an average substitution degree of 1.0 to 1.6, a relative dielectric constant at 20 ° C. of 35.0 or less, and a solvent [solvent (a)] having no hydroxyl group. A low-substituted sucrose fatty acid ester, which is a low-substituted sucrose fatty acid ester comprising no solvent (except water, methanol and ethanol) other than the solvent (a), and an average degree of substitution 1.0 to 1.6, the boiling point at normal pressure is 150 ° C. or less, the solubility in water at 20 ° C. is 50 g / 100 ml or less, and the solvent [solvent (b)] has no hydroxyl group. A low-substituted sucrose fatty acid ester comprising a low-substituted sucrose fatty acid ester comprising no solvent (except water, methanol and ethanol) other than the solvent (b) Existence That.

本発明方法の好適な態様としては、以下のものが挙げられる。即ち、溶媒として、20℃における比誘電率が1.1〜20.0の溶媒を用いること、原料ショ糖脂肪酸エステルの平均置換度を0.2以上低下させること、生成する低置換度ショ糖脂肪酸エステルの平均置換度が1.0〜2.0であること、原料ショ糖脂肪酸エステルの平均置換度が1.5〜5.0であること、原料ショ糖脂肪酸エステルが炭素数8〜22の脂肪酸であること、原料ショ糖脂肪酸エステルと活性化ショ糖との反応を、脂肪酸石けんの存在下行うこと、低置換度ショ糖脂肪酸エステル中のAshの量が6.0重量%以下であること、及び低置換度ショ糖脂肪酸エステルを構成する脂肪酸の70〜100%がパルミチン酸であることである。   The following are mentioned as a suitable aspect of this invention method. That is, using a solvent having a relative dielectric constant of 1.1 to 20.0 at 20 ° C. as a solvent, reducing the average substitution degree of the raw sucrose fatty acid ester by 0.2 or more, and producing a low substitution degree sucrose The average substitution degree of the fatty acid ester is 1.0 to 2.0, the average substitution degree of the raw sucrose fatty acid ester is 1.5 to 5.0, and the raw sucrose fatty acid ester has 8 to 22 carbon atoms. The fatty acid, the raw sucrose fatty acid ester and the activated sucrose are reacted in the presence of fatty acid soap, and the amount of Ash in the low-substituted sucrose fatty acid ester is 6.0% by weight or less. In other words, 70 to 100% of the fatty acid constituting the low-substituted sucrose fatty acid ester is palmitic acid.

本発明方法によれば、除去困難な溶媒を用いることなく、低置換度のショ糖脂肪酸エステルを得ることができる。すなわち、特定物性の反応溶媒を用いることにより、蒸留・蒸発操作などの単純な操作で、低置換度ショ糖脂肪酸エステル中の反応溶媒を1ppm程度まで除去可能である。従って、従来の溶媒法において、高品質の製品を得るために必要であった溶媒の多段階の抽出や晶析操作などの複雑な操作が不要となる。この結果、設備投資費を非常に安く抑えることが可能となり、運転技術も大幅に簡略化される。特に、反応溶媒がショ糖に対する貧溶媒である場合、その反応溶媒をそのまま、未反応ショ糖をSE合成反応物から相分離等により除去するための溶媒として使用することも可能となる。これにより、SE製造上の使用溶媒数を少なくすることができるため、溶媒回収を簡略化して、設備投資費を安価に抑えることができる。   According to the method of the present invention, a sucrose fatty acid ester having a low substitution degree can be obtained without using a solvent that is difficult to remove. That is, by using a reaction solvent having specific physical properties, the reaction solvent in the low-substituted sucrose fatty acid ester can be removed to about 1 ppm by a simple operation such as distillation or evaporation. Therefore, complicated operations such as multistage extraction of solvents and crystallization operations, which are necessary for obtaining a high-quality product in the conventional solvent method, become unnecessary. As a result, the capital investment cost can be kept very low, and the operation technique is greatly simplified. In particular, when the reaction solvent is a poor solvent for sucrose, the reaction solvent can be used as it is as a solvent for removing unreacted sucrose from the SE synthesis reaction product by phase separation or the like. As a result, the number of solvents used in SE production can be reduced, so that the solvent recovery can be simplified and the capital investment cost can be kept low.

本発明方法は、従来の溶媒法と同様に、直接法やマイクロエマルジョン法よりも低い温度で反応を行うことができる。反応温度が低いとショ糖の熱分解が起こりにくいため、高品質なSE、とりわけ低置換度のSEを製造するのに適している。よって、本発明方法は、高品質な低置換度SEの工業的製法として、非常に有用である。   In the method of the present invention, the reaction can be performed at a lower temperature than the direct method or the microemulsion method, as in the conventional solvent method. Since the thermal decomposition of sucrose hardly occurs at a low reaction temperature, it is suitable for producing high-quality SE, particularly SE with a low degree of substitution. Therefore, the method of the present invention is very useful as an industrial process for producing a high-quality, low-substituted SE.

以下、本発明について詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の代表例であり、これらの内容に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail. However, the description of the constituent elements described below is a representative example of the embodiment of the present invention, and is not limited to these contents.

本発明方法は、SEとショ糖とのエステル交換反応において、ショ糖として活性化ショ糖を用いて、特定の物性の溶媒を用いて反応させることにより、原料ショ糖脂肪酸エステルの置換度よりも低い置換度のショ糖脂肪酸エステルを製造するものである。
<原料ショ糖脂肪酸エステル(原料SE)>
本発明において反応原料として使用されるショ糖脂肪酸エステル(原料SE)の置換度は、1〜8のいずれでもよい。エステル置換度が異なるショ糖脂肪酸エステルの混合物でも良い。低置換度のショ糖脂肪酸エステル(低置換度SE)を製造するには、原料SEのエステルの平均置換度の下限は1.5であるものが好ましく、2.0であるものが更に好ましく、同上限は5.0であるものが好ましい。
In the transesterification reaction between SE and sucrose, the method of the present invention uses activated sucrose as sucrose and reacts with a solvent having specific physical properties, thereby making the substitution rate of the raw sucrose fatty acid ester higher than the substitution degree. A sucrose fatty acid ester having a low substitution degree is produced.
<Raw material sucrose fatty acid ester (raw material SE)>
Any of 1-8 may be sufficient as the substitution degree of sucrose fatty acid ester (raw material SE) used as a reaction raw material in this invention. A mixture of sucrose fatty acid esters having different degrees of ester substitution may be used. In order to produce a low-substituted sucrose fatty acid ester (low-substituted SE), the lower limit of the average degree of substitution of the ester of the raw material SE is preferably 1.5, more preferably 2.0. The upper limit is preferably 5.0.

原料SEの製法は、特に制限は無く、上述の何れかの方法等で得られたSEの単品でもよく、複数の方法で得られたSEの混合物でもよい。本発明方法においては、高品質の低置換度のショ糖脂肪酸エステルを得るためには、原料SEとしては、エマルジョン法や直接法などで製造され反応溶媒を付随しないSEを使用するのが好ましい。   The production method of the raw material SE is not particularly limited, and may be a single SE obtained by any of the above-described methods, or a mixture of SE obtained by a plurality of methods. In the method of the present invention, in order to obtain a high-quality, low-substituted sucrose fatty acid ester, it is preferable to use, as the raw material SE, SE produced by an emulsion method or a direct method without accompanying a reaction solvent.

SEのエステル結合を構成する脂肪酸は、特に制限はない。複数種の脂肪酸を任意の比率で混合したもの等でもよい。通常、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、オレイン酸、ステアリン酸およびエルカ酸などの炭素数4〜30の飽和又は不飽和の脂肪酸等を用いることができる。これらのうち、乳化剤としての機能の観点から、炭素数8〜22の飽和又は不飽和の脂肪酸が好ましい。また、食品用乳化剤等に用いる場合、パルミチン酸またはステアリン酸が好ましい。特に、コーヒー飲料の乳化等には、静菌作用があることから、パルミチン酸が好適に用いられ、SEのエステル結合を構成する脂肪酸の好ましくは70%以上、更に好ましくは80%以上であるのが良い。なお、エステル結合の上限は100%である。   The fatty acid constituting the ester bond of SE is not particularly limited. The thing etc. which mixed multiple types of fatty acid by arbitrary ratios may be sufficient. Usually, a saturated or unsaturated fatty acid having 4 to 30 carbon atoms such as lauric acid, myristic acid, palmitic acid, oleic acid, stearic acid and erucic acid can be used. Among these, from the viewpoint of the function as an emulsifier, a saturated or unsaturated fatty acid having 8 to 22 carbon atoms is preferable. Moreover, when using for a food emulsifier etc., a palmitic acid or a stearic acid is preferable. In particular, since emulsification of coffee beverages has a bacteriostatic action, palmitic acid is preferably used, and preferably 70% or more, more preferably 80% or more of fatty acids constituting the ester bond of SE. Is good. The upper limit of the ester bond is 100%.

<反応溶媒>
本発明方法において使用する反応溶媒は、通常、20℃における比誘電率が35.0以下である。比誘電率は、分子の極性の指標となるものであり、通常、1MHz程度の振動数の外部電場で測定される。比誘電率の具体的値については、例えば、化学便覧改訂5版II第619〜623頁、同改訂第4版II第498〜501頁に記載されている。反応溶媒の20℃における比誘電率は、下限が1.1であるのが好ましく、2.3であるのが更に好ましく、上限が20.0であるのが好ましく、19.0であるのが更に好ましい。
また、本発明方法で使用する反応溶媒は、反応時にエステル体を形成しないことから、水酸基を有しないものを用いる。反応溶媒は、1種類単独で用いても、2種類以上を混合して用いてもよい。
<Reaction solvent>
The reaction solvent used in the method of the present invention usually has a relative dielectric constant at 20 ° C. of 35.0 or less. The relative dielectric constant is an index of the polarity of the molecule, and is usually measured with an external electric field having a frequency of about 1 MHz. Specific values of the dielectric constant are described in, for example, Chemical Handbook 5th revision II, pages 619 to 623, and the revised 4th edition II, pages 498 to 501. The lower limit of the relative permittivity of the reaction solvent at 20 ° C. is preferably 1.1, more preferably 2.3, the upper limit is preferably 20.0, and 19.0. Further preferred.
In addition, as the reaction solvent used in the method of the present invention, a solvent having no hydroxyl group is used because it does not form an ester during the reaction. A reaction solvent may be used individually by 1 type, or may mix and use 2 or more types.

本発明方法において使用する反応溶媒の水に対する溶解度は、具体的には、20℃において、50g/100ml以下であるものが好ましく、30g/100ml以下であるものが特に好ましい。また、反応溶媒の水に対する溶解度の下限は、通常、0.001g/100mlである。一般的に、20℃における比誘電率が35.0以下である溶媒は、極性が低いため、水に対する溶解度が低く、水に対する溶解度が低い溶媒は、ショ糖に対する貧溶媒である。本発明方法において、反応終了後に残った未反応ショ糖は、水との相分離、晶析等により除去可能である。ここで、反応溶媒の水及びショ糖に対する溶解度が低いと、未反応ショ糖を水相側に相分離して除去する場合に、ショ糖を水と共に除去しやすい。また、反応溶媒がショ糖に対する貧溶媒であると、ショ糖を晶析で除去するのも容易である。従って、本発明の方法で用いる溶媒は、ショ糖に対する貧溶媒が好ましい。   Specifically, the solubility of the reaction solvent used in the method of the present invention in water is preferably 50 g / 100 ml or less, particularly preferably 30 g / 100 ml or less at 20 ° C. Further, the lower limit of the solubility of the reaction solvent in water is usually 0.001 g / 100 ml. In general, a solvent having a relative dielectric constant of 35.0 or less at 20 ° C. has a low polarity, and thus has a low solubility in water, and a solvent having a low solubility in water is a poor solvent for sucrose. In the method of the present invention, unreacted sucrose remaining after the reaction can be removed by phase separation with water, crystallization, or the like. Here, when the solubility of the reaction solvent in water and sucrose is low, sucrose can be easily removed together with water when the unreacted sucrose is phase-separated and removed on the aqueous phase side. If the reaction solvent is a poor solvent for sucrose, it is easy to remove sucrose by crystallization. Accordingly, the solvent used in the method of the present invention is preferably a poor solvent for sucrose.

従来、SEの合成反応に用いる溶媒は、ショ糖を溶解するものでなければならないと考えられていた。そして、ショ糖に対する貧溶媒を用いて、ショ糖と脂肪酸メチルエステル等の脂肪酸誘導体やSE等とを反応させるのは、実質的に不可能と考えられていた。特に、従来からSEの合成反応に用いられている溶媒を低置換度のSE合成の反応溶媒として用いるのは、反応速度が極度に遅く、実用的に不可能と考えられていた。なお、一般的に、DMF、DMSO、プロピレングリコール等のSEの合成反応で常用されている溶媒は、20℃において、水と任意の割合で混合できる。しかしながら、本発明方法では、活性化ショ糖を用いることにより、このようなショ糖に対する貧溶媒であっても使用可能になった。なお、本発明方法では、溶媒は、反応溶液の粘度を下げることを主目的として用いている。   Conventionally, it was thought that the solvent used for the synthesis reaction of SE had to dissolve sucrose. And it was thought that it was substantially impossible to make sucrose react with fatty acid derivatives, such as fatty acid methyl ester, SE, etc. using the poor solvent with respect to sucrose. In particular, it has been considered practically impossible to use a solvent conventionally used for the synthesis reaction of SE as a reaction solvent for the low-substitution SE synthesis because the reaction rate is extremely low. In general, solvents commonly used in SE synthesis reactions such as DMF, DMSO, and propylene glycol can be mixed with water at 20 ° C. in an arbitrary ratio. However, in the method of the present invention, by using activated sucrose, even a poor solvent for such sucrose can be used. In the method of the present invention, the solvent is mainly used to lower the viscosity of the reaction solution.

また、20℃における比誘電率が35.0以下である溶媒は、極性が低いため、通常、沸点が低い。本発明方法において使用する反応溶媒の沸点は、反応温度より低過ぎないのが好ましい。本発明方法は、通常、80〜110℃、好ましくは、常圧下で90℃程度に保って行う。従って、溶媒の沸点は、常圧下で、70〜150℃であるのが好ましく、70〜120℃であるのが更に好ましい。但し、反応温度は、反応圧力などの反応条件に応じて変えることも可能であることから、これより低沸点又は高沸点の溶媒を使用することも可能である。なお、SEの製造に常用される溶媒の常圧下での沸点は、以下の通りである。DMF153.0℃、DMSO189.0℃、プロピレングリコール187.4℃、水100.0℃。   Also, a solvent having a relative dielectric constant at 20 ° C. of 35.0 or less usually has a low boiling point because of its low polarity. The boiling point of the reaction solvent used in the method of the present invention is preferably not too low than the reaction temperature. The method of the present invention is usually carried out at 80 to 110 ° C., preferably at about 90 ° C. under normal pressure. Therefore, the boiling point of the solvent is preferably 70 to 150 ° C., more preferably 70 to 120 ° C. under normal pressure. However, since the reaction temperature can be changed according to reaction conditions such as reaction pressure, a solvent having a lower boiling point or higher boiling point can be used. In addition, the boiling point under the normal pressure of the solvent normally used for manufacture of SE is as follows. DMF 153.0 ° C, DMSO 189.0 ° C, propylene glycol 187.4 ° C, water 100.0 ° C.

本発明方法において使用する反応溶媒として、具体的には、以下のものが挙げられるが、本発明方法において使用する反応溶媒は、これらに限定されない。なお、括弧内の値は、各々、20℃における比誘電率、20℃における水に対する溶解度(g/100ml)、常圧下での沸点を表す。メチルエチルケトン(18.6、29.0、79.8)、アセトン(21.0、水と自由に混合)、56.1)等のケトン類;トルエン(2.4、0.045、110.8)、キシレン(2.6、0.02、144.6)、ヘキサン(1.9、0.0013、68.9)等の炭化水素類;クロロホルム(4.8、0.8、61.3)、クロロベンゼン(5.7、0.05、131.9)等の塩素化炭化水素など。これらのうち、反応温度を80〜90℃に設定できること及び化学的安定性などから、食品添加物として用いる場合は、メチルエチルケトン又は炭化水素類が好ましく、メチルエチルケトン及びトルエンが更に好ましく、メチルエチルケトンが特に好ましい。   Specific examples of the reaction solvent used in the method of the present invention include the following, but the reaction solvent used in the method of the present invention is not limited thereto. The values in parentheses represent the relative dielectric constant at 20 ° C., the solubility in water at 20 ° C. (g / 100 ml), and the boiling point under normal pressure. Ketones such as methyl ethyl ketone (18.6, 29.0, 79.8), acetone (21.0, freely mixed with water), 56.1); toluene (2.4, 0.045, 110.8) ), Xylene (2.6, 0.02, 144.6), hexane (1.9, 0.0013, 68.9) and other hydrocarbons; chloroform (4.8, 0.8, 61.3) ), Chlorinated hydrocarbons such as chlorobenzene (5.7, 0.05, 131.9). Of these, methyl ethyl ketone or hydrocarbons are preferred, methyl ethyl ketone and toluene are more preferred, and methyl ethyl ketone is particularly preferred when used as a food additive because the reaction temperature can be set at 80 to 90 ° C. and chemical stability.

<活性化ショ糖>
本発明方法においてSEと反応させるショ糖は、活性化ショ糖である。活性化ショ糖は、ショ糖の水酸基のプロトンの少なくとも一部がアルカリ金属又はアルカリ土類金属と結合している物質である。
<Activated sucrose>
Sucrose to be reacted with SE in the method of the present invention is activated sucrose. Activated sucrose is a substance in which at least a part of protons of the hydroxyl group of sucrose is bonded to an alkali metal or an alkaline earth metal.

活性化ショ糖としては、具体的には、(1)ショ糖の水酸基部分のプロトンの少なくとも一部がアルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属に置換されたシュークレートアニオン、(2)金属(アルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属)及び/又は金属化合物(アルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属のアルコキシド、炭酸塩、重炭酸塩、水素化物、水酸化物等)とショ糖からなる複合体等が挙げられる。本発明方法で用いる活性化ショ糖は、1種類でもよく、2種類以上の混合物でもよい。また、活性化ショ糖には、上記の物質を含有する石けんなどの乳化剤も含まれる。
活性化ショ糖は、そのショ糖の水素結合の一部が解けて、アモルファス状態になっていると推定される。従って、ショ糖とアルカリ金属又はアルカリ土類金属との単なる混合物は、活性化ショ糖には含まれない。
Specific examples of the activated sucrose include (1) a succinate anion in which at least a part of protons in the hydroxyl group of sucrose is substituted with an alkali metal and / or an alkaline earth metal, and (2) a metal (alkali Metal and / or alkaline earth metal) and / or metal compounds (alkali metal and / or alkaline earth metal alkoxides, carbonates, bicarbonates, hydrides, hydroxides, etc.) and sucrose complexes, etc. Is mentioned. The activated sucrose used in the method of the present invention may be one kind or a mixture of two or more kinds. Activated sucrose also includes emulsifiers such as soap containing the above substances.
It is presumed that activated sucrose is in an amorphous state because a part of hydrogen bonds of the sucrose is broken. Thus, a simple mixture of sucrose and an alkali metal or alkaline earth metal is not included in the activated sucrose.

活性化ショ糖で、プロトンが置換されているアルカリ金属及びアルカリ土類金属としては、エステル交換時の触媒能及び食品用に用いることから、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属が好ましく、カリウムが特に好ましい。また、これらの金属は、活性化ショ糖調製の際に使用する水及びアルコールに溶けやすいことから、水酸化物であるのが好ましい。
ショ糖が活性化されていることは、X線回折分析及び近赤外分光光度分析等の結晶構造解析によって確認できる。
As the alkali metal and alkaline earth metal in which protons are substituted with activated sucrose, alkali metals such as sodium and potassium are preferable, and potassium is particularly preferable because it is used for catalytic activity at the time of transesterification and food. . These metals are preferably hydroxides because they are easily dissolved in water and alcohol used in the preparation of activated sucrose.
The activation of sucrose can be confirmed by crystal structure analysis such as X-ray diffraction analysis and near infrared spectrophotometric analysis.

ショ糖の活性化方法は、これまで種々の方法が提案されている。本発明方法に用いる活性化ショ糖は、これら公知のいずれの方法によって活性化されたショ糖であってもよい。また、これらの以外の方法で得られたものであってもよい。   Various methods for sucrose activation have been proposed so far. The activated sucrose used in the method of the present invention may be sucrose activated by any of these known methods. Moreover, what was obtained by methods other than these may be used.

活性化ショ糖の簡便な調製方法としては、例えば、以下の方法が挙げられる。
すなわち、ショ糖とアルカリ金属又はアルカリ土類金属の化合物(例えば、水酸化物等の塩)を、水及びアルコール(例えば、メタノールやエタノール等)と混合して、十分に溶解させた後、エバポレーターなどを用いて乾固させることにより、水とアルコールを0.1重量%以下まで除去する方法である。活性化ショ糖の調製で使用するアルカリ金属又はアルカリ土類金属の化合物のショ糖に対する割合(モル比)は、ショ糖が加熱により分解されにくいことから、5.0以下が好ましく、1.0以下がより好ましく、0.2以下が特に好ましい。また、下限は、通常、0.01である。
Examples of a simple method for preparing activated sucrose include the following methods.
That is, a compound of sucrose and an alkali metal or alkaline earth metal (for example, a salt such as a hydroxide) is mixed with water and an alcohol (for example, methanol, ethanol, etc.) and sufficiently dissolved, and then an evaporator. In this method, water and alcohol are removed to 0.1% by weight or less by drying using a liquid. The ratio (molar ratio) of the alkali metal or alkaline earth metal compound used in the preparation of the activated sucrose to sucrose is preferably 5.0 or less, because sucrose is not easily decomposed by heating. The following is more preferable, and 0.2 or less is particularly preferable. The lower limit is usually 0.01.

この方法で用いる水の量は、ショ糖を溶解できる量であれば十分であり、特に制限はない。また、この方法でアルコールは、活性化ショ糖から水を共沸により除去する目的で用いる。従って、この目的が達せられる限り、アルコールの使用量にも特に制限はない。更に、ショ糖とこれらの物質を混合する順序は、特に問わない。但し、ショ糖の分解が起こりにくいことから、乾固及び溶媒除去は、90℃以下、特に60℃程度で行うのが好ましい。   The amount of water used in this method is sufficient as long as it can dissolve sucrose, and is not particularly limited. In this method, the alcohol is used for the purpose of azeotropic removal of water from the activated sucrose. Therefore, as long as this purpose is achieved, the amount of alcohol used is not particularly limited. Furthermore, the order in which sucrose and these substances are mixed is not particularly limited. However, since sucrose is hardly decomposed, it is preferable to dry and remove the solvent at 90 ° C. or less, particularly at about 60 ° C.

原料SEの製造で、脂肪酸石けんを乳化剤として使用する場合などは、ショ糖の活性化においても、脂肪酸石けん及びその前駆体である脂肪酸とアルカリ金属(化合物)、脂肪酸モノグリセリド等を含有させておいても良い。
ショ糖の活性化方法としては、上記方法の他に、J.appl.Chem.,9,March,1959,186−192:ARNIet al.及びAdv.In Carbohydr.Chem.21(1966),209−269:J.A.Rendleman,Jr.等の文献に記載の方法等が挙げられる。
When fatty acid soap is used as an emulsifier in the production of raw material SE, fatty acid soap and its precursor fatty acid and alkali metal (compound), fatty acid monoglyceride, etc. are contained even in the activation of sucrose. Also good.
As a method for activating sucrose, in addition to the above-mentioned method, J. appl. Chem. , 9, March, 1959, 186-192: ARNI et al. And Adv. In Carbohydr. Chem. 21 (1966), 209-269: J. A. Rendleman, Jr. And the like described in the literature.

<反応原料、溶媒以外の物質>
本発明方法においては、活性化ショ糖と原料SEとの間のエステル交換反応の進行を大幅に妨げなければ、反応原料と溶媒以外の物質が反応系に存在していてもよい。具体的には、例えば、脂肪酸石けん、脂肪酸モノグリセリド又はそれらの前駆体等の乳化剤を、活性化ショ糖と共に反応系に供給してもよい。乳化剤の種類及び量は、原料を混合する効果を奏すればよい。脂肪酸石けんは、通常、脂肪酸K石けん、脂肪酸Na石けん等を用いる。脂肪酸石けんは、反応原料と溶媒を乳化、混合させるのに優れていることから、炭素数4〜22の脂肪酸とアルカリ金属からなるものが好ましい。脂肪酸石けんの使用量は、反応原料と溶媒を乳化、混合させるのに優れていることから、原料SE、活性化ショ糖及び脂肪酸石けんの合計量に対して、下限が、5重量%、特に10重量%、上限が、60重量%、特に50重量%が好ましい。また、脂肪酸モノグリセリドは、反応原料と溶媒を乳化、混合させるのに優れていることから、炭素数4〜22の脂肪酸とグリセリンとのエステルであるものが好ましい。これは、ジグリセリド、トリグリセリドを一部含有していてもよい。
<Reaction raw materials, substances other than solvents>
In the method of the present invention, a substance other than the reaction raw material and the solvent may be present in the reaction system as long as the progress of the transesterification reaction between the activated sucrose and the raw material SE is not significantly hindered. Specifically, for example, an emulsifier such as fatty acid soap, fatty acid monoglyceride or a precursor thereof may be supplied to the reaction system together with the activated sucrose. What is necessary is just to show the effect which mixes a raw material with the kind and quantity of an emulsifier. As the fatty acid soap, fatty acid K soap, fatty acid Na soap or the like is usually used. The fatty acid soap is preferably composed of a fatty acid having 4 to 22 carbon atoms and an alkali metal because it is excellent in emulsifying and mixing the reaction raw material and the solvent. Since the amount of fatty acid soap used is excellent for emulsifying and mixing the reaction raw material and solvent, the lower limit is 5% by weight, particularly 10%, based on the total amount of raw material SE, activated sucrose and fatty acid soap. % By weight and the upper limit is preferably 60% by weight, especially 50% by weight. Moreover, since fatty acid monoglyceride is excellent in emulsifying and mixing a reaction raw material and a solvent, what is an ester of C4-C22 fatty acid and glycerol is preferable. This may contain a part of diglyceride and triglyceride.

また、直接法で反応後の状態(SE、ショ糖、脂肪酸石けん、触媒、脂肪酸メチルエステル、等が存在している状態)で、これに活性化ショ糖と本発明方法の反応溶媒を加えることによって、反応物中のSEのエステル交換反応を進行させ、低置換度のSEを得ることもできる。   In addition, in a state after reaction by a direct method (a state where SE, sucrose, fatty acid soap, catalyst, fatty acid methyl ester, etc. are present), activated sucrose and the reaction solvent of the method of the present invention are added thereto. By this, the transesterification of SE in the reaction product can be advanced to obtain SE with a low degree of substitution.

<製造方法>
本発明方法について、説明する。
本発明のエステル交換反応における原料SEから低置換度SEへの置換度の下げ幅(平均)は、下限が、通常0.2、好ましくは0.5、更に好ましくは0.8下がるのがよい。なお、置換度の下げ幅の上限は、通常4.0、好ましくは1.2である。本発明方法による置換度の下げ幅は、原料SEの種類とその置換度、活性化ショ糖の種類と活性化ショ糖の使用量、溶媒の種類、反応温度や反応時間等の反応条件、所望の低置換度SEの置換度等に依存する。
<Manufacturing method>
The method of the present invention will be described.
In the transesterification reaction of the present invention, the lowering degree (average) of the degree of substitution from the raw material SE to the low degree of substitution SE is preferably 0.2, preferably 0.5, more preferably 0.8. . Note that the upper limit of the degree of reduction in the degree of substitution is usually 4.0, preferably 1.2. The degree of substitution reduction by the method of the present invention includes the type of raw material SE and the degree of substitution, the type of activated sucrose and the amount of activated sucrose used, the type of solvent, reaction conditions such as reaction temperature and reaction time, desired Depends on the degree of substitution of the low substitution degree SE.

本発明方法のエステル交換反応における活性化ショ糖の使用量は、SEの置換度が所望の値まで下がるように適宜調整すればよい。
反応における上記溶媒の使用量は、反応の進行に伴って反応液の粘度が上がっても、反応液を撹拌できる状態にできる量とする。なお、溶媒は、多過ぎても、反応後の溶媒除去に手間がかかるため好ましくない。具体的には、溶媒の使用量は、通常、反応液全体に対して、10〜70重量%が好ましく、40〜70重量%が更に好ましい。
What is necessary is just to adjust suitably the usage-amount of the activated sucrose in transesterification of the method of this invention so that the substitution degree of SE may fall to a desired value.
The amount of the solvent used in the reaction is such that the reaction solution can be stirred even if the viscosity of the reaction solution increases with the progress of the reaction. In addition, even if there are too many solvents, it is not preferable because it takes time to remove the solvent after the reaction. Specifically, the amount of the solvent used is usually preferably 10 to 70% by weight, more preferably 40 to 70% by weight, based on the entire reaction solution.

反応温度は、本発明のエステル交換反応により、SEの置換度を下げられれば、どのような温度でも構わない。反応温度は、反応速度の点では高い方が好ましく、得られる低置換度SEの品質の点では、低い方がショ糖の分解が起こりにくいため好ましい。これらの観点から、反応温度は、常圧で、通常、80〜110℃、好ましくは90℃程度がよい。反応圧力は、本発明のエステル交換反応が進行すれば、常圧、減圧、加圧のいずれでも良い。但し、極端な加圧下での反応には、高価な装置が必要な上、ショ糖の分解が起こりやすくなってしまう。反応時の雰囲気は、本発明反応を著しく妨げるなどしなければどのような雰囲気でもよいが、安全性の観点からは、N、Arなどの不活性な雰囲気が好ましい。 The reaction temperature may be any temperature as long as the substitution degree of SE can be lowered by the transesterification of the present invention. The reaction temperature is preferably higher in terms of the reaction rate, and the lower one is preferable in terms of the quality of the obtained low substitution degree SE because decomposition of sucrose hardly occurs. From these viewpoints, the reaction temperature is normal pressure, usually 80 to 110 ° C, preferably about 90 ° C. The reaction pressure may be normal pressure, reduced pressure, or increased pressure as long as the transesterification of the present invention proceeds. However, the reaction under extreme pressure requires an expensive apparatus and sucrose is likely to be decomposed. The atmosphere during the reaction may be any atmosphere as long as it does not significantly interfere with the reaction of the present invention, but from the viewpoint of safety, an inert atmosphere such as N 2 or Ar is preferable.

反応時間は、本発明のエステル交換反応が終わるまでの間で、SEが所望の置換度に下がる時間とする。反応時間は、置換度の下げ幅、及び、反応温度等の他の反応条件等に応じて適宜選択すればよい。反応時間は、具体的には、通常、1時間以上、好ましくは3時間以上であり、通常、15時間以下、好ましくは10時間以下である。反応溶媒がショ糖に対する貧溶媒であっても、活性化ショ糖を用いることにより、低置換度のSE合成の反応速度が極端に遅くならない理由は不明である。通常、ショ糖分子の水酸基間では、水素結合が形成されている。ショ糖に活性化処理を施すと、この水素結合が解けて、ショ糖分子の水酸基とSEのエステル部位とが接触しやすくなるため、反応速度が極端に遅くならないと推測される。   The reaction time is the time for SE to fall to the desired degree of substitution until the transesterification reaction of the present invention is completed. What is necessary is just to select reaction time suitably according to other reaction conditions, such as the fall of a substitution degree, and reaction temperature. Specifically, the reaction time is usually 1 hour or longer, preferably 3 hours or longer, and usually 15 hours or shorter, preferably 10 hours or shorter. Even if the reaction solvent is a poor solvent for sucrose, it is unclear why the reaction rate of low substitution SE synthesis is not extremely slowed by using activated sucrose. Usually, hydrogen bonds are formed between hydroxyl groups of sucrose molecules. When the sucrose is activated, this hydrogen bond is broken and the hydroxyl group of the sucrose molecule and the ester site of SE are easily brought into contact with each other, so that the reaction rate is presumed not to be extremely slow.

反応液には、通常、撹拌を施す。撹拌方法は、反応液の粘度等に応じて、適切な方法を選択すればよい。例えば、溶媒量が反応液の70重量%程度である場合は、アンカー型や半月型撹拌翼で撹拌することが多い。撹拌が困難な場合は、溶媒量を増やしてもよい。撹拌速度は、反応物の混合が促進される速度であればよく、通常10〜1000rpmとする。反応装置は、反応中に蒸発する溶媒を、全還流して、反応槽に戻せる装置が望ましい。
反応の終点は、反応溶液の粘度変化等により、見極められる。反応が終了したら、通常、急冷又は酸による中和等の後処理を施す。
The reaction solution is usually stirred. As the stirring method, an appropriate method may be selected according to the viscosity of the reaction solution. For example, when the amount of solvent is about 70% by weight of the reaction solution, stirring is often performed with an anchor type or half moon type stirring blade. If stirring is difficult, the amount of solvent may be increased. The stirring speed may be any speed that promotes mixing of the reactants, and is usually 10 to 1000 rpm. The reaction apparatus is preferably an apparatus that can completely reflux the solvent evaporated during the reaction and return it to the reaction vessel.
The end point of the reaction can be determined by a change in viscosity of the reaction solution. When the reaction is completed, a post-treatment such as quenching or neutralization with an acid is usually performed.

従来の溶媒法では、 DMFなどのショ糖や脂肪酸誘導体に対する良溶媒が使用され、これを反応後のSEから除去するためには、特別な装置や複雑な単位操作が必要であった。これに対し、本発明方法では、極性の低い溶媒が使用され、該溶媒は、通常、沸点が比較的低いことから、蒸留、蒸発操作などの単純な操作で、反応後のSE中の残存溶媒を除去可能である。本発明方法で得られる低置換度SE中の残存溶媒量は、ガスクロマトグラフィーにより定量可能である。本発明方法で得られる低置換度SE中の残存溶媒量は、好ましくは、数ppm程度まで、更に好ましくは1ppm程度まで除去可能である。
また、本発明方法で用いる反応溶媒は、これを本発明の後処理でも用いることが出来る。即ち、本発明方法の反応終了後の反応混合物に、本発明方法の反応溶媒として用いることの出来る溶媒を、更に添加するなどして接触させ、更に必要に応じて水等を添加するなどして接触させることによって、相分離による抽出、晶析操作等を行うことにより、反応生成物から未反応ショ糖や脂肪酸石けんを除去することが可能であり、プロセスを簡略化することができる。
In the conventional solvent method, a good solvent for sucrose and fatty acid derivatives such as DMF is used, and in order to remove this from SE after the reaction, a special apparatus and complicated unit operation are required. On the other hand, in the method of the present invention, a solvent having a low polarity is used. Since the solvent usually has a relatively low boiling point, the residual solvent in the SE after reaction can be obtained by a simple operation such as distillation or evaporation. Can be removed. The amount of residual solvent in the low substitution degree SE obtained by the method of the present invention can be quantified by gas chromatography. The amount of residual solvent in the low substitution degree SE obtained by the method of the present invention can be removed preferably to about several ppm, more preferably to about 1 ppm.
The reaction solvent used in the method of the present invention can also be used in the post-treatment of the present invention. That is, a solvent that can be used as a reaction solvent of the method of the present invention is brought into contact with the reaction mixture after completion of the reaction of the method of the present invention, and water or the like is further added as necessary. By contacting, unreacted sucrose and fatty acid soap can be removed from the reaction product by performing extraction by phase separation, crystallization operation, and the like, and the process can be simplified.

<低置換度のショ糖脂肪酸エステル(低置換度SE)>
本発明方法で得られる低置換度ショ糖脂肪酸エステルの置換度は、その用途に応じて異なり、特に制限されない。本発明方法で得られる低置換度ショ糖脂肪酸エステルの平均置換度は、通常、1.0〜2.0であり、好ましくは1.0〜1.6、更に好ましくは1.0〜1.4である。
<Low-substituted sucrose fatty acid ester (low-substituted SE)>
The degree of substitution of the low-substituted sucrose fatty acid ester obtained by the method of the present invention varies depending on its use and is not particularly limited. The average substitution degree of the low-substituted sucrose fatty acid ester obtained by the method of the present invention is usually 1.0 to 2.0, preferably 1.0 to 1.6, more preferably 1.0 to 1. 4.

本発明方法によれば、生成SEからの除去が困難な溶媒を用いることなく、低置換度のショ糖脂肪酸エステルを得ることができる。すなわち、原料SEとして、エマルジョン法又は直接法などの除去困難な溶媒を用いずに合成したSEを用い、これに本発明方法の低置換度化反応を行うと、本発明方法で用いる溶媒以外の溶媒を含まない低置換度SEを得ることができる。ここで、本発明方法により生成した低置換度ショ糖脂肪酸エステルは、反応後未反応の活性化ショ糖の除去を水抽出で行うことがあるため、場合により水を含有している可能性があり、また、エステル化反応で副生するメタノール(MeOH)及びエタノール(EtOH)も含む可能性がある。そのため、本発明方法により生成した低置換度ショ糖脂肪酸エステルには、水、メタノール及びエタノールが含まれている可能性がある。   According to the method of the present invention, a low-substituted sucrose fatty acid ester can be obtained without using a solvent that is difficult to remove from the produced SE. That is, as the raw material SE, SE synthesized without using a solvent that is difficult to remove such as an emulsion method or a direct method is used, and when the low substitution reaction of the method of the present invention is performed on this, other than the solvent used in the method of the present invention. A low substitution SE without a solvent can be obtained. Here, since the low-substituted sucrose fatty acid ester produced by the method of the present invention may be subjected to removal of unreacted activated sucrose after the reaction by water extraction, it may contain water in some cases. Yes, and may also contain methanol (MeOH) and ethanol (EtOH) by-produced in the esterification reaction. Therefore, the low-substituted sucrose fatty acid ester produced by the method of the present invention may contain water, methanol and ethanol.

具体的には、本発明方法により、平均置換度が1.0〜1.6であり、20℃における比誘電率が35.0以下で、且つ水酸基を有しない溶媒[溶媒(a)]を含むことよりなる低置換度のショ糖脂肪酸エステルであって、前記溶媒(a)以外の溶媒(但し、水、メタノール及びエタノールを除く)を含まないことよりなる低置換度SEを得ることができる。また、本発明方法により、平均置換度が1.0〜1.6のSEであって、常圧での沸点が150℃以下であり、20℃における水に対する溶解度が50g/100ml以下であり、且つ水酸基を有しない溶媒[溶媒(b)]を含むことよりなる低置換度のショ糖脂肪酸エステルであって、前記溶媒(b)以外の溶媒(但し、水、メタノール及びエタノールを除く)を含まない低置換度のSEを得ることができる。なお、溶媒が含まれないことは、簡便的には、ガスクロマトグラフィーによって確認できる。また、溶媒が含まれないことは、より正確には、質量分析法により、確認できる。   Specifically, according to the method of the present invention, a solvent [solvent (a)] having an average substitution degree of 1.0 to 1.6, a relative dielectric constant at 20 ° C. of 35.0 or less, and having no hydroxyl group is obtained. It is possible to obtain a low substitution SE comprising a low substitution degree sucrose fatty acid ester comprising a solvent other than the solvent (a) (excluding water, methanol and ethanol). . Moreover, according to the method of the present invention, the average degree of substitution is SE of 1.0 to 1.6, the boiling point at normal pressure is 150 ° C. or less, and the solubility in water at 20 ° C. is 50 g / 100 ml or less, And a low-substituted sucrose fatty acid ester comprising a solvent having no hydroxyl group [solvent (b)], including a solvent other than the solvent (b) (excluding water, methanol and ethanol) Low substitution degree SE can be obtained. In addition, it can confirm simply that a solvent is not included by gas chromatography. Further, it can be confirmed more accurately by mass spectrometry that no solvent is contained.

本発明方法では、ショ糖の分解を抑えた状態で、反応を進行させることができる。ショ糖が分解されると、得られる低置換度SE中に単糖、単糖エステル及びカラメル化物等が含まれてしまう。SE中の単糖、単糖エステル及びカラメル化物の量は、ガスクロマトグラフィーにより定量可能である。   In the method of the present invention, the reaction can be allowed to proceed in a state where decomposition of sucrose is suppressed. When sucrose is decomposed, monosaccharides, monosaccharide esters, caramelized products, and the like are included in the obtained low substitution degree SE. The amount of monosaccharide, monosaccharide ester and caramelized product in SE can be quantified by gas chromatography.

本発明方法で得られる低置換度SE中のAshの量は、通常、6.0重量%以下、好ましくは5.0重量%以下、更に好ましくは、2.0重量%以下である。Ash量の下限は、通常、0.1重量%である。Ashとは、強熱残分のことである。Ash量は、試料2〜4gに、硫酸を加えて強熱後に残留する物質の量のことである。例えば、試料3gに硫酸を加え、450〜550℃に3時間加熱したときの残渣重量が0.15g/3g=5重量%となる。具体的には、食品添加物公定書解説書 第7版(廣川書店)B−59項「強熱残分試験法」に基づいて定量できる。   The amount of Ash in the low substitution SE obtained by the method of the present invention is usually 6.0% by weight or less, preferably 5.0% by weight or less, and more preferably 2.0% by weight or less. The lower limit of the amount of Ash is usually 0.1% by weight. Ash is an ignition residue. The amount of Ash is the amount of a substance remaining after adding sulfuric acid to 2 to 4 g of a sample and igniting. For example, sulfuric acid is added to 3 g of the sample, and the residue weight when heated at 450 to 550 ° C. for 3 hours is 0.15 g / 3 g = 5 wt%. Specifically, it can be quantified based on the 7th edition (Yodogawa Shoten) B-59 “Ignition Residue Test Method” of the Food Additives Official Document.

次に実施例により、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限りこれらの実施例に限定されるものではない。
なお、以下の実施例における%は重量基準である。
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples, unless the summary is exceeded.
In the following examples,% is based on weight.

実施例1
<活性化ショ糖の調製>
ナス型フラスコに、ショ糖250.0g、KOH75.0g、パルミチン酸305.3g、メタノール790.0g及び水290.0gを入れ、30分間、60℃で加熱混合することにより、各成分を溶解させた(ここでは、パルミチン酸のほぼ全量とKOHの一部が反応して、パルミチン酸カリウム石けんが生成し、残りのKOHは、ショ糖の活性化に使用された。)。エバポレーターを用いて、ショ糖の分解が起こらないように、該液を60℃で減圧乾燥させることにより乾固させた(ここで、減圧乾燥中に、パルミチン酸石けんによる発泡が生じた際には、Nストリッピングにより泡を抑制しつつ、メタノール及び水を除去した。)。得られた白色粉末を乳鉢で粉砕した。なお、白色粉末中の水分を、カールフィッシャー法により測定したところ、0.1重量%以下であった。
Example 1
<Preparation of activated sucrose>
In an eggplant-shaped flask, 250.0 g of sucrose, 75.0 g of KOH, 305.3 g of palmitic acid, 790.0 g of methanol, and 290.0 g of water were added, and each component was dissolved by heating and mixing at 60 ° C. for 30 minutes. (Here, almost all of palmitic acid and a part of KOH reacted to produce potassium soap palmitate, and the remaining KOH was used to activate sucrose.) Using an evaporator, the liquid was dried under reduced pressure at 60 ° C. so that sucrose was not decomposed (when foaming due to palmitic acid soap occurred during drying under reduced pressure). Methanol and water were removed while suppressing foam by N 2 stripping). The obtained white powder was pulverized in a mortar. The water content in the white powder was measured by the Karl Fischer method and found to be 0.1% by weight or less.

<原料SEと活性化ショ糖との反応>
上記方法で調製した活性化ショ糖を含む白色粉末26.9g、ショ糖脂肪酸エステル(三菱化学フーズ株式会社製「リョートーシュガーエステルS570」、構成脂肪酸の比率;ステアリン酸:パルミチン酸=70:30、平均置換度(実測値)2.22)5.0g、及びメチルエチルケトン(MEK)21.3gを、常温にて、丸底ナス型フラスコに投入した。この丸底ナス型フラスコ内をN雰囲気下にした状態で、フラスコ内の反応液を、モーター付撹拌翼(半月型)を用いて410rpmで十分に撹拌しつつ、90℃のオイルバスを用いて加熱した。この状態で、MEKを全還流させながら、常圧で6.0時間反応させた。反応時の反応液の状態については、反応の進行とともに、若干の粘度上昇が認められたが、半月型撹拌翼への反応液の巻き付き等の問題はなく、十分に撹拌可能な状態が維持されていた。
<Reaction of raw material SE with activated sucrose>
26.9 g of white powder containing activated sucrose prepared by the above method, sucrose fatty acid ester (“Ryoto Sugar Ester S570” manufactured by Mitsubishi Chemical Foods, Inc., ratio of constituent fatty acids; stearic acid: palmitic acid = 70: 30 The average substitution degree (actual measurement value: 2.22) 5.0 g and methyl ethyl ketone (MEK) 21.3 g were charged into a round bottom eggplant-shaped flask at room temperature. While the inside of the round bottom eggplant-shaped flask is in an N 2 atmosphere, the reaction liquid in the flask is sufficiently stirred at 410 rpm using a motor-driven stirring blade (half moon type), and a 90 ° C. oil bath is used. And heated. In this state, the reaction was carried out at normal pressure for 6.0 hours while completely refluxing MEK. As for the state of the reaction liquid during the reaction, a slight increase in viscosity was observed as the reaction progressed, but there was no problem such as wrapping of the reaction liquid around the half-moon stirring blade, and the state of sufficient stirring was maintained. It was.

反応開始時、反応開始から4.0時間後、及び6.0時間後に、反応液の一部(3g)を採取し、これを氷冷して反応を停止させ、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC法)及びガスクロマトグラフィー(GC法)で分析した。
GPC分析は、以下の手順で行った。先ず、反応液に対して、反応液の3重量倍のMEKと0.2重量%の乳酸カリウム水溶液を加えて、分散させた後、加熱溶解した。次いで、乳酸により、水相のpHを4以下にして、パルミチン酸石けんを脂肪酸(パルミチン酸)に変えて、塩とショ糖の水相への抽出除去を行った。更に、MEK相を乾固し、乾固物(SEと脂肪酸を含む)について、GPC分析を行った。この結果を表1に示す。この結果から、SEのエステル分布を調べた。
At the start of the reaction, 4.0 hours and 6.0 hours after the start of the reaction, a part (3 g) of the reaction solution was collected and cooled with ice to stop the reaction. Gel permeation chromatography (GPC) Method) and gas chromatography (GC method).
The GPC analysis was performed according to the following procedure. First, MEK 3 times as much as the reaction solution and 0.2 wt% potassium lactate aqueous solution were added to the reaction solution, dispersed, and then dissolved by heating. Subsequently, the pH of the aqueous phase was lowered to 4 or less with lactic acid, and the palmitic acid soap was changed to a fatty acid (palmitic acid) to extract and remove salts and sucrose into the aqueous phase. Further, the MEK phase was dried and GPC analysis was performed on the dried product (including SE and fatty acid). The results are shown in Table 1. From this result, the ester distribution of SE was examined.

Figure 2006169237
平均置換度を、以下の式より算出した。
平均置換度=[mono置換体の量(wt%)×1+di置換体の量(wt%)×2+tri置換体の量(wt%)×3+tetra置換体の量(wt%)×4+penta置換体の量(wt%)×5]×0.01
Figure 2006169237
The average substitution degree was calculated from the following formula.
Average degree of substitution = [amount of mono substitution (wt%) × 1 + amount of di substitution (wt%) × 2 + amount of tri substitution (wt%) × 3 + amount of tetra substitution (wt%) × 4 + amount of penta substitution (Wt%) × 5] × 0.01

GC分析は、トリメチルシリル化法により行った。トリメチルシリル化法の詳細については、例えば、脂質分析法入門、(株)学会出版センター、P178−180、1985年1月15日;4刷を参照。この分析結果から、ショ糖および脂肪酸量を定量した。GC法による反応物の分析結果を表2に示す。   GC analysis was performed by a trimethylsilylation method. For details of the trimethylsilylation method, refer to, for example, Introduction to Lipid Analysis, Japan Society Publication Center, P178-180, January 15, 1985; From this analysis result, the amounts of sucrose and fatty acids were quantified. Table 2 shows the analysis results of the reaction product by the GC method.

なお、GC分析用試料の調製は、次の通り行った。反応液50mgを精秤し、これに、内部標準として、スクアラン5mg/mlを溶解させたピリジン溶液1mlを加え、70℃に加温して溶解させた。これに、1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザン(1,1,1,3,3,3−Hexamethyldesirazane)0.7ml、トリメチルクロロシラン(Trimethylchlorosirane)0.5mlを、この順序で加え、攪拌し、70℃で10分間加熱した後、室温で静置して、その上澄み液2μlをGC分析に供した。また、GC法により、パルミチン酸量を測定し、そのカリウム塩量をパルミチン酸カリウムの量と見積もった。   The sample for GC analysis was prepared as follows. 50 mg of the reaction solution was precisely weighed, and 1 ml of a pyridine solution in which 5 mg / ml of squalane was dissolved was added as an internal standard, and dissolved by heating to 70 ° C. To this, 0.7 ml of 1,1,1,3,3,3-hexamethyldisilazane (1,1,1,3,3,3-hexamethyldesirazane) and 0.5 ml of trimethylchlorosilane (Trimethylchlorosilane) were added in this order. The mixture was stirred at 70 ° C. for 10 minutes and allowed to stand at room temperature, and 2 μl of the supernatant was subjected to GC analysis. Further, the amount of palmitic acid was measured by the GC method, and the amount of potassium salt was estimated as the amount of potassium palmitate.

Figure 2006169237
以上の結果から、原料SEと活性化ショ糖の反応が進行して、SEの置換度が下がり、HLB15のSEが生成されたことが確認された。即ち、HLB15相当のSEを、反応液の高粘度化を特に問題にすることなく合成できた。
Figure 2006169237
From the above results, it was confirmed that the reaction between the raw material SE and the activated sucrose progressed, the substitution degree of SE was lowered, and SE of HLB15 was produced. That is, SE corresponding to HLB15 could be synthesized without particularly raising the viscosity of the reaction solution.

なお、生成したSEは、原料SEとほぼ同じ色をしており、反応物による着色は認められなかった。該SE中には、MEKが1.0ppm含まれていた。また、該SE中のAsh量は2.0重量%であった。   The produced SE had almost the same color as the raw material SE, and coloring by the reaction product was not recognized. The SE contained 1.0 ppm of MEK. The amount of Ash in the SE was 2.0% by weight.

実施例2
<原料SEの合成>
平均置換度(実測値)2.11、構成脂肪酸の比率;パルミチン酸:ステアリン酸=82:18のSEを以下の通り、合成した。
反応器に、DMSO7000g、ショ糖1320g、脂肪酸メチルエステル(構成脂肪酸の比率;パルミチン酸:ステアリン酸=82:18)1680g及び無水炭酸カリウム25gを加え、2.67kPaの圧力下で、88〜92℃でDMSOを還流しながら、脂肪酸メチルエステルが99%以上反応し、消失するまで、7.0時間反応させた。反応終了後、50重量%の乳酸水溶液を加えて、pH6.0とした。この液を蒸発器に供給し、1.73kPaの圧力下で、90℃でDMSOを蒸発させた。得られた組成物をGC分析したところ、DMSO30重量%、未反応ショ糖7重量%、SE62重量%、その他成分1重量%であった。
Example 2
<Synthesis of raw material SE>
SE with an average degree of substitution (actually measured value) 2.11 and a ratio of constituent fatty acids; palmitic acid: stearic acid = 82: 18 was synthesized as follows.
DMSO 7000 g, sucrose 1320 g, fatty acid methyl ester (ratio of constituent fatty acids; palmitic acid: stearic acid = 82: 18) 1680 g and anhydrous potassium carbonate 25 g were added to the reactor, and 88-92 ° C. under a pressure of 2.67 kPa. While refluxing DMSO, the reaction was continued for 7.0 hours until 99% or more of the fatty acid methyl ester had reacted and disappeared. After completion of the reaction, a 50% by weight aqueous lactic acid solution was added to adjust the pH to 6.0. This liquid was supplied to an evaporator, and DMSO was evaporated at 90 ° C. under a pressure of 1.73 kPa. As a result of GC analysis of the obtained composition, it was 30% by weight of DMSO, 7% by weight of unreacted sucrose, 62% by weight of SE, and 1% by weight of other components.

この組成物に対して、3重量倍のイソブタノールおよび3重量倍の水(乳酸カリウム2000ppm含有)を加え、常圧下で、60℃で抽出処理を行い、未反応ショ糖を水相側に除去した。更に、イソブタノール相(上相)に対して、水(乳酸カリウム2000ppm含有)を用いて、常圧下で、60℃で液液抽出を行い、DMSOを除去した。この抽出により得たイソブタノール相を薄膜蒸発機に供給し、13.3kPa下で、イソブタノールを2重量%まで除去した。これに、水を3重量倍加え、更に蒸発、脱水することにより、平均置換度(実測値)2.11のショ糖脂肪酸エステル(構成脂肪酸の比率;パルミチン酸:ステアリン酸=82:18)を得た。   Add 3 parts by weight of isobutanol and 3 parts by weight of water (containing 2000 ppm of potassium lactate) to this composition, and perform extraction at 60 ° C under normal pressure to remove unreacted sucrose on the aqueous phase side. did. Furthermore, liquid-liquid extraction was performed at 60 ° C. under normal pressure using water (containing 2000 ppm of potassium lactate) for the isobutanol phase (upper phase) to remove DMSO. The isobutanol phase obtained by this extraction was supplied to a thin film evaporator, and isobutanol was removed to 2% by weight under 13.3 kPa. By adding water 3 times by weight to this and further evaporating and dehydrating, a sucrose fatty acid ester (ratio of constituent fatty acids; palmitic acid: stearic acid = 82: 18) having an average substitution degree (actual value) 2.11 Obtained.

<原料SEと活性化ショ糖との反応>
上記の方法で得られたSE5.0g、実施例1で得た活性化ショ糖を含む白色粉末35.9g及びMEK27.2gを用いた以外は、実施例1と同様の条件で、反応および分析を行った。反応は、6.0時間で停止させ、平均置換度1.26のSEを得た。分析結果を下記表3及び表4に示す。尚、置換度及びパルミチン酸カリウムの量は、実施例1と同様にして算出した。
<Reaction of raw material SE with activated sucrose>
Reaction and analysis under the same conditions as in Example 1, except that SE 5.0 g obtained by the above method, 35.9 g of white powder containing activated sucrose obtained in Example 1 and 27.2 g of MEK were used. Went. The reaction was stopped at 6.0 hours to obtain SE with an average degree of substitution of 1.26. The analysis results are shown in Tables 3 and 4 below. The degree of substitution and the amount of potassium palmitate were calculated in the same manner as in Example 1.

Figure 2006169237
Figure 2006169237

Figure 2006169237
Figure 2006169237

以上の結果から、直接法で得られたSEと活性化ショ糖との反応が進行して、SEの置換度が下がり、HLB15のSEが生成されたことが確認された。即ち、HLB15相当のSEを、反応液の高粘度化を特に問題にすることなく合成できた。
なお、生成したSEは、原料SEの色とほぼ同じ色をしており、反応物による着色は認められなかった。該SE中には、MEKが1.0ppm含まれていた。また、該SE中のAsh量は2.1重量%であった。
From the above results, it was confirmed that the reaction of SE obtained by the direct method with activated sucrose progressed, the substitution degree of SE was lowered, and SE of HLB15 was produced. That is, SE corresponding to HLB15 could be synthesized without particularly raising the viscosity of the reaction solution.
The produced SE had almost the same color as that of the raw material SE, and coloring by the reaction product was not recognized. The SE contained 1.0 ppm of MEK. The amount of Ash in the SE was 2.1% by weight.

実施例3
実施例1及び2で用いた活性化ショ糖を含む白色粉末35.9g、実施例2で用いた平均置換度2.11のSE5.0g及びトルエン75.8gを、常温にて、丸底ナス型フラスコに投入した。この丸底ナス型フラスコ内をN雰囲気下にした状態で、フラスコ内の反応液を、モーター付撹拌翼(半月型)を用いて410rpmで十分に撹拌しつつ、90℃のオイルバスを用いて加熱した。この状態で、トルエンを全還流させながら、常圧で9.0時間反応させた。反応の進行とともに、若干の反応液の粘度上昇が認められたが、半月型撹拌翼への反応液の巻き付き等の問題はなく、十分に撹拌可能な状態が維持された。反応開始時、反応開始から2.0時間後、4.0時間後、6.0時間後及び9.0時間後の反応液を実施例1と同じ方法で分析した。測定結果を表5及び表6に示す。
Example 3
35.9 g of white powder containing activated sucrose used in Examples 1 and 2 and 5.0 g of SE having an average substitution degree of 2.11 and 75.8 g of toluene used in Example 2 were added to round bottom eggplant at room temperature. The flask was put into a mold flask. While the inside of the round bottom eggplant-shaped flask is in an N 2 atmosphere, the reaction liquid in the flask is sufficiently stirred at 410 rpm using a motor-driven stirring blade (half moon type), and a 90 ° C. oil bath is used. And heated. In this state, the reaction was carried out at normal pressure for 9.0 hours while fully refluxing toluene. As the reaction progressed, a slight increase in the viscosity of the reaction solution was observed, but there was no problem such as wrapping of the reaction solution around the half-moon stirring blade, and the state where the reaction solution was sufficiently stirred was maintained. At the start of the reaction, the reaction solution 2.0 hours, 4.0 hours, 6.0 hours, and 9.0 hours after the start of the reaction was analyzed in the same manner as in Example 1. The measurement results are shown in Tables 5 and 6.

Figure 2006169237
Figure 2006169237

Figure 2006169237
Figure 2006169237

以上の結果から、比誘電率の低い溶媒を用いることにより、SEと活性化ショ糖の反応が進行して、SEの置換度が下がり、HLB16のSEが生成されたことが確認された。即ち、HLB16相当の低置換度SEを、反応液の高粘度化を特に問題にすることなく合成できた。
なお、生成したSEは、原料SEとほぼ同じ色をしており、反応物による着色は認められなかった。該SE中には、トルエンが1.0ppm含まれていた。また、該SE中のAsh量は2.3重量%であった。
From the above results, it was confirmed that by using a solvent having a low relative dielectric constant, the reaction between SE and activated sucrose progressed, the substitution degree of SE decreased, and SE of HLB16 was produced. That is, a low substitution degree SE equivalent to HLB 16 could be synthesized without particularly raising the viscosity of the reaction solution.
The produced SE had almost the same color as the raw material SE, and coloring by the reaction product was not recognized. The SE contained 1.0 ppm of toluene. The amount of Ash in the SE was 2.3% by weight.

実施例4
直接法により得た平均置換度1.43のSEを原料として、実施例1と同様の条件で反応を行い、分析を行った。なお、反応後の未反応の活性化ショ糖は、水抽出で除き、MEKは、蒸留で除去した。この結果、平均置換度(実測値)1.21のSEを得た。得られた低置換度SEは、MEKを1.5ppm含有していた。また、該SEからは、本発明方法の反応で用いた溶媒以外の溶媒(但し、水、MeOH及びEtOHは除く)は、検出されなかった。該SE中のAsh量は、2.5重量%であった。
Example 4
The reaction was carried out under the same conditions as in Example 1 using SE with an average degree of substitution of 1.43 obtained by the direct method as a raw material. In addition, the unreacted activated sucrose after reaction was removed by water extraction, and MEK was removed by distillation. As a result, SE with an average substitution degree (actual measurement value) of 1.21 was obtained. The obtained low substitution degree SE contained 1.5 ppm of MEK. From the SE, no solvent other than the solvent used in the reaction of the method of the present invention (however, excluding water, MeOH and EtOH) was not detected. The amount of Ash in the SE was 2.5% by weight.

実施例5
実施例2で用いた平均置換度2.11のSE5.0g、活性化ショ糖(ショ糖100gと純度86重量%のKOH2.35gを、水100gとエタノール100gの混合溶媒も溶解し、90℃にて減圧乾固したものを乳鉢にて粉砕したもの)15.1g、MEK27.2g及びステアリン酸モノグリセリド(理研ビタミン株式会社社製「エマゾールMP−V」)20.7gを、常温にて、丸底ナス型フラスコに投入した。この丸底ナス型フラスコ内をN雰囲気下にした状態で、フラスコ内の反応液を、モーター付攪拌翼(半月型)を用いて200rpmで十分に攪拌しつつ、90℃のオイルバスを用いて加熱した。この状態で、MEKを全還流させながら、常圧で6.0時間反応させた。反応時の反応液の状態については、半月型攪拌翼への反応液の巻き付き等の問題はなく、十分に攪拌可能な状態が維持されていた。6.0時間後の反応液を実施例1と同じ方法で分析し、4.0時間反応後のSEの平均置換度は、1.23であった。また、該SE中のAsh量は、0.8重量%であった。
Example 5
SE 5.0 g having an average substitution degree of 2.11 used in Example 2, activated sucrose (100 g of sucrose and 2.35 g of KOH having a purity of 86% by weight, and a mixed solvent of 100 g of water and 100 g of ethanol were dissolved in 90 ° C. 11.5 g, MEK 27.2 g and stearic acid monoglyceride (“Emazol MP-V” manufactured by Riken Vitamin Co., Ltd.) 20.7 g It poured into the bottom eggplant type flask. While the inside of the round bottom eggplant-shaped flask is in an N 2 atmosphere, the reaction liquid in the flask is sufficiently stirred at 200 rpm using a motorized stirring blade (half moon type), and an oil bath at 90 ° C. is used. And heated. In this state, the reaction was carried out at normal pressure for 6.0 hours while completely refluxing MEK. As for the state of the reaction liquid at the time of the reaction, there was no problem such as wrapping of the reaction liquid around the half-moon stirring blade, and a sufficiently stirrable state was maintained. The reaction solution after 6.0 hours was analyzed in the same manner as in Example 1. The average degree of substitution of SE after 4.0 hours reaction was 1.23. The amount of Ash in the SE was 0.8% by weight.

比較例1
ショ糖(上白糖)を乳鉢で粉砕したもの12.4g、実施例1で用いた置換度2.22のSE13.1g、MEK10.0g、ステアリン酸カリウム4.5g及び炭酸カリウム(KCO)0.43gを、常温にて、丸底ナス型フラスコに投入した。この丸底ナス型フラスコ内をN雰囲気下にした状態で、フラスコ内の反応液を、モーター付撹拌翼(半月型)を用いて410rpmで十分に撹拌しつつ、90℃のオイルバスを用いて加熱した。この状態で、トルエンを全還流させながら、常圧で8.0時間反応させた。反応開始時及び、反応開始から8.0時間後の反応液を実施例1と同じ方法で分析した。測定結果を表7に示す。
Comparative Example 1
12.4 g of sucrose (upper white sugar) crushed in a mortar, 13.1 g of SE with a substitution degree of 2.22 used in Example 1, 10.0 g of MEK, 4.5 g of potassium stearate and potassium carbonate (K 2 CO 3 ) 0.43 g was charged into a round bottom eggplant type flask at room temperature. While the inside of the round bottom eggplant-shaped flask is in an N 2 atmosphere, the reaction liquid in the flask is sufficiently stirred at 410 rpm using a motor-driven stirring blade (half moon type), and a 90 ° C. oil bath is used. And heated. In this state, the reaction was carried out at normal pressure for 8.0 hours while fully refluxing toluene. The reaction solution at the start of the reaction and 8.0 hours after the start of the reaction was analyzed in the same manner as in Example 1. Table 7 shows the measurement results.

Figure 2006169237
表7の結果で、反応により、SEの置換度は若干上がっていた。このことから、SEとショ糖を、本発明方法における溶媒存在下で反応させるには、ショ糖が活性化ショ糖である必要があることが明らかとなった。
Figure 2006169237
As a result of Table 7, the substitution degree of SE was slightly increased by the reaction. From this, it became clear that sucrose must be activated sucrose in order to react SE with sucrose in the presence of the solvent in the method of the present invention.

比較例2
ショ糖(上白糖)を乳鉢で粉砕したもの12.4g、実施例1で用いた置換度2.22のSE13.1g、MEK18.5g、パルミチン酸カリウム17.4g及びカリウムメトキシド0.42gを、常温にて、丸底ナス型フラスコに投入した。この丸底ナス型フラスコ内をN雰囲気下にした状態で、フラスコ内の反応液を、モーター付撹拌翼(半月型)を用いて410rpmで十分に撹拌しつつ、90℃のオイルバスを用いて加熱した。この状態で、トルエンを全還流させながら、常圧で6.0時間反応させた。反応開始時及び反応開始から4.0時間後の反応液を実施例1と同じ方法で分析した。測定結果を表8に示す。
また、GC分析を行った結果、極微量の脂肪酸メチルエステルの生成及びSEの極僅かな低置換度化が認められたが、実施例1〜4に示した様なショ糖とSEとの反応は、起きていなかった。このことからも、SEとショ糖を、本発明方法における溶媒存在下で反応させるには、ショ糖が活性化ショ糖である必要があることが明らかとなった。
Comparative Example 2
12.4 g of sucrose (upper white sugar) crushed in a mortar, 13.1 g of SE with a substitution degree of 2.22 used in Example 1, 18.5 g of MEK, 17.4 g of potassium palmitate and 0.42 g of potassium methoxide At normal temperature, it was put into a round bottom eggplant type flask. While the inside of the round bottom eggplant type flask is in an N 2 atmosphere, the reaction liquid in the flask is sufficiently stirred at 410 rpm using a motor-driven stirring blade (half moon type), and an oil bath at 90 ° C. is used. And heated. In this state, the reaction was carried out at normal pressure for 6.0 hours while fully refluxing toluene. The reaction solution at the start of the reaction and 4.0 hours after the start of the reaction was analyzed by the same method as in Example 1. Table 8 shows the measurement results.
In addition, as a result of GC analysis, it was confirmed that a very small amount of fatty acid methyl ester was produced and a slight degree of substitution of SE was reduced, but the reaction of sucrose with SE as shown in Examples 1 to 4 Was not waking up. This also revealed that in order to react SE with sucrose in the presence of the solvent in the method of the present invention, sucrose must be activated sucrose.

Figure 2006169237
Figure 2006169237

参考例
MEK及びDMSOの蒸発速度の比較を行った。具体的には、ショ糖脂肪酸エステル(三菱化学フーズ株式会社製「リョートーシュガーエステルP1670」、構成脂肪酸の比率;パルミチン酸:ステアリン酸=82:18、平均置換度(実測値)1.21)100g、及び、MEK又はDMSO5gをサンプル瓶に入れた。このサンプル瓶を密閉状態で7日間保管した。このDMSO又はMEKを含んだSE5gを、58mmφの円筒形アルミカップの底部に平たく均一に広がるように入れ、秤量した。このようなアルミカップを6個準備して、90℃に保温した真空乾燥器(装置の概要を図1に示す。)に入れ、真空乾燥器を50Torr(6.7kPa)に減圧した。減圧開始から1時間経過する毎に1個ずつサンプルを取り出した。各サンプルの重量を測定してから、これを乳鉢で磨砕し、溶剤の残留量をGC分析で定量した。結果を図2に示す。この結果で、DMSOに比べ、MEKが明らかに蒸発しやすいことから、本発明方法で用いる溶媒の除去が容易なことがわかった。
Reference example
A comparison of the evaporation rates of MEK and DMSO was made. Specifically, sucrose fatty acid ester ("Ryoto Sugar Ester P1670" manufactured by Mitsubishi Chemical Foods, Inc., ratio of constituent fatty acids; palmitic acid: stearic acid = 82: 18, average degree of substitution (actual value) 1.21) 100 g and 5 g of MEK or DMSO were placed in a sample bottle. The sample bottle was stored in a sealed state for 7 days. SE5g containing DMSO or MEK was placed on a bottom of a 58 mmφ cylindrical aluminum cup so as to spread evenly and weighed. Six such aluminum cups were prepared and placed in a vacuum dryer (the outline of the apparatus is shown in FIG. 1) kept at 90 ° C., and the vacuum dryer was decompressed to 50 Torr (6.7 kPa). One sample was taken out every 1 hour after the start of decompression. Each sample was weighed and then ground in a mortar, and the residual amount of solvent was quantified by GC analysis. The results are shown in FIG. From this result, it was found that the solvent used in the method of the present invention can be easily removed because MEK clearly evaporates more easily than DMSO.

参考例で使用した真空乾燥器の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the vacuum dryer used by the reference example. MEK及びDMSOの蒸発速度の比較を示すグラフである。It is a graph which shows the comparison of the evaporation rate of MEK and DMSO.

Claims (15)

原料ショ糖脂肪酸エステルの置換度を低下させ低置換度のショ糖脂肪酸エステルを製造する方法であって、原料ショ糖脂肪酸エステルと活性化ショ糖とを、20℃における比誘電率が35.0以下であり且つ水酸基を有しない溶媒の存在下で反応させることを特徴とする低置換度のショ糖脂肪酸エステルの製造方法。   A method for producing a sucrose fatty acid ester having a low substitution degree by reducing the degree of substitution of the raw sucrose fatty acid ester, wherein the raw sucrose fatty acid ester and the activated sucrose have a relative dielectric constant of 35.0 at 20 ° C. A process for producing a sucrose fatty acid ester having a low degree of substitution, wherein the reaction is carried out in the presence of a solvent which is the following and has no hydroxyl group. 該溶媒として、20℃における比誘電率が1.1〜20.0である溶媒を用いることを特徴とする請求項1記載の製造方法。   The method according to claim 1, wherein a solvent having a relative dielectric constant of 1.1 to 20.0 at 20 ° C is used as the solvent. 原料ショ糖脂肪酸エステルの置換度を低下させ低置換度のショ糖脂肪酸エステルを製造する方法であって、原料ショ糖脂肪酸エステルと活性化ショ糖とを、常圧での沸点が150℃以下であり、20℃における水に対する溶解度が50g/100ml以下であり、且つ水酸基を有しない溶媒の存在下で反応させることを特徴とする、低置換度のショ糖脂肪酸エステルの製造方法。   A method for producing a low-substitution sucrose fatty acid ester by reducing the substitution degree of the raw sucrose fatty acid ester, wherein the raw sucrose fatty acid ester and the activated sucrose have a boiling point of 150 ° C. or less at normal pressure. A method for producing a low-substituted sucrose fatty acid ester, wherein the reaction is carried out in the presence of a solvent having a solubility in water at 20 ° C. of 50 g / 100 ml or less and having no hydroxyl group. 原料ショ糖脂肪酸エステルの平均置換度を0.2以上低下させることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の製造方法。   The average substitution degree of raw material sucrose fatty acid ester is reduced by 0.2 or more, The production method according to any one of claims 1 to 3. 低置換度ショ糖脂肪酸エステルの平均置換度が1.0〜2.0であることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の製造方法。   The average substitution degree of the low-substituted sucrose fatty acid ester is 1.0 to 2.0, The production method according to any one of claims 1 to 4. 低置換度ショ糖脂肪酸エステルの平均置換度が1.0〜1.6であることを特徴とする、請求項1〜5の何れか一項に記載の製造方法。   The average substitution degree of the low-substituted sucrose fatty acid ester is 1.0 to 1.6, The production method according to any one of claims 1 to 5, wherein 原料ショ糖脂肪酸エステルの平均置換度が1.5〜5.0であることを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の製造方法。   The average substitution degree of raw material sucrose fatty acid ester is 1.5-5.0, The manufacturing method as described in any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned. 原料ショ糖脂肪酸エステルが、炭素数8〜22の脂肪酸のエステルであることを特徴とする、請求項1〜7の何れか一項に記載の製造方法。   The production method according to any one of claims 1 to 7, wherein the raw sucrose fatty acid ester is an ester of a fatty acid having 8 to 22 carbon atoms. 原料ショ糖脂肪酸エステルが、パルミチン酸のエステルであることを特徴とする、請求項1〜8の何れかに記載の製造方法。 The production method according to claim 1, wherein the raw sucrose fatty acid ester is an ester of palmitic acid. 原料ショ糖脂肪酸エステルと活性化ショ糖との反応を、乳化剤の存在下で行うことを特徴とする、請求項1〜8の何れかに記載の製造方法。 The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the reaction between the raw sucrose fatty acid ester and the activated sucrose is carried out in the presence of an emulsifier. 請求項1〜10の何れかの製造方法により得られる低置換度のショ糖脂肪酸エステル。 A low-substituted sucrose fatty acid ester obtained by the production method according to claim 1. 平均置換度が1.0〜1.6であり、20℃における比誘電率が35.0以下で且つ水酸基を有しない溶媒[溶媒(a)]を含むことよりなる低置換度のショ糖脂肪酸エステルであって、前記溶媒(a)以外の溶媒(但し、水、メタノール及びエタノールを除く)を含まないことよりなる低置換度のショ糖脂肪酸エステル。 Low substitution sucrose fatty acid comprising an average degree of substitution of 1.0 to 1.6, a relative dielectric constant at 20 ° C. of 35.0 or less and a solvent [solvent (a)] having no hydroxyl group A low-substitution sucrose fatty acid ester which is an ester and does not contain a solvent other than the solvent (a) (excluding water, methanol and ethanol). 平均置換度が1.0〜1.6であり、常圧での沸点が150℃以下であり、20℃における水に対する溶解度が50g/100ml以下であり、且つ水酸基を有しない溶媒[溶媒(b)]を含むことよりなる低置換度のショ糖脂肪酸エステルであって、前記溶媒(b)以外の溶媒(但し、水、メタノール及びエタノールを除く)を含まないことよりなる低置換度のショ糖脂肪酸エステル。 The average degree of substitution is 1.0 to 1.6, the boiling point at normal pressure is 150 ° C. or lower, the solubility in water at 20 ° C. is 50 g / 100 ml or lower, and a solvent having no hydroxyl group [solvent (b )], A low-substituted sucrose fatty acid ester, which does not contain a solvent other than the solvent (b) (excluding water, methanol, and ethanol). Fatty acid ester. Ashの量が6.0重量%以下であることを特徴とする、請求項12又は13に記載の低置換度のショ糖脂肪酸エステル。 The sucrose fatty acid ester having a low degree of substitution according to claim 12 or 13, wherein the amount of Ash is 6.0% by weight or less. ショ糖脂肪酸エステルを構成する脂肪酸の70〜100%がパルミチン酸であることを特徴とする、請求項11〜14の何れかに記載の低置換度ショ糖脂肪酸エステル。 The low-substituted sucrose fatty acid ester according to any one of claims 11 to 14, wherein 70 to 100% of the fatty acid constituting the sucrose fatty acid ester is palmitic acid.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014073117A (en) * 2012-10-05 2014-04-24 Nisshin Oillio Group Ltd Production method of sucrose fatty acid ester
WO2024122540A1 (en) * 2022-12-06 2024-06-13 三菱ケミカル株式会社 Novel sucrose fatty acid ester

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