SK284128B6 - Kompozícia s obsahom organogélu - Google Patents

Abstract

Kompozícia s obsahom organogélu, v ktorej organogél pozostáva z tekutej tukovej zložky, najmenej jedného sterolu a najmenej z jedného esteru sterolu, pričom molový pomer sterolov k sterolovým esterom je v rozmedzí 1 : 5 až 5 : 1. Tekutý tuk je výhodne jedlý tuk a použité steroly sú zmesou fytosterolov, výhodne zmesi oryzanolu a sitosterolu, ktoré tvoria minimálne 2 % podiel (hmotnostne), výhodne 4 % podiel s optimálnym molovým pomerom medzi 3 : 1 až 1 : 3, výhodne medzi 1 : 2 až 2 : 1. Kompozícia sa výhodne použije do spotrebných tovarov, ako sú kozmetické výrobky alebo potravinárske výrobky. Aj tieto výrobky, obsahujúce uvedenú kompozíciu, sú súčasťou tohto vynálezu. Po rozpustení uvedených sterolov v tukovej zmesi pri zvýšenej teplote sa zlepšenie schopnosti sterolov vytvárať štruktúry prejavilo pri rýchlom chladení zohriatej zmesi.ŕ

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka kompozície s obsahom organogélu; organogél pozostáva najmä z tekutej tukovej zložky a zo zmesi sterolov.

Organogél podľa tohto vynálezu má významne vyššiu tuhosť (konzistenciu) ako tekutá tuková zložka, ak sa porovnávajú pri rovnakej teplote, bežne pri teplote miestnosti.

Uvedená tuková zložka sa v ďalšom označuje ako tekutý tuk.

Tuky sa vo veľkom rozsahu bežne používajú do spotrebiteľských výrobkov, vrátane potravinárskych a kozmetických výrobkov, ale tiež v technickej praxi, mimo spotrebiteľskú oblasť.

Doterajší stav techniky

Pri mnohých použitiach sa vyžaduje, aby výrobok obsahujúci tekutý tuk, mal určitú tuhosť (v ďalšom tiež štruktúru alebo konzistenciu), čo znamená, že výrobok nie je ani tekutý a ani nalievateľný ako samotný tekutý tuk, ak porovnanie vykonávame za rovnakých podmienok. Na vytváranie vhodnej konzistencie sa používajú viaceré spôsoby; používanie tuhých tukov ako prídavkov k tekutým tukom je jeden z najviac používaných spôsobov. Pri použitiach, v ktorých je popri tuku prítomná tiež netuková kvapalina, ako je napríklad voda, používajú sa tiež emulgátory a/alebo zahusťovače a/alebo gélotvomé činidlá, a tak netukové kvapaliny značne ovplyvňujú tuhosť konečného produktu. Vo väčšine použití, najmä však v kompozíciách obsahujúcich vysoký podiel tuku, sa z technických a praktických dôvodov na dosiahnutie vhodnej konzistencie používa prísada tuhého tuku, najmä vo výrobkoch s viac ako 50 % tuku, výhodne vo výrobkoch s viac ako 60 % tuku. Pri nižších úrovniach obsahov tuku sa často používa kombinácia tuhého tuku, emulgátorov a zahusťovačov a/alebo gélotvomých činidiel. V spotrebiteľských výrobkoch, najmä v potravinárskych výrobkoch je však z rôznych dôvodov zvýšená požiadavka znižovať alebo celkom nepoužívať tuhé tuky. Uvedené dôvody môžu byť založené napríklad na zdravotníckych požiadavkách; ak sa tuk konzumuje, spotrebiteľ vyžaduje výrobky s čo najmenšími podielmi nasýtených mastných kyselín (saturated fatty acids - FATA) a výhodne s nízkymi podielmi trans mastných kyselín (napríklad menej ako 4 %). Je ešte výhodnejšie, ak výrobky obsahujúce tuky vôbec neobsahujú trans mastné kyseliny. Niekedy je nevýhodou ich vyššia cena a/alebo nepriaznivý vnem spotrebiteľa na použité prísady.

Teraz sa našiel spôsob na náhradu časti alebo celého podielu tuhého tuku v tukovej kompozícii, obsahujúcej samotný tuhý tuk alebo zmes tuhého a tekutého tuku.

Podstata vynálezu

Podstatou vynálezu je kompozícia s obsahom organogéiu, kde organogél pozostáva z tekutej tukovej zložky, najmenej jedného sterolu a najmenej z jedného esteru sterolu, pričom molový pomer sterolov k sterolovým esterom je v rozmedzí 1 : 5 až 5 : 1.

Vynález je tiež vhodný na zníženie nevyhnutného obsahu látok, upravujúcich konzistenciu na vyžadovanú tuhosť kompozície, obsahujúcej tekutý tuk. Vynález ďalej zahŕňa nový spôsob na dosiahnutie tuhosti tekutého tuku, najmä glyceridu, bez chemickej úpravy.

V tejto prihláške vynálezu sa pod výrazom tekutý tuk rozumie, že tekutý tuk sa dá liať pri teplote jeho použitia. Pri väčšine výrobkov a vo výhodnom uskutočnení to znamená pri teplote miestnosti (20 °C). Príklady tekutých tukov zahŕňajú tekuté parafíny a tekuté organické tukové zložky, aké sa často používajú do spotrebiteľských výrobkov, napríklad polyólové estery, ako sú mno-, di- a triglyceridy.

Vynález zahŕňa kompozíciu, obsahujúcu organogél; organogél obsahuje prevažne tekutú tukovú zložku, najmenej jeden sterol a najmenej jeden ester sterolu. Vyžaduje sa, aby obidva boli prítomné v množstve každý najmenej 1 %, vzhľadom na celkové množstvo tekutého tuku použitého do organogélu.

Všetok tekutý tuk v kompozícii podľa tohto vynálezu je výhodne prítomný v organogéli. Vo výhodnom uskutočnení organogél obsahuje najmenej 75 % tekutého tuku. V jednom uskutočnení tohto vynálezu obsahuje nárokovaná kompozícia organogél, pozostávajúci z tekutého tuku, sterolu (alebo zmesi rôznych sterolov) a esteru sterolu (alebo zmesi rôznych sterolových esterov). V inom uskutočnení sú v kompozícii prítomné tiež ďalšie látky.

Je výhodné, keď kompozícia neobsahuje vodu.

Podľa uvedeného sa organogél podľa tohto vynálezu môže použiť v kombinácii s ďalšími zložkami, ako sú tuhý tuk, voda alebo ich kombinácia a môže obsahovať ktorúkoľvek bežne používanú zložku v závislosti od konečného použitia výrobku. Výhodne sa nepoužijú také zložky, ktoré nepriaznivo vplývajú na konzistenciu samotného organogélu. V kompozíciách, ktoré obsahujú vodu, a pri ktorých sa vyžaduje tuhšia konzistencia organogélu aj po dlhšom čase skladovania, je výhodné, ak sa použijú ďalšie prísady. Napríklad sa vyžaduje použiť zložky, ktoré znižujú aktivitu vody.

V súčasných kompozíciách môže byť prítomný tuhý tuk. Napríklad v doterajších kompozíciách, pozostávajúcich z tuhého tuku a z tekutého tuku, možno znížiť podiel tuhého tuku použitím steroovej zmesi podľa tohto vynálezu. V tomto uskutočnení je výhodné, ak sa nielen časť, ale všetok tuhý tuk nahradí tekutým tukom, ale ak je všetok tekutý tuk v kompozícii prítomný vo forme organogélu. Vo veľmi výhodnom uskutočnení podľa tohto vynálezu pozostáva kompozícia z organogélu a tuhého tuku. Výhodné je použiť tuhý tuk, ktorý má nízku úroveň obsahov SAFA, napríklad pod 10 % a úroveň obsahov trans mastných kyselín nižšiu ako 4 %; výhodné je, ak tuhý tuk je v skutočnosti prostý trans mastných kyselín.

Ako už bolo uvedené, v kompozícii podľa jedného z uskutočnení podľa toho vynálezu môžu byť prítomné ďalšie zložky, bežne používané do tukových kompozícií. Napríklad vo výrobku s charakterom margarínu možno celý podiel prítomného tuhého tuku alebo iba jeho časť nahradiť organogélom a navyše môžu byť prítomné aj ďalšie zložky, bežne prítomné vo výrobkoch margarínového typu, ako sú napríklad tuhý tuk, voda, príchuti, soľ a podobné prísady.

Výraz sterol v tomto texte znamená polycyklický alkohol najmenej s 24 uhlíkovými atómami a najmenej so štyrmi kondenzovanými kruhmi, s veľkosťou kruhu najmenej 3 atómy; výhodná je veľkosť kruhu v rozmedzí 3 až 6 atómov. Vo výhodnom uskutočnení tvoria kruhy takmer rovinné kruhové systémy, ako sú napríklad v cholesterole. V inom výhodnom uskutočnení sú hydroxylové skupiny (alebo väzby C - O) v polohe v rovnakej rovine ako kruhové systémy, to znamená ekvitoriálne a nie axiálne.

Estery sterolov sú v tomto texte estery fenolových kyselín so sterolmi, určenými skôr. Výraz fenolové kyseliny sa týka skupiny škoricových kyselín, z ktorých sa ako prí klad uvádza kyselina kávová alebo kyselina ferulová. Veľmi dobré výsledky sa dosahujú, ak esterifikovaný sterol má veľmi podobnú štruktúru štruktúre použitého voľného sterolu. V jednom veľmi výhodnom uskutočnení tohto vynálezu je voľný sterol kyselina ferulová a fenolovou kyselinou esterifikovaný sterol je ester kyseliny ferulovej a sterolu. V súčasnosti sa uznáva, že voľný sterol alebo zložka podobnej chemickej štruktúry a fenolovou kyselinou esterifikovaný sterol alebo zložka s podobnou chemickou Štruktúrou pri rozpúšťaní v kvapaline majú snahu tvoriť agregáty a že tieto agregáty majú do určitej úrovne vytvorenú sieť alebo polymerizujú v kvapaline, čo sa odráža v zvyšovaní tuhosti („štruktúrovaní“) tekutej fázy. Uvedené štrukturovanie kvapaliny pripomína vznik gélu, čo je známe pri vodných systémoch. Prihlasovateľ sa však nechce viazať na túto teóriu. Príkladmi vhodnej kombinácie sterolov a esterov sterolov, vybranými zo skupiny fytosterolov sú oryzanol a sitosterol (často aznačovaný ako β-sitosterol). Zistilo sa, že aj cholesterol je vhodnou zložkou, ktorá môže zvyšovať tuhosť (konzistenciu, vyvolávať štrukturovanie) tekutej tukovej zložky, ak sa použije na vhodnej úrovni obsahov v kombinácii s inými fytosterolmi.

Ďalšou výhodou tohto vynálezu je zistenie, že väčšina sterolov, použiteľných na „štrukturovanie“ podľa tohto vynálezu sú zložky, ktoré sa dajú získať z prírodných zdrojov. Vo výhodnom uskutočnení podľa tohto vynálezu sú tiež použité steroly a/alebo estery sterolov, ktoré sa môžu nachádzať v prírode. Napríklad oryzanol a sitosterol sú prítomné ako minoritné zložky v mnohých rastlinách. V niektorých ojedinelých prípadoch sú uvedené steroly a/alebo ich estery obsiahnuté v rastlinách, z ktorých sa získavajú aj triglyceridy. Poznamenáva sa, že sterolové (esterové) zložky však nie sú v týchto rastlinách prítomné v množstvách, postačujúcich na to, aby v týchto prírodných zdrojoch spôsobovali „štrukturovanie“ a ani nie sú prítomné v takých vzájomných molových pomeroch, ktoré sú vhodné na vytváranie vyžadovanej tuhosti štruktúry. V mnohých prípadoch tiež nie sú prítomné v rastlinách (z ktorých sa získavajú oleje) všetky steroly, potrebné na štrukturovanie. V súčasnosti sa uvedené minoritné látky čiastočne odstraňujú v priebehu rafinácie olejov.

Preto podstatou tohto vynálezu v jednom prípade je nový spôsob zvýšenia tuhosti tekutého tuku, najmä jedlého glyceridu bez chemickej úpravy ktorejkoľvek potrebnej zložky.

Podrobnejšie, zistilo sa, že steroly a estery sterolov, veľmi vhodné na zvyšovanie tuhosti kvapalín sa vyberú zo skupiny fytosterolov. V tomto vynáleze sa výraz fytosterol používa v takom význame, že pokrýva celú skupinu voľných fytosterolov, esterov mastných kyselín s fytosterolmi a (acylované) fytosterolové glukozidy.

Sú známe tri hlavné fytosteroly, menovite β-sitosterol, stigmasterol a kampesterol. Schematické nákresy uvedených látok sú uvedené v „Inluence of Processing on Sterols of Edible Vegetable Oils“, S. P. Kochhar; Prog. Lipid Res. 22, 161 až 188.

Sitosterol sa môže získať napríklad z dreva a z rafinácie rastlinných olejov a normálne obsahuje tiež malé podiely ďalších sterolov, ako je kampesterol, stigmasterol, rôzne avenasteroly a podobné. Pre tento vynález nie je treba, aby použité steroly a/alebo estery sterolov mali vysokú čistotu; môžu byť v nich prítomné niektoré nečistoty. Nepovažuje sa nevyhnutné s nimi sa zaoberať podrobnejšie, keďže ich polarita je pomerne nízka.

Oryzanol obsahuje zmes esterov ferulovej kyseliny a nenasýtených triterpénových alkoholov a označuje sa tiež ako γ-oryzanol. V tomto texte sa používa iba výraz oryza nol. Na ďalší opis a schematický nákres oryzanolu sa odkazuje na literatúru „Separation of Vitamín E a gammaoryzanols from Rice Brán by Normal-Phase Chromatography“, M. Diack a M. Saska, JAOCS, Vol. 71, č. 11, strana 1211. Chryzanol sa môže získať napríklad z ryžových šupiek a obsahuje estery ferulovej kyseliny s niekoľkými fytosterolmi.

Cholesterol je zo známych zdravotných hľadísk menej vyžadovaný, ak ide o použitie v potravinárskych produktoch. Cholesterol sa však môže veľmi dobre uplatniť vo všetkých iných oblastiach použitia.

Veľmi vhodnou kombináciou, najmä na potravinárske výrobky je použitie obidvoch sterolov, oryzanolu spolu s sitosterolom.

Organogél podľa tohto vynálezu má vyššiu tuhosť štruktúry, ako je tuhosť tekutého tuku, ak sa porovnávajú pri rovnakej teplote, normálne pri teplote miestnosti.

Vo veľmi výhodnom uskutočnení má organogél, pozostávajúci z tekutého oleja a zo zmesi sterolu a esterov sterolov podľa tohto vynálezu Stevensovu 4,4 tvrdosť („Stevens 4,4“ value) najmenej 20 gramov pri teplote merania 20 °C. Stevensova tvrdosť St, vyjadrená v gramoch, sa stanovuje 1 týždeň po výrobe organogélu, ak sa organogél uchováva pri 5 °C a potom sa pred skúškou 24 hodín temperuje na vyžadovanú teplotu skúšky. Pri skúške sa používa valec s priemerom 4,4 mm nasadený v Stevensovom textúmom analyzátore „LFRA Textúre Analyzer“ (od spoločnosti Stevens Advanced Weighing Systems, UK) pri rozsahu zaťaženia do 1 000 g a nastavení v 10 mm penetračnej hĺbke a s rýchlosťou 2,0 mm.s¹. Stevensova tvrdosť sa na tento účel považuje ako vyhovujúci parameter na rozlíšenie medzi tekutým tukom a “štruktúrovaným” tekutým tukom (organogélom).

Zmesi sterolu (sterolov) a esteru sterolu (esterov sterolov) podľa tohto vynálezu sú schopné zvyšovať tuhosť („štrukturovať“) tekutý tuk, ak sa pridajú do tekutého tuku v množstve z každého najmenej 1 %, vzťahované na množstvo tekutého tuku. Steroly a estery sterolu majú v tekutom tuku obmedzenú rozpustnosť. Bod nasýtenia závisí od použitých zložiek zmesí. Vo väčšine prípadov je dostatočný taký prídavok sterolov na zvýšenie tuhosti tekutého tuku („štrukturovanie“), pri ktorom sa tuhosť spôsobujúce steroly a estery sterolov pridajú na úrovni, ktorá sa rovná, alebo výhodne, ktoráje vyššia ako bod nasýtenia roztoku. Podrobnejšie, minimálny celkový podiel sterolov (to znamená sterolov + esterov sterolov) je najmenej 2 %, výhodne 3 %, vzhľadom na celkové množstvo tekutého tuku, prítomného v kompozícii.

Uvedené steroly a estery sterolov sa rozpustia v tekutom tuku a usudzuje sa (bez toho, že by sa toto tvrdenie želalo spájať s teóriou), že zvýšenie tuhosti („štrukturovanie“) sa dosiahlo sterolmi a estermi sterolov, ktoré sa pridali na úrovni vyššej, ako zodpovedá nasýteniu roztoku, čo znamená, že práve tieto nerozpustené steroly sa považujú za príčinu zvyšovania tuhosti („štruktúrovanía“) kvapaliny.

Zistilo sa, že by molový pomer medzi sterolmi a estermi sterolov mal byť v rozmedzí 1 : 10 až 10 : 1, výhodne 1 : 5 až 5 : 1, pričom ešte výhodnejší je pomer medzi 1 : 3 až 3 : 1 a najvýhodnejšie v smere k rovnakému molovému podielu obidvoch zložiek. Tieto pomery zabezpečili optimálne zvýšenie tuhosti („štrukturovanie“) tekutého tuku, najmä tekutého triglyceridu.

V jednom osobitom a výhodnom uskutočnení tohto vynálezu je tekutý tuk všeobecne apolámy. Neočakávane sa zistilo, že pri takmer všetkých apolámych tekutých tukoch možno zvýšiť tuhosť použitím kombinácie sterolu (zmesi sterolov) a esteru sterolu (zmesi esterov sterolov), ktorým výhodne je ester použitého špecifického sterolu (zmesi). Vynález je výhodný najmä v oblasti potravinárstva a preto je výhodné použitie jedlého tekutého tuku a jedlého sterolu (sterolov) a jedlého esteru sterolu (esterov sterolov). Tekutým tukom na potravinárske výrobky potom je jedlý tuk, a použité steroly sú zmesou fytosterolov, výhodne oryzanolu a sitosterolu, v najmenšom hmotnostnom podieli 2 %, výhodne 4 %, so zrejmým optimom pri molovom pomere medzi 3 : 1 až 1 : 3, výhodnejšie medzi 1 : 2 až 2 : 1. Po rozpustení sterolov v tukovej zmesi pri zvýšenej teplote sa dosiahlo ďalšie zlepšenie schopnosti sterolov zvyšovať tuhosť rýchlym ochladením kompozície.

V ďalšom výhodnom uskutočnení na potravinárske výrobky sa zistilo, že sitosterol a oryzanol poskytujú významné a dostatočné zvýšenie tuhosti („štruktúru“) jedlého tekutého acylglyceridu, ak sú obidva prítomné v celkovom množstve každý najmenej 2 %, vyjadrené vzhľadom na tekutý acylglyceridový tuk. Pri použití oryzanolu a sitosterolu sa optimálna konzistencia dosiahla pri molovom pomere obidvoch sterolov približne rovnajúcom sa jednej, v kombinácii s použitím tekutého polyólového esteru, výhodne mono-, di- a/alebo triacylglyceridu. Použitie oryzanolu a sitosterolu v potravinárskych výrobkoch pri ich dennom prijímaní sa dnes navyše považuje zo zdravotného hľadiska za prospešné, najmä v spojitosti so znižovaním koronárnych srdcových ochorení.

Pri mnohých použitiach, najmä v potravinárstve, je výhodné ako tekutú tukovú zložku použiť jedlé tekuté acylglyceridy, najmä triacylglyceridy. Vhodné triacylglyceridy môžu byť tuky a oleje (v tomto texte sa uvedené dva výrazy používajú ako synonymá) rastlinného pôvodu a živočíšne tuky, získané z prírodných zdrojov alebo synteticky. Výhodné sú tekuté rastlinné a/alebo živočíšne tuky, získané z prírodných zdrojov. Ďalej je výhodné, ak tieto oleje obsahujú významný podiel C₁₄ až C₂₂ glyceridov a ešte výhodnejšie, ak obsahujú významný podiel C₁₆ až C₂₀ triglyceridov. Uvedené C s číselným indexom znamená číslom uvedený počet atómov uhlíka v skupine jednej mastnej kyseliny.

V inom výhodnom uskutočnení podľa tohto vynálezu obsahuje uvedená tekutá tuková zmes podstatný podiel nasýtených acylglyceridov, najmä nasýtených triglyceridov; zistilo sa, že ich použitie je prospešné z hľadiska tuhosti výrobku. Zistilo sa tiež, že na kompozície s rovnakým stupňom tuhosti treba v prípade výrobkov s vysokou úrovňou obsahov nenasýtených acylglyceridov ďalšie zvýšenie podielu sterolov, ktoré spôsobujú tuhosť výrobkov. Čím menej nenasýtené glyceridy sa použili, tým tuhšie výrobky sa získali s rovnakým množstvom sterolov. Zo zdravotného hľadiska sa však pri potravinách vyžaduje, aby sa použili menej nasýtené glyceridy a vyšší obsah sterolov.

Rastlinné triglyceridy často používané v spotrebiteľských výrobkoch zahŕňajú triglyceridy získané zo semien, strukovín, plodov a orechov, alebo z častí týchto rastlinných materiálov, ako sú ich klíčky, a často sú získavané mechanickým spôsobom a/alebo rozpúšťadlovou extrakciou. Ako príklady tekutých triglyceridov, ktoré sú veľmi vhodné na použitie podľa tohto vynálezu možno uviesť slnečnicový olej, repkový olej, ľanový olej, sójový olej, olej z kukuričných klíčkov, olej z pšeničných klíčkov, olej z ryžových šupiek, palmový olej, olivový olej, podzemnicový olej a podobné.

Podľa tohto vynálezu sa môžu tiež použiť oleje živočíšneho pôvodu, ktoré zahŕňajú také oleje, ktoré sa získavajú pri spracovaní rýb, napríklad rybí olej.

Iné tekuté tuky, ktoré sa podľa tohto vynálezu môžu použiť, zahŕňajú alebo pozostávajú z polyesterov sacharidových polyólov.

V rozsahu tohto vynálezu je zahrnutá kompozícia podľa hlavného nároku, v ktorej použitým tukom je tuk, ktorý pri teplote miestnosti nie je tekutý. Výraz tekutý tuk sa týka tuku, ktorý je tekutý pri teplote použitia. Napríklad, tuky sa môžu použiť pri teplotách vyšších, ako je teplota miestnosti, pričom sa stále vyžaduje, aby tuk pri tejto jeho teplote použitia nebol tekutý, ale aby mal nejakú tuhosť. Ako je všeobecne známe, väčšina tukov sa pri ohrievaní topí; nad teplotou topenia možno však docieliť určitú tuhosť tukov pomocou sterolov, čo sa považuje za zahrnuté v tomto patente. Bude sa vyžadovať, aby sa použil taký podiel sterolov, ktorý je na úrovni alebo nad úrovňou nasýtenia pri predpokladanej teplote použitia. Keďže sa zistilo, že organogél sa stáva menej stálym pri teplotách vyšších ako 80 °C, bude výhodná teplota spracovania kompozície, obsahujúcej organogél, nižšia ako 80 °C.

V ďalšom uskutočnení podľa tohto vynálezu sa použije tekutý tuk alebo olej z rastlinného alebo živočíšneho zdroja, ako sa uvádza skôr, ku ktorému sa pridá okrem sterolov najmenej 1 % (vzhľadom na množstvo použitej zmesi tekutých tukov) monoglyceridov. Zistilo sa, že ďalšie zvýšenie tuhosti tukovej zmesi sa dosiahne prídavkom 1 %, alebo viac, napríklad 2 až 10 % monoglyceridu, alebo sa prídavkom monoglyccridu zníži podiel sterolov, potrebný na dosiahnutie vhodnej konzistencie alebo viskozity tekutej tukovej zmesi.

Kompozícia podľa tohto vynálezu sa môže pripraviť prostým rozpustením sterolu (sterolov) v tekutom tuku. Miešaním pri zvýšenej teplote sa napríklad môže pripraviť výrazne tuhšia kompozícia v porovnaní s kompozíciou, pozostávajúcou zo samotného tekutého tuku a rozpusteného esteru fenolovej kyseliny so sterolom a sterolu ich zmiešaním.

Pre mnohé tuky a oleje bude postačujúca zvýšená teplota, ako je napríklad 40 až 50 °C, často viac ako 75 °C alebo 85 °C, v niektorých prípadoch sa bude vyžadovať teplota 90 °C preto, aby sa dosiahlo rýchle rozpúšťanie zložiek kompozície. Potom, čo sa rozpúšťaním dosiahne číry, priezračný roztok, nechá sa vychladnúť napríklad na okolitú teplotu.

Vznik „štruktúrovaného“ systému často nastáva pomerne zvoľna. Dosiahnutie konečného stupňa tuhšej konzistencie zmesi môže v niektorých prípadoch vyžadovať čas dlhší ako jeden až niekoľko dní. Zistilo sa, že rýchlejšie a dokonca aj okamžité vytvorenie vyžadovanej konzistencie zatuhnutej štruktúry z roztoku sa dosiahne rýchlym chladením. Na tento účel sú preto veľmi vhodné chladiace zariadenia so stieraným povrchom, napríklad votátor (Ajednotka).

Z hľadiska správnej výživy sa vyžaduje, aby v potravinárskych výrobkoch bolo prítomné čo najmenšie množstvo nasýteného tuku (triglyceridov, obsahujúcich skupiny nasýtených mastných kyselín). Preto sa v súčasnosti často vyžaduje používať neupravované oleje a tuky, ktoré majú vysoký obsah skupín nenasýtených mastných kyselín. Také oleje sa však pri teplote miestnosti veľmi často dajú liať a preto sú menej vhodné na použitie do výrobkov, ktoré musia mať určitú tuhosť, konzistenciu, ako sú nátierky, studené omáčky („dressings“), majonézy a roztierateľné margaríny, používané ako zeleninové polevy, krémy, plnky a ozdoby. Doteraz sa oleje upravovali tak, aby sa touto úpravou dosiahla potrebná tuhšia konzistencia, vyššia tuhosť kompozície. Uvedená úprava má však vážnu nevýhodu v tom, že sa nenasýtené mastné kyseliny menia na nasýtené.

Z hľadiska správneho stravovania sa preto vyžaduje, aby sa v potravinárstve používali čo najviac neupravované oleje a tuky, pokiaľ to ich konzistencia dovoľuje. Pomocou tohto vynálezu možno teraz dosahovať potrebnú tuhšiu konzistenciu tekutých olejov a tukov prídavkom najmenej jedného sterolu a najmenej jedného esteru sterolu v množstvách najmenej 1 % z každého (vyjadrované vzhľadom na tekutý tuk, ktorého konzistenciu treba upraviť na tuhšiu).

Uvedený organogél sa výhodne použije do spotrebiteľských výrobkov, ako sú napríklad kozmetické výrobky alebo potravinárske výrobky. Také výrobky, ktoré obsahujú uvedenú kompozíciu sa tiež zahŕňajú do rozsahu tohto vynálezu. Vynález potom umožňuje pripraviť tukové potravinárske výrobky, v ktorých sa použije disperzia organogélu. Hoci je celkom dobre možné pripraviť potravinárske výrobky, v ktorých je všetok tuk prítomný vo forme organogélu podľa tohto vynálezu, v jednom uskutočnení obsahuje potravinársky výrobok tuk vo forme organogélu, ako je určený v tejto prihláške vynálezu, a iný (tuhý) tuk.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Vynález sa ozrejmuje pomocou ďalej uvedených príkladov. Pokiaľ sa neuvádza inak, v príkladoch sa používajú hmotnostné %.

Stupeň tuhosti (konzistencia, tvrdosť) vzoriek sa stanovil pomocou Stevensovho penetrometra za podmienok :

priemer vzorky 6,4 mm; penetračná hĺbka 20 mm; pentračná rýchlosť 20 mm.s¹; teplota okolia (približne 20 °C).

Príklad 1

Na stanovenie rozpustnosti špecifického fytosterolu ryžových šupiek „oryzanolu“, obsahujúceho estery kyseliny ferulovej s viacerými fytosterolmi, v prostredí slnečnicového oleja sa postupovalo nasledovne: 1 až 10 % čistého oryzanolu (získaného od Tsuno Rice Fine Chemicals Co., Ltd, Japonsko; >98 % esterov kyseliny ferulovej) a β-sitosterolu (od Kaukas Oy, Chemical Milí, Fínsko; s obsahom 92 % β-sitosterolu), 7 % kampesterolu a asi 1 % artenolov (priemerná molekulová hmotnosť bola 413 g.moľ¹) sa primiešali do oleja pri zvýšených teplotách medzi 50 a 100 °C; zmes sa miešala až do vzniku priezračného a číreho roztoku.

Rozpustnosť oryzanolu v slnečnicovom oleji, definovaná ako koncentrácia (hmotnostne), ktorá poskytuje po dlhšom čase uchovávania pri určitej teplote číry roztok, bola stanovená ako lineárne závislá od teploty na úrovni od 2 % pri 20 °C po približne 10 % pri 90 °C.

Keď sa nasýtený roztok nechal chladnúť a uchovával sa dlhší čas na overenie často sa vyskytujúcej oneskorenej kryštalizácie - presýtenia, potom sa na dne nádoby vytvárali diskrétne kryštály oryzanolu. Za týchto okolností sa nepozorovalo celkom nijaké zvýšenie tuhosti („štrukturácie“, konzistencie) olejovej fázy (= pokus 1.1).

Podobné stanovenia rozpustnosti sa uskutočnili so sitosterolovým výrobkom, odvodeným z čistého dreva; výrobok obsahoval približne 92 % čistého sitosterolu a približne 8 % kampesterolu. Rozpustnosť tohto sitosterolu v rafinovanom slnečnicovom oleji bola určená na úrovni 1 % pri 20 °C a zvyšuje sa lineárne na približne 4 % pri 90 °C. Pri tom sa nebral do úvahy malý podiel sterolu, prítomný v čistom oleji.

Keď sa teplota nechá klesnúť pod teplotu nasýtenia, sitosterolový roztok tiež po určitom čase má vylučovanie sitosterolových kryštálov. Aj pri týchto skúškach rozpustnosti, keď sa vylučuje sitosterol z roztoku sa nezaznamenali nijaké prejavy zvýšenia konzistencie („strukturovania“) (= pokus 1.2).

Na zistenie rozpustnosti rôznych fytosterolov sa vykonali skúšky rozpustnosti s kombináciami obidvoch sterolov, rozpúšťaných v oleji. Tieto roztoky kombinovaných fytosterolov ostávali tekuté, pokiaľ sa teplota udržiavala nad 50 °C.

Veľmi prekvapivé bolo zistenie, že pri použití približne 2 % oryzanolu a 2 % sitosterolu ako východiskových látok, rozpustených v slnečnicovom oleji sa roztoky sterolov stávali rôsolovitými (gélovitými, viac tuhými) a dokonca po niekoľkých dňoch tuhými, ak sa ochladili až na teplotu miestnosti a už sa viac nepokračovalo v miešaní (= pokus 1.3).

Príklad 2

Neočakávateľná schopnosť vytvárať tuhšiu konzistenciu spoločne rozpustených oryzanolu a sitosterolu v tekutom slnečnicovom oleji sa ďalej objasnila vykonaním celej série skúšok rozpustnosti; ako premenná veličina sa pri pokusoch volil hmotnostný pomer oryzanolu k sitosterolu.

Konštantné podmienky pri tejto sérii pokusov vyplývajú z opisu skúšok:

- do sklenej kadičky sa odváži 94,0 g rafinovaného (a vymrazeného) slnečnicového oleja; vzorka sa mieša;

- do oleja sa pridajú vyžadované množstvá oryzanolu a sitosterolu, pričom sa zachová stále rovnaká celková koncentrácia sterolov spolu na úrovni 6 %;

- za stáleho miešania sa teplota zmesi zvýši na 90 °C;

- po dosiahnutí číreho roztoku sa pokračuje v miešaní počas 30 minút;

-roztok sa nechá chladnúť na teplotu okolia;

- roztok sa nechá stáť v pokoji pri teplote okolia počas 6 dní.

Výsledky stanovení Stevensovej tvrdosti v gramoch, vykonaných s roztokmi obsahujúcimi rôzne podiely oryzanolu a sitosterolu sa uvádzajú v tabuľke II. Pokusy II. 1 a II.9 sú porovnávacie príklady.

Tabuľka II

Pokus č.	Oryzanol (g)	Sitosterol (g)	molový pomer ory: sito	tvrdosť (g)
II. 1	5,55	0,45	8,36	0
II.2	5,01	0,99	3,46	13
II.3	4,43	1,57	1,92	25
II.4	3,90	2,10	1,27	37
II.5	3,56	2,44	1,00	57
II.6	3,54	2,46	0,98	57
II.7	2,96	3,04	0,66	81
11.8	2,01	3,99	0,34	31
11.9	0,96	5,04	0,13	0

Táto séria pokusov celkom zreteľne ukazuje zvyšovanie konzistencie („strukturovania“), ak sa predmetné dva steroly spolu rozpustia v slnečnicovom oleji.

Príklad 3

Vplyv celkovej koncentrácie fytosterolov je zrejmý z nasledujúceho príkladu:

pomer a celkový podiel sterolov sú uvedené v tabuľke III. Ostatné podmienky pokusov boli konštantné a sú uvedené v príklade 2 s výnimkou, žc sa použilo premenné množstvo slnečnicového oleja (pozri tab. III) a čas uloženia v tomto

SK 284128 Β6 prípade bola 3 dni. Výsledky spracovania vzoriek za uvedených podmienok sa uvádzajú v nasledujúcej tabuľke:

Tabuľka III

Pokus číslo	oryzanol (g)	sitosterol (g)	olej (g)	steroly (%)	tvrdosť (g)
III. 1	2,37	1,63	96,0	4,0	0
III.2	3,56	2,44	94,0	6,0	26
III.3	5,34	3,66	91,0	9,0	1 057
III.4	7,12	4,88	88,0	12,0	1 901
III.5	9,49	6,51	84,0	16,0	3 520

Z hodnôt, uvedených v tabuľke vyplýva, že tvrdosť (tuhosť) slnečnicového oleja s upravenou konzistenciou pomocou sterolov sa podstatne zvyšuje so zvyšujúcim sa celkovým množstvom fytosterolov. Príklad III. 1 s najnižším obsahom sterolov v čase merania nevykazoval nijakú tuhosť. V ďalšom pokuse sa však zistilo, že uvedená kompozícia mala po 26 dňoch Stevensovu tvrdosť asi 20 g.

Príklad 4

V tejto sérii pokusov sa menili podmienky:

- čas uloženia po ochladení: 1,4 a 7 dní;

- teplota pri uložení: 5, 15 a 25 °C.

Celková koncentrácia sterolov sa v tejto sérii pokusov dodržiavala na úrovni 5 % a molový pomer oryzanolu : sitosterolu bol 1 : 1. Stanovenie Stevensovej tvrdosti sa vykonalo pri teplote okolia. Rozpúšťanie sa vykonávalo za miešania v sklenom reaktore s dvojitou stenou. Výsledky sa uvádzajú v tabuľke IV.

Tabuľka IV - Vplyv času, teploty a pomeru sterolov na tvrdosť

Pokus číslo	doba (dni)	teplota (°C)	tvrdosť (g) ory:sito=l : 1	tvrdosť (g) ory:síto=2:1	tvrdosť (g) ory:sito=l : 2
IV. 1	1	5	0	807	565
IV.2	1	15	0	857	548
IV.3	1	25	0	5	14
IV.4	4	5	185	860	568
IV.5	4	15	1	753	623
IV.6	4	25	0	90	38
IV.7	7	5	209	920	622
IV.8	7	15	18	783	661
IV.9	7	25	10	254	190

Z týchto výsledkov je zrejmé, že vytváranie štruktúr pri zvyšovaní konzistencie vyžaduje niekoľko dní a prebieha rýchlejšie pri nižších teplotách. Opäť sa zaznamenalo, že pri dlhšom uložení kompozícií bez miešania sa tuhosť zvyšuje ďalej. Rýchle zvýšenie tuhosti („štrukturovanie“) nastáva, ak sa na ochladzovanie kompozícií použije votátor (A-jednotka).

Príklad 5

V tomto príklade sa použili rôzne druhy tekutých troglyceridových olejov s rôznym stupňom nenasýtenosti. Uvedené oleje sa získali z olejovej palmy, olív, šupiek ryže, repkových semien, slnečníc a ľanu. Palmový olej bol vytláčaný pri 15 °C. Pokusy sa vykonali s použitím nasledujúcich podmienok:

- celková koncentrácia sterolov: 6 %;

- hmotnostný pomer oryzanol: sitosterol: 1:1;

- teplota rozpúšťania: 90 °C;

- čas uloženia: 6 dní;

- Teplota pri uložení: 20 °C.

Výsledky stanovenia Stevensovej tvrdosti sa uvádzajú v tabuľke V.

Tabuľka V

Pokus číslo	druh oleja	Stevensova tvrdosť (g)
V.l	olivový	127
V.2	z ryžových šupiek	73
V.3	repkový	84
V.4	slnečnicový	81
V.5	z ľanových semien	22

Príklad 6

Skúmal sa vplyv náhrady sitosterolu živočíšnym cholesterolom na zvyšovanie tuhosti („štruktúrovania“). Skúšky sa vykonali s navážkou 46 g slnečnicového oleja s 3 g oryzanolu a 1 g cholesterolu.

Po rozpustení živočíšneho sterolu a rastlinného sterolu v slnečnicovom oleji pri 90 °C sa už skoro prejavili „štrukturotvomé“ vlastnosti systému. Porovnanie sa uvádza v tabuľke VI.

Tabuľka VI

Pokus číslo	druhá zložka	opis	tvrdosť (g)
VI. 1	sitosterol	porovnávací pokus	81
VI.2	cholesterol	rýchlo tuhne	78

V priebehu niekoľkých prvých dni vyzeral olej s cholesterolom celkom priezračný, ale po nejakom čase sa vzorka „zahmlila“ podobne, ako pri všetkých predchádzajúcich skúškach.

Príklad 7

V ďalej opísaných pokusoch sa použil rafinovaný slnečnicový olej aj keď mohol obsahovať malé podiely polárnych látok, ako sú di- a monoglyceridy a voľné mastné kyseliny.

Na skúšanie vplyvu sterolov na vytváranie štruktúry sa čistený rafinovaný triacylglycerolový a vymrazovaný slnečnicový olej ďalej čistil na stĺpci SiO₂ pri teplote okolia za nasledujúcich podmienok:

diel oleja sa rozpustil v 2 dieloch hexánu;

kolóna so silikagélom (číslo 60, od firmy Merck).

V čistenom oleji sa pri 90 °C rozpustili 3 % oryzanolu a 3 % sitosterolu. Po 6 dňoch uloženia čisteného trígíyceridového oleja pri teplote okolia sa získala veľmi tuhá štruktúra s tvrdosťou podľa Stevensa 1 049 g.

Príklad 8

Skúšal sa vplyv prítomnosti rôznych množstiev monoglyceridov na zvyšovanie konzistencie rafinovaného slnečnicového oleja. V pokusoch VIII. 1 až 4 sa pracovalo bez monoacylglycerolu (MAG; od firmy Hymono) (pokus VIII, 1) a s prídavkami 3, 6 alebo 9 % (pokusy VIII,2, VIII.3 a VIII.4) . Výsledky skúšok tvrdosti sa uvádzajú v tabuľke VIII.

Tabuľka VIII

Pokus číslo	opis	Stevensova tvrdosť (g)
VIII. 1	rafinovaný slnečnicový olej	81
VIII.2	+3 % monoacylglycerolu (MAG)	168
VIII.3	+ 6 % MAG	325
VIII.4	+ 9 % MAG	441

Z údajov v tabuľke vyplýva, že prídavky čistých monoglyceridov majú priaznivý vplyv na tuhosť kompozície so sterolomi.

Príklad 9

Vykonala sa séria skúšok, pri ktorých sa sledovalo zvyšovanie tuhosti kompozíce („štrukturovanie“) vplyvom rôznych organických netriglyceridových tekutých látok pri 6 %-nej celkovej koncentrácii sterolov a pri molovom pomere eryzanolu k sitosterolu 1:1. Dosiahnuté výsledky sa uvádzajú v tabuľke IX.

Tabuľka IX

Pokus číslo:	tekutá látka	Druh látky	Stevensova tvrdosť (g)
IX. 1	voda	anorganická	0
IX.2	metanol	alkohol	0
IX.3	etanol	alkohol	0
IX.4	izopropylalkohol	alkohol	0
1X.5	propylénglykol	diól	131
IX.6	glycerol	triól	6
IX.7	acetón	ketón	6
IX.8	kyselina octová	kyselina	0
IX.9	kyselina olejová	kyselina	<5
IX. 10	hexán	alkán	26
IX. 11	parfínový olej	alkán	867

Pripravili sa dve série pokusov, všetky s dvoma oddelenými fázami (to znamená s vodnou fázou a tukovou fázou, pripravenými oddelene) a kombinovaním týchto fáz po predchádzajúcom predspracovaní v C-jednotke. Predspracovanie uvedenej tukovej fázy zahŕňalo ohriatie zložiek tukovej fázy na 90 °C, ochladenie na 60 °C a prechod kompozície jednotkou A takou rýchlosťou, aby sa ochladila na 15 °C. Vodná fáza sa pripravila ohrievaním zložiek na 60 °C, prechodom jednotkou A tak rýchlo, aby sa ochladila nal5°C.

V príklade 11 .A vodná fáza obsahovala soľ, sirup a nijaké aditíva; koncentrácia sterolu a esterov sterolu bola 5 %, vzťahované na tukovú fázu; molový pomer sterolu a esterov sterolov bol 1 : 1.

Príklad 11.A zahŕňa 6 pokusov vrátane jedného porovnávacieho pokusu. Výsledky sa uvádzajú v nasledujúcej tabuľke.

Tabuľka XI.A

Pokus	tuk + steroly (%)	Voda (%)	NaCl (%)	Sirup (%)	Stevens po 2 dňoch	Stevens po 5 dňoch
A.I	84,5	15,5	0	0	70	67
A.2	84,6	12,6	2,77	0	108	125
A.3	82,4	13	4,57	0	100	94
A.4	81,4	7,0	0	11,6	117	122
A,5	81,0	2,7	0	16,4	141	153

V príklade 11. B obsahovala vodná fáza okolo 12 % z celkového obsahu tuku a tak bola vlastným premixom. Celé množstvo sterolov sa pridalo do tukovej fázy. Podľa uvedeného bola koncentrácia sterolov v tukovej fáze 5,65 %, zatiaľ čo koncentrácia sterolov vzhľadom na celkové množstvo tuku v kompozícii bola 5 %. Do tukovej fázy sa pridalo 0,5 % Dimodanu BP a malé množstvo karoténu.

Tabuľka XI.B

Výsledky v tabuľke poukazujú na celkom významnú schopnosť tvorby štruktúr fytosterolmi v parafínovom oleji, propylénglykole, hexáne a v určitej miere aj v kyseline olcjovej.

Príklad 10

Miešanie sterolmi „štruktúrovaného“ slnečnicového oleja pri teplote okolia s demineralizovanou vodou pri zvyšujúcich sa pomeroch oleja : vode (v krokoch po 10 %) malo od pomeru 50 : 50 a viac za následok vznik bielych stálych mäkkých emulzií.

Pri nižších pomeroch ostávala olejová fáza ako samostatná fáza vo vode.

Ak sa miešal slnečnicový olej, obsahujúci oryzanol a sitosterol (celková koncentrácia sterolov bola približne 6 %, molový pomer sterolov 1 : 1) s 20 % vody, použitím rýchleho chladenia vo votátore (A-jednotke) s teplotným režimom z 50 až 60 °C na 0 až 5 °C sa získal margarín vo forme celkom tuhej nátierky.

Získaná nátierka po niekoľkých dňoch v chladničke zmäkla a mohla sa veľmi dobre použiť ako roztierateľný margarín.

Príklad 11

V tomto príklade sa pripravili nátierky, obsahujúce organogél a vodu. Uvedený organogél sa pripravil z ultrasitosterolu (sterol získaný z buničiny) a oryzanol sa získal od spoločnosti Kaukas Oy.

Pokus	tuk + steroly (%)	Voda (%)	NaCl (%)	Sirup (%)	Stevens po 2 dňoch	Stevens po 5 dňoch
B.l	95,5	4,5	0	0	34	36
B.2	95,5	3,7	0,81	0	133	138
B.3	95,4	3,4	1,19	0	157	192
B.4	95,3	1,8	0	2,97	105	120
B.5	95,3	1,8	0	2,97	105	120
B.5	94,8	0,7	0	4,45	197	203
porovnávacia	100	0	0	0	245	302

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (13)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Kompozícia s obsahom organogélu, vyznačujúca sa tým, že organogél pozostáva z tekutej tukovej zložky, najmenej jedného sterolu a najmenej z jedného esteru sterolu, pričom molový pomer sterolov k sterolovým esterom je v rozmedzí 1 : 5 až 5 : 1.
2. 2. Kompozícia podľa nároku 1,vyznačujúca sa t ý m , že celkový podiel sterolu aj celkový podiel esteru sterolu je najmenej 1 % pre každý z nich, vyjadrované vzhľadom na množstvo tekutej tukovej zložky.
3. 3. Kompozícia podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 alebo 2, vyznačujúca sa tým, že pozostáva z tekutého tuku, sterolu alebo zmesi rôznych sterolov, z esteru sterolu alebo zmesi rôznych sterolov a z monoglyceridov.
4. 4. Kompozícia podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 2, vyznačujúca sa tým, že neobsahuje vodu.
5. 5. Kompozícia podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúca sa tým, že ester sterolu má veľmi podobnú štruktúru štruktúre použitého sterolu.
6. 6. Kompozícia podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúca sa tým, že sterol a estery sterolu sa vyberú zo skupiny fytosterolov.
7. 7. Kompozícia podľa nároku 6, vyznačujúca sa t ý m , že sterolom je sitosterol a sterolovým esterom je oryzanol.
8. 8. Kompozícia podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúca sa tým, že organogél kompozície má Stevensovu 4,4-tvrdosť najmenej 20 g, meranú pri 20 °C.
9. 9. Kompozícia podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúca sa tým, že celkový podiel sterolov, to znamená sterolov a esterov sterolov spolu, je najmenej 3 %, vyjadrené vzhľadom na celkové množstvo tekutého tuku, prítomného v kompozícii.
10. 10. Kompozícia podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúca sa t ý m , žc molový pomer sterolov k esterom sterolov v rozmedzí 1 : 3 až 3 : 1, výhodnejšie, pomer je blízky ekvimolovému pomeru uvedených zložiek.
11. 11. Kompozícia podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúca sa tým, že obsahuje monoglyceridy.
12. 12. Potravinársky výrobok, vyznačujúci sa tým, že obsahuje kompozíciu podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, kde prítomný tuk je jedlý tuk, a použité steroly a sterolové estery sú jedlé zložky.
13. 13. Potravinársky výrobok podľa nároku 12, vyznačujúci sa tým, že je vo forme nátierky, roztierateľného margarínu alebo majonézy.