МАСЛЯНЫЕ КОМПОЗИЦИИ
OIL COMPOSITIONS

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к новым масляным композициям для применения в приготовлении напитков и/или продуктов питания, а также к способам их производства. В частности, настоящее изобретение относится к рафинированным масляным композициям, которые имеют очень низкое содержание эфира 3-MCPD и/или глицидилового эфира.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Неочищенные масла в том виде, в котором их извлекают из исходного сырья, не пригодны к употреблению человеком из-за присутствия в них высоких уровней примесей, таких как свободные жирные кислоты, фосфатиды, мыла и пигменты, которые могут быть токсичны или могут придавать маслу нежелательную окраску, запах или вкус. Поэтому неочищенные масла перед использованием рафинируют. Процесс рафинирования, как правило, состоит из трех основных этапов: дегуммирование, отбеливание и дезодорирование. Масло, полученное после завершения процесса рафинирования (которое называют «рафинированное масло»), обычно считается пригодным к употреблению человеком и поэтому может использоваться при изготовлении любых продуктов питания и напитков.
К сожалению, в настоящее время было обнаружено, что сам процесс рафинирования приводит к появлению в рафинированном масле высоких уровней эфиров 3-монохлорпропан-1,2-диола и жирных кислот (эфиров 3-MCPD) и глицидиловых эфиров, обычно в количестве приблизительно 10-25 м.д. Эфиры 3-MCPD и глицидиловые эфиры образуются в результате воздействия на масла высоких температур в процессе обработки, в особенности в процессе дезодорирования. Как глицидиловые эфиры, так и эфиры 3-MCPD связаны с потенциальным канцерогенным эффектом. В частности, существует риск превращения эфиров 3-MCPD в свободный 3-MCPD в организме в процессе пищеварения. Известно, что свободный 3-MCPD при его присутствии в организме в высоких концентрациях вызывает гиперплазию (увеличение численности клеток) почечных канальцев у животных, что в свою очередь приводит к образованию опухолей. Аналогичный эффект наблюдается и в отношении глицидиловых эфиров, которые в организме превращаются в свободный глицидол.
В результате этого научные экспертные органы ЕС, Всемирная организация здравоохранения и Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН установили уровень допустимого суточного потребления (ДСП) свободного 3-MCPD для человека, равный 2 микрограммам на килограмм массы тела.
Предполагая, что все присутствующие в рафинированных маслах эфиры 3-MCPD превратятся в свободный 3-MCPD, было рассчитано, что человек, потребляющий в пищу 100 г растительного маргарина в день, может превысить указанный выше показатель ДСП до пяти раз включительно. Аналогичным образом, при кормлении ребенка смесью (которая содержит приблизительно 25% вес. жира) можно превысить показатель ДСП до 20 раз включительно.
Поэтому несмотря на все еще существующую значительную неопределенность в отношении воздействия эфиров 3-MCPD и глицидиловых эфиров на организм человека ряд регламентирующих органов, включая, например, Немецкий федеральный институт по оценке рисков, рекомендовали принять меры по снижению уровней эфиров 3-MCPD и глицидиловых эфиров в рафинированных маслах. Таким образом, в маслоперерабатывающей промышленности были предприняты согласованные усилия по выявлению возможных способов снижения уровней эфира 3-MCPD и глицидилового эфира в рафинированных маслах.
В настоящее время с этой целью были предложены два основных подхода. В первом предполагается использование в качестве исходного сырья неочищенных масел с очень низким содержанием веществ-предшественников 3-MCPD, что автоматически приведет к меньшему содержанию эфира 3-MCPD в готовом рафинированном масле по сравнению со стандартным рафинированным маслом. К сожалению, это решение является затратным и при переработке больших объемов противоречит принципу устойчивого развития вследствие отсутствия доступных источников масла с низким содержанием 3-MCPD. Поэтому основным используемым в промышленности способом снижения содержания эфира 3-MCPD в настоящее время является использование низкотемпературного дезодорирования для снижения скорости конверсии веществ-предшественников 3-MCPD в эфиры 3-MCPD. К сожалению, даже при самых низких возможных температурах (ограничение на минимальную температуру вызвано требованием к обеспечению безопасности продуктов питания) образование эфиров 3-MCPD происходит в количествах, превышающих максимальные желательные уровни для пищевой промышленности. Конечно, частичным решением этой проблемы может быть объединение низкотемпературного дезодорирования и использования неочищенного масла с низким содержанием веществ-предшественников 3-MCPD, но это решение все равно предполагает затруднения и затраты, связанные с поиском источников таких масел.
Дополнительное предложение по снижению содержания эфира 3-MCPD в масле представлено в патенте WO 2010/036450 (Süd-Chemie). Оно основано на модифицированном процессе рафинирования с использованием очень интенсивного отбеливания (с большим количеством отбеливающих глин). К сожалению, это решение является недопустимо затратным для использования в промышленном масштабе и недостаточно эффективным: снижение уровней эфира 3-MCPD является недостаточным; кроме того, такой процесс приводит к высоким потерям масла в процессе обработки.
Было обнаружено, что отбеливание может привести к снижению уровней эфира 3-MCPD (см. патент WO 2011/069028 A1). Однако отбеливание также приводит к повышению содержания свободных жирных кислот и отрицательно сказывается на вкусовых качествах. Поэтому для получения пригодного к употреблению в пищу масла отбеливание должно сопровождаться дополнительным этапом рафинирования, которым обычно является дезодорирование.
Таким образом, в промышленности сохраняется потребность в создании эффективного и экономичного способа производства рафинированных масел с приемлемыми вкусовыми качествами и очень низкими уровнями эфира 3-MCPD и/или глицидилового эфира. Настоящее изобретение предлагает такой способ.
ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предложен способ производства рафинированного масла со сниженным содержанием эфира 3-MCPD и/или глицидилового эфира, который характеризуется последовательным прохождением масла через следующие этапы в указанном порядке: (a) этап отбеливания, (b) этап дезодорирования, (c) этап окончательного отбеливания и (d) этап окончательного дезодорирования, причем этап окончательного дезодорирования (d) проводят при температуре по меньшей мере на 40°C ниже, чем этап дезодорирования (b), предпочтительно при температуре ниже 190°C.
В соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения предложен способ производства рафинированного масла со сниженным содержанием эфира 3-MCPD и/или глицидилового эфира, который характеризуется последовательным прохождением масла через следующие этапы в указанном порядке: (a) этап отбеливания, (b) этап дезодорирования и (c) этап окончательного отбеливания, причем этап окончательного отбеливания (c) проводят при температуре ниже 80°C и предпочтительно в среде с пониженным содержанием кислорода.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления указанные выше способы могут дополнительно содержать этап щелочной обработки, выбранный из этапа щелочного рафинирования и этапа щелочной переэтерификации.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предложено рафинированное масло, предпочтительно рафинированное пальмовое масло, которое можно получить в соответствии с одним из указанных выше способов. Более конкретно, предложено рафинированное масло с суммарным содержанием эфира 3-MCPD и глицидилового эфира менее 5 м.д. и вкусовыми качествами, измеренными по способу C, равными 8 или более. Также предложено рафинированное масло с содержанием глицидилового эфира ниже порога обнаружения. Частью настоящего изобретения также являются напитки и/или продукты питания, содержащие такие рафинированные масла.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Настоящее изобретение предлагает способ производства рафинированных масел со сниженным содержанием эфира 3-MCPD и/или глицидилового эфира.
Рафинированные масла представляют собой масла, которые прошли полный цикл рафинирования и пригодны к использованию в указанной конечной сфере применения. В частности, они пригодны к употреблению в пищу человеком. Традиционно процесс рафинирования включает по меньшей мере этап дегуммирования, этап отбеливания и этап дезодорирования, хотя могут применяться и другие этапы рафинирования. Нерафинированное масло (то есть масло, не прошедшее ни через одну стадию рафинирования) в дальнейшем будет называться неочищенным маслом или маслом прямой гонки. Такие неочищенные масла можно получить посредством экстракции растворителями (такими как гексан) с последующим выпариванием растворителя. Смесь масла и растворителя называется мисцелла, однако для простоты она также будет в дальнейшем называться «неочищенным маслом». Частично рафинированное масло представляет собой масло, которое прошло через один или более этапов рафинирования, но еще не пригодно к применению в указанной окончательной сфере применения. Когда термин «масло» используется самостоятельно, без впередистоящего слова, он может относиться к нерафинированному, частично рафинированному и/или полностью рафинированному маслу, как понятно из контекста.
Специальная обработка
В настоящем изобретении предложен способ производства рафинированного масла со сниженным содержанием эфира 3-MCPD и/или глицидилового эфира, который характеризуется тем, что содержит этап отбеливания с последующим этапом дезодорирования, а также тем, что содержит этап мягкой окончательной очистки, например, этап окончательного отбеливания и/или дезодорирования, проводимый в условиях, которые ограничивают образование нежелательных веществ.
В соответствии с одним возможным вариантом осуществления способ содержит последовательное прохождение масла через следующие этапы в указанном порядке: (a) этап отбеливания, (b) этап дезодорирования, (c) этап окончательного отбеливания и (d) этап окончательного дезодорирования, причем этап окончательного дезодорирования (d) проводят при температуре по меньшей мере на 40°C ниже, чем этап дезодорирования (b). При проведении в указанных условиях окончательное дезодорирование будет называться «этапом мягкого дезодорирования». Окончательное дезодорирование предпочтительно проводят при температуре 190°C или ниже, более предпочтительно при температуре 180°C или ниже, еще более предпочтительно при температуре 160°C или ниже, например, при температуре в диапазоне 140-160°C или 130-160°C.
В соответствии с другим возможным вариантом осуществления способ содержит последовательное прохождение масла через следующие этапы в указанном порядке: (a) этап отбеливания, (b) этап дезодорирования и (c) этап окончательного отбеливания, причем этап окончательного отбеливания (с) проводят при температуре ниже 80°C. При проведении в указанных условиях этап окончательного отбеливания будет называться «этапом мягкого отбеливания». При таких условиях, как было обнаружено, дополнительного дезодорирования не требуется. Этап окончательного отбеливания предпочтительно проводят при температуре 70°C или ниже, например, при температуре в диапазоне 50-70°C. В идеале его проводят в среде с пониженным содержанием кислорода. Под средой с пониженным содержанием кислорода в дальнейшем будет пониматься среда или система, способные значительно сократить контакт масла с кислородом. Среда с пониженным содержанием кислорода предпочтительно по существу не содержит кислорода. Этап окончательного отбеливания можно проводить, например, в атмосфере инертного газа (например, в атмосфере азота) или в колонке с неподвижным слоем (или аналогичных структурированных системах фильтрации). Хотя его наличие необязательно, при использовании последовательного дезодорирования этап представляет собой окончательное дезодорирование в соответствии с приведенным выше описанием (то есть предпочтительно проводится при температуре 190°C или ниже).
Отбеливание
Отбеливание представляет собой процесс, во время которого из масла удаляют примеси для улучшения его окраски и аромата. Как правило, его проводят перед дезодорированием. Природа этапа отбеливания зависит, по меньшей мере частично, от природы и качества отбеливаемого масла. По существу неочищенное или частично рафинированное масло смешивают с отбеливающим агентом, который соединяется с продуктами окисления (например, пероксидами), следовыми количествами фосфатидов и мыл, пигментами и другими соединениями для обеспечения их удаления. Природу отбеливающего агента можно выбрать в соответствии с природой неочищенного или частично рафинированного масла для получения необходимого отбеленного масла. Отбеливающие агенты по существу включают природные или «активированные» отбеливающие глины, также называемые «отбеливающими землями», активированный уголь и различные силикаты. Специалист может выбрать соответствующий задачам отбеливающий агент из доступных в продаже в зависимости от проходящего очистку масла и планируемого целевого использования этого масла.
Способы настоящего изобретения включают по меньшей мере два этапа отбеливания. Если за этапом окончательного отбеливания следует этап дезодорирования, они могут быть одинаковыми или аналогичными (например, с использованием одних и тех же отбеливающих агентов и проводимые в аналогичных условиях), - этап окончательного отбеливания может быть даже более интенсивным, чем предыдущий(ие) этап(ы) отбеливания. Однако этап окончательного отбеливания предпочтительно представляет собой этап мягкого отбеливания, то есть является менее интенсивным, чем предыдущий(ие) этап(ы) отбеливания. Например, этап окончательного отбеливания можно проводить с меньшим количеством отбеливающего агента (или с менее активным отбеливающим агентом), при более низкой температуре и/или с меньшим временем обработки или же с использованием отбеливающего оборудования, которое в меньшей степени влияет на вкусовые качества и образование свободных жирных кислот (например, в среде с пониженным содержанием кислорода согласно приведенному выше описанию).
Таким образом, способ настоящего изобретения включает первый этап отбеливания с последующим первым этапом дезодорирования и этап окончательного отбеливания, за которым необязательно может следовать этап окончательного дезодорирования.
Дезодорирование
Дезодорирование представляет собой процесс, в котором свободные жирные кислоты (СЖК) и другие летучие примеси удаляют путем обработки (или «отпаривания») неочищенного или частично рафинированного масла водяным паром, азотом или другими инертными газами. Процесс дезодорирования и его многочисленные вариации и модификации хорошо известны специалистам в этой области. Этап(ы) дезодорирования настоящего изобретения могут быть основаны на одном или на множестве их вариаций.
Например, дезодоратор может представлять собой любую систему из широкого спектра доступных в продаже, включая как многокамерные дезодораторы (например, поставляемые компаниями Krupp, г.Гамбург, Германия; De Smet Group, S.A., г. Брюссель, Бельгия; Gianazza Technology s.r.l., г. Леньяно, Италия; Alfa Laval AB, г. Лунд, Швеция, и др.), так и многосекционные дезодораторы (например, поставляемые компаниями Krupp, De Smet Group, S.A. и Crown Ironworks, США).
Если способ настоящего изобретения включает два (или более) этапа дезодорирования, то, как правило, на каждом этапе дезодорирования используют отдельный дезодоратор. Каждый дезодоратор может быть изготовлен одним производителем, может быть одного типа, устройства и т.д. или может отличаться от других, при условии что при использовании более одного этапа дезодорирования окончательное Дезодорирование представляет собой этап мягкого дезодорирования. В соответствии с одной возможной конфигурацией множество процессов дезодорирования можно проводить на одном дезодорирующем устройстве. В соответствии с этим вариантом осуществления в устройстве есть выпускное отверстие для масла, через которое масло выпускают из дезодоратора после первоначального высокотемпературного дезодорирования (при этом подразумевается, что первоначальное дезодорирование включает по меньшей мере один этап высокотемпературного дезодорирования). Затем масло отбеливают и снова вводят в дезодоратор через впускное отверстие, размещенное таким образом, что масло снова попадает в дезодоратор и проходит через менее высокотемпературное дезодорирование (например, дезодорирование при температуре по меньшей мере на 40°C ниже самой высокой температуры дезодорирования, используемой в процессе первоначального дезодорирования). Это можно осуществить, например, в многосекционном или многокамерном дезодораторе. В таких дезодораторах теплообменники размещают таким образом, чтобы, например, в верхнем отсеке или камере масло проходило дезодорирование при температуре 270°C. В следующем отсеке или камере температура дезодорирования равна 250°C и т.д. до тех пор, пока в нижних отсеках температура дезодорирования не будет равна 140°C или 120°C. Таким образом, выпускное отверстие для масла можно разместить ниже первого комплекта отсеков/камер, чтобы масло покидало дезодоратор после дезодорирования, например, при температуре 200°C. В свою очередь впускное отверстие для масла можно разместить таким образом, чтобы масло могло попадать в отсек/камеру с температурой дезодорирования 190°C или ниже. Затем масло может переходить из одного отсека/камеры в следующий до тех пор, пока оно не достигнет конца/дна дезодоратора.
Как правило, дезодорирование проводят при повышенных температурах и пониженном давлении для лучшего испарения СЖК и других примесей. Точная температура и давление могут варьировать в зависимости от природы и качества обрабатываемого масла. Например, давление предпочтительно составляет не более 1333,2 Па (10 мм рт.ст.), но в некоторых вариантах осуществления можно эффективно использовать давление, меньше или равное 666,6 Па (5 мм рт.ст.), например 133,3-533,3 Па (1-4 мм рт.ст.). Температуру в дезодораторе можно при необходимости варьировать для достижения оптимального выхода и качества дезодорированного масла. При повышении температуры ускоряются реакции, которые могут привести к снижению качества масла. Например, при более высоких температурах может происходить превращение цис-жирных кислот в их менее желательные трансформы. Работа дезодоратора при более низких температурах позволяет снизить степень цис-трансконверсии, однако по существу окажется более продолжительной или потребует большего количества отпаривающей среды или более низкого давления для удаления требуемой доли летучих примесей. Таким образом, дезодорирование проводят, как правило, при температуре в диапазоне от 200 до 280°C, причем для многих масел используют температуру приблизительно 220-270°C (примечание: указанные температуры отражают температуры, достигаемые маслами в дезодораторе, а не, например, температуру используемого в процессе водяного пара).
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения первый этап дезодорирования проводят при температуре в пределах указанных стандартных диапазонов (то есть от 200 до 280°C, предпочтительно от 220 до 270°C). Для пальмового масла предпочтительный диапазон температур для первого дезодорирования составляет от 240 до 270°C. При использовании этап окончательного дезодорирования проводят при температуре по меньшей мере на 40°C ниже температуры первого этапа дезодорирования. Этап окончательного дезодорирования предпочтительно проводят при температуре 190°C или ниже, предпочтительно при температуре 180°C или ниже, более предпочтительно при температуре 160°C или ниже, например при температуре в диапазоне 140-160°C или 130-160°C.
Таким образом, способ настоящего изобретения включает первый этап отбеливания и первый этап дезодорирования с последующим этапом окончательного отбеливания и необязательно этапом окончательного дезодорирования. Он также может включать один или более этапов щелочной обработки.
Щелочная обработка
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления способ настоящего изобретения может также включать один или более этапов щелочной обработки. Используемый в настоящем документе термин «щелочная обработка» следует понимать не как относящийся только к традиционному процессу химической очистки, известному как «щелочное рафинирование», но как относящийся к любой обработке масла щелочью (то есть к любому процессу, в котором неочищенное или частично рафинированное масло приводят во взаимодействие со щелочью), как будет понятно из нижеописанного.
- Щелочное рафинирование
В соответствии с одним конкретным вариантом осуществления щелочная обработка состоит из этапа щелочного рафинирования, на котором: (a) смешивают неочищенное или частично рафинированное масло со щелочным водным раствором для получения смеси частично рафинированного масла и продуктов омыления; (b) отделяют продукты омыления (например, с использованием центрифуги или осадительного бака); и (c) промывают частично рафинированное масло (предпочтительно водой при температуре в диапазоне 70-105°C). Затем полученное промытое частично рафинированное масло можно направить на следующий этап рафинирования (примечание: в случае мисцеллы щелочное рафинирование приведет к получению нейтрализованной промытой мисцеллы, которую предварительно нужно упарить перед отправкой масла на следующий этап рафинирования).
В качестве щелочей, используемых для щелочного рафинирования, как правило, применяют сильные щелочи, такие как гидроксид натрия или карбонат натрия. Гидроксид натрия, например, предпочтительно используют в концентрации приблизительно 25%. Этот и другие возможные вариации этапа щелочного рафинирования будут очевидны для специалиста в данной области и поэтому не требуют подробного описания в настоящем документе.
Не стремясь ограничить себя конкретной теорией, авторы считают, что данный этап щелочного рафинирования позволяет удалить вещества-предшественники эфиров 3-MCPD и/или глицидиловых эфиров из неочищенного или частично рафинированного масла, посредством этого снижая общее количество эфиров 3-MCPD и/или глицидиловых эфиров, образующихся в процессе дополнительной обработки (например, в процессе дезодорирования). Таким образом, если применимо, данный тип этапа щелочной обработки предпочтительно проводят до первого этапа дезодорирования, более предпочтительно до первого этапа отбеливания.
- Щелочная переэтерификация
В соответствии с дополнительным вариантом осуществления настоящего изобретения этап щелочной обработки может представлять собой этап щелочной переэтерификации, проводимый путем приведения неочищенного или частично рафинированного масла во взаимодействие с катализатором щелочной переэтерификации.
Переэтерификацию проводят для изменения ацил-глицеринового профиля масла (в частности, путем перераспределения жирных кислот между различными триглицеридами). Также не стремясь ограничить себя конкретной теорией, авторы считают, что этап щелочной переэтерификации позволяет удалить эфиры 3-MCPD и/или глицидиловые эфиры из обработанного масла. Таким образом, если применимо, этап щелочной переэтерификации предпочтительно проводят после первого этапа дезодорирования, более предпочтительно до этапа окончательного отбеливания.
Специалистам в данной области известен ряд катализаторов щелочной переэтерификации. В качестве примера можно привести алкоголяты натрия и алкоголяты калия, такие как метоксид натрия и/или этоксид натрия; стеарат натрия; гидроксид натрия и гидроксид калия. Любой из них можно применять для целей настоящего изобретения. В соответствии с одним конкретным вариантом осуществления используют метоксид натрия, предпочтительно при концентрации приблизительно от 0,05 до 0,1% вес. Преимуществом является то, что обрабатываемое масло приводят во взаимодействие с катализатором щелочной переэтерификации в вакууме и при температуре в диапазоне от 80 до 120°C. Взаимодействие предпочтительно поддерживают в течение 30-90 минут. Как правило, это приводит к полной переэтерификации масла, хотя следует отметить, что переэтерификация не считается необходимой для достижения сниженных уровней эфира 3-MCPD.
В соответствии с одним конкретным вариантом осуществления способ настоящего изобретения может включать множество этапов щелочной обработки. Например, он может включать этап щелочного рафинирования перед первым дезодорированием и этап щелочной переэтерификации после первого дезодорирования. Специалисту в данной области будут очевидны другие возможные комбинации.
Таким образом, в качестве иллюстрации возможны варианты осуществления настоящего изобретения, на которых:
(I) масло подвергают (a) этапу щелочного рафинирования, (b) этапу отбеливания, (c) этапу дезодорирования, (d) этапу окончательного отбеливания и (e) этапу окончательного мягкого дезодорирования;
(II) масло подвергают (a) этапу отбеливания, (b) этапу дезодорирования, (c) этапу щелочной переэтерификации, (d) этапу окончательного отбеливания и (e) этапу окончательного мягкого дезодорирования;
(III) масло подвергают (a) этапу щелочного рафинирования, (b) этапу отбеливания, (c) этапу дезодорирования, (d) этапу щелочной переэтерификации, (e) этапу окончательного отбеливания и (f) этапу окончательного мягкого дезодорирования;
(IV) масло подвергают (a) этапу щелочного рафинирования, (b) этапу отбеливания, (c) этапу дезодорирования и (d) этапу окончательного мягкого дезодорирования;
(V) масло подвергают (a) этапу отбеливания, (b) этапу дезодорирования, (c) этапу щелочной переэтерификации и (d) этапу окончательного мягкого отбеливания;
(VI) масло подвергают (a) этапу щелочного рафинирования, (b) этапу отбеливания, (c) этапу дезодорирования, (d) этапу щелочной переэтерификации и (е) этапу окончательного мягкого отбеливания.
Дополнительные этапы
В дополнение к вышеописанным этапам процесса рафинирования способ настоящего изобретения может включать один или более дополнительных этапов рафинирования или обработки. Например, с неочищенным или частично рафинированным маслом можно провести один или более этапов дегуммирования. Для этого можно использовать любой из известных в данной области способов дегуммирования. Один такой процесс (известный как процесс «водного дегуммирования») включает смешивание масла с водой и разделение полученной смеси на масляный компонент и на нерастворимый в масле компонент из гидратированных фосфатидов, иногда называемый «влажная масса» или «влажный лецитин». Альтернативно содержание фосфатидов можно понизить (или дополнительно понизить) другими способами дегуммирования, такими как кислотное дегуммирование (с использованием, например, лимонной или фосфорной кислоты), ферментативное дегуммирование (например, с использованием смеси ENZYMAX компании Lurgi) или химическое дегуммирование (например, с использованием реагента SUPERIUNI компании Unilever или TOP компаний VandeMoortele/Dijkstra CS). При использовании этапа дегуммирования его предпочтительно проводят до первого этапа отбеливания.
Описанный способ может также необязательно включать один или более этапов нейтрализации (до первого отбеливания), депарафинизацию любого типа (на любом этапе процесса рафинирования), фракционирование (на любом этапе процесса рафинирования).
Способ настоящего изобретения может также включать один или более этапов химической или ферментативной модификации, включая, например, гидрогенизацию и/или переэтерификацию. Гидрогенизацию предпочтительно проводят либо до этапа первого дезодорирования, либо до этапа окончательного отбеливания. Химическую переэтерификацию предпочтительно проводят после первичного дезодорирования, но до окончательного дезодорирования, если применимо. Если масло, обрабатываемое по способу настоящего изобретения, имеет относительно низкое содержание СЖК, ее также можно проводить до первичного дезодорирования. Ферментативную переэтерификацию можно проводить на любом этапе процесса рафинирования, предпочтительно ее проводят с использованием фермента липазы. Преимуществом является то, что было выявлено, что при проведении после этапа первичного дезодорирования ферментативную переэтерификацию можно использовать в качестве альтернативы второго этапа отбеливания или же ее можно проводить одновременно с последней в рамках того же процесса (например, партиями или в колонке с неподвижным слоем).
Описанный способ может также включать - или в действительности требовать проведения до него или после него - один или более этапов смешивания. Например, может оказаться желательным смешивать масла различных типов или из множества источников. Например, ряд неочищенных или частично рафинированных масел можно смешивать перед первым этапом отбеливания. Альтернативно два или более рафинированных масел можно смешивать после этапа окончательного рафинирования или частично рафинированные масла можно смешивать на промежуточной стадии.
Возможно множество комбинаций и вариаций этапов настоящего процесса. Они будут очевидны специалисту в данной области в зависимости от природы неочищенного масла, используемого в качестве исходного материала, и/или от типа производимого рафинированного масла и его необходимого конечного использования. Единственным ограничением является отсутствие каких-либо этапов обработки масла после проведения этапа окончательного мягкого рафинирования (то есть отбеливания и/или дезодорирования), которые могут привести к значительному увеличению уровней эфиров 3-MCPD и/или глицидиловых эфиров в масле выше целевого уровня.
Продукты
Рафинированные масла, полученные в результате использования описанного выше способа, также являются частью настоящего изобретения. Более конкретно, в настоящем изобретении предложено рафинированное масло с пониженным содержанием эфира 3-MCPD и/или глицидилового эфира. Рафинированные масла можно получить из неочищенных или частично рафинированных масел любого типа, источника или происхождения. Их можно получить, например, из одного или более растительных и/или животных источников, и они могут включать масла и/или жиры одного происхождения или смесь двух или более масел и/или жиров из различных источников или с различными свойствами. Их можно получить из стандартных масел или из специальных масел, таких как масла с низким содержанием 3-MCPD, из модифицированных или немодифицированных масел и/или жиров (то есть из масел в естественном состоянии или масел, с которыми проведена химическая или ферментативная модификация или фракционирование) и т.д. Предпочтительно их получают из растительных масел или смесей растительных масел. Примеры соответствующих растительных масел включают: соевое масло, кукурузное масло, хлопковое масло, пальмовое масло, пальмоядровое масло, арахисовое масло, рапсовое масло, сафлоровое масло, подсолнечное масло, кунжутное масло, рисовое масло, кокосовое масло, масло канолы, а также любые их фракции или производные. В соответствии с наиболее предпочтительным вариантом осуществления рафинированные масла настоящего изобретения получают из пальмового масла.
Разные масла содержат разные уровни веществ-предшественников эфира 3-MCPD и глицидилового эфира и поэтому дают разные уровни эфиров 3-MCPD и глицидиловых эфиров после обработки. Рафинированное масло настоящего изобретения имеет пониженное содержание эфира 3-MCPD и/или глицидилового эфира, причем термин «пониженное» означает содержание эфира 3-MCPD и/или глицидилового эфира меньше, чем для соответствующего масла, полученного в процессе стандартного рафинирования (то есть стандартными этапами дегуммирования, отбеливания и дезодорирования). Описанные рафинированные масла предпочтительно имеют суммарное содержание эфира 3-MCPD и глицидилового эфира по меньшей мере на 50% ниже, чем для соответствующего масла, полученного в процессе стандартного рафинирования. Более предпочтительно, суммарное содержание эфира 3-MCPD и глицидилового эфира будет ниже по меньшей мере на 60%, более предпочтительно ниже по меньшей мере на 70%, более предпочтительно ниже по меньшей мере на 80%, более предпочтительно ниже по меньшей мере на 90%.
Используя в качестве примера пальмовое масло, после стандартного физического рафинирования (дегуммирование, отбеливание и дезодорирование) суммарное содержание в нем эфира 3-MCPD и глицидилового эфира составляет от 15 до 25 м.д. По сравнению с этим суммарное содержание эфиров 3-MCPD и глицидиловых эфиров (M+G) в рафинированном пальмовом масле настоящего изобретения (или масле, которое может быть получено с использованием способа настоящего изобретения) составляет не более 5 м.д., предпочтительно не более 3 м.д., более предпочтительно не более 2 м.д., более предпочтительно не более 1 м.д., более предпочтительно не более 0,5 м.д. В соответствии с некоторыми конкретными вариантами осуществления суммарное содержание M+G в таком масле составляет от 2,5 до 5 м.д. Альтернативно суммарное содержание M+G в нем может составлять от 1 до 3 м.д. Альтернативно суммарное содержание M+G в нем может составлять от 1 до 2,5 м.д. Альтернативно суммарное содержание M+G в нем может составлять от 0,3 до 1,7 м.д. Альтернативно суммарное содержание M+G в нем может составлять от 0,5 до 1 м.д.
Если не указано иное, суммарное содержание эфиров 3-MCPD и глицидиловых эфиров будет определяться по способу A (DGF Standard Methods Section C (Fats) C-III 18(09) Option A). Содержание только эфира 3-MCPD можно определить по способу B (DGF Standard Methods Section С (Fats) C-III 18(09) Option B). Затем содержание глицидилового эфира можно рассчитать как разность результатов, полученных по способу A и по способу B.
Преимуществом является то, что способ настоящего изобретения позволяет производить масла с уровнями глицидиловых эфиров ниже порога обнаружения. Фраза «ниже порога обнаружения» означает, что результат измерения содержания любых глицидиловых эфиров находится в пределах ошибки используемого способа тестирования. Например, содержание глицидилового эфира в рафинированном масле может составлять 0,05 м.д. или меньше, более предпочтительно 0,01 м.д. или меньше.
Содержание СЖК в описанных рафинированных маслах также предпочтительно составляет менее 0,1% вес., более предпочтительно менее 0,05% вес., во избежание появления отталкивающего или неприятного запаха и/или вкуса. Фактически рафинированные масла настоящего изобретения в идеальном случае имеют вкусовые качества, измеренные по способу C, равные 8 или выше, предпочтительно 9 или выше.
Напитки и продукты питания
Рафинированные масла настоящего изобретения можно расфасовывать и продавать в чистом виде (то есть как масла с низким содержанием эфира S-MCPD/глицидилового эфира) или их можно дополнительно смешать с одним или более другими маслами или масляными композициями и/или с одним или более другими компонентами, включая при необходимости одну или более добавок. Когда рафинированные масла настоящего изобретения смешивают с одним или более другими маслами, они предпочтительно представляют собой дезодорированные масла и, еще более предпочтительно, рафинированные масла, которые могут быть получены с использованием способа настоящего изобретения.
Такие рафинированные масла и смеси рафинированных масел можно использовать для любых необходимых целей, например, в пищевой промышленности и при изготовлении напитков. Таким образом, в соответствии с одним конкретным вариантом осуществления в настоящем изобретении предложена композиция для изготовления продуктов питания и/или напитков, содержащая рафинированное масло или смесь рафинированных масел в соответствии с вышеприведенным описанием.
Рафинированные масла настоящего изобретения можно, например, использовать в хлебобулочной продукции (например, пирожных, хлебе, тесте, выпечке, блинном тесте и т.д.), кулинарной продукции (например, бульонах), замороженной продукции (например, пиццах, картофеле фри и т.д.) или молочной продукции (например, сырных продуктах, йогуртах, мороженом и т.д.), в собственно жировых продуктах (таких как маргарины или масла для жарки), детских смесях, пищевых добавках и так далее, как и любое другое масло или смесь масел. Рафинированные масла настоящего изобретения в особенности пригодны для использования в детских смесях и/или других продуктах для детского питания. Предпочтительно они будут использоваться в продуктах для детского питания для замены других масел и/или жиров.
СПОСОБЫ и ПРИМЕРЫ
Способ C.
Аромат рафинированных масел и жиров является важным критерием при определении качества масла. При проверке вкусовых качеств определяются в основном продукты окисления.
- Зона проверки вкусовых качеств
Зона проверки вкусовых качеств должна находиться в чистой и нейтральной среде.
- Отбор образцов
Вкусовые качества следует проверять для каждой партии рафинированных масел/жиров. Для проверки вкусовых качеств масла следует отобрать представительный образец из бака. Отбор образцов следует проводить в соответствии с действующими местными инструкциями. Отбор представительного образца может потребовать достаточной промывки. При хранении масел до тестирования условия хранения должны быть соответствующими (то есть невысокая температура).
- Подготовка образцов/материалы
Посуда, используемая для проверки вкусовых качеств
Одноразовые стаканчики
Белый фон
Питьевая вода температурой 38°C
Чистые стаканчики
Печь или микроволновая печь
Если на бутылях с отобранными образцами есть загрязнения, снаружи или изнутри, вылейте масло/жир в стеклянный лабораторный стакан, чтобы запах от грязной бутыли не попал в масло. Перед началом проверки вкусовых качеств образцы должны быть приведены к конкретным температурам: растительные масла проверяют при комнатной температуре; жиры проверяют при температуре ±50°C (или на 10°C выше точки плавления). Жиры можно подогреть до этой температуры в печи или микроволновой печи.
- Способы проверки вкусовых качеств и запаха
1 или 2 члена дегустационной комиссии (имеющих необходимую подготовку и квалификацию для определения вкусовых качеств масел) должны проверять вкусовые качества каждой партии рафинированных масел/жиров. Сначала эксперты должны промыть рот водой (умеренно теплой, температура приблизительно 38°C) и оценить запах проверяемого масла/жира (взболтав масло/жир перед проверкой запаха). Затем 10 мл масла/жира набирают в рот и тщательно перекатывают во рту (в течение по меньшей мере 10 секунд, не проглатывая). Затем масло/жир сплевывают в одноразовый стаканчик и отмечают наличие любого послевкусия. Если необходимо проверить дополнительные образцы, проверяющий должен промывать рот теплой водой (приблизительно 38°C) перед каждым образцом.
При проведении проверки во внимание должны быть приняты следующие факторы: жиры не должны ни загустевать во рту, ни быть слишком горячими, поскольку это сказывается на восприятии вкуса; для раскрытия аромата масла/жира необходимо набрать некоторое количество воздуха в рот и разогнать его языком; проверку вкуса нельзя проводить менее чем через полчаса после курения, приема пищи или употребления кофе. В целом первый образец обычно не получает хорошей оценки. Это объясняется необходимостью для дегустатора преодолеть неприятные ощущения, вызванные принятием в рот масла/жира. Поэтому рекомендуется повторно проверять первый образец после проверки 3-4 масел/жиров.
- Выставление оценки
Для оценки качества маслу выставляют оценку по принятой шкале. Данная шкала оценки основана на шкалах, описанных в руководствах Американского общества химии масел AOCS Cg 2-83, и включает оценки от 1 до 10, причем оценка 8 или выше считается хорошей, т.е. указывает на мягкий вкус проверяемого масла/жира.
Оценка
Уровень интенсивности
10
Отсутствует
9
Следы
8
Слабый
7
Небольшой
6
Мягкий
5
Умеренный
4
Выраженный
3
Сильный
2
Очень сильный
1
Крайне сильный
Мягкий вкус определяется как отсутствие у масла/жира привкуса, отрицательно сказывающегося на его вкусовых качествах. Это не означает полное отсутствие вкуса у масла.
Пример 1 (справочный)
Неочищенное пальмовое масло с содержанием СЖК 5,52% очищали путем щелочного рафинирования (в промышленном масштабе) с использованием 5,4% раствора гидроксида натрия (20%). Нейтрализацию проводили путем смешивания и центрифугирования при температуре 105°C. Промывку после разделения провели с использованием 10% воды при таких же условиях. Затем провели отбеливание с использованием 1% Taiko classic G в течение 37 минут при температуре 98°C. Затем провели дезодорирование в течение 50 минут при температуре 240°C и давлении 400 Па (4 мбар) с использованием впрыска 2% водяного пара.
Из полученного таким образом стандартного масла отобрали образцы, для которых в среднем получили следующие показатели: 0,65 м.д. 3-MCPD и 2,13 м.д. 3-MCPD + глицидол (то есть 0,99 м.д. глицидола).
После второго отбеливания данного масла с использованием 0,5% отбеливающей глины (Taiko classic G) в течение 30 минут при температуре 100°C в продукте было определено 0,65 м.д. 3-MCPD и 0,66 м.д. 3-MCPD + глицидол. Однако проверка вкусовых качеств показала наличие сильного привкуса, что указывает на значительное увеличение уровней СЖК. Поэтому провели дополнительное физическое рафинирование в стандартных условиях, после которого в среднем получили 3,43 м.д. 3-MCPD и 10,02 м.д. 3-MCPD + глицидол (то есть 4,42 м.д. глицидола).
Пример 2 (мягкое окончательное дезодорирование)
Прошедшее щелочное рафинирование пальмовое масло, полученное как описано выше (без второго отбеливания и дезодорирования), повторно отбелили с использованием 0,5% отбеливающей глины (Izegem ВС) и дезодорировали при температурах 183,7°C, 188,1°C и 196,3°C соответственно. Полученные масла проанализировали и получили приведенные ниже результаты:
Темп. дезодор.
3-MCPD (м.д.)
3-MCPD + глицидол (м.д.)
Глицидол (м.д.)
196,3°C
0,73
0,85
0,080
188,1°C
0,67
0,71
0,027
183,7°C
0,67
0,68
0,007
Как показывают эти результаты, этап мягкого окончательного рафинирования позволил получить масла с очень низкими уровнями эфира 3-MCPD и эфира глицидола. Фактически при температурах дезодорирования ниже 190°C уровни глицидилового эфира ниже эффективного порога обнаружения.
Пример 3 (анализ вкусовых качеств)
В пилотной системе для отбеливания и дезодорирования повторно отбелили 25 кг физически рафинированного пальмового масла (пальмовое масло, полученное по стандартному циклу RBD) с использованием 0,5% Taiko classic G при температуре 100°C. Полученный продукт отфильтровали и затем дезодорировали при температуре от 120 до 220°C. На каждой ступени поддерживали заданную температуру в течение 30 минут, затем отбирали образец для проверки вкусовых качеств и повышали температуру до следующей ступени. Результаты проверки вкусовых качеств (по способу C) представлены в приведенной ниже таблице и показывают, что, начиная с температуры 140°C и выше, все образцы имели столь же хорошие вкусовые качества, что и стандартное пальмовое масло RBD, и что даже при температуре 120°C образцы все же имели очень хороший мягкий вкус.
Образец:
Вкус
Пальмовое масло RBD
9
Повторно отбеленное пальмовое масло RBD
4
Пальмовое масло RBD, повторно отбеленное и повторно дезодорированное при 120°C
8
Пальмовое масло RBD, повторно отбеленное и повторно дезодорированное при 140°C
9
Пальмовое масло RBD, повторно отбеленное и повторно дезодорированное при 160°C
9
Пальмовое масло RBD, повторно отбеленное и повторно дезодорированное при 180°C
9
Пальмовое масло RBD, повторно отбеленное и повторно дезодорированное при 200°C
9
Пальмовое масло RBD, повторно отбеленное и повторно дезодорированное при 220°C
9
Пример 4
В пилотной системе для отбеливания и дезодорирования повторно отбелили 25 кг физически рафинированного (RBD) пальмового масла с использованием 0,5% Taiko classic G при температуре 100°C. Полученный продукт отфильтровали и дезодорировали при температуре 140°C. Результаты проверки вкусовых качеств и содержания 3-MCPD и глицидола представлены в таблице ниже и показывают, что при температуре 140°C образец также имел столь же хорошие вкусовые качества, как и проверяемое пальмовое масло RBD, и что уровни S-MCPD/глицидола не повысились после дополнительного дезодорирования.
Образец:
Вкус
3-MCPD + глицидол
3-MCPD
Пальмовое масло RBD
8
21,29
2,86
Повторно отбеленное пальмовое масло RBD
4
2,78
2,77
Пальмовое масло RBD, повторно отбеленное и повторно дезодорированное при 140°C в течение 60 минут
8
2,77
2,59
Пример 5 (мягкое окончательное отбеливание)
Повторно отбелили 150 мл пальмового масла RBD с использованием 0,2% Taiko classic G. Отбеливание проводили в течение 30 минут при температурах 70°C, 85°C и 100°C в вакууме. Все этапы заполнения и фильтрования проводили при атмосферных условиях. В таблице ниже представлены результаты анализа содержания 3-MCPD и вкусовых качеств. Можно отметить преимущество низкотемпературного отбеливания по вкусовым качествам.
Температура повторного отбеливания [°C]
Вкус
3-MCPD + глицидол [м.д.]
3-MCPD [м.д.]
100°C
4
2,36
н/и
85°C
6
3,22
н/и
70°C
7
5,26
н/и
Стандартное RBD
9
9,44
2,40
(н/и = не измеряли)
Пример 6 (отбеливание в среде с пониженным содержанием кислорода)
Повторно отбелили 150 мл пальмового масла RBD с использованием 0,2% Taiko classic G. Отбеливание проводили в течение 1 часа при температурах 70°C и 85°C в вакууме. Все этапы заполнения и фильтрования проводили в атмосфере азота. В таблице ниже представлены результаты анализа содержания 3-MCPD и вкусовых качеств. Анализ вкусовых качеств в атмосфере азота дал значительно более высокие результаты. Даже при более продолжительном отбеливании не происходило снижение оценки вкусовых качеств в сравнении с проверяемым пальмовым маслом RBD при полном удалении глицидола.
Температура [°C]
Вкус
3-MCPD + глицидол [м.д.]
3-MCPD [м.д.]
85
8
3,63
н/и
70
8
3,97
н/и
RBD
7
16,7
3,54
Пример 7
Химически переэтерифицировали 28 тонн пальмового масла RBD (дезодорированного при температуре 270°С) в промышленном масштабе с использованием в качестве катализатора переэтерификации 0,1% метоксида натрия. После проведения реакции в течение 1 часа при температуре 95°С катализатор нейтрализовали водой и вымыли. После отбеливания с использованием 0,5% ВС при температуре 100°С и дезодорирования при температуре 235°С полученный продукт повторно отбелили и дезодорировали при температуре 220°С.
Образец
3-MCPD [м.д.]
3-MCPD + глицидол [м.д.]
Глицидол [м.д.]
Пальмовое масло RBD
3,22
41,6
25,71
После химической переэтерификации и первого отбеливания
0,47
1,28
0,54
После дезодорирования при 235°С
0,63
2,84
1,48
После повторного отбеливания
0,66
0,67
0,01
После дезодорирования при 220°С
0,64
1,13
0,33