ЖИР ИЗ ПОДСОЛНЕЧНИКА С ВЫСОКОЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ ПЛАВЛЕНИЯ ДЛЯ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ
SUNFLOWER FAT WITH HIGH MELTING TEMPERATURE INTENDED FOR CONFECTIONARY GOODS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к твердому жиру, полученному фракционированием высокоолеинового и высокостеаринового подсолнечного масла.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В отличие от масел, которые, как правило, представляют жидкие и пластичные жиры с широкими интервалами плавления, кондитерские жиры имеют узкие интервалы плавления при температуре выше 30°C. Самым часто используемым для этой цели жиром является какао масло (CB), которое имеет высокое содержание триацилглицеринов (TAG) с общей формулой SUS (70-90%), причем S представляет собой насыщенную жирную кислоту в sn-1,3 положении TAG, а U представляет собой ненасыщенную жирную кислоту в sn-2 положении TAG. Типичная композиция CB приведена в таблице 1A, наиболее распространенными видами TAG являются 1,3-дистеароил-2-олеоил-глицерин (StOSt), 1-пальмитоил-2-олеоил-3-стеароил-глицерин (POSt) и 1,3-дипальмитоил-2-олеоил-глицерин (POP).
Таблица 1A
Типичная композиция наиболее распространенных TAG и классы TAG какао масел различного происхождения.P-пальмитиновая кислота; St-стеариновая кислота; O-олеиновая кислота;S-насыщенная жирная кислота; M-моноеновая жирная кислота;D - диеновая жирная кислота; U-ненасыщенная жирная кислота
Гана
Берег Слоновой кости
Бразилия
Триацилглицерины (%)
POP
15,3
15,2
13,6
POSt
40,1
39,0
33,7
StOSt
27,5
27,1
23,8
Классы триацилглицеринов (%)
SSS
0,7
0,6
Следовые количества
SUS
84,0
82,6
71,9
SUU
14,0
15,5
24,1
UUU
1,3
1,3
4,0
В таблицах 1B и 2 приведены композиция триацилглицеринов двух какао масел и масла ши и их соответствующее содержание твердых веществ при температуре от 30 до 40°C.
Таблица1B
Композиция триацилглицеринов двух какао масел (CB1 и CB2), масла ши.P-пальмитиновая кислота; St-стеариновая кислота; O-олеиновая кислота;L-линоленовая кислота; A-арахидоновая кислота; B-бегеновая кислота
CB1
CB2
Ши
POP
13,4
18,7
0,2
POSt
38,3
40,7
4,3
PLP
1,4
1,8
0,1
POO
2,3
3,0
1,7
PLSt
3,6
3,6
1,2
POL
0,3
0,4
0,5
PLL
<0,1
<0,1
<0,1
StOSt
31,9
24,0
41,3
StOO
3,8
3,8
27,5
StLSt
2,4
1,8
5,7
OOO
0,3
0,2
5,2
StOL
0,5
0,4
5,2
OOL
<0,1
<0,1
1,3
StLL
<0,1
<0,1
1,2
OLL
<0,1
<0,1
0,4
AOSt
1,9
1,1
2,5
OOA
<0,1
0,1
1,5
OLA
<0,1
<0,1
<0,1
Таблица 2
Содержание твердых веществ при различных температурах в двух какао маслах (CB1 и CB2) и масле ши.P-пальмитиновая кислота; St-стеариновая кислота; O-олеиновая кислота;L-линоленовая кислота; A-арахидоновая кислота; B-бегеновая кислота
Температура (°C)/Содержание твердых веществ (%)
30°C
32,5°C
35°C
37,5°C
40°C
CB1
61,1
43,6
26,5
13,8
5,8
CB2
48,2
21,7
5,9
0,5
0,0
Ши
54,4
40,8
25,9
13,7
5,8
Какао масло имеет сложное полиморфное поведение, шесть кристаллических форм, которые дают пять различных полиморфов. Дополнительно, интервалы плавления этого жира очень узкие. Физические свойства такого жира придают шоколаду и кондитерским изделиям их типичные характеристики, включая высокое содержание твердых веществ и быстрое плавление во рту, придавая свежее ощущение и быстрое выделение вкуса и аромата.
Мировое производство CB ограниченно низкой продуктивностью деревьев какао, ограниченной площадью производства и посягательствами домашних животных на урожай. Такая ситуация контрастирует с растущим мировым спросом на этот жир, что вызывает напряженность на рынке и частый рост цен.
Альтернативы CB для получения кондитерских жиров состоят из пальмитинового и лауринового жиров, полученных из пальмового, пальмоядрового или кокосового масел или масел, отвержденных гидрогенизацией. Модели жиров богатые пальмитиновой, лауриновой и миристиновой жирными кислотами, имеют высокое содержание насыщенных жирных кислот в sn-2 положении. Эти жиры демонстрируют повышение холестерина в плазме крови, вызывая атеросклероз.
Для сохранения здоровья сердечно-сосудистой системыне рекомендуется потребление гидрогенизированных жиров в виду содержания в них транс-жирных кислот, которые изменяют метаболизм холестерина, повышая фракцию, связанную с LDL белками, и снижая холестерин, связанный с HDL белками. Альтернативными источниками CB являются тропические жиры богатые StOSt, такие как ши, иллип, кокум или манго. Эти источники жира для кондитерских продуктов не являются атерогенными, но их поставки все еще не регулярны, эти используемые виды не являются традиционными сельскохозяйственными культурами, а их плоды и семена собирают в дикой природе, более того их производят в областях с плохим сообщением и с нерегулярным снабжением. Как правило, перед использованием в кондитерских изделиях эти жиры смешивают с некоторыми фракциями пальмового масла, богатыми POP.
Дополнительно, в последние годы появились новые альтернативные источники StOSt для кондитерских изделий. Их получают из масличных культур, таких как соя и масличный рапс, модифицированных при использовании генной инженерии за счет повышения уровней стеариновой кислоты. Они представляют растения, семена которых находятся в зеленых коробочках или стручках, в масле которых в значительных количествах присутствует линоленовая кислота и линолевая кислота. Присутствие линоленовой кислоты в кондитерских жирах не желательно ввиду ее неустойчивости к окислению и очень низкой температуры плавления (-11°C), что снижает в них содержание твердого жира при комнатной температуре или выше. Эти жиры также могут быть использованы для пластических жиров, для получения спрэдов, шортенинга и маргарина, имеющих широкие интервалы плавления. Примеры всех этих применений фракционированных масел могут быть найдены в WO 99/57990, где высокостеариновое и высокоолеиновое соевое масло используют для получения жира, подходящего для кондитерских изделий, или в WO 00/19832, где высокостеариновое и высокоолеиновое рапсовое масло используют для получения аналогичных продуктов, но, к сожалению, с некоторым содержанием линоленовой кислоты (18:3) и с менее чем 3% твердых веществ при температуре выше 33,3°C. Они подходят для получения шортенингов и спрэдов, но в меньшей степени подходят для кондитерских изделий.
Также высокостеариновое и высокоолеиновое подсолнечное масло фракционируют с получением фракций олеина для масел для жарки (WO 2008/006597) и для получения жира, подходящего для структурирования жидкого растительного масла, позволяя получить широкие интервалы температуры плавления для традиционного, способного к намазыванию жира (WO 01/ 96507).
Продолжает существовать необходимость в альтернативных жирах для применения в кондитерских изделиях.
СУЩЕСТВО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение основано на обнаружении того, что стеариновые жиры, полученные сухим фракционированием или фракционированием растворителем из высокостеаринового и высокоолеинового подсолнечного масла, если требуется, с внесением кристаллов темперированного стеарина, имеют высокое содержание твердого жира при температуре выше 30°C, даже выше, чем у какао масла или других высоконасыщенных тропических жиров с аналогичным содержанием динасыщенных триацилглицеринов в виду присутствия динасыщенных триацилглицеринов, богатых стеариновой, арахидоновой и бегеновой жирными кислотами. Эти триацилглицерины повышают температуру плавления жира, увеличивая содержание твердых веществ при этих температурах, что помогает сохранять свойства кондитерских изделий, в частности, при периодическом воздействии умеренно высоких температур.
Новые жиры из подсолнечника по изобретению не имеют триацилглицеринов, которые содержат линоленовую кислоту. В этой связи жир по изобретению является альтернативой CB или тропическим жирам, богатым StOSt, таким как ши, иллип, кокум или манго, для использования в кондитерских изделиях.
Жир по изобретению не является атерогенным в виду высокого содержания олеиновой и стеариновой кислот, которые не оказывают влияния на уровни холестерина в крови. Дополнительно, он свободен от транс-жиров и имеет низкое содержание насыщенных жирных кислот в sn-2 положении.
Жир по изобретению может быть получен при использовании физических средств из высокостеаринового или высокоолеинового подсолнечного масла, что гарантирует регулярное и надежное снабжение этим продуктом. Дополнительно, жир по изобретению свободен (<0,5%) отлиноленовой кислоты и содержит арахидоновую (A) и бегеновую (B) жирные кислоты, этерифицированные в sn-1,3 положении триацилглицеринов, образуя среди прочих 1-арахидоил-2-олеоил-3-стеароил-глицерин (AOSt) и 1-бегеноил-2-олеоил-3-стеароил-глицерин (BOSt), что позволяет получить более высокое количество твердых веществ при комнатной температуре по сравнению с другими кондитерскими жирами, сохраняя интервал плавления, подходящий для кондитерских изделий.
В одном варианте изобретение относится к жиру, содержащему по меньшей мере 32,5%, предпочтительно по меньшей мере 40%, более предпочтительно по меньшей мере 50%, еще более предпочтительно по меньшей мере 60%, наиболее предпочтительно по меньшей мере 74,3% триацилглицеринов StOSt, по меньшей мере 3,2%, предпочтительно по меньшей мере 4,5%, более предпочтительно по меньшей мере 5,5%, наиболее 8,1% AOSt и по меньшей мере 3,3%, предпочтительно по меньшей мере 5%, более предпочтительно по меньшей мере 8%, наиболее предпочтительно по меньшей мере 10,3% BOSt в триацилглицериновой фракции, причем жирные кислоты в положении sn-1 и sn-3 глицерина являются двумя внешними признаками в формуле триацилглицерина (TAG), при этом St представляет собой стеариновую кислоту, O представляет собой олеиновую кислоту, A представляет собой арахидоновую кислоту и B представляет собой бегеновую кислоту. Жир по изобретению не является гидрогенизированным, пальмитиновым и лауриновым, он не подвергался переэтерификации и по существу подходит для кондитерских изделий.
В одном варианте изобретение относится к жиру, содержащему от 32,5% до 74,3%, предпочтительно от 35 до 70%, более предпочтительно от 40 до 60%, еще более предпочтительно от 45 до 55% триацилглицеринов StOSt, от 3,2% до 6,1%, предпочтительно от 4 до 7%, более предпочтительно от 4,5 до 5,5% AOSt и от 3,3% до 10,3%, предпочтительно от 4,5 до 9%, более предпочтительно от 5 до 8%, еще более предпочтительно от 6 до 7% BOSt в триацилглицериновой фракции, причем жирные кислоты в положении sn-1 и sn-3 глицерина являются двумя внешними признаками в формуле триацилглицерина (TAG), а St представляет собой стеариновую кислоту, O представляет собой олеиновую кислоту, A представляет собой арахидоновую кислоту и B представляет собой бегеновую кислоту. Жир по изобретению не является гидрогенизированным, пальмитиновым и лауриновым, он не подвергался переэтерификации и по существу подходит для кондитерских изделий.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения жир включает фракцию триацилглицерина, в которой по меньшей мере 49,1% триацилглицерина с общей формулой SUS.
Конкретные варианты выполнения настоящего изобретения представляют жиры со следующими комбинациями StOSt, AOSt, BOSt и SUS, как приведено в таблице 3.
Таблица 3
Жир
StOSt
AOSt
BOSt
SUS
SH1
52,5
6,9
8,0
79,6
SH2
57,5
8,0
10,3
87,5
SH3
37,1
6,3
6,9
64,6
SH4
52,5
6,9
8,0
79,0
SA1
37,7
5,4
5,3
59,3
SA2
57,8
7,7
5,0
79,3
SA3
35,8
4,4
4,4
60,3
SA4
32,5
3,2
3,3
49,1
SA5
56,0
7,4
8,4
85,2
SH5
39,9
6,9
7,9
71,3
SH6
65,3
7,0
8,2
87,4
SH7
67,3
7,4
8,3
90,6
SH8
74,3
7,1
6,6
95,5
SA6
42,8
5,8
5,8
67,2
SA7
39,5
6,9
7,7
68,8
SA8
41,4
6,8
7,1
71,8
SA9
43,7
7,4
8,1
75,4
SA10
46,9
8,1
8,4
80,5
SA11
52,7
7,4
8,1
81,3
SA12
53,2
7,2
7,5
82,1
Следовательно, настоящее изобретение относится к стеарину с высокой температурой плавления, полученному фракционированием с растворителем или сухим растворителем, если требуется, с внесением кристаллов темперированного стеарина или, если требуется, охлаждением масла до температуры достаточно низкой для индуцирования быстрого образования кристаллических ядер (то есть температуры образования зародышей кристаллизации) из известного предшествующего уровня техники высокостеаринового высокоолеинового подсолнечного масла. В частности, жир по изобретению подходит в качестве альтернативы какао масла и для получения кондитерских жиров. Жир свободен от транс-жирных кислот и содержит очень низкие количества насыщенных жирных кислот в sn-2 положении. Этот жир богат стеаратом и олеатом, которые являются жирными кислотами, не повышающими уровни холестерина в крови человека. Дополнительно, содержание в них линоленовой кислоты ничтожно, что в свою очередь обеспечивает окислительную стабильность.
Жир по изобретению содержит достаточно высокие уровни TAG типа AOSt и BOSt в своей композиции для повышения количества твердых веществ по сравнению с жирами, имеющими аналогичные количества стеариновой кислоты. Он представляет особый интерес для определенных видов кондитерских изделий и позволяет избежать поседения в умеренном климате. Поседение вызывается нарушением темплата, которое в свою очередь вызвано высокими температурами, и приводит к белесым пятнам на поверхности шоколадных изделий. Присутствие жирных кислот с цепочками длиннее, чем у стеариновых придает эффект «памяти», что помогает сохранить правильный темплант кондитерского изделия.
Жиры по изобретению получают из высокостеариного высокоолеинового подсолнечного масла, которое может быть экстрагировано из семян, как описано в WO 00/74470. Типичная TAG композиция масел описана в WO 00/74470 и включает StOSt, POSt, AOSt и BOSt, но в количествах недостаточных для обеспечения высокого содержания твердых жиров. Следовательно, такие TAG необходимо подвергнуть концентрированию сухим фракционированием или фракционированием растворителем с получением жира с уровнями твердых веществ, адекватными для кондитерских изделий.
Сухое фракционирование включает охлаждение до температуры от 16 до 22°C и выдержку при этой температуре до 30 часов и последующую фильтрацию под давлением до 10 бар (1000 кПа) для удаления оставшегося олеина.
Иногда, фракции жира, полученные сухим фракционированием, не подходят для кондитерских изделий в качестве альтернативы CB. Однако они походят для получения кондитерских жиров дополнительным фракционированием. Как указанно в Примерах, такие фракции представляют, например, SD1, SD2, SD3 и SD4. Фракция триацилглицерина такой фракции высокостеаринового выскоолеинового масла, используемой в качестве исходного продукта для получения некоторых твердых жиров по изобретению, включает по меньшей мере 30% триацилглицерина с общей формулой SUS, от 20,8% до 74,3% триацилглицерина с общей формулой StOSt, от 2,9 до 8,1% триацилглицерина с общей формулой AOSt и от 3,1 до 10,3% триацилглицерина с общей формулой BOSt, причем жирные кислоты в положениях sn-1 и sn-3 глицерина являются двумя внешними характеристиками в формуле триацилглицерина (TAG), S представляет собой насыщенную жирную кислоту, U представляет собой ненасыщенную жирную кислоту, St представляет собой стеариновую кислоту, O представляет собой олеиновую кислоту, A представляет собой арахидоновую кислоту и B представляет собой бегеновую кислоту.
Фракционирование растворителем включает смешивание масла с органическим растворителем с последующим охлаждением полученных в результате мицелл при температуре ниже 15°C.
Улучшенное фракционирование, в частности более быстрое фракционирование, может быть получено внесением затравки в начале фракционирования при использовании кристаллов темперированного стеарина или охлаждением масла до температуры образования кристаллических ядер.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения фракционирование растворителем проводят при использовании в качестве растворителя гексана. При использовании высокостеариновых высокоолеиновых масел или стеаринов, полученных сухим фракционированием, фракционирование гексаном приводит к получению жиров, сравнимых с CB по содержанию твердых веществ при температуре 35°C.
Жир по изобретению полностью совместим с какао маслом и может быть смешан с ним в любой пропорции без снижения температуры плавления смесей. Этот жир позволяет обеспечить регулярные и контролируемые поставки кондитерских жиров, поскольку может быть получен из культур умеренной климатической зоны, таких как подсолнечник.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение предлагает твердый жир для кондитерских изделий, который является здоровым и может быть получен из пищевого подсолнечника в странах с умеренным климатом. Это достигается благодаря его получению из высокостеариного высокоолеинового подсолнечного масла. Композиция такого жира позволяет иметь высокое содержание твердых веществ при комнатной температуре и интервалы плавления, адекватные для применения в кондитерских изделиях.
Жир по изобретению, полученный фракционированием указанного выше масла, удовлетворяет следующим требованиям:
- содержит от 49,1 до 95,5% TAG с общей формулой SUS,
- содержит от 32,5 до 74,3% StOSt, и от 3,2 до 8,1% AOSt и от 3,3 до 10,3% BOSt,
- содержит от 0 до 0,5% линоленовой кислоты,
- также имеет высокое содержание твердого жира (от 38,9 до 94,5%) при температуре 30°C.
Жир по изобретению получают низкотемпературным сухим фракционированием с проведением следующих стадий:
a) нагревание высокостеаринового высокоолеинового масла до около 60°C и снижением температуры до достижения температур от 16 до 22°C, предпочтительно от 17 до 19°C при умеренном перемешивании, при этом, если требуется, добавляя темперированные кристаллы для затравки и выдерживая масло при этой температуре от 20 до 50 часов, предпочтительно от 24 до 35 часов;
b) отделение твердого стеарина от олеина при использовании фильтрации;
c) прессование стеаринового осадка, предпочтительно при до 5 бар (500 кПа), более предпочтительно до 10 бар (1000 кПа), еще более предпочтительно до 30 бар (3000 кПа) для удаления оставшегося в нем олеина.
В другом варианте выполнения жир по изобретению может быть получен фракционированием с растворителем с проведением следующих стадий:
a) смешивание высокостеаринового высокоолеинового масла с органическим растворителем, в частности ацетоном, гексаном или этиловым эфиром;
b) снижение температуры полученной в результате мицеллы до от -3 до 15°C, предпочтительно 2-10°C при умеренном перемешивании, при этом, если требуется, добавляя темперированные кристаллы для затравки, и поддерживание масла при этой температуре до 96 часов;
c) отделение фракции твердого стеарина фильтрацией;
d) промывка твердой фазы холодным свежим растворителем для удаления мицелл, оставшихся в осадке; и
e) удаление растворителя, предпочтительно дистилляцией под вакуумом.
Исходным материалом для получения жира по изобретению является высокостеариновое высокоолеиновое подсолнечное масло, которое может быть экстрагировано из семян, как описано в WO OO/74470 или Pleite, R. et al. (Journal of Agricultural and Food Chemistry 2006, 54: 9383-8). Это масло может быть экстрагировано из семян при использовании традиционных способов, включая измельчение семян и экстракцию в аппарате Сокслета после добавления сульфата натрия при использовании гексана в качестве растворителя.
Фракционирование может быть улучшено по времени и по качеству внесением подходящих кристаллов темперированного стеарина. Эти кристаллы стеарина могут быть получены из фракций высокостеаринового и высокоолеинового стеарина проведением темперирования или предварительной кристаллизации при температуре от около 20 до 24°C в течение по меньшей мере 24 часов.
В указанном выше масле содержание триацилглицеринов с общей формулой SUS, причем sn-1,3 жирные кислоты являются двумя внешними признаками, а S представляет собой насыщенную жирную кислоту, U представляет собой ненасыщенную жирную кислоту, недостаточно для использования в кондитерских изделиях. Следовательно, масло для получения жира по изобретению должно быть фракционировано. Фракционирование масла включает только механические стадии, включая охлаждение масла, если требуется, в присутствии какого-либо органического растворителя, отделение полученного в результате осадка фильтрацией и удаления, если требуется, растворителя дистилляцией. Полученные в результате жиры имеют повышенные уровни TAG с общей формулой SUS. TAG и классы TAG композиции исходного масла и различных фракций приведены в таблицах 4 и 5.
Таблица 4
Композиция триацилглицеринов высокостеариновых высокоолеиновых масел (HStHO1) по сравнению с осадками, полученными из одного и того же масла сухим фракционированием (SD1) или фракционированием растворителем (SH1).P-пальмитиновая кислота; St-стеариновая кислота; O-олеиновая кислота;L-линоленовая кислота; A-арахидоновая кислота; B-бегеновая кислота
Содержание триацилглицеринов (%)
HStHO1
SD1
SH1
POP
0,4
0,4
0,6
POSt
2,7
5,6
11
POO
7,6
5,3
1,6
POL
1,0
0,7
<0,1
PLL
<0,1
<0,1
<0,1
StOSt
4,4
20,8
52,5
StOO
33,0
24,6
8,9
StLSt
0,7
0,6
0,6
OOO
31,9
22,8
6,3
StOL
4,4
3,4
1,0
OOL
5,2
3,9
1,0
OLL
0,8
0,5
<0,1
AOSt
0,8
2,9
6,9
OOA
2,9
2,1
0,7
OLA
<0,1
<0,1
<0,1
BOSt
0,7
3,1
8,0
OOB
3,7
3,1
0,9
Исходное содержание TAG с общей формулой SUS было увеличено в около 4 раза при сухом фракционировании и в около 8 раз при фракционировании растворителем, полученные в результате жиры подходят для кондитерских изделий. Эти жиры имеют содержание TAQs AOSt и BOSt от 3% до 8% для каждого, что увеличивает содержание твердых веществв жире. Эти стеарины могут быть использованы для получения кондитерских изделий или шоколада как таковые или в смеси с CB, или тропическими жирами, богатыми StOSt, такими как ши, иллип, кокум или манго, или другими кондитерскими жирами. Жиры по изобретению полностью совместимы с CB, при смешивании с CB не происходит ни получения эвтектиков, ни какого-либо снижения температуры плавления конечной смеси.
Таблица 5
Классы композиции триацилглицеринов высокостеариновых высокоолеиновых масел (HStHO1) по сравнению с осадками, полученными из одного и того же масла сухим фракционированием (SD1) или фракционированием растворителем (SH1).S-насыщенная жирная кислота; M-моноеновая жирная кислота;D - диеновая жирная кислота; U-ненасыщенная жирная кислота
Содержание классов триацилглицеринов (%)
HStHO1
SD1
SH1
SMS
9,0
32,8
79,0
SMM
47,2
35,1
12,1
SDS
0,7
0,6
0,6
SDM
5,4
4,1
1,0
SDD
<0,1
<0,1
<0,1
MMM
31,9
22,8
6,3
MMD
5,2
3,9
1,0
MDD
0,8
0,5
<0,1
SUS
9,6
33,4
79,6
SUU
52,6
39,2
13,1
UUU
37,9
27,2
7,3
Жир по изобретению может быть получен из любого типа высокостеариного высокоолеинового подсолнечного масла, сохраняя, аналогичные композиции TAG и профили плавления. Использование масел с высоким содержанием стеариновой кислоты не приводит к значительным изменениям композиции стеаринов, полученных в результате сухого фракционирования или фракционирования растворителем. Следовательно, в таблицах 6 и 7 приведены композиция TAG стеаринов, полученных из высокостеаринового высокоолеинового масла, имеющего более высокое содержание стеариновой кислоты (HStHO 2). В этом масле достигается уровень TAG StOSt 7,5%, с выходом стеаринов, который аналогичен для композиции таковых из масла HStHO1.
Таблица 6
Композиция триацилглицеринов высокостеариновых высокоолеиновых масел (HStHO2) по сравнению с осадками, полученными из одного и того же масла сухим фракционированием (SD2) или фракционированием растворителем (SH2).P-пальмитиновая кислота; St-стеариновая кислота; O-олеиновая кислота;L-линоленовая кислота; A-арахидоновая кислота; B-бегеновая кислота
Содержание триацилглицеринов (%)
HStHO2
SD2
SH2
POP
0,7
0,7
0,6
POSt
4,7
6,8
10,7
POO
9,2
6,4
1,2
POL
0,8
0,7
<0,1
PLL
<0,1
<0,1
<0,1
StOSt
7,4
23,1
57,5
StOO
34,4
26,2
6,5
StLSt
1,1
0,6
0,4
OOO
23,5
16,6
2,9
StOL
3,5
2,8
0,5
OOL
3,1
2,2
0,3
OLL
0,1
0,3
<0,1
AOSt
1,8
3,7
8,0
OOA
3,4
2,4
0,5
OLA
<0,1
<0,1
<0,1
BOSt
1,5
3,7
10,3
OOB
5,1
3,9
0,7
Таблица 7
Классы композиции триацилглицеринов высокостеариновых высокоолеиновых масел (HStHO2) по сравнению с осадками, полученными из одного и того же масла сухим фракционированием (SD2) или фракционированием растворителем (SH2).S-насыщенная жирная кислота; M-моноеновая жирная кислота;D - диеновая жирная кислота; U-ненасыщенная жирная кислота
Содержание классов триацилглицеринов (%)
HStHO2
SD2
SH2
SMS
15,9
37,8
87,1
SMM
52,1
38,9
8,9
SDS
1,1
0,6
0,4
SDM
4,3
3,6
0,6
SDD
<0,1
<0,1
<0,1
MMM
23,5
16,6
2,9
MMD
3,1
2,2
0,3
MDD
0,1
0,3
<0,1
SUS
17,0
38,4
87,5
SUU
56,4
42,5
9,5
UUU
26,7
19,1
3,2
Стеарины с высокой температурой плавления, полученные из высокостеариновых высокоолеиновых подсолнечных масел, при использовании фракционирования образуют жир по изобретению и по существу подходят для кондитерских изделий. Этот жир имеет более высокое содержание твердых веществ по сравнению с другими кондитерскими жирами с аналогичным содержанием динасыщенных триацилглицеринов в виду высокого содержания StOSt, и главным образом AOSt и BOSt, при сохранении адекватного интервала плавления для кондитерских изделий.
Поскольку эти стеарины свободны от транс-жирных кислот они могут быть использованы для получения кондитерских изделий и шоколада как таковые или в смеси с CB. Жиры по изобретению полностью совместимы с CB, при этомне происходит ни получения эвтектиков, ни какого-либо снижения температуры плавления конечной смеси.
Жиры по изобретению стабильны и не содержат линоленовую, лауриновую или миристиновую кислоты в процентном отношении выше 0,5%, предпочтительно не более 0,3%, предпочтительнее не более 0,1 % от общего веса жирных кислот.
х
О
Далее настоящее изобретение дополнительно иллюстрировано следующими Примерами. Примеры, приведены со ссылкой на фиг.1, на которой показано содержание твердого жира в различных смесях какао масла и жира SH5 (Таблицы 18 и 19) при различных температурах (5°C (--), 15°C (--), 25°C (--), 30°C (--), 35°C (--) и 40°C (-☻-).
ПРИМЕРЫ
ПРИМЕР 1
Растительный материал
1.
Используют семена высокостеаринового высокоолеинового подсолнечника, как описано в WO 00/74470 или в Plelte, R. el al. (Journal of Agricultural and Food Chemistry 2006, 54: 9383-8).
Экстракция масла
2.
Семена подвергают экстракции при использовании пресса для масла непрерывного действия. Масло экстрагируют партиями и затем проводят рафинацию. Поскольку в этих маслах низкое содержание фосфатов их не подвергают гидратации. Удаление избытка свободных жирных кислот проводят нейтрализацией при 12° Боме (2.18 M) около 15°C в течение 40 минут. Осадок удаляют цетрифугированием и затем масло промывают водой. На следующей стадии масло отбеливают при использовании активированной отбеливающей глины (1 вес.%) при температуре 70°C в течение 10 минут. Наконец масло дезодорируют при использовании 3% пара при температуре 200°C в течение 3 часов под вакуумом.
Анализ TAG
3.
Анализ видов молекул композиции TAG проводят при проведении газовой хроматографии очищенных TAG в газовом хроматографе Agilent 6890 при использовании 30 m. Используют капиллярную колонку Quadrex с алюминиевым покрытием с привитой метиловой 65% фенилсиликоновой фазой, пленку 0,25 мм I.D., толщиной 0,1 микрон, в качестве газа носителя используют водород и FID детектор, как описано в Fernandez-Moya et al. J. Agr. Food Chem. 2000, 48, 764-769.
ПРИМЕР 2
Сухое фракционирование высокостеаринового высокоолеинового (HStHO) подсолнечного масла
1.
Реактор с рубашкой заполняют HStHO 1 и HStHO 2 маслами (таблицы 4 и 6) без добавления какого-либо растворителя. Масло нагревают до температуры 40°C при непрерывном медленном перемешивании (30 оборотов в минуту). Затем масло охлаждают до температуры 19°C, снижая температуру с 40°C при использовании по наклонной в течение 2 часов. Вносят затравку, добавляя кристаллы темперированного стеарина, полученного при предшествующем фракционировании. Эти кристаллы стеарина получены при предшествующем фракционировании стерина с проведением темперирования или предварительной кристаллизации при температурах от около 20 до 24°C в течение 24 часов.
При достижении маслом температуры 19°C температуру поддерживают постоянно при непрерывном медленном перемешивании (10-30 оборотов в минуту) в течение 30 часов. Затем образовавшийся осадок белого стеарина фильтруют под вакуумом при использовании пластинчатого фильтра с рубашкой и тканного фильтра miracloth (Calbiochem). Осадок осушают в течение 2 дополнительных часов под вакуумом для удаления олеина, оставшегося в осадке. Полученный в результате стеарин имеет повышенное содержание динасыщенного TAG по сравнению с исходным маслом (таблица 8). Наблюдается эквивалентное повышение всех классов динасыщенных TAG (таблица 9).
Таблица 8
Композиция триацилглицеринов высокостеариновых высокоолеиновых масел (HStHO1) по сравнению с осадками, полученными из одного и того же масла сухим фракционированием при температуре 19°C (SD3).P-пальмитиновая кислота; St-стеариновая кислота; O-олеиновая кислота;L-линоленовая кислота; A-арахидоновая кислота; B-бегеновая кислота
Содержание триацилглицеринов (%)
Триацилглицерин
HStHO1
SD3
POP
0,4
0,5
POSt
2,7
6,2
POO
7,6
4,7
POL
1,0
0,7
PLL
<0,1
<0,1
StOSt
4,4
24,2
StOO
33,0
23,0
StLSt
0,7
1,0
OOO
31,9
20,8
StOL
4,4
3,5
OOL
5,2
3,3
OLL
0,8
0,4
AOSt
0,8
3,3
OOA
2,9
1,9
OLA
<0,1
<0,1
BOSt
0,7
3,5
OOB
3,7
2,9
Таблица 9
Классы композиции триацилглицеринов высокостеариновых высокоолеиновых масел (HStHO1) по сравнению с осадками, полученными из одного и того же масла сухим фракционированием (SD3).S-насыщенная жирная кислота; M-моноеновая жирная кислота;D - диеновая жирная кислота; U-ненасыщенная жирная кислота
Содержание классов триацилглицеринов (%)
Триацилглицерин
HStHO1
SD3
SMS
8,9
37,7
SMM
47,2
32,5
SDS
0,7
1,0
SDM
5,4
4,2
SDD
<0,1
<0,1
MMM
31,9
20,8
MMD
5,2
3,3
MDD
0,8
0,4
SUS
9,6
38,7
SUU
52,6
36,7
UUU
37,9
24,5
Сухое фракционирование высокостеаринового высокоолеинового подсолнечного масла в пилотной установке
2.
Кристаллизатор или пилотную установку для кристаллизации от DesMet Ballestra заполняют 10 л высокостеаринового высокоолеинового масла. Масло нагревают до температуры 40°C при непрерывном медленном перемешивании (10 оборотов в минуту). При достижении маслом температуры 18°C вносят затравку, добавляя кристаллы темперированного стеарина, полученного при предшествующем фракционировании стеарина, и выдерживают при этой температуре в течение 30 часов.
Затем его подают в фильтр-пресс и подвергают термостатированию при температуре 18°C с нейлоновой или пластиковой фильтрационной мембраной с повышением давления внутри кристаллизатора до 2 бар (200кПа) при использовании сжатого воздуха. Как только пресс-фильтр заполняют кристаллами стеарина, соединение с кристаллизатором укупоривают и к осадку прикладывают давление, повышая его в пресс-фильтре, прилагая сначала давление сжатым воздухом до 5 бар (500 кПа) и затем вручную закачивая воду в пилотную установку до достижения в контуре давления до 30 бар (3000 кПа) в течение 2 часов, наконец давление сбрасывают и собирают с фильтра стеариновый осадок.
Результаты фракционирования приведены в таблицах 10 и 11. Они аналогичны таковым у лабораторных экспериментов и демонстрируют повышение в 4-5 раз содержания StOSt и динасыщенных триацилглицеринов, что делает жир ближе к кондитерским жирам, чем к исходному маслу.
Таблица 10
Композиция триацилглицеринов высокостеариновых высокоолеиновых масел (HStHO1) по сравнению с осадками, полученными из одного и того же масла сухим фракционированием при температуре 18°C в пилотной установке (SD4).P-пальмитиновая кислота; St-стеариновая кислота; O-олеиновая кислота;L-линоленовая кислота; A-арахидоновая кислота; B-бегеновая кислота
Содержание триацилглицеринов (%)
Триацилглицерин
HStHO1
SD3
POP
0,4
0,5
POSt
2,7
6,3
POO
7,6
5,5
POL
1,0
0,8
PLL
<0,1
<0,1
StOSt
4,4
21,5
StOO
33,0
23,7
StLSt
0,7
0,8
OOO
31,9
21,6
StOL
4,4
3,4
OOL
5,2
2,0
OLL
0,8
2,5
AOSt
0,8
3,2
OOA
2,9
2,1
OLA
<0,1
<0,1
BOSt
0,7
3,3
OOB
3,7
2,9
Таблица 11
Классы композиции триацилглицеринов высокостеариновых высокоолеиновых масел (HStHO1) по сравнению с осадками, полученными из одного и того же масла сухим фракционированием при температуре 18°C в пилотной установке (SD4).S-насыщенная жирная кислота; M-моноеновая жирная кислота;D - диеновая жирная кислота; U-ненасыщенная жирная кислота
Содержание классов триацилглицеринов (%)
Триацилглицерин
HStHO1
SD3
SMS
8,9
34,8
SMM
47,2
34,2
SDS
0,7
0,8
SDM
5,4
4,2
SDD
<0,1
<0,1
MMM
31,9
21,6
MMD
5,2
2,0
MDD
0,8
2,5
SUS
9,6
35,6
SUU
52,6
38,4
UUU
37,9
26,1
ПРИМЕР 3
Фракционирование растворителем высокостеаринового высокоолеинового подсолнечного масла
1.
Фракционирование растворителем включает смешивание высокостеаринового и высокоолеинового масла с органическим растворителем, охлаждение полученных в результате мицелл, выращивание твердых кристаллов и фильтрацию твердых веществ под вакуумом. Полученный в результате стеариновый осадок промывают свежим растворителем для удаления оставшегося в нем олеина. Фракционирование растворителем может быть проведено при использовании различных растворителей, включая гексан, ацетон или этиловый эфир. В настоящем Примере высокостеариновое высокоолеиновое масло HStHO 1 растворяют в равном объеме гексана. Полученные в результате мицеллы устанавливают на водяную баню при температуре 0°C и 5°C в течение 96 часов, затем осадок фильтруют и промывают свежим гексаном при температуре 0° C или 5°C, соответственно. Наконец, стеарины дистиллируют для удаления растворителя и квалифицируют. В таблицах 12 и 13 приведены серии стеаринов, полученных из масла HStHO1 фракционированием с гексаном при различных температурах. Фракционирование растворителем повышает содержание динасыщенных TAG в несколько раз, позволяя, получить жир по изобретению, который имеет высокие уровни динасыщенных TAG, с содержанием AOSt и BOSt выше чем 3,2 и 3,3, соответственно. Эти жиры подходят для кондитерских изделий и имеют высокие уровни динасыщенных TAG. Они являются здоровыми, свободны от линоленовой кислоты и могут быть получены из HStHO подсолнечного масла.
Таблица 12
Композиция триацилглицеринов высокостеариновых высокоолеиновых масел (HStHO1) по сравнению со стеаринами, полученными из одного и того же масла фракционированием растворителем - гексаном при температуре 0°C (SH3) и 5°C (SH4).P-пальмитиновая кислота; St-стеариновая кислота; O-олеиновая кислота;L-линоленовая кислота; A-арахидоновая кислота; B-бегеновая кислота
Триацилглицерин
Содержание триацилглицеринов (%)
HStHO1
SH3
SH4
POP
0,4
0,9
0,6
POSt
2,7
13,4
11,0
POO
7,6
2,7
1,6
POL
1,0
0,2
0,1
PLL
<0,1
<0,1
<0,1
StOSt
4,4
37,1
52,5
StOO
33,0
15,1
8,9
StLSt
0,7
0,8
0,6
OOO
31,9
10,5
6,3
StOL
4,4
1,8
1,0
OOL
5,2
1,5
1,0
OLL
0,8
<0,1
<0,1
AOSt
0,8
6,3
6,9
OOA
2,9
1,1
0,7
OLA
<0,1
<0,1
<0,1
BOSt
0,7
6,9
8,0
OOB
3,7
1,7
0,9
Таблица 13
Классы композиции триацилглицеринов высокостеариновых высокоолеиновых масел (HStHO1) по сравнению со стеаринами, полученными из одного и того же масла фракционированием растворителем - гексаном при температуре 0°C (SH3) и 5°C (SH4).S-насыщенная жирная кислота; M-моноеновая жирная кислота;D - диеновая жирная кислота; U-ненасыщенная жирная кислота
Содержание классов триацилглицеринов (%)
HStHO1
SH3
SH4
SMS
8,9
64,6
79,0
SMM
47,2
20,6
12,1
SDS
0,7
<0,1
<0,1
SDM
5,4
2,0
1,1
SDD
<0,1
<0,1
<0,1
MMM
31,9
10,5
6,3
MMD
5,2
1,5
1,0
MDD
0,8
<0,1
<0,1
SUS
9,6
64,4
79,0
SUU
52,6
22,6
13,2
UUU
37,9
12,0
7,3
ПРИМЕР 4
Фракционирование растворителем стеаринов высокостеаринового высокоолеинового подсолнечного масла
1.
Жир по изобретению получают фракционированием HStHO подсолнечных масел. В качестве альтернативы стеарины, полученные сухим фракционированием или фракционированием растворителем, могут быть обогащены динасыщенными TAG дополнительным фракционированием растворителем.
Стеарин, полученный сухим фракционированием из HStHO подсолнечного масла по примеру 2, растворяют в 3 объемах ацетона. Затем мицеллы жира охлаждают до температуры 10 или 15°C, в этот момент вносят затравку из подходящих кристаллов темперированного стеарина, полученных при предшествующих фракционированиях, и выдерживают мицеллы при такой температуре в течение 48 часов. Затем их фильтруют под вакуумом при использовании пластинчатого фильтра, установленного в холодильной камере, при использовании тканного фильтра miracloth. Осадок промывают свежим растворителем для удаления олеина, оставшегося в нем, и, наконец, дистиллируют под вакуумом.
Стадия фракционирования растворителем приводит к повышению содержания динасыщенных TAG исходного стеарина по настоящему Примеру, в частности StOSt, AOSt и BOSt, позволяет повысить общее содержание TAG с общей формулой SUS до 79,3% (таблицы 14 и 15). Этот жир подходит для кондитерских изделий, поскольку он имеет высокое содержание динасыщенных TAG. Этот жир свободен от линоленовой кислоты и полностью совместим с CB.
Таблица 14
Композиция триацилглицеринов, полученных из высокостеаринового высокоолеинового жира из подсолнечника, (SD5) по сравнению со стеаринами, полученными из одного и того же жира фракционированием растворителем - ацетоном при температуре 10°C (SA1) и 15°C (SA2).P-пальмитиновая кислота; St-стеариновая кислота; O-олеиновая кислота;L-линоленовая кислота; A-арахидоновая кислота; B-бегеновая кислота
Содержание триацилглицеринов (%)
SD5
SA1
SA2
POP
0,5
0,6
0,3
POSt
4,1
9,1
7,7
POO
6,7
3,1
1,2
POL
0,8
0,4
0,1
PLL
<0,1
<0,1
<0,1
StOSt
12,6
37,7
57,8
StOO
29,5
15,7
6,8
StLSt
0,8
1,1
0,7
OOO
28,0
12,7
5,1
StOL
4,0
2,5
0,9
OOL
3,9
2,3
1,4
OLL
0,4
0,3
<0,1
AOSt
1,7
5,4
7,7
OOA
2,3
1,4
0,5
OLA
<0,1
<0,1
<0,1
BOSt
1,9
5,3
5,0
OOB
2,8
2,3
4,6
Таблица 15
Классы композиции триацилглицеринов, полученных из высокостеаринового высокоолеинового жира из подсолнечника, (SD5) по сравнению со стеаринами, полученными из одного и того же жира фракционированием растворителем - ацетоном при температуре 10°C (SA1) и 15°C (SA2).S-насыщенная жирная кислота; M-моноеновая жирная кислота;D - диеновая жирная кислота; U-ненасыщенная жирная кислота
Содержание классов триацилглицеринов (%)
SD5
SA1
SA2
SMS
20,8
58,2
78,6
SMM
41,2
22,4
13,2
SDS
0,8
1,1
0,7
SDM
4,8
2,9
1,0
SDD
<0,1
<0,1
<0,1
MMM
28,0
12,7
5,1
MMD
3,9
2,3
1,4
MDD
0,4
0,3
<0,1
SUS
21,6
59,3
79,3
SUU
46,0
25,3
14,2
UUU
32,3
15,3
6,5
ПРИМЕР 5
Фракционирование высокостеаринового высокоолеинового подсолнечного масла при различных температурах
Фракционированием высокостеариновых высокоолеиновых подсолнечных масел при различных условиях получают композиции различных стеаринов. Следовательно, можно получить стеарины с различными характеристиками и профилями плавления, модифицируя, условия фракционирования масла.
В случае сухого фракционирования можно ускорить процесс охлаждением масла до температуры достаточно низкой для индуцирования быстрого образования кристаллических ядер (температура образования зародышей кристаллизации), как правило, это на от 2 до 5°C ниже, чем конечная температура кристаллизации. После стадии образования кристаллических ядер масло нагревают до конечной температуры кристаллизации в течение от 20 до 50 часов. Затем стеарин фильтруют в воронке Бюхнера с рубашкой и удаляют оставшийся олеин, прилагая вакуум. Температура и время образования кристаллических ядер оказывают влияние на конечную композицию и выход стеарина, такое же как конечная температура фракционирования (таблица 16).
Уровень насыщенных жирных кислот в стеаринах, полученных при более высоких температурах, повышается при более низких уровнях их расходования на осадок.Более низкие температуры образования кристаллических ядер способствуют получению стеаринов с более низкими уровнями динасыщенных TAG, хотя они ускоряют весь процесс фракционирования.
Таблица 16
Композиции динасыщенных триацилглицеринов и классов триацилглицеринов стеаринов, полученных в результате сухого фракционирования HStHO1 масла (Таблица 4) при различных конечных температурах. Различия в композиции стеарина при каждой из температур обусловлены различными условиями образования кристаллических ядер.P-пальмитиновая кислота; St-стеариновая кислота; O-олеиновая кислота;L-линоленовая кислота; A-арахидоновая кислота; B-бегеновая кислота. S-насыщенная жирная кислота; U-ненасыщенная жирная кислота.
Конечная температура кристаллизацииСодержание триацилглицерина (%)
17,0°С
17,5°С
18,5°С
19,0°С
StOSt
6,9-12,9
6,7-18,8
9,9-23,7
12,6-24,2
StOP
3,0-4,3
3,0-5,8
3,5-6,6
4,1-6,2
AOSt
1,1-1,9
1,1-3,0
1,5-3,4
1,7-3,3
BOSt
1,2-2,1
1,1-3,3
1,5-3,4
1,9-3,5
SUS
12,6-22,0
12,2-31,4
16,7-38,6
20,8-38,8
SUU
51,7-46,5
51,2-41,3
50,1-36,6
46,7-36,7
UUU
35,8-31,9
36,2-27,3
33,1-24,7
32,5-21,2
.
В случае фракционирования растворителем конечная композиция стеаринов зависит от условий, в которых происходит кристаллизация В случае фракционирования растворителем, как правило, модифицируемыми параметрами являются температура и количество растворителя, который добавляют в масло.
Данные по нескольким фракционированиям при использовании гексана приведены в таблице 17. При проведении этих фракционирований масла смешивают с различными объемами гексана в пропорциях, варьирующих от 25% до 75% масла в конечных мицеллах. Смеси масло-гексан охлаждают до температуры 0 или 5°C в течение 72 часов и фильтруют в воронке Бюхнера под вакуумом. Затем при температуре фракционирования стеарины промывают свежим гексаном. Наконец их дистиллируют для удаления растворителя и классифицирования.
.
Фракционирование при более высоких температурах позволяет получить стеарины с более высоким содержанием TAG при таких же затратах на выход продукта и извлечениеАналогичный эффект наблюдается при повышении количества гексана в фракционируемой смеси. Следовательно, мицеллы, содержащие больше гексана, позволяют получить стеарины с более высоким содержанием динасыщенных TAG и более высокими температурами плавления по сравнению с мицеллами с более высокими концентрациями масла. Дополнительно, регулирование условий фракционирования HStHO 1 и HStHO 2 позволяет получать фракции с аналогичной композицией. Следовательно, начальное содержание стеарина в исходном масле по существу не оказывает воздействия на результат фракционирования.
Таблица 17
Композиции динасыщенных триацилглицеринов и классов триацилглицеринов стеринов, полученных в результате фракционирования HStHO1 и HStHO2 (Таблицы 4 и 6) гексаном при различных температурах. Различия в композиции стеарина при каждой из температур обусловлены различными пропорциями гексана в фракционируемой смеси. Варьирование составляет от 25 до 75% масла в конечных мицеллах.P-пальмитиновая кислота; St-стеариновая кислота; O-олеиновая кислота;L-линоленовая кислота; A-арахидоновая кислота; B-бегеновая кислота. S-насыщенная жирная кислота; U-ненасыщенная жирная кислота.
Содержание динасыщенных триацилглицеринов (%)
HStHO1
HStHO2
0°С
5°С
0°С
5°С
StOSt
11,7-57,5
15,7-52,5
30,7-45,6
28,0-63,2
StOP
6,2-11,0
6,5-11,0
14,3-13,1
12,1-9,1
AOSt
2,0-7,5
2,7-6,9
6,1-7,4
5,1-7,8
BOSt
1,9-8,8
2,8-8,0
6,6-8,9
5,6-10,5
SUS
22,4-85,9
28,3-79,6
59,6-77,4
52,4-91,5
SUU
53,9-9,8
43,3-13,2
29,9-17,3
33,9-6,3
UUU
23,7-4,4
28,0-7,3
10,4-5,3
13,7-2,0
ПРИМЕР 6
Определение интервалов плавления и содержания твердых веществ при использовании дифференциальной сканирующей калориметрии
Дифференциальная сканирующая калориметрия или DSC представляет собой термоаналитический метод, в котором разница в количестве тепла, требуемом для повышения температуры образца и контроля, измеряется как функция температуры. Этот метод позволяет определить интервал плавления различных жиров и стеаринов. Дополнительно, содержание твердых веществ в жире при различных температурах рассчитывают, интегрируя сигнал теплового потока. Профили плавления жиров определяют при использовании дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC) в сканере Q100 (TA instruments, New Castle, DE, USA). Результаты обрабатывают при использовании программного обеспечения TA analysis, представленного производителем. Перед использованием инструмент калибруют при использовании металлического индия (температура плавления 156,6°C, ∆H1-28,45 Дж/г). Образцы получают, перемещая расплавленные масла и фракции жиров от 6 до 8 мг в алюминиевые сосуды, и взвешивая их на прецизионных микровесах (Sartorius M2P Microbalance). Затем сосуды укупоривают и оставляют для достижения калориметрического равновесия. В качестве контроля используют пустую укупоренную капсулу.
Для исследования профилей плавления образцы выдерживают при температуре 90°C в течение 10 минут для разрушения прежней структуры; затем образцы охлаждают до температуры 0°С в течение 30 минут и выдерживают при температуре 5°C в течение 24 часов. Наконец их перемещают в термокамеру с температурой 26°C в течение 48 часов. Затем образцы помещают в калориметр при температуре 20°C, температуру быстро снижают до -40°C и затем повышают до температуры 90°C со скоростью 10°C/минуту. Содержание твердого жира (SFC) определяют при постоянной интеграции кривых плавления DSC при использовании программного обеспечения TA universal analysis.
Проводят DSC различных стеаринов, полученных сухим фракционированием и фракционированием растворителем из различных высокостеариновых высокоолеиновых масел, и сравнивают со стандартным какао маслом. Композиция этих жиров приведена в таблицах 18 и 19.
Таблица 18
Композиция триацилглицеринов различных стеаринов, полученная фракционированием растворителем высокостеариновых высокоолеиновых масел.P-пальмитиновая кислота; St-стеариновая кислота; O-олеиновая кислота;L-линоленовая кислота; A-арахидоновая кислота; B-бегеновая кислота
Композиция триглицеринов (%)
SA3
SA4
SH5
SA5
SA2
SH6
SH7
SH8
POP
1,0
0,6
1,0
0,7
0,3
0,3
0,3
0,4
POSt
13,7
8,6
13,6
12,3
7,7
6,5
7,2
7,1
POO
3,6
4,3
3,0
1,1
1,2
1,2
0,7
0,2
POL
0,3
0,5
0,2
0,2
0,1
0,2
0,4
<0,1
StOSt
35,8
32,5
39,9
56,0
57,8
65,3
67,3
74,3
StOO
15,9
20,1
14,4
6,2
6,8
4,7
3,7
1,5
StLSt
1,0
0,9
2,0
0,5
0,7
0,1
0,2
<0,1
OOO
13,2
17,1
6,1
3,6
5,1
4,1
2,9
0,9
StOL
1,8
2,5
1,2
0,6
0,9
0,4
0,1
<0,1
OOL
1,8
2,3
0,8
0,6
1,4
0,5
0,4
<0,1
OLL
0,1
0,2
<0,1
0,4
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
AOSt
4,4
3,2
6,9
7,4
7,7
7,0
7,4
7,1
OOA
1,2
1,6
1,1
0,3
0,5
0,5
0,7
0,6
BOSt
4,4
3,3
7,9
8,4
5,0
8,2
8,3
6,6
OOB
1,7
2,3
1,8
1,8
4,6
0,9
0,5
1,4
Таблица 19
Композиция классов триацилглицеринов различных стеаринов, полученная фракционированием растворителем: SA - растворитель ацетон и SH - растворитель гексан, высокостеариновых высокоолеиновых масел.S-насыщенная жирная кислота; M-моноеновая жирная кислота;D - диеновая жирная кислота; U-ненасыщенная жирная кислота.
Композиция классов триглицеринов (%)
SA3
SA4
SH5
SA5
SA2
SH6
SH7
SH8
SMS
59,3
48,2
69,3
84,7
78,6
87,3
90,4
95,5
SMM
22,4
28,3
20,3
9,4
13,2
7,4
5,6
3,7
SDS
1,0
0,9
2,0
0,5
0,7
0,1
0,2
<0,1
SDM
2,1
3,0
1,4
0,8
1,0
0,6
0,5
<0,1
SDD
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
MMM
13,2
17,1
6,1
3,6
5,1
4,1
2,9
0,9
MMD
1,8
2,3
0,8
0,6
1,4
0,5
0,4
<0,1
MDD
0,1
0,2
<0,1
0,4
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
SUS
60,3
49,1
71,3
85,2
79,3
87,4
90,6
95,5
SUU
24,5
31,3
21,7
10,2
14,2
8,0
6,1
3,7
UUU
15,1
19,6
6,9
4,6
6,5
4,6
3,3
0,9
Кондитерским жирам требуется высокое содержание насыщенных TAG для достижения необходимых свойств, включая, высокие уровни твердых веществ, что приводит к хрупкости жиров и интервалу быстрого плавления. Такой профиль, как правило, имеет CB (таблица 2), как приведено в таблице 20.
Таблица 20
Содержание твердых веществ при различных температурах в стеаринах, полученных фракционированием растворителем высокостеариного высокоолеинового подсолнечного масла (Композицию см. в таблицах 18 и 19).
Температура (°C)/Содержание твердых веществ (%)
30°C
32,5°C
35°C
37,5°C
40°C
SA4
38,9
25,6
10,8
2,1
0,0
SA3
50,0
36,8
17,4
4,3
0,2
SH5
57,5
42,2
26,7
14,3
6,3
SA2
82,1
74,1
52,7
23,1
6,4
SA5
78,8
69,0
45,8
17,5
3,5
SH6
91,3
85,0
62,8
29,6
9,1
SH7
86,0
79,5
62,0
32,9
11,0
SH8
94,5
91,6
82,2
47,5
15,4
Жиры с более низким общим содержанием динасыщенных TAG имеют аналогичное или более низкое содержание твердых веществ, чем такое у CB при температуре около 30°C (SA 3 и SA 4). Однако эти жиры сохраняют высокое содержание твердых веществ при этих температурах и их поведение при плавлении аналогично CB при температуре выше 30°C благодаря присутствию TAG AOSt с высокой температурой плавления и BOSt. В случае, когда высокостеариновые высокоолеиновые подсолнечные стеарины имеют содержание TAG, аналогичное CB (SH5 и SA5), то они имеют более высокое содержание твердых веществ по сравнению с таковым CB, это обеспечивается жирами, содержащими TAG с высокой температурой плавления, такими как AOSt и BOSt. Жиры из подсолнечника с более высоким содержанием динасыщенных TAG имеют более высокий процент твердых веществ и большие интервалы плавления от 35 до 40°C, при этом они полностью совместимы с CB, следовательно, они могут быть использованы в смесях с CB для улучшения характеристик кондитерских изделий при высоких температурах. Содержание твердых веществ при различных температурах фракционирования, приведенное в таблице 20, явно коррелирует с содержанием SMS.
Фракционирование растворителем высокостеариновых высокоолеиновых подсолнечных масел является эффективным способом получения жиров из подсолнечника с высокой температурой плавления. Среди прочих растворителей по существу подходящим является ацетон, поскольку он индуцирует быстрое осаждение стеарина при температуре 10-15°C. В зависимости от исходных масел соотношение масло/растворитель и температуры могут быть получены стеарины с различной композицией TAG. Все эти стеарины имеют высокое содержание динасыщенных TAG (67-82%, таблицы 21 и 22).
Таблица 21
Композиции триацилглицеринов различных стеринов, полученных фракционированием ацетоном высокостеариновых высокоолеиновых масел HStHO1 (таблица 4, SA6, SA11, SA12) и HStHO2 (таблица 6, SA7, SA8, SA9, SA10). Фракции получают фракционированием при температуре 10 и 15°C при различных соотношениях масло/растворитель.P-пальмитиновая кислота; St-стеариновая кислота; O-олеиновая кислота;L-линоленовая кислота; A-арахидоновая кислота; B-бегеновая кислота
Композиция триглицеринов (%)
SA6
SA7
SA8
SA9
SA10
SA11
SA12
POP
0,7
09
1,0
0,9
0,9
0,7
0,7
POSt
10,8
12,5
13,8
14,0
15,0
11,7
11,9
POO
2,5
3,0
2,7
2,3
1,9
1,5
1,4
POL
0,2
0,3
0,2
0,2
0,1
0,1
0,1
StOSt
42,8
39,5
41,4
43,7
46,9
52,7
53,2
StOO
13,8
14,7
13,9
12,1
9,8
8,5
8,4
StLSt
0,7
0,7
0,8
0,7
0,6
0,3
0,8
OOO
10,4
8,2
7,3
6,3
4,8
5,5
5,4
StOL
2,0
1,4
1,4
1,1
0,8
0,8
0,9
OOL
1,7
1,0
0,8
0,7
0,5
0,9
0,8
OLL
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
AOSt
5,8
6,9
6,8
7,4
8,1
7,4
7,2
OOA
1,1
1,3
1,0
1,0
1,0
0,5
0,5
BOSt
5,8
7,7
7,1
8,1
8,4
8,1
7,5
OOB
1,7
2,0
1,7
1,5
1,2
1,2
1,1
Таблица 22
Композиции классов триацилглицеринов различных стеринов, полученных фракционированием ацетоном высокостеариновых высокоолеиновых масел HStHO1 (таблица 4, SA6, SA11, SA12) и HStHO2 (таблица 6, SA7, SA8, SA9, SA10). Фракции получают фракционированием при температуре 10 и 15°C при различных соотношениях масло/растворитель.S-насыщенная жирная кислота; M-моноеновая жирная кислота;D - диеновая жирная кислота; U-ненасыщенная жирная кислота.
Композиция классов триглицеринов (%)
SA6
SA7
SA8
SA9
SA10
SA11
SA12
SMS
65,9
67,5
70,1
74,1
79,3
80,6
80,5
SMM
19,1
21
19,3
16,9
13,9
11,7
11,4
SDS
0,7
0,7
0,8
0,7
0,6
0,3
0,8
SDM
2
1,4
1,4
1,1
0,8
0,8
0,9
SDD
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
MMM
10,4
8,2
7,3
6,3
4,8
5,5
5,4
MMD
1,7
1
0,8
0,7
0,5
0,9
0,8
MDD
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
<0,1
SUS
66,6
68,2
70,9
74,8
79,9
80,9
81,3
SUU
21,1
22,4
20,7
18
14,7
12,5
12,3
UUU
12,1
9,2
8,1
7
5,3
6,4
6,2
Опять же, чем выше уровни динасыщенных TAG, тем выше содержание твердых веществ в соответствующих жирах (таблица 23). Все эти жиры имеют содержание твердых веществ выше, чем таковое у какао масла при температурах выше чем 30°C, хотя некоторые из них содержат меньше насыщенных жирных кислот. Этот эффект вызван наличием TAG, таких как AOSt и BOSt, которые имеют более высокие температуры плавления по сравнению с таковыми у динасыщенных TAG в CB. Эти жиры полностью совместимы с CB, следовательно, они могут быть использованы в смесях с CB для улучшения характеристик кондитерских изделий при высоких температурах.
Таблица 23
Содержание твердых веществ при различных температурах в стеаринах, полученных фракционированием ацетоном высокостеариновых высокооколеиновых масел HStHO1 (таблица 4, SA6, SA11, SA12) и HStHO2 (таблица 6, SA7, SA8, SA9, SA10). Фракции получают фракционированием при температуре 10 и 15°C при различных соотношениях масло/растворитель.
Температура (°C)/Содержание твердых веществ (%)
30°C
32,5°C
35°C
37,5°C
40°C
SA7
56,3
43,2
29,2
16,7
8,1
SA6
57,2
45,2
31,8
19,1
9,7
SA8
61,1
48,8
34,9
21,5
11,3
SA9
64,1
50,9
35,3
20,7
10,3
SA10
70,0
55,7
38,3
22,4
11,2
SA11
71,8
57,6
40,0
23,5
11,8
SA12
74,9
62,3
45,6
28,1
14,8
ПРИМЕР 7
Исследования совместимости жира по изобретению с CB
Иногда в качестве альтернативы CB используют такие жиры, как лауриновые и гидрогенизированные жиры, с получением эвтектических смесей, в которых интервал плавления смеси ниже, чем таковой у каждого из жиров по отдельности.
Для исследования совместимости жира по изобретению с CB, для получения улучшенных кондитерских жиров оба жира расплавляют и смешивают в различных пропорциях. Затем измеряют содержание твердых веществ в этих смесях при использовании дифференциальной сканирующей калориметрии по примеру 6. Жирами, используемыми в этом Примере, являются CB1 (таблица 2) и SH5, композиция которого приведена в таблицах 18 и 19. Линии, соответствующие содержанию твердого жира, при постоянных температурах (фигура 1) параллельны и не показывают наличие какой-либо эвтектики, что указывает на то, что жир по изобретению полностью совместим с какао маслом и может быть использован для смешивания с CB в любой пропорции с получением кондитерских жиров с улучшенными характеристиками. В отличие от других альтернатив CB эти жиры являются здоровыми, поскольку свободны от среднецепочечных и транс-жирных кислот. Дополнительно, они имеют очень низкое насыщение в sn-2 положении и могут быть получены из мутанта подсолнечника, который также может выращиваться в странах с умеренным климатом.
ПРИМЕР 8
Получение шоколадного батончика с жиром по изобретению
Жир по изобретению может быть использован для получения всех классических кондитерских изделий. В настоящем Примере получают шоколадный батончик при использовании рецептуры, доступной в литературе (W.C. Trebor «Chocolate and confectionary», 1950). Используют следующие ингредиенты:
34,6 г жира SH5
21,6 г порошкообразного шоколада
43,4 г сахара
0,3 г соевого лецитина.
Жир расплавляют и выдерживают при температуре 50°C, при этой температуре добавляют соевый лецитин и получают гомогенную смесь. Затем при постоянном ручном перемешивании добавляют порошкообразный шоколад и сахар. Полученную в результате смесь охлаждают до температуры 25°C, далее ее снова медленно нагревают до температуры 30°C при умеренном перемешивании и, наконец, переливают ее в подходящую форму с получением образца. Смесь охлаждают до комнатной температуры в течение ночи и получают шоколадные батончики с высокой вкусовой привлекательностью и высокими органолептическими характеристиками.
Композиция может иметь такие же высокие показатели при использовании других жиров, указанных в настоящей патентной заявке, или смесей этих жиров с какао маслом в любой пропорции.
ПРИМЕР 9
Получение шоколадного батончика со смесью жиров по изобретению и средней фракцией пальмового масла
Жир по изобретению может быть смешан с другими жирами для получения кондитерских изделий с заданными свойствами. Средние фракции пальмового масла получают сухим фракционированием пальмового масла. Как правило, они имеют низкое содержание полинасыщенных и тринасыщенных TAG и высокое содержание динасыщенных TAG POP и POSt. Как правило, для получения кондитерских жиров эти жиры смешивают с тропическими жирами, богатыми стеариновой кислотой. В настоящем примере шоколадный батончик получают при использовании смеси средней фракции пальмового масла с одним из жиров по изобретению, полученному фракционированием ацетоном. Используемые ингредиенты:
13,6 г средней фракции пальмового масла
20,7 г жира SA2
21,6 г порошкообразного шоколада
43,4 г сахара
0,3 г соевого лецитина.
Шоколадный батончик по изобретению получают по примеру 8. Шоколад, полученный при использовании этой смеси жиров, имеет ожидаемый внешний вид и текстуру, обладает высокими органолептическими характеристиками.
ПРИМЕР 10
Получение шоколадного батончика со смесью жиров по изобретению, средней фракцией пальмового масла и какао маслом
Европейское законодательство позволяет добавлять максимально 5% нелауриновых, свободных от транс-жирных кислот жиров, совместимых с CB, в шоколад. Жир по изобретению свободен от лауриновой и транс-жирных кислот и полностью совместим с CB. В настоящем Примере шоколадный батончик получают при использовании какао масла и 5% смеси средней фракции пальмового масла с одним из жиров по изобретению, полученному фракционированием ацетоном. Используемые ингредиенты:
32,9 г какао масла
1,04 г жира SA2
0,7 г средней фракции пальмового масла
21,6 г порошкообразного шоколада
43,4 г сахара
0,3 г соевого лецитина.
Шоколадный батончик по изобретению получают по примеру 8. Шоколад, полученный при использовании этой смеси жиров, имеет ожидаемую текстуру и органолептические характеристики стандартного шоколада.