JPH06503751A - 発泡抑制剤としての炭酸エステルの用途 - Google Patents
発泡抑制剤としての炭酸エステルの用途Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発泡抑制剤としての炭酸エステルの用途本発明は、食品の加工および/または製
造並びに発酵工程における発泡抑制剤としての、特定の炭酸エステルの用途に関
する。
発泡の問題は、発泡前に抑泡剤を加えることによって、および発泡後には脱泡剤
を加えることによって解決することができる。この意味で、抑泡剤であり、脱泡
剤でもあるものが、発泡抑制剤である。
食品の工業的な加工および/または製造においては、発泡を抑制および防止する
ことが非常に重要である。例えば、テンサイの場合に工業的規模で行うような、
糖を含有する植物汁の工業的加工において、ディフューザー、浄化装置、炭化タ
ンクおよび蒸発器内での過度の発泡が大きな問題である。ジャガイモ製品、例え
ばポテトチップスもしくはポテトフライ(フレンチフライ)の製造、糖蜜を用い
るパン酵母の製造、または他の工業的な発酵工程、例えば薬剤の製造においても
、発泡を、工業的製造工程を妨害しない程度に抑制することが重要である。
精糖工業において発泡の調整のために使用する助剤は、最終生成物である糖の中
に微量混入し得るので、そのような発泡抑制剤は当然、生理学的に充分安全でな
ければならない。更に、ビートの外面洗浄工程の廃水に混入する発泡抑制剤は、
易生分解性であるべきである。また、糖蜜は、パン酵母の工業的製造において栄
養素として使用するので、テンサイの加工中に糖蜜に混入して残留する可能性の
ある発泡抑制剤は、酵母の製造に悪影響を及ぼさないものであるべきである。ジ
ャガイモ加工工業において使用する発泡抑制剤は、抑制の非常に困難なデンプン
の発泡を少なくとも調整できるものでなくてはならない。発泡抑制剤は実際上、
低濃度でも充分自発的で、充分長時間有効であることが通例求められる。
糖および酵母工業においては、脱泡のために、脂肪および油、例えばナタネ油、
ピーナツ油、オリーブ油および羊毛脂が、長年用いられてきた。この目的のため
に、脂肪酸モノグリセリド、脂肪酸ポリグリコールエーテル、ポリアルキレング
リコール、アルキルリン酸のエチレンオキシド付加物、分枝状アルコールのエチ
レンオキシド付加物、オリゴ糖のアルキレンオキシド付加物および遊離脂肪アル
コールも提案されている。通常の発泡抑制剤は、その参考特許文献および可能性
のある用途と共に、ウルマンス・エンツィクロペディー・デア・テヒニノエン・
ヒエミー(Ullmanns Enzyklopadie der techn
ischen Chemie)、A11巻(第5版)、1988.465〜49
0頁に記載されている。
西独公告特許第1242569号によると、アニオン性、カチオン性およびノニ
オン性化合物を含有する発泡性洗剤系用の発泡抑制剤として、アルキル基中に要
すれば酸素原子が介在し得る炭酸エステルを使用する。一つの可能な用途として
、食品工業における瓶および缶の機械洗浄および消毒が言及されている。該文献
に記載の炭酸ジアルキルエステルは、そのような特定の用途には良好な脱泡作用
を示すが、このことは、他の用途(例えば精糖工業、ジャガイモ加工工業および
発酵工程並びにそれらの特殊な必要性を包含する)にも適当であることを必ずし
も意味しない。すなわち、例えば精糖工業においては、サポニンのような全く異
なる物質が発泡の原因となり、生成する泡の構成にも影響している。更に、瓶洗
浄工程は、技術的に、およびとりわけ空気を導入する(空気は、生成する泡の性
質および量を悪化する)という点で非常に異なるものである。
米国特許第3332980号には、アルキル基のアルコキシ化夏が1〜150で
あるアルコキシ化炭酸エステルであって、種々の用途に使用し得るものが記載さ
れている。そのような物質の多くの可能な適用の一つに、最も広い意味での脱泡
が包含されているが、どのアルコキシ化炭酸エステルを、どのような量で、どの
ような種類の脱泡に使用し得るのかは、前記文献に記載されていない。しかし、
既に述べたように、発泡はしばしば場合毎に著しく異なるので、精糖工業、ジャ
ガイモ加工工業および/または発酵工程における発泡抑制剤として使用するため
の前記条件を満足する特定の化合物が依然として必要であった。
従って、本発明の課題は、低濃度でも改良された自発的および持続性の活性を示
し、精糖工業、ジャガイモ加工工業および発酵工程において使用するための条件
をも満足する新規な特定の発泡抑制剤を提供することであった。
本発明は、一般式:
[式中、R1は炭素原子数1〜22の脂肪族飽和1級アルコールがら誘導したア
ルキル基であり、R2は炭素原子数1〜8の脂肪族飽和1級アルコールから誘導
したアルキル基および/またはR1と同意義であり、nは2〜20の数であり、
mは0またはnと同意義である。コ
で示される炭酸エステルの、テンサイもしくはジャガイモ加工食品工業および/
または発酵工程用の発泡抑制剤としての用途に関する。
本発明に従って使用する炭酸エステルは既知の化合物であり、ホウベン・ヴエイ
ル(Houben Weyl)、「メトーテン・デア・オルガニツシェン・ヒエ
ミー(Methoden der organischen Chemie)J
、第4版、R4巻、66頁以降に記載の方法によって製造し得る。そのような化
合物を合成する一方法は、ホスゲンと脂肪族アルコールとの反応であり、この場
合対称的な炭酸エステルが得られるレヤーナル・オブ・ザ・ケミカル・ソサエテ
ィ(J、Chew、Soc、 )、117.708(1920)参照]。別の方
法は、クロロギ酸エステルとアルコールとの反応であり、この場合は、用いる反
応物質の種類に応じて対称または非対称的炭酸エステルが得られる[ジュルナー
ル・フユア・プラクティッンエ・ヒエミー(JPrakt、Chem、 )、2
2.353(1880)参照]。最も簡単な合成法は、ナトリウムメタル−トま
たはアルカリ金属水酸化物のような塩基性触媒の存在下に、炭酸アルキルエステ
ルをアルコールでエステル交換し、比較的揮発性の高いアルコール成分を除去す
る方法である。この方法によって、エステル交換に要するアルコールの使用量に
応じて、対称および/または非対称的炭酸エステルを得ることが可能である。
本発明によると、一般式(I)で示される炭酸エステルは、炭酸ジアルキルエス
テルを、炭素原子数1〜22の脂肪族飽和1級アルコールのエチレンオキシド付
加物でエステル交換することによって得ることが好ましい。エステル交換に付す
のに適当な炭酸ジアルキルエステルは、2個の同一の脂肪族飽和c1−8アルキ
ル基(分枝または非分枝状であってよい)を有する。特に適当な炭酸ンアルキル
エステルは、炭酸のジメチル、ジエチル、シーn−プロピル、ジイソプロピル、
ジ−n−ブチル、ジイソブチル、シーn−オクチルまたはジー2−エチルヘキシ
ルエステルである。
一般式(I)で示される炭酸エステルを製造するために、脂肪族飽和1級Cl−
22アルコールのエチレンオキシド2〜20モル付加物によって、前記炭酸ジア
ルキルエステルを部分的に、または少なくとも実質的に完全にエステル化する。
非分枝状の脂肪族飽和1級C1−22アルコールのエチレンオキシド2〜20モ
ル付加物が好ましい。そのようなニドキシ化アルコールの適当な例は、メタノー
ル、エタノール、プロパツール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、オ
クタツール、ノナノール、デカノール、ドデカノール、テトラデカノール、ヘキ
サデカノール、オクタデカノール、エイコサノールおよびドコサノールのエチレ
ンオキシド2〜20モル付加物である。それらのうち、炭素原子を6〜20個、
とりわけ8〜18個有する非分枝状の脂肪族飽和1級アルコール(いわゆる飽和
脂肪アルコール)のエチレンオキシド付加物が、特に好ましい。石油化学におけ
る常として、C5−Ia飽和脂肪アルコールは、天然脂肪または油の加水分解に
よって得た脂肪酸混合物をナトリウムで還元するか、または接触水素化して誘導
した、cm−+a飽和脂肪アルコールに富む工業用混合物の形態で使用し得る。
前記アルコールのエチレンオキシド付加物は、アルカリ金属アルコレートまたは
ハイドロタルサイトのような適当なエトキン化触媒の存在下に、高い温度および
圧力で行う既知の方法によって製造する。所望のエトキノ化度nまたはmに応じ
て、アルコール1モルに対してエチレンオキシド2〜20モルを反応させる。炭
酸ジアルキルエステルのエステル交換によって一般式(I)の炭酸エステルを製
造するのに、下記のアルコールのエチレンオキシド付加物が特に好ましい二オク
タツールのエチレンオキシド4モル付加物、オクタツールのエチレンオキシド8
モル付加物、ドデカノールのエチレンオキシド2モル付加物、ドデカノールのエ
チレンオキシド6モル付加物、ドデカノールのエチレンオキシド7モル付加物、
テトラデカノールのエチレンオキシド2モル付加物、テトラデカノールのエチレ
ンオキシド6モル付加物、テトラデカノールのエチレンオキシド7モル付加物、
ヘキサデカノールのエチレンオキシド2モル付加物、ヘキサデカノールのエチレ
ンオキシド7モル付加物、オクタデカノールのエチレンオキシド2モル付加物、
オクタデカノールのエチレンオキシド7モル付加物および/またはそれらの工業
用混合物。
既に述べたように、前記の脂肪族飽和1級C1−2□アルコールのエチレンオキ
シド付加物による炭酸ジアルキルエステルのエステル交換は、部分的または完全
てあってよい。いわゆる対称的炭酸エステルは、完全な、または少なくとも実質
的に完全なエステル交換によって得られる。本発明の一態様は、R2はアルキル
基R1と同意義であり、R1は前記の脂肪族飽和1級C1−2□アルコールのエ
チレンオキシド付加物の1種から誘導したものであり、従ってエトキシ化度を表
す指数nおよびmは同じ数である一般式(1)で示される対称的炭酸エステルを
使用することによって特徴付けられる。一般式(1)で示される特に好ましい対
称的炭酸エステルにおいては、R1およびR2は、炭素原子数6〜20、好まし
くは非分枝状で炭素原子数8〜18の脂肪族飽和1級アルコールから誘導した同
じアルキル基であり、nおよびmは、2〜20、好ましくは2〜16、より好ま
しくは2〜12の同一の数である。以下の式で示される対称的炭酸エステルおよ
び/またはそれらの工業用混合物が特に適当である:
[C,Hニア0(C2H40)4]2C○[CgH+70(C2HtO)s]2
C○[Cl。H2SO(C2H40)2]2CO[Cl2H250(C2H40
)a]2CO[Cl 。H2SO(C2H40)7コ、CO[CI 4 H2e
O(C2H40)2コ2C○[C,4H290(C2H40)6コ、CO[C
+ a H330(C2H40)2コ2CO[ClaH330(C2H40)6
]2C○[Cl8H370(C2H40)2]2C○[ClaH3tO(C2H
40)aコ、C○本発明に従って使用する前記対称的炭酸エステルの、エステル
交換による製造には、前記アルコールのエチレンオキシド付加物1モルに対して
、前記炭酸ンアルキルエステルは少なくとも0.5モル必要である。前記アルコ
ールのエチレンオキシド付加物1モル当たり、炭酸ジアルキルエステルを0.5
5〜1モル使用することが好ましい。更に、エステル交換は塩基性触媒、好まし
くはナトリウムメタル−トの存在下に行い、ンアルキルエステルから遊離したア
ルコールを留去することが有利である。しかし、エステル交換は平衡反応である
から、対称的炭酸エステル中には、未反応の前記アルコールのエチレンオキシド
付加物、および部分的にしかエステル交換されていない炭酸エステルの両方を副
生成物として混在し得る。所望により、未反応のエトキシ化アルコールを、ホス
ホゲン化(P hosphogenierung)によって除去し得る。
本発明の他の態様は、R2は脂肪族飽和Cl−8アルキル基であり、アルキル基
R1と同じ、または異なってよく、R1は前記脂肪族飽和1級Cl−22アルコ
ールの1種から誘導したものである一般式(I)で示される炭酸エステルを使用
することによって特徴付けられる。この態様において、指数mおよびnは常に相
互に異なる数であり、mはQSnは2〜20の数でエトキシ化度を表す。一般式
(I)の非対称的炭酸エステルのうち、R2はメチルまたはエチル基であり、R
1は脂肪族飽和1級C6−2゜アルコール、好ましくは非分枝状CL−18アル
コールから誘導したアルキル基であり、nは2〜16、好ましくは2〜12の数
であり、mはOであるものが特に好ましい。以下の式で示される非対称的炭酸エ
ステルおよび/またはそれらの工業用混合物が特に適当である
C、H,□0(C2H40)4COOCH3C8H1?0(C2H40)8CO
OCH3C12H250(C2H40) 2 COOCHsCI<HuO(Cz
H40)ac○○C2H3C+aHs30(CzH40)tcOOczHsCI
a Hs t O(C2H40) 2 COOCHs前記のような非対称的炭酸
エステルを得るには、前記アルコールのエチレンオキシド付加物1モルに対して
、炭酸ジメチルを少な(とも1モル、好ましくは4〜10モル使用する。その他
の点では、対称的炭酸エステルに関して説明したのと同様に、エステル交換を行
い得る。そのようにして得た非対称的炭酸エステル中にも、未反応の前記アルコ
ールのエチレンオキシド付加物、および一部の対称的炭酸エステルの両方が混在
し得る。そのような混合物も、非対称的炭酸エステルの一般式(I)に含まれる
ことを意図する。前記対称および非対称的炭酸エステルの混合物も当然、本発明
の目的のために使用し得る。
25℃未満、好ましくは10℃未満の温度で液体である炭酸エステルが、本発明
の目的のために好ましい。なぜなら、液体は、計量するため、および発泡抑制す
る材料と最適に混合するため、および既に生成した泡を充分湿潤するために比較
的適当であるからである。一般式(I)で示される固体炭酸エステルを、一般式
(I)で示される液体炭酸エステルおよび/または溶媒に溶解したものも当然使
用し得るが、溶液調製工程が加わるので不利である。
一般式(I)で示される炭酸エステルと、市販の脱泡剤および/または抑泡剤、
例えば脂肪酸モノグリセリド、脂肪酸ポリグリコールエステルおよび/またはポ
リアルキレングリコールとの混合物であって、25℃未満で液体の混合物も、発
泡抑制剤として使用し得る。
本発明に従って使用する炭酸エステルは、必要に応じて広範な量で使用し得る。
発泡抑制する材料、例えば糖ンロップ溶液に対して、非常に少量、好ましくは1
重量%未満、より好ましくは0001〜0.8重量%の量で加えても有効である
。
技術的には、添加量に上限は無い。しかし、経済的な理由から、発泡抑制する材
料に、可能な限り少量の発泡抑制剤を加える。
本発明に従って使用する炭酸エステルは、抑泡剤としても脱泡剤としても作用す
るので、泡の発生前または発生後に加え得る。前記炭酸エステルは、全pn範囲
にわたって非常に良好な自発的および持続性の作用を有する。更に、前記炭酸エ
ステルは、工程条件によっては、発泡抑制する材料がら容易に除去することがで
きるので、無味無臭で、生理学的に安全である故に、食品工業における助剤とし
て使用し得る。一般式(I)で示される炭酸エステルを、テンサイの加工(例え
ばテンサイの輸送、貯蔵および粉砕)、および抽出工程、またはジャガイモ製品
の製造、および/または発酵工程、とりわけ糖蜜を用いるパン酵母の製造におい
て発泡抑制剤として使用する場合に、特に良好な結果が得られる。
本発明の炭酸エステルは生分解性であるので、特に有利である。
衷輿撚
A)炭酸エステルの製造
実施例1
炭酸ジメチル4モルと、30%メタノール溶液の形態のナトリウムメタル−ト0
.5モル%とを窒素雰囲気中で80℃に加熱し、工業用Cl2−14脂肪アルコ
ール混合物(鎖長分布: O〜2%C+o: 70〜75%CI2+ 24〜3
0%CI4: 0〜2%C4a)1モルに対しエチレンオキシド2モルを付加し
た市販品1モルを、次いで滴下した。反応混合物を段階的(15℃/時)に14
0’Cまで加熱し、最高温度140℃に更に4時間保った。遊離したメタノール
と、過剰の炭酸ジメチルとを留去した。次いで、反応混合物を層状シリケート[
トンシル(Tonsil、商標)]11重量と共に、908Cで1時間撹拌した
後、吸引濾過した。残留OH価3.1の非対称的炭酸エステルを得た。
大寒−2
炭酸ジメチル1.5モル、30%メタノール溶液の形態のナトリウムメタル−ト
0.5モル%、および工業用Cl2−14脂肪アルコール混合物(鎖長分布は実
施例1参照)1モルに対しエチレンオキシド2モルを付加した市販品2モルを、
窒素雰囲気中で140℃までゆっくり加熱しく158C/時)、その温度に1時
間保った。遊離したメタノールと、過剰の炭酸ジメチルとを留去した。反応混合
物を、実施例1と同様に処理した。残留OH化29.4の対称的炭酸エステルを
得た。
実施例3
炭酸ジメチル、30%メタノール溶液の形態のナトリウムメタル−ト、および工
業用C1□−14脂肪アルコール混合物(鎖長分布は、前記と同じ)1モルに対
しエチレンオキシド6モルを付加した市販品を、実施例2と同様に反応させ、処
理した。残留OH価15の対称的炭酸エステルを得た。
実施例4
炭酸ジエチル09モル、30%メタノール溶液の形態のナトリウムメタルレート
0.5モル%、および工業用C1゜−18脂肪アルコール混合物(鎖長分布:0
〜3%C+o: 48〜58%CI2; 19〜24%CI4; 9〜12%C
+a: 11〜14%Cps: O〜5%Cza)1モルに対しエチレンオキシ
ド2モルを付加した市販品1モルを、実施例2と同様に反応させた。残留OH価
37の対称的炭酸エステル炭酸ジメチル、30%メタノール溶液の形態のナトリ
ウムメタル−ト溶液、および工業用Cl2−18脂肪アルコール混合物(鎖長分
布は、実施例4参照)1モルに対しエチレンオキシド7モルを付加した市販品を
、実施例2と同様に反応させ、処理した。残留OH価14の対称的炭酸エステル
を得た。
実施例6
炭酸ジエチル4モル、30%メタノール溶液の形態のナトリウムメタル−ト05
モル%、および工業用オクタツール(鎖長分布・0〜2%Ce:94〜98%C
8,0〜5%C+o)1モルに対しエチレンオキシド8モルを付加した市販品1
モルを、実施例1と同様に反応させ、処理した。残留OH価3の非対称的炭酸エ
ステルを得た。
実施例7
工業用オクタツール1モルに対しエチレンオキシド4モルを付加した市販品を使
用したこと以外は、実施例6と同様に反応を行い、反応生成物の処理を行った。
残留OH価5.5の非対称的炭酸エステルを得た。
実施例8
炭酸ジエチル15モル、30%メタノール溶液の形態のナトリウムメタル−ト0
5モル%、および工業用オクタツールにエチレンオキシド4モルを付加した市販
品2モルを、実施例2と同様に反応させ、処理した。残留。H価12の対称的炭
酸エステルを得た。
B)性能試験
糖シロップ(ビートトップ)110gおよび水420o+1を、21メスシリン
ダーに入れた。循環量3//分の実験室用ポンプを用いて、メスシリンダー底部
がらガラス管により溶液を抜き取った。その液体は、別の管(その下端が、メス
シリンダー上端の高さとなるよう配置)によって戻した。泡および液体の体積が
合わせて2000mzに達したら、種々の発泡抑制剤0.05m1をマイクロピ
ペットで加え、0.5.12.3.5.10120および30分後に、泡と液体
との全体積を読み取った。このようにして、種々のpH(水酸化カリウムの添加
により調節)、および種々の温度で、実施例1〜8の炭酸エステルを試験した。
第1表は、時間、pH値、温度および加えた発泡抑制剤に対して、液体および泡
の合計体積実施例4のエステルの生分解性を、密閉ボトル試験(GF試験)およ
びBODIS試験によって調べた(完全な分解)。エステルの溶解性は、アルキ
ルフェノールポリアルキレングリコールエーテルノニルフェノール−10EO−
5POの添加により、改良した。分散のために超音波を適用した。
本発明のエステルを試験した結果、GF試験においてはBOC/CODが〉60
%であり、BODIs試験においてはBoD28/coDが〉80%であった。
従って、このエステルは易生分解性であると分類し得る。
国際調査報告
フロントページの続き
(72)発明者 スラーデク、ハシスーユルゲンドイツ連邦共和国ディー415
0クレフェルト、ヒンテレ・ゾルプリュッゲンシュトラアセ2番
(72)発明者 キールマン、ジルケ
ドイツ連邦共和国ディー4600エルクラード2、ベツクハウアー・シュトラア
セ31番
Claims (6)
- 1.一般式: ▲数式、化学式、表等があります▼(I)[式中、 R1は炭素原子数1〜22の脂肪族飽和1級アルコールから誘導したアルキル基 であり、 R2は炭素原子数1〜8の脂肪族飽和1級アルコールから誘導したアルキル基お よび/またはR1と同意義であり、 nは2〜20の数であり、 mは0またはnと同意義である。] で示される炭酸エステルの、テンサイもしくはジャガイモ加工食品工業および/ または発酵工程用の発泡抑制剤としての用途。
- 2.25℃未満、好ましくは10℃未満の温度で液体である一般式(I)の炭酸 エステルを使用する請求項1記載の用途。
- 3.R1およびR2は、脂肪族飽和1級C6−20アルコール、とりわけ非分枝 状C8−18アルコールから誘導した同じアルキル基であり、nおよびmは2〜 16、とりわけ2〜12の同一の数である一般式(I)で示される炭酸エステル を使用する請求項1記載の用途。
- 4.R1は脂肪族飽和1級C6−20アルコール、とりわけ非分技状C8−18 アルコールから誘導したアルキル基であり、R2はメチルまたはエチル基であり 、nは2〜16、好ましくは2〜12の数であり、mは0である一般式(I)で 示される炭酸エステルを使用する請求項1または2記載の用途。
- 5.一般式(I)の炭酸エステルを、発泡抑制する材料に対して1重量%未満、 好ましくは0.001〜0.8重量%の量で使用する請求項1〜4のいずれかに 記載の用途。
- 6.テンサイの貯蔵、加工および粉砕、並びに糖蜜を用いるパン酵母の製造にお ける請求項1〜5のいずれかに記載の用途。
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---|---|---|---|
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