FI102717B - Menetelmä polyolirasvahappopolyestereitä sisältävän rasvan korvikkeen valmistamiseksi - Google Patents

Description

1 102717

Menetelmä polyolirasvahappopolyestereitä sisältävän rasvan korvikkeen valmistamiseksi

Keksintö koskee menetelmää parannettujen polyolipo-5 lyesterikoostumusten valmistamiseksi. Koostumukset sisäl tävät polyolien rasvahappopolyestereitä, jotka ovat käyttökelpoisia vähäenergiaisina rasvan korvikkeina. Näillä polyolirasvahappopolyesterikoostumuksi11a on aikaisempia paremmat fysiologiset ominaisuudet, organoleptiset ominai-10 suudet (so. suutuntu), neste-kiintoainestabiilisuus ja kemiallinen stabiilisuus.

Syötävien kasviöljyjen ja eläinrasvojen (so. tri-glyseridien) liian suuri kulutus on yhdistetty terveydellisiin ongelmiin, kuten esimerkiksi liikalihavuuteen ja 15 sydäntautiin. Sen vuoksi tunnetaan kasvavaa kiinnostusta sellaisia rasvan korvikkeita kohtaan, joita voidaan käyttää ruokavaliossa triglyseridirasvojen tilalla.

Polyolien rasvahappopolyestereiden käyttö rasvojen korvikkeina elintarvikkeissa on tunnettua. US-patenttijul-20 kaisussa 3 600 186 (Mattson et ai.) on esitetty vähäener-giaisia, rasvaa sisältäviä elintarvikekoostumuksia, joissa ainakin osa triglyseridisisällöstä on korvattu sokerin tai sokerialkoholin rasvahappoesterillä, polyesterillä, joka sisältää vähintään 4 rasvahappoesteriryhmää kukin rasvaha- ; 25 pon sisältäessä 8-22 hiiliatomia. Polyestereiden maini- • · · taan olevan käyttökelpoisia elintarviketuotteissa, kuten • · \\m. esimerkiksi salaattiöljyssä, ruokaöljyssä, pehmeässä lei-

• · I

*·’ vontarasvassa, rasvassa paistetuissa elintarvikkeissa, ka kuissa, leivissä, majoneesissa, margariinissa ja maito- • · *.V 30 tuotteissa.

• « · V · US-patenttijulkaisussa 4 005 196 (Jandacek el ai.) on esitetty Mattsonin el ai. patenttijulkaisussa kuvattua iti<; tyyppiä olevia, vähäenergiaisia, rasvaa sisältäviä elin- . tarvikekoostumuksia, joihin on yhdistetty rasvaliukoisia 35 vitamiineja A, D, E ja/tai K.

2 102717

Tiedetään, että nestemäisten polyolipolyestereiden säännöllinen nauttiminen kohtalaisessa tai runsaassa määrin saattaa aiheuttaa ei-toivotun "öljynhäviämisilmiön", nimittäin polyestereiden vuotamisen peräaukon sulkijaii-5 haksen läpi. US-patenttijulkaisussa 4 005 195 (Jandacek) on esitetty keino ei-toivotun öljynhäviämisilmiön estämiseksi lisäämällä polyestereihin anaalisen vuodon estäviä aineita. Anaalisen vuodon estäviin aineisiin kuuluvat kiinteät rasvahapot (sulamispiste 37 °C tai korkeampi) ja 10 niiden triglyseridilähteet sekä kiinteät polyolirasvahap-popolyesterit.

Kiinteiden triglyseridien tai kiinteiden polyestereiden käyttämisellä anaalisen vuodon estävinä aineina nestemäisten polyestereiden yhteydessä on haittapuolia, 15 kun polyestereitä käytetään elintarvikekoostumuksissa.

Polyesteri tai triglyseridi, jonka kiintoainepitoisuus on riittävän korkea estääkseen anaalisen vuodon, maistuu nautittaessa suussa tyypillisesti vahamaiselta. Olisi toivottavaa, että käytettävissä olisi rasvan korvike, joka kor-20 vaa tehokkaasti triglyseridirasvat vähäenergiaisten elin tarviketuotteiden valmistutuksessa mutta jonka kiintoainepitoisuus on silti hyvin alhainen, niin että se ei maistu vahamaiselta suussa. Samalla on ratkaisevan tärkeätä, että tämän rasvan korvike ei aiheuta ei-toivottuna sivu-25 vaikutuksena öljyn häviämistä.

• · · EP-hakemusjulkaisussa 0 236 288 (Bernhardt), joka • · II! on julkaistu 9. syyskuuta 1987, on esitetty polyolirasva- *·' happopolyestereitä, jotka eivät aiheuta anaalista vuotoa edes suhteellisen pienillä kiintoainepitoisuuksilla. Tämä • · V.‘ 30 etu saavutetaan polyestereillä, joilla on suhteellisen • · · V : korkeat reologiset arvot ruumiinlämpötilassa. Ikävä kyllä, ....: tässä EP-hakemusjulkaisussa esitetyt polyolipolyesterit- kään eivät ole parhaita mahdollisia saamaan aikaan ei-va-. hamaista makuvaikutelmaa elintarvikkeissa. Sitä paitsi 35 eräillä esimerkkeinä annetuilla polyolipolyestereillä on :.'i heikko kestävyys hapetusta vastaan. Bernhardt in hakemus- 3 102717 julkaisun mukaisten polyestereiden kiintoainepitoisuus on ruumiinlämpötilassa edullisesti vähintään noin 5 %, ja niiden viskositeetti on ruumiinlämpötilassa vähintään noin 25 poisia (P) leikkausnopeudella 10 s"1. Olisi toivottavaa, 5 että käytettävissä olisi polyolien rasvahappopolyesterei-tä, joissa yhdistyy parantunut makuvaikutelma hapetuksen-kestävyyteen.

öljyt, kuten esimerkiksi soijaöljy, kovetetaan usein niiden polytyydyttämättömyysasteen alentamiseksi. 10 Nämä kovetetut öljyt kestävät paremmin hapetusta. Yksi tyypillisten kovetettujen öljyjen ominaispiirre on suuri trans-kaksoissidosten määrä rasvahappoketjuissa. EP-hake-musjulkaisussa 0 235 836 (Bodor g£ ai..), joka on julkaistu 9. syyskuuta 1987, on esitetty polyolirasvahappopolyeste-15 reitä joilla on parempi kestävyys hapetusta vastaan. Tämä etu saavutetaan polyestereillä, joissa trans-tyydyttämättömien rasvahappoketjujen osuus on suhteellisen suuri.

Trans-kaksoissidosten osuuden lisääntyessä myös vastaavan osittain kovetetun koostumuksen kidekoko kasvaa. 20 On havaittu, että suuret kiteet ovat yhteydessä tuotteen heikkoon neste-kiintoainestabiilisuuteen, ts. siihen, että kiinteiden ja nestemäisten polyestereiden seokset eivät säily homogeenisina. Tästä voi olla seurauksena heikko anaalisen vuodon torjunta. Olisi siis erittäin toivotta-25 vaa, että käytettävissä olisi polypolyesterikoostumus, • · · ’/./ jossa yhdistyvät hyvä hapetuksenkestävyys ja pienistä ki- • « teistä seurauksena oleva hyvä neste-kiintoainestabiili- • · · *·’ ' suus.

Siksi tämän keksinnön päämääränä on tarjota käytet- • « ·.·.· 30 täväksi polyolipolyesterikoostumus, jolla on alhaiset reo- « · · : logiset arvot ja joka aiheuttaa vain vähän tai ei lainkaan ....: "öljynhäviämisilmiötä".

« « i<><; Tämän keksinnön päämääränä on myös tarjota käytet- • · . täväksi polyolipolyesterikoostumus, jonka kestävyys hape- 35 tusta vastaan on hyvä. Tällä koostumuksella on siten sta- :.*·· biilimpi maku ja haju, stabiilimpi väri ja mitättömän pie- 4 102717 ni mahdollisuus ei-toivottuihin reaktioihin tuotantoprosessissa.

Tämän keksinnön päämääränä on myös tarjota käytettäväksi polyolipolyesterikoostumus, jolla kiinteän rasvan 5 pitoisuuden suhde neste-kiintoainestabiilisuuteen on pieni.

Tämän keksinnön päämääränä on myös tarjota käytettäväksi polyolipolyesterikoostumus, jonka kiintoainepitoi-suus ruumiinlämpötilassa on pieni vahamaisuuden minimointi -10 seksi.

Nämä ja muut tämän keksinnön päämäärät käyvät ilmi tästä selityksestä.

Keksintö koskee menetelmää polyolien rasvahappopo-lyesterikoostumusten valmistamiseksi, jotka eivät aiheuta 15 anaalista vuotoa edes hyvin alhaisella kiintoainetasolla ja suhteellisen alhaisella viskositeetilla ruumiinlämpötilassa. Nämä polyesterit kestävät myös hyvin hapetusta. Polyesterit soveltuvat erityisen hyvin vahamaiselta mais-tumattomiksi rasvojen korvikkeiksi vähäenergiaisiin elin-20 tarvikkeisiin.

Keksinnön kohteena on menetelmä rasvan korvikkeen valmistamiseksi, joka korvike on sokerin rasvahappo-polyesteri, sokerialkoholin rasvahappo-polyesteri tai niiden seos, jolloin sokerit ja sokerialkoholit sisältävät 4-8 25 hydroksiryhmää ja 4 - 8 rasvahapporyhmää ja kussakin ras- • · · vahapporyhmässä on 2-24 hiiliatomia. Menetelmälle on • · tunnusomaista, että menetelmä käsittää seuraavat vaiheet: • · · esteröidään sokeri tai sokerialkoholi rasvahappojen seoksella, joka on peräisin primaarisen lähteen muodosta- • « *.v 30 vasta öljystä ja sekundaarisen lähteen muodostavasta, täy- • « · ·,· · dellisesti hydratusta öljystä, joiden suhde on 20:80 - 80:20, edullisesti 50:50 - 75:25, primaarisen lähteen muo-dostavan öljyn jodiluvun ollessa 65 - 100, edullisesti . 75 - 95, ja sekundäärisen lähteen muodostavan, täydelli- 35 sesti hydratun öljyn jodiluvun ollessa 1 -12, edullisesti :.1 1-8, jolloin saadaan rasvan korvike, jossa: , 102717 (a) korkeintaan 0,6 %, edullisesti korkeintaan 0,3 % ras-vahapporyhmien sisältämistä rasvahapoista sisältää kolme tai useampia kaksoissidoksia, korkeintaan 20 % rasvahappo-ryhmien sisältämistä rasvahapoista sisältää kaksi tai us- 5 eampia kaksoissidoksia ja korkeintaan 35 % tyydyttymät-tömien rasvahappojen kaksoissidoksista on trans-kaksoissi-doksia; (b) polyestereiden neste-kiintoainestabiilisuus on vähintään 50 %, edullisesti vähintään 80 %; 10 (c) polyestereiden jodiluku on 10 - 60, edullisesti 20 - 25; (d) kiinteän rasvan pitoisuuden suhde neste-kiintoainesta-biilisuuteen on alle 0,25, edullisesti korkeintaan 0,2, vielä edullisemmin korkeintaan 0,15; 15 (e) rasvahappokoostumuksen sisältäessä (1) 4 - 12 % C16:0 -rasvahappoja; (2) 35 - 68 % Cl8:0 -rasvahappoja; (3) 15 - 43 % Cl8:1 - rasvahappoja; (4) 2 - 12 % C18:2 -rasvahappoja; 20 (5) 0 - 0,6 % C18:3 -rasvahappoja; ja (f) sen viskositeetti 37,8 °C:ssa on vähintään 2,5 P (0,25 Pa«s), edullisesti vähintään 15 P (1,5 Pa«s), nopeudella 10 s-1 tehdyn, jatkuvan 10 minuutin leikkauskäsittelyn jälkeen.

25 Keksinnön mukaisessa menetelmässä polyesterit vai- • · « *!*.* mistetaan esteröimällä polyoli rasvahappojen seoksella, • · ”· joka koostuu primaarisen lähteen muodostavasta öljystä ja • · · *·* * sekundaarisen lähteen muodostavasta, täydellisesti hydra- tusta öljystä, joiden suhde on noin 20:80 - 80:20, primaa- • · :.V 30 risen lähtö-öljyn jodiluvun ollessa noin 65 - 100 ja täy- • « · ί#ϊ : dellisesti hydratun öljyn jodiluvun ollessa noin 1-12.

Näitä polyolipolyestereitä voidaan valmistaa myös esteröimällä polyoli primaarisella lähtö-öljyvirralla, esteröimällä polyoli toisella lähtö-öljyvirralla ja sekoittamalla 35 tulokseksi saatavat polyolipolyesterit.

6 102717

Kaikki tässä käytetyt aineosuudet, prosenttiluvut ja suhteet perustuvat massaan, ellei toisin ole ilmoitettu.

Termiä "sokeri" käytetään tässä tavanomaisessa mer-5 kityksessään eli tarkoittamaan yleisesti mono- ja disak-karideja. Myös trisakkaridit ja polysakkaridit ovat keksinnön mukaan mahdollisia mutta eivät edullisia. Termiä "sokerialkoholi" käytetään myös tavanomaisessa merkityksessään eli tarkoittamaan yleisesti sokerien pelkistys-10 tuotetta, jossa aldehydi- tai ketoniryhmä on pelkistynyt alkoholiksi. Rasvahappoesteriyhdisteitä valmistetaan antamalla monosakkaridin, disakkaridin tai sokerialkoholin reagoida rasvahappojen kanssa, mitä käsitellään jäljempänä.

15 Tässä käytettynä termi "polyoli" tarkoittaa sellai sia ryhmiä kuin sokerit ja sokerialkoholit sekä muut sokeri johdannaiset (esim. alkyylipolyglykosidit), jotka sisältävät hydroksyyliryhmiä.

Tässä käytettynä ilmaisu "polyolirasvahappopolyes-20 teri" tai " polyolipolyesteri" tarkoittaa polyoleista ja rasvahapoista muodostuneita koostumuksia.

Esimerkkejä sopivista monosakkarideista ovat mono-sakkaridit, jotka sisältävät 4 hydroksyyliryhmää, kuten esimerkiksi ksyloosi, arabinoosi ja riboosi; myös ksyloo- ; ’·, 25 sista saatava sokerialkoholi, so. ksylitoli, on sopiva.

• · · '".* Monosakkaridi erytroosi ei sovellu tämän keksinnön mukai- seen käyttöön, koska se sisältää vain 3 hydroksyyliryhmää, • · · *·* ' mutta erytroosista saatava sokerialkoholi, so. erytritoli, sisältää 4 hydroksyyliryhmää ja on siten sopiva. Sellaisia • · ·.*.· 30 5 hydroksyyliä sisältäviä monosakkarideja, jotka soveltu- • · · ’ vat tässä yhteydessä käytettäviksi, ovat glukoosi, mannoo- si, galaktoosi ja fruktoosi. Glukoosista saatava sokerialkoholi, so. sorbitoli, sisältää 6 hydroksyyliryhmää ja soveltuu myös alkoholiosaksi rasvahappoesteriyhdisteeseen. 35 Esimerkkejä sopivista disakkarideista ovat maltoosi, laktoosi ja sakkaroosi, jotka kaikki sisältävät 8 hydroksyy- 7 102717 liryhmää. Esimerkkejä trisakkarideista ovat raffinoosi ja maltotrioosi. Esimerkkejä muista sopivista polyoleista ovat pentaerytritoli, diglyseroli, triglyseroli, alkyyli-glykosidit ja polyvinyylialkoholit. Edullinen polyoli on 5 sakkaroosi.

Tässä käytettynä merkintä "Cx:y" liittyy rasvahappo-ryhmiin x:n ollessa hiiliketjun pituus ja y:n ollessa kak-soissidosten lukumäärä.

Päinvastoin kuin aikaisemmin on esitetty, on ha-10 vaittu, että tietyt polyesterikoostumukset, joissa trans-kaksoissidosten lukumäärä on pieni, voivat tarjota kestävyyden hapetusta vastaan, johon yhdistyy neste-kiintoaine-stabiilisuus. Lisäksi nämä koostumukset ovat käyttökelpoisia dieteettisinä rasvojen korvikkeina, aiheuttavat vain 15 vähäistä tai ei lainkaan "öljynhäviämisilmiötä" ja antavat ei-vahamaisen makuvaikutelman.

On havaittu, että tämän keksinnön mukaisella menetelmällä valmistetut polyoli-rasvahappopolyesterit muodostavat jähmettymisprosessin aikana nopeasti pieniä kiteitä. 20 Kiintoainetason ollessa sama pienemmät kiteet tarjoavat suhteellisesti suuremman pinta-alan, ja niiden on havaittu ' saavan aikaan paremmat nesteenpoisto-ominaisuudet (so.

koheesion ja viskositeetin) kuin suurempien kiteiden. Seu-

( I I

Tauksena tästä polyesteri on ominaisuuksiltaan paremmin : ,·, 25 anaalista vuotoa torjuva. Tämä kehitys tekee mahdolliseksi • · · ]··.* saavuttaa anaalisen vuodon torjunta alhaisilla kiinto- • · V.’. ainetasoilla, mikä puolestaan minimoi kiinteän rasvan an-

i · I

• tämän vahamaisen vaikutelman, kun se syödään.

Tämän keksinnön mukaisella menetelmällä valmistet- • · *.*.* 30 tujen polyolipolyestereiden alhainen polytyydyttämättö-

• •I

: myysaste saa aikaan paremman kemiallisen stabiilisuuden « ....: useimmista hydraamattomista tai epäspesifisesti osittain hydratuista rasvahappolähteistä valmistettuihin polyolipo- I · . lyestereihin verrattuna. Tämä antaa polyolipolyestereille 35 erittäin toivotut ja stabiilit aromi- ja väriominaisuudet. Se myös minimoi mahdollisuuden ei-toivottujen sivureak- 8 102717 tioiden esiintymiseen valmistusprosessissa, Jotka sivu-reaktiot voivat vaikuttaa haitallisesti polyestereiden valmistusreaktion etenemiseen ja lopputuotteina saatavien polyestereiden laatuun.

5 Tämän keksinnön mukaisessa menetelmässä polyolien (esim. sokereiden tai sokerialkoholien) rasvahappopolyes-tereitä valmistettaessa polyoliyhdiste (esim. sokeri tai sokerialkoholi), kuten esimerkiksi jokin edellä mainituista polyoleista, täytyy esteröidä noin 2-24 hiiliatomia 10 sisältävien rasvahappojen seoksella. Edullisesti seoksen rasvahapot sisältävät noin 8-24 hiiliatomia. Esimerkkejä sellaisista rasvahapoista ovat kapryyli-, kapriini-, lau-riini-, myristiini-, myristoleiini-, palmitiini-, palmito-leiini-, steariini-, öljy-, elaidiini-, risinoleiini-, 15 linoli-, linoleeni-, oleosteariini-, arakis-, beheeni- ja erukahappo. Rasvahapot voidaan saada sopivista luonnossa esiintyvistä tai synteettisistä rasvahapoista, ja ne voivat olla tyydytettyjä tai tyydyttämättömiä asemaisomeerit ja geometriset isomeerit mukaan luettuina.

20 Polyolin (esim. sokerin tai sokerialkoholin) rasva- happoesterin rasvahappokomponentin lähteenä voivat toimia ;'· itse rasvahapot tai luonnossa esiintyvät rasvat ja öljyt.

Esimerkiksi rapsiöljy muodostaa hyvän C22-rasvahappoläh-teen. C16.18-rasvahappoja voidaan saada talista, soijaöljys- ; 25 tä tai puuvillansiemenöljystä. Lyhempiketjuisia rasvahap- • · · ‘II/ poja tarjoavat kookosöljy, palmunydinöljy ja babassuöljy.

Maissiöljy, laardi, palmuöljy, maapähkinäöljy, safloriöl- • · « *·* * jy, runsasöljyhappoinen safloriöljy, seesamiöljy, kanola- öljy, auringonkukkaöljy ja runsasöljyhappoinen auringon- ·.·.· 30 kukkaöljy ovat esimerkkejä muista luonnollisista öljyistä, • · « ί,ί ί jotka voivat toimia rasvahappokomponentin lähteenä.

Tässä keksinnössä käyttökelpoisten polyolien (esim.

• · _ i><; sokerien tai sokerialkoholien) rasvahappoestereiden karak- • · teristinen ominaisuus on se, että ne sisältävät valtaosin . ·' 35 vähintään 4 rasvahappoesteriryhmää, tyypillisesti noin 4 - : ‘ j 8 rasvahappoesteriryhmää. Sokereiden tai sokerialkoholien 9 102717 muodostamat rasvahappopolyesteriyhdisteet, jotka sisältävät korkeintaan 3 rasvahappoesteriryhmää, hajoavat suolistossa hyvin samalla tavalla kuin tavalliset triglyseridi-rasvat, mutta sokereiden tai sokerialkoholien muodostamat 5 rasvahappopolyesteriyhdisteet, jotka sisältävät vähintään 4 rasvahappoesteriryhmää, hajoavat vähemmässä määrin ja niillä on siten tässä keksinnössä käyttöä ajatellen toivotut vähäenergiaisuusominaisuudet.

Erittäin edullisia tämän keksinnön mukaisessa me-10 netelmässä käytettäviä, vähäenergiaisia rasvamateriaaleja ovat sakkaroosin rasvahappopolyesterit. Edullisissa sakka-roosi-rasvahappopolyestereissä suurin osa sakkaroosin hyd-roksyyliryhmistä on esteröitynyt rasvahapoilla. Edullisesti vähintään noin 85 % ja edullisimmin vähintään noin 95 % 15 sakkaroosin rasvahappopolyestereistä on oktaestereitä, heptaestereitä tai heksaestereitä tai niiden seoksia. Edullisesti korkeintaan noin 40 % sakkaroosi-rasvahappopolyestereistä on heksa- tai heptaestereitä ja vähintään noin 60 % on oktaestereitä. Vielä edullisemmin korkeintaan 20 noin 30 % estereistä on heksa- tai heptaestereitä. Edullisimmin vähintään noin 70 % polyestereistä on oktaestereitä. On myös mitä edullisinta, että polyesterit eivät sisällä pentaestereitä ja niitä alempia estereitä yhteensä enempää kuin noin 3 %.

25 Korkeintaan noin 0,6 %, edullisesti korkeintaan • · · ··· · noin 0,3 %, polyolipolyesterin rasvahapoista sisältää vä- ·*· ·...’ hintään 3 kaksoissidosta ja korkeintaan noin 20 % rasvaha- • « · ·.· · poista sisältää vähintään 2 kaksoissidosta. Lisäksi edul lisesti noin 0 - 20 % rasvahapoista on C16:0-rasvahappoja. 30 Lisäksi korkeintaan noin 35 % rasvahappojen kak- • · soissidoksista on konfiguraatioltaan trans-kaksoissidok-• . siä. Rasvahappojen trans-kaksoissidosten prosenttiosuus | lasketaan seuraavasti: ,C P = trans- X 100 % ;:· kok 10 102717 jossa P - rasvahapon trans-kaksoissidosten prosenttiosuus Dtran. = trans-kaksoissidosten lukumäärä Dkok = kaksoissidosten kokonaismäärä Edulliset tämän keksinnön mukaisesti valmistetut 5 rasvahappokoostumukset sisältävät vähemmän kuin noin 12 % palmitiinihappoa (C16:0), noin 30 - 70 % steariinihappoa (C18:0), noin 15 - 60 % öljy- ja elaidlinihappoa (C18:1), vähemmän kuin noin 12 % linolihappoa (C18;2) ja 10 vähemmän kuin noin 0,6 % linoleenihappoa (C18;3).

Edullisimmat tämän keksinnön mukaisesti valmistetut rasvahappokoostumukset sisältävät vähemmän kuin noin 12 % palmitiinihappoa (C16:0), noin 40 - 70 % steariinihappoa (C18:0), 15 noin 20 - 50 % öljy- ja elaidlinihappoa (C18:1), vähemmän kuin noin 12 % linolihappoa (C18:2) ja vähemmän kuin noin 0,6 % linoleenihappoa (C18;3).

Tässä yhteydessä käytettäviksi soveltuvia polyoli-polyestereitä voidaan valmistaa millä tahansa monista 20 yleisistä synteeseistä. Yleisiä menetelmiä polyolien ras-vahappopolyestereiden valmistamiseksi ovat sokerin tai sokerialkoholin transesteröinti metyyli-, etyyli- tai gly-serolirasvahappoestereillä erilaisia katalysaattoreita käyttäen, sokerin tai sokerialkoholin asylointi rasvahap-25 pokloridilla, sokerin tai sokerialkoholin asylointi rasva- « * • · · t.t : happoanhydridillä ja sokerin tai sokerialkoholin asylointi ·»· ·...· itse rasvahapolla. Polyolien rasvahappoestereiden valmis- • · · i tusta kuvataan esimerkiksi US-patenttijulkaisuissa 2 831 854, 3 600 186, 3 963 699, 4 517 360 ja 4 518 772, 30 jotka kaikki mainitaan tässä viitteinä.

• · .·:·. Eräs edullinen menetelmä polyolipolyestereiden vai- • · · mistamiseksi tämän keksinnön mukaisesti käsittää kahden t ' ’ lähtö-öljyvirran käytön. Sokeri tai sokerialkoholi este- : röidään rasvahappojen seoksella, joka koostuu primaarisen 35 lähteen muodostavasta öljystä ja sekundaarisen lähteen .·, : muodostavasta, täydellisesti hydratusta öljystä, joiden 11 102717 suhde on noin 20:80 - 80:20, edullisesti noin 50:50 -75:25. Primaarisen lähtö-öljyn jodiluku on noin 65 - 100, edullisesti noin 75 - 95, ja täydellisesti hydratun öljyn jodiluku on noin 1 - 12, edullisesti noin 1 - 10 ja vielä 5 edullisemmin noin 1 - 8. Osittain hydrattu osa saadaan erityisellä katalyyttisellä prosessilla, joka tuottaa vain vähän polytyydyttämättömiä rasvahappoja ja saa aikaan trans-kaksoissidosten alhaisen tason. Esimerkiksi seuraa-vat hydrausolosuhteet soveltuvat käytettäviksi sakkaroosi-10 polyestereiden yhteydessä: 0,02 paino-% nikkelikatalysaat-toria, mittaripaine 276 kPa, alkulämpötila 135 eC (275 °F) ja reaktiolämpötila 160 °C (320 °F).

Toinen edullinen menetelmä polyolipolyestereiden valmistamiseksi tämän keksinnön mukaisesti käsittää 15 (1) polyolin esteröinnin rasvahappojen seoksella, joka koostuu primaarisen lähteen muodostavasta öljystä ja sekundaarisen lähteen muodostavasta, täydellisesti hydratus-ta öljystä, joiden suhde on noin 20:80 - 80:20, primaarisen lähtö-öljyn jodiluvun ollessa noin 65 - 100 ja täydel-20 lisesti hydratun öljyn jodiluvun ollessa noin 1-12; (2) polyolin esteröinnin rasvahapposeoksella, joka on peräisin tertiaarisen lähteen muodostavasta öljystä; ja (3) vaiheiden 1 ja 2 esteröityjen tuotteiden sekoittamisen keskenään.

^25 Primaarisen lähteen muodostavan öljyvirran jodiluku • · · t.t · on edullisesti noin 75 - 95 ja sekundaarisen öljyvirran • · · *...· vastaavasti noin 1-8. Tertiaarisen öljyvirran jodiluku • · · ί,ί : on edullisesti noin 65 - 100, edullisimmin noin 75 -95.

Primaarisesta lähtö-öljyvirrasta peräisin olevien 30 rasvahapporyhmien suhde sekundaarisesta lähtö-öljyvirrasta • · peräisin oleviin rasvahapporyhmiin on edullisesti noin 50:50 - 75:25.

«

Myös menetelmien kolmesta, neljästä tai useammasta lähtö-öljy- tai esteröidystä lähtö-öljyvirrasta valmistet-35 tavien parannettujen polyolipolyestereiden valmistamiseksi .·. : katsotaan kuuluvan tämän keksinnön piiriin.

12 102717

Yksityiskohtaisempi esimerkki keksinnön mukaisesta menetelmästä edullisten sakkaroosipolyestereiden valmistamiseksi on annettu esimerkissä 1.

Erityisen hyvin tässä keksinnössä käytettäviksi 5 soveltuvia lähtö-öljyjä ovat kovetettu tai osittain kovetettu kanola-, maissi-, saflori-, runsasöljyhappoinen saf-lori-, soija-, maapähkinä-, auringonkukka- ja runsasöljyhappoinen auringonkukkaöljy. Myös näiden öljyjen seokset ovat sopivia.

10 Tämän keksinnön mukaisella menetelmällä valmistetut polyolipolyesterit eivät aiheuta anaalista vuotoa, vaikka niillä on alhainen viskositeetti ruumiinlämpötilassa. Po-lyestereiden viskositeetti 37,8 °C:ssa (100 °F) on vähintään noin 2,5 P, edullisesti vähintään noin 5 P ja edulli-15 simmin vähintään noin 15 P, nopeudella 10 s'1 tehdyn, jatkuvan 10 minuutin leikkauskäsittelyn jälkeen. Tuotteet, joilla on korkea viskositeetti, eivät ole toivottavia, koska ne saavat aikaan vahamaisen maun. Tuotteiden viskositeetit ovat tyypillisesti alle 250 P.

20 Tämän keksinnön mukaisella menetelmällä valmiste tuilla polyolipolyestereillä on hyvä neste-kiintoainesta-biilisuus, koska polyestereiden nesteosa ei erotu helposti kiinteästä osasta. Neste-kiintoainestabiilisuus määritetään jäljempänä kuvatulla analyysimenetelmällä II. Tämä 25 ominaisuus on ratkaisevan tärkeä anaalisen vuodon torjumi- • · · ϊ·! ' sen kannalta. Polyestereiden neste-kiintoainestabiilisuus

Ml :...’ on vähintään noin 50 %, edullisesti vähintään noin 70 % ja ·,· ’ edullisimmin vähintään noin 80 %.

Tämän keksinnön mukaisesti valmistetut polyolipoly-30 esterit eivät sitä paitsi aiheuta anaalista vuotoa edes • · .*:·. hyvin pienillä kiintoainepitoisuuksilla. Kiinteän rasvan • , pitoisuus (SFC) tarjoaa kohtuullisen tarkan likiarvon tie- | tyn rasvamateriaalin kiintoainepitoisuudelle painoprosent teina jossakin määrätyssä lämpötilassa. Keksinnön mukai- < · 35 sella menetelmällä valmistetuilla polyolipolyestereillä | kiinteän rasvan pitoisuuden (37 °C:ssa mitattuna) suhde 13 102717 neste-kiintoainestabiilisuuteen on alle 0,25, edullisesti alle 0,20 ja edullisimmin alle 0,15.

Jodiluku on rasvahappojen tyydyttämättömyysasteen mitta. Tämän keksinnön mukaisten polyolien rasvahappopoly-5 estereiden jodiluku on noin 15 - 60, edullisesti noin 20 -50.

Tämän keksinnön mukaisesti valmistettuja polyolien rasvahappopolyestereitä voidaan käyttää normaalin tri-glyseridirasvan osittaisina tai täydellisinä korvaajina 10 missä tahansa rasvaa sisältävässä elintarvikekoostumukses-sa pieneen energiasisältöön liittyvien etujen saavuttamiseksi. Energiasisällön alentamiseksi merkittävästi on välttämätöntä, että polyolipolyesterit muodostavat vähintään noin 10 % elintarvikekoostumuksen sisältämästä ras-15 vasta tai 33 % elintarvikkeen energiasisällöstä. Edullisia ovat rasvaa sisältävät elintarvikekoostumukset, joissa vähintään 30 % rasvasta on korvattu tämän keksinnön mukaisesti valmistetuilla polyolipolyestereillä; vähintään noin 50-%:inen korvaus on vielä edullisempi ja vähintään noin 20 70-%:inen korvaus edullisin. Toisaalta hyvin vähäenergiai- sia ja siten erittäin toivottavia elintarvikekoostumuksia saadaan aikaan, kun tämän keksinnön mukaisesti valmistetut ' polyesterit muodostavat jopa 100 % kokonaisrasvasta ja noin 25 - 100 % energiasisällöstä.

< I

'·<·' 25 Tämän keksinnön mukaisesti valmistettuja polyolipo- • » : lyestereitä voidaan käyttää yhdessä muiden polyolipolyes- •tm,· tereiden kanssa. Merkittävien fysiologisten, organoleptis- t : : ten ja stabiilisuusetujen saavuttamiseksi syntyvälle seok selle näiden koostumusten tulisi sisältää vähintään noin 30 30 %, edullisesti vähintään noin 50 % ja edullisimmin vä- * · hintään noin 70 %, tämän keksinnön mukaisesti valmistettu- • · · ja polyolipolyestereitä. Tämän keksinnön mukaisesti valmistetut polyolien rasvahappopolyesterit, erityisesti sak- * '*"· karoosipolyesterit, ovat käyttökelpoisia monissa erilai- 35 sissa ruoka- ja juomatuotteissa. Polyestereitä voidaan : esimerkiksi käyttää missä muodossa tahansa olevien leivon- h 102717 naisten valmistuksessa, kuten esimerkiksi seosten, säilyvien leivonnaisten ja pakasteleivonnaisten valmistuksessa. Käyttömahdollisuuksiin kuuluvat kakut, pähkinäsuklaa-leivokset, muffinsit, tankopikkuleivät, vohvelikeksit, 5 keksit, pasteijat, piirakat, piirakankuoret ja pikkuleivät, mukaan luettuina kerrospikkuleivät ja suklaalastupik-kuleivät, erityisesti säilytystä kestävät kaksoisraken-teelliset pikkuleivät, joita kuvataan US-patenttijulkaisussa 4 455 333 (Hong & Brabbs), mutta mahdollisuudet ei-10 vät rajoitu näihin. Leivonnaiset voivat sisältää hedelmä-tai kermatäytteen tai muita täytteitä. Muita kypsytettyjä tuotteita, joiden valmistuksessa niitä voidaan käyttää, ovat leivät ja sämpylät, rasvassa kypsytetyt ruoat, makkarat, lihat, voileipäkeksit, suolakeksit, pannukakut, voh-15 velit, jäätelötötteröt ja -pikarit, hiivalla nostatetut leivonnaiset, pizzat ja pizzankuoret, ranskalaiset perunat, jauhoista valmistetut välipalat ja muut suolaiset välipalat. Myös käyttö muissa, rasvassa kokonaan tai osaksi kypsytetyissä ruuissa on tämän keksinnön mukaan 20 mahdollista.

Kypsytetyissä tuotteissa käyttönsä lisäksi polyoli-en rasvahappopolyestereitä voidaan käyttää joko yksinään tai muihin tavallisiin rasvoihin, joiden energiasisältö on pieni tai nolla, yhdistettyinä rasva- tai öljytuotteiden 25 valmistamiseen. Muut rasvat voivat olla synteettisiä tai * ♦ » .···. peräisin eläin- tai kasvilähteistä tai niiden yhdistelmiä.

• ·

Rasva- ja öljytuotteisiin kuuluvat leivontarasvat, marga- * riinit, levitteet, voiseokset, laardit, keitto- ja paisto-öljyt, salaattiöljyt, popcornöljyt, salaattikastikkeet, • · · 30 majoneesi ja muut syötävät öljyt, mutta ne eivät rajoitu ··« V : näihin. Niitä voidaan käyttää öljyssä kypsytyksissä, kuten esimerkiksi ranskalaisten perunoiden, perunalastujen, maissilastujen, donitsien sekä kana-, kala- ja keitinpii- t « • rakoiden (esim. puolikuutorttujen) valmistuksessa. Tämän 35 keksinnön mukaisesti valmistettuja polyolien rasvahappopo- · lyestereitä voidaan käyttää myös rasvojen osittaisina tai 15 102717 täydellisinä korvaajina muissa rasvaa sisältävissä elintarvikkeissa, esimerkiksi jäätelössä, juustoissa jne.

Tämän keksinnön mukaisesti valmistettuihin polyoli-polyestereihin voidaan myös lisätä vitamiineja ja kiven-5 näisaineita, erityisesti rasvaliukoisia vitamiineja. US-patenttijulkaisussa 4 034 083 (Mattson; mainitaan tässä viitteenä) on esitetty polyolien rasvahappopolyestereitä, joihin on lisätty rasvaliukoisia vitamiineja. Rasvaliukoisiin vitamiineihin kuuluvat vitamiinit A, D, E ja K. Vita-10 miini A on rasvaliukoinen alkoholi, jonka kaava on C20H29OH. Luonnollinen A-vitamiini esiintyy tavallisesti rasvahapolla esteröityneenä; A-vitamiinin metabolisesti aktiivisiin muotoihin kuuluvat myös vastaava aldehydi, asetaatti ja happo samoin kuin sen esiasteet (provitamiinit). D-vita-15 miini on rasvaliukoinen vitamiini, jonka käyttö riisi-taudin ja muiden luustosairauksien hoidossa ja ehkäisyssä on tunnettua. "Vitamiini D" käsittää steroleja, ja on olemassa ainakin 11 sterolia, joilla on D-vitamiinityyppistä aktiivisuutta. E-vitamiini (tokoferoli) on kolmas rasva-20 liukoinen vitamiini, jota voidaan käyttää tässä keksinnössä. On identifioitu neljä erilaista tokoferolia (alfa, beeta, gamma ja delta), jotka kaikki ovat öljymäisiä keltaisia nesteitä, jotka eivät liukene veteen mutta liukenevat rasvoihin ja öljyihin. K-vitamiini esiintyy ainakin 25 kolmessa muodossa, jotka kaikki kuuluvat kinoneina tunnet- » * · .···. tujen kemiallisten yhdisteiden ryhmään. Luonnossa esiinty- • · viä rasvaliukoisia vitamiineja ovat K2 (fyllokinoni), K2 • · · * (menakinoni) ja K3 (menadioni). Tämän keksinnön mukaisesti valmistettuihin polyolien rasvahappopolyestereihin lisät- • « · 30 tävä rasvaliukoisten vitamiinien määrä voi vaihdella. Po- V * lyestereihin voidaan haluttaessa lisätä suositeltu vuoro- « kausiannos (RDA), RDA:n täydentävä määrä tai RDA:n kerran-naismäärä jotakin rasvaliukoista vitamiinia tai niiden yh- « 4 . distelmää. Rasvoihin tai öljyihin, jotka sisältävät jopa 35 35 paino-% sakkaroosin rasvahappopolyestereitä, on edul- i lista lisätä täydennykseksi 1,1 mg E-vitamiinia D-alfa- 16 102717 tokoferoliasetaatin muodossa grammaa kohden sakkaroosipo-lyesteriä. Syväkypsytykseen käytettäessä rasvat ja öljyt sisältävät edullisesti 0,88 mg E-vltamilnla grammaa kohden sakkaroosipolyesteriä.

5 Tämän keksinnön mukaisesti valmistettuihin polyoli- en rasvahappopolyestereihin voidaan vastaavasti sisällyttää rasvaan liukenemattomia vitamiineja. Näitä vitamiineja ovat B-vitamiineihin kuuluvat moninaiset vitamiinit sekä vitamiinit C, G, H ja P. Kivennäisaineisiin kuuluvat monet 10 erilaiset kivennäisaineet, joiden tiedetään olevan käyttökelpoisia ruokavaliossa, kuten esimerkiksi kalsium, magnesium ja sinkki. Tämän keksinnön mukaisesti valmistetuissa polyolipolyestereissä voidaan käyttää mitä tahansa vitamiinien ja kivennäisaineiden yhdistelmää.

15 Tämän keksinnön mukaisesti valmistetut polyolien rasvahappopolyesterit ovat erityisesti käyttökelpoisia tiettyihin ryhmiin kuuluvien ruokien ja juomien aineosien kanssa yhdistettyinä. Esimerkiksi ylimääräinen energiasisällön pienenemisetu saavutetaan, kun polyestereitä 20 käytetään yhdessä energiaa sisältämättömien tai vähäener-giaisten makeutusaineiden kanssa joko ilman täyteaineita tai niihin yhdistettyinä. Energiattomiin tai vähäenergiai-siin makeutusaineisiin kuuluvat aspartaami, Sakariini, alitaami, taumatiini, dihydrokalkonit, syklamaatit, ste-25 viosidit, glysyrritriinit, synteettiset alkoksiaromaatti- .···. set yhdisteet, kuten esimerkiksi Dulcin ja P-4000, sukra- • · ly loosi, suosaani, mirakuliini, monelliini, sorbitoli, ksy- « · l * litoli, taliini, sykloheksyylisulfamaatit, substituoidut imidatsoliinit, synteettiset sulfamiinihapot, kuten esi- '.V 30 merkiksi asesulfaami, asesulfaami K ja N-substituoidut • · · V * sulfamiinihapot, oksiimit, kuten esimerkiksi perilartiini, ....: rebaudiosidi A, peptidit, kuten esimerkiksi aspartyylima- lonaatit ja sukkaniliinihapot, dipeptidit, aminohappopoh- « · • jäiset makeutusaineet, kuten esimerkiksi gem-diaminoal- 35 kaanit, meta-aminobentsoehappo, L-aminodikarboksyylihappo- alkaanit sekä eräiden alfa-aminodikarboksyylihappojen ja 17 102717 gem-diamiinien muodostamat amidit, ja alifaattiset tai heterosykliset, aromaattiset (3-hydroksi-4-alkyylioksi-fenyyli)karboksylaatit, mutta ne eivät rajoitu tässä mainittuihin.

5 Polyolien rasvahappopolyestereitä voidaan käyttää yhdessä muiden energiattomien tai vähäenergiaisten rasvojen kanssa, kuten esimerkiksi haaraketjuisten rasvahappo-triglyseridien, triglyserolieettereiden, polykarboksyyli-happoestereiden, sakkaroosipolyeettereiden, neopentyylial-10 koholiestereiden, silikoniöljyjen/siloksaanien ja dikar-boksyylihappoestereiden kanssa. Muita rasvojen osittais-korvikkeita, joita voidaan käyttää rasvamateriaaleihin yhdistettyinä, ovat keskipitkä- tai pitkäketjuisia rasvahappoja sisältävät triglyseridit, joita on esitetty EP-15 hakemusjulkaisussa 0 322 027 (Seiden), joka on julkaistu 28. kesäkuuta 1989 (ja joka mainitaan tässä viitteenä), keskipitkäketjuiset triglyseridit, polyglyseroliesterit, joiden esteröitymisaste on korkea, asetiinirasvat, kasvi-steroliesterit, polyoksietyleeniesterit, jojobaesterit, 20 rasvahappojen mono-/diglyseridit ja lyhytketjuisten, kak-siemäksisten happojen mono-/diglyseridit.

Täyte- tai paksuntamisaineita voidaan käyttää poly-olipolyestereiden kanssa yhdistettyinä monissa elintarvi-kekoostumuksissa. Täyteaineet voivat olla ruuansulatukses-25 sa hajoamattomia hiilihydraatteja, esimerkiksi polydekst- • · · .···] roosia, selluloosaa tai selluloosajohdannaisia, kuten kar- • « boksimetyyliselluloosaa, karboksietyyliselluloosaa, hyd- * roksipropyyliselluloosaa tai mikrokiteistä selluloosaa. Muita sopivia täyteaineita ovat kumit (hydrokolloidit),

« · I

*.v 30 tärkkelykset, dekstriinit, fermentoitu hera, tofu, malto- • « * ·.* · dekstriinit, polyolit, mm. sokerialkoholit, esimerkiksi ....: sorbitoli ja mannitoli, ja hiilihydraatit, esimerkiksi laktoosi.

Vastaavasti voidaan valmistaa ruoka- ja juomakoos-35 tumuksia, joissa tämän keksinnön mukaisesti valmistet-tuihin polyolien rasvahappopolyestereihin on yhdistetty 1β 102717 1 o ravintokuituja, jolloin saadaan yhdistetyiksi molempien edut. "Ravintokuiduilla" tarkoitetaan monimutkaisia hiilihydraatteja, jotka ovat resistenttejä nisäkkäiden entsyymien hajotustoiminnalle, kuten esimerkiksi kasvisolujen 5 seinämistä ja merilevästä tavattavia hiilihydraatteja ja mikrobikäymisen tuottamia hiilihydraatteja. Esimerkkejä näistä monimutkaisista hiilihydraateista ovat leseet, selluloosat, hemiselluloosat, pektiinit, kumit ja kasvilii-mat, merileväuute ja biosynteettiset kumit. Selluloosakui-10 tujen lähteitä ovat kasvikset, hedelmät, siemenet, viljat ja synteettiset (esimerkiksi bakteerien syntetisoimat) kuidut. Myös kaupallisia kuituja, kuten esimerkiksi puhdistettua kasviselluloosaa tai selluloosajauhoa, voidaan käyttää. Luonnossa esiintyviin kuituihin kuuluvat kuidut, 15 joita saadaan kokonaisten sitrushedelmien kuorista ja kuorten valkoisesta osasta, sokerijuurikkaista, sitrushedelmien lihasta ja rakkuloiden kiintoaineesta, omenista, aprikooseista ja vesimelonin kuorista.

Nämä ravintokuidut voivat olla puhdistamattomassa 20 tai puhdistetussa muodossa. Käytettävät ravintokuidut voivat olla yhtä ainoata tyyppiä (esim. selluloosaa), yhdis-telmäkuitua (esim. sitrushedelmien valkoisen osan kuitua, joka sisältää selluloosaa ja pektiiniä) tai jokin kuitujen yhdistelmä (esim. selluloosaa ja kumia). Kuidut voidaan 25 valmistaa alalla tunnetuin menetelmin.

• · · ‘II.* Tulisi luonnollisesti käyttää harkintaa, jotta käy- · tetään sopivia polyolien rasvahappopolyestereitä sekä po- • · « *·* ‘ lyestereiden ja elintarvikkeiden muiden aineosien yhdis telmiä. Esimerkiksi makeutusaineen ja polyolipolyesterin • t ·.·.* 30 yhdistelmää ei tulisi käyttää silloin, kun ei haluta mo- • · · V: lempien erikoisetuja. Polyestereitä ja polyestereiden ja muiden aineosien yhdistelmiä käytetään silloin, kun se on . tarkoituksenmukaista, ja oikeina määrinä.

Käytettäessä tämän keksinnön mukaisesti valmistet-35 tuja polyolien rasvahappopolyestereitä ruoka- ja juoma- • * •,1«· koostumuksissa joko yksinään tai yhdessä muiden aineosien 102717 19 kanssa, joita käsiteltiin edellä, saavutetaan monia etuja. Eräs tämän keksinnön mukaisesti valmistettujen polyeste-reiden tärkeä terveydellinen etu seuraa siitä, että ne sisältävät vain vähän tyydytettyjä ravintorasvahappoja.

5 Toinen tärkeä etu on se energiasisällön pieneneminen, joka saavutetaan käytettäessä polyestereitä rasvojen täydellisinä tai osittaisina korvaajina. Tätä energiasisällön alenemista voidaan lisätä käyttämällä tämän keksinnön mukaisesti valmistettujen polyolipolyestereiden ja vähäener-10 giaisten makeutusaineiden, täyteaineiden tai muiden vähä-energiaisten tai energiaa sisältämättömien rasvojen yhdistelmiä. Eräs tästä käytöstä seuraava etu on vielä ravinnon kokonaisrasvamäärän pieneneminen. Ruoat tai juomat, jotka on valmistettu käyttämällä triglyseridirasvojen tilalla 15 polyolipolyestereitä, sisältävät myös vähemmän kolesterolia, ja näiden elintarvikkeiden nauttiminen voi johtaa seerumin kolesterolitason alenemiseen ja siten pienempään sydäntautiriskiin.

Eräs mukana seuraava etu on se, että käyttämällä 20 polyolien rasvahappopolyestereitä on mahdollista valmistaa stabiileja ruokia ja juomia, mitä tulee niiden säilyvyyteen ja penetraatiostabiilisuuteen. Polyestereitä käyttäen valmistetuilla koostumuksilla on hyväksyttävät organolep-tiset ominaisuudet, erityisesti maku ja rakenne.

25 Polyolien rasvahappopolyestereitä käyttäen voidaan « · · valmistaa dieettiruokia esimerkiksi ylipainoisten, sokeri- • · *·* tautia tai hyperkolesterolemiaa sairastavien tai rasvara- * · * *·' ‘ joitteisella ruokavaliolla olevien henkilöiden erikoisra- vintovaatimusten täyttämiseksi. Polyesterit voivat muodos- • ♦ *.V 30 taa pääosan vähärasvaisesta, vähäenergiaisesta ja vähäkö- *l( · lesterolisesta ruokavaliosta, ja niitä voidaan käyttää yksinään tai yhdistettyinä lääkehoitoon tai muuhun hoitoon. Polyolien rasvahappopolyestereitä käyttäen valmis-. tettujen ruoka- ja juomatuotteiden yhdistelmiä voidaan 35 käyttää osana kokonaisruokavaliojärjestelyä, joka perustuu !,’·· yhteen tai useampaan näistä tuotteista, jotka sisältävät 20 102717 polyestereitä joko pelkästään tai yhdistettyinä yhteen tai useampaan edellä mainituista aineosista, yhden tai useamman edellä mainitun edun saavuttamiseksi.

Tätä vähäenergiaisten rasvamateriaalien käyttömah-5 dollisuuksien, yhdistelmien ja etujen käsittelyä ei ole tarkoitettu rajoittavaksi tai kaiken kattavaksi. On mahdollista, että löytyy muita samankaltaisia käyttöjä ja etuja, jotka ovat tämän keksinnön hengen mukaisia ja kuuluvat keksinnön piiriin.

10 Analyysimenetelmiä I. Polyol ien rasvahappopolyestereiden viskositeetin mittaus A. Näytteen valmistus

Polyesterinäyte sulatetaan kuumavesihauteessa yli 15 87,8 °C:n (190 °F) lämpötilassa. Sulatettu polyesteri se koitetaan perinpohjaisesti, ja 10 g sulatettua näytettä punnitaan pieneen pulloon. Pullo peitetään ja kuumennetaan sitten kuumavesihauteessa 87,8 °C:n (190 °F) yläpuolelle. Näytteen annetaan sen jälkeen kiteytyä uudelleen 24 tuntia 20 vakiolämpöisessä huoneessa 37,8 ± 0,3 eC:ssa (100 ± 0,5 "F). 24 tunnin kuluttua näyte siirretään viskosimet-riin ja sen viskositeetti mitataan.

B. Ferranti-Shirley-viskosimetrin käyttötapa Viskositeetin mittaukseen käytetään Ferranti- 25 Shirley-viskosimetriä (Ferranti Electric, Inc., 87 Modular *”.* Ave., Commack, NY 11725), joka on varustettu 600 g:n vään- • · tömomenttijousella. Kartio laitetaan paikalleen, ja vis-*·’ kosimetrin lämpötila säädetään 37,8 °C:ksi (100 °F).

Piirturi kalibroidaan ja säädetään kartio ja levyn väli.

« t :.V 30 Tarkistetaan kartion nopeus, ja kartion ja levyn lämpötila : vakioidaan 37,8 °C:seen (100 eF). Tehdään paneelin säädöt.

Levyn ja kartion väliin sijoitetaan riittävästi näytettä, , jotta väli täyttyy kokonaan. Lämpötilalle annetaan noin 30 sekuntia aikaa vakiintua 37,8 °C:seen (100 °F). Testi (i,|' 35 aloitetaan valitsemalla leikkausnopeutta 10 s'1 vastaava kierrosluku ja suorittamalla rekisteröinti nauhapiirturil- 102717 21 la. Leikkausjännitys rekisteröidään 10 minuutin kuluttua siitä pisteestä, jolloin leikkausjännitys saavuttaa maksimiarvonsa. Viskositeetti (P) - leikkausjännitys (dyn/cm2) jaettuna leikkausnopeudella (s*1).

5 II. Polyolien rasvahappopolyestereiden neste- kiintoainestabiilisuuden mittaus Näytettä tutkittavasta koostumuksesta kuumennetaan kuumavesihauteessa yli 87,8 °C:ssa (190 °F), kunnes se sulaa täydellisesti, ja sitten se sekoitetaan perinpohjai-10 sesti. Näyte kaadetaan sen jälkeen vetoisuudeltaan 4,4 ml oleviin sentrifugiputkiin, joiden lämpötila on 37,8 ± 0,3 °C (100 ±0,5 °F). Näytteiden annetaan sitten kiteytyä uudelleen 24 tuntia vakiolämpöisessä huoneessa 37,8 °C:ssa (100 °F). Näytteitä sentrifugoidaan sen jälkeen Beckman 15 Model L870M -sentrifugissa, jossa on Beckman Moldel SW60 -pää (Beckman Instruments, Palo Alto, Kalifornia), 37,8 eC:ssa (100 °F) yhden tunnin ajan kierrosnopeudella 60 000 min'1. Näytteisiin kohdistuva maksimivoima (so. voima sentrifugiputken pohjalla) on 485 000 x g. Nestemäisen 20 öljyn prosenttiosuus mitataan vertaamalla nestemäisen ja kiinteän faasin suhteellista korkeutta toisiinsa. Neste-kiintoainestabiilisuus lasketaan seuraavaa yhtälöä käyttäen: Neste-kiintoainestabiilisuus = näytteen kokonaiskor-keus (mm) - nestemäisen öljyn korkeus (mm) x 100/näytteen 25 kokonaiskorkeus (mm).

• · · III. Kiinteän rasvan pitoisuuden mittaus • 0

Ennen SFC-arvojen määritystä polyolirasvahappo- • · f *·* polyesterinäyte kuumennetaan vähintään 60 eC:n (140 °F) lämpötilaan vähintään 0,5 tunniksi tai niin pitkäksi ajak- • t 30 si, että näyte sulaa täysin. Sulatettu näyte lämpökäsitel-: lään sitten seuraavasti: 26,7 °C:ssa (80 eF) 15 minuuttia, 0 °C:ssa (32 °F) 15 minuuttia, 26,7 °C:ssa (80 °F) 30 mi-, nuuttia ja 0 °C:ssa (32 °F) 15 minuuttia. Lämpökäsittelyn jälkeen määritetään näytteen SFC-arvo 10 °C:n (50 °F), 35 21,1 eC:n (70 eF), 26,7 °C:n (80 eF), 33,3 °C:n (92 °F) ja ·/·; 37 °C:n (98,8 °F) lämpötilassa sykäyksittäisen ydinmag- 102717 22 neettisen resonanssin (PNMR) avulla. Menetelmää SFC-arvo-jen määrittämiseksi PNMR:n avulla kuvataan artikkelissa Madison ja Hill, J. Amer. Oil Chem. Soc. 55 (1978) 328 -331 (joka mainitaan tässä viitteenä). SFC:n mittausta 5 PNMR:n avulla kuvataan myös lähteessä A.O.C.S. Official Methods Cd. 16-81, Official Methods and Recommended Practices of the American Oil Chemists Society, 3. painos, 1987 (joka mainitaan tässä viitteenä).

IV. Rasvahappokoostumus 10 Polyolin rasvahappopolyesterin rasvahappokoostumus (FAC) määritetään kaasukromatografisesti käyttämällä Hewlett-Packard Model 5880 -kaasukromatografia, joka on varustettu liekki-ionisaatiodetektorilla ja automaattisella Hewlett-Packard Model 7673 -näytteenkerääjällä. Käytet-15 tyä kromatografista menetelmää kuvataan lähteessä Official Methods and Recommended Practices of the American Oil Chemists Society, 3. painos, 1987, Procedure Ce 1-62.

V. Polyestereiden esterijakautuma

Erillisten okta-, hepta-, heksa- ja pentaestereiden 20 sekä kollektiivisesti alempien estereiden (tetraestereistä monoestereihin) suhteellinen jakautuminen polyesterinäyt-teissä voidaan määrittää käyttämällä normaalifaasi-HPLC:tä (suuren erotuskyvyn nestekromatografiaa). Tässä menetelmässä käytetään polyesterinäytteen jakamiseen edellä mai-25 nittuihin esteriryhmiin silikageelillä täytettyä kolonnia.

• · · ***.' Liikkuvan faasin liuottimina käytetään heksaania ja metyy- • · li-t-butyylieetteriä. Esteriryhmien määrä mitataan massa- I 4 · detektoria (so. höyrystävää valonsirontadetektoria) käyttäen. Detektorin vaste mitataan ja normaloidaan sitten « · V,,· 30 100 %:iin. Eri esteriryhmien suhteellinen osuus ilmaistaan »ti : : prosentteina.

VI. Polytyydyttämättömien rasvahappojen mittaus

Polytyydyttämättömien rasvahappojen prosenttiosuus lasketaan yksinkertaisesti aritmeettisesti rasvahappokoos-35 tumuksesta, jolloin polytyydyttämättömät rasvahapot määri- 23 102717 tellään sellaisiksi rasvahapoiksi, jotka sisältävät vähintään 2 kaksoissidosta.

VII. Trans-konfiguraation omaavien rasvahappojen määritys 5 Polyesterinäytteen tyydyttämättömien rasvahappojen sisältämien trans-kaksoissidosten määrä prosentteina määritetään infrapunaspektrofotometrian (IR) avulla. Käytettävää IR-menetelmää kuvataan artikkelissa Madison ai., Accurate Determination of trans Isomers in Shortenings and 10 Edible Oils by Infrared Spectrophotometry, J. Am. Oil Chem, 59 (1982), nro 4, 178 - 181. IR:n avulla saatavaa trans-arvoa yhdessä polyesterinäytteen FAC:n kanssa voidaan käyttää cis- ja trans-kaksoissidosten suhteen laskemiseen.

15 Seuraavan esimerkin tarkoituksena on valaista tätä keksintöä tarkemmin mutta ei rajoittaa sitä.

Esimerkki 1

Puhdistettu soijaöljy kovetetaan niin, että sen jodiluvuksi tulee 1 - 8. Öljy kovetetaan hydraamalla 20 0,01 - 0,2 paino-% nikkelikatalysaattoria käyttäen, 0 - 276 kPa:n mittaripaineessa ja 149 - 204 °C:n (300 - 400 °F) lämpötilassa. Sen jälkeen kovetettu öljy valkaistaan ja laitetaan varastosäiliöön. Kovetetulla soijaöljyl-lä on seuraavat ominaisuudet: Rasvahappokoostumus: 10 - 25 14 % C16;0, 83 - 88 % C18:0, 0,2 - 2 % C18:X, 0,2 - 0,4 % C18;2 *;·.* ja 0 % C18:3. Jodiluku: 1-8. Vapaiden rasvahappojen pitoi- • ·

*···* suus: 0,1 - 1,0 %. Lovibond Y -väri: 8,0. Lovibond R

• · ♦ ' V ; -väri: 0,9.

Toinen erä puhdistettua soijaöljyä kovetetaan osit-30 tain niin, että sen jodiluvuksi tulee 80 - 85. Hydrausolo-suhteet ovat seuraavat: 0,02 % nikkelikatalysaattoria, « * . 276 kPa:n mittaripaine, 135 °C:n (275 °F) alkupaine ja . 160 °C:n (320 °F) reaktiolämpötila. Sen jälkeen osittain . kovetettu öljy valkaistaan ja laitetaan varastosäiliöön.

f 35 Tällä öljyllä on seuraavat ominaisuudet: Rasvahappokoostu-: mus: 9,9 % C16:0, 6,1 % C18:0, 67,6 % C18;1, 14,8 % C18:2 ja 24 1 0 2 7 1 7 0,9 % C18.3. Kiinteän rasvan pitoisuus 18,1 % 10 °C:ssa (50 °F), 7,1 % 21,1 °C:ssa (70 °F), 3,08 % 26,7 eC:ssa (80 °F). 0 % 33,3 °C:ssa (92 °F) ja 0 % 40,6 °C:ssa (105 °F). Trans-kaksoissidosten prosenttiosuus: 27 - 30 %.

5 Jodiluku: 80 - 85. Vapaiden rasvahappojen pitoisuus: 0,19 %. Lovibond Y -väri: 16. Lovibond R -väri: 0,9.

Osittain kovetettu ja kovetettu öljy sekoitetaan keskenään niin, että osittain kovetetun öljyn suhde kovetettuun öljyyn on 70:30. Sekoitetusta öljystä poistetaan 10 haju 190 - 246 °C:n (375 - 475 °F) lämpötilassa. Sekoitettu öljy muunnetaan sitten metyyliestereiksi esteröintipro-sessilla, jossa öljyyn sekoitetaan metanolia ja lisätään natriummetoksidikatalysaattoria ja reaktiota jatketaan, kunnes kaikki triglyseridit ovat muuttuneet metyylieste-15 reiksi. Katalysaattori neutraloidaan fosforihapolla, ja tuote sentrifugoidaan estereiden erottamiseksi tuotteeksi saatavasta glyserolista. Esterit tislataan saippuoitumat-tomien aineiden poistamiseksi. Nämä ovat estereitä "A".

Noin 95,3 kg puhdistetun soijaöljyn metyyliesterei-20 tä, joka soijaöljy on kovetettu täydellisesti suunnilleen jodilukuun 2, sekoitetaan 295 kg:aan metanolia ja 20 kg:aan kaliumhydroksidia ruostumattomasta teräksestä valmistetussa panosreaktorissa. Tämä seos kuumennetaan noin 63 °C:seen (145 °F), samalla kun sitä sekoitetaan 1 -25 3 tuntia ilmakehän paineessa. Tänä aikana osa metyylieste- • · *”,· reistä saippuoituu muodostaen saippuan.

• * *···* Noin 553 kg puhdistetun soijaöljyn metyyliesterei- V * tä, joka soijaöljy on kovetettu täydellisesti suunnilleen jodilukuun 2, sekoitetaan noin 987 kg:aan estereitä "A" ::: 30 esteriseoksen "B" valmistamiseksi. Noin 592 kg estereitä "B" lisätään aikaisemmin valmistettuun saippuaseokseen.

Sen jälkeen lisätään noin 136 kg rakeista sakkaroosia, jolloin saavutetaan metyyliesterin ja sakkaroosin moolisuhde 5:1. Seokseen lisätään sitten kaliumkarbonaat-;:· 35 tia (noin 0,5 paino-% reaktioseoksesta) transesteröinnin katalysaattoriksi. Tätä seosta sekoitetaan ja kuumennetaan 25 1 0 2 7 1 7 hitaasti ilmakehän paineessa, kunnes lämpötila saavuttaa suunnilleen arvon 135 °C (275 °F). Tämä tehdään metanolin poistamiseksi. Sen jälkeen muodostetaan alipaine ja seosta sekoitetaan jopa 4 tuntia sakkaroosin mono-, di- ja tri-5 estereiden muodostamiseksi. Tämän vaiheen aikana muodostuu myös hiukan tetra- ja pentaestereitä. Lisätään lisää me-tyyliesteriä ”B" (944 kg), joka on kuumennettu sitä ennen 135 °C:seen (275 eF), estereiden ja sakkaroosin moolisuh-teen nostamiseksi alueelle 14:1 - 15:1 ja pitämiseksi sii-10 nä. Seokseen lisätään sitten kahdesti lisää kaliumkarbonaattia (noin 0,5 paino-% alkuperäisestä reaktioseokses-ta). Kun reaktio-olosuhteet vakiintuvat 135 °C:ssa (275 °F), käytetään typen puhallusta sekoituksen parantamiseksi ja metanolin haihtumisen edistämiseksi. Tämä reak-15 tion toinen vaihe kestää noin 4-13 tuntia.

Reaktioseos jäähdytetään sitten typen alla 65 °C:n (149 'F) ja 85 °C:n (185 °F) välille. Raakareaktioseosta sekoitetaan noin 95 kg:n kanssa vettä. Hydrattu raakareak-tioseos sentrifugoidaan raskaan ja kevyen faasin erottami-20 seksi. Raskas faasi, joka sisältää saippuoita, ylimääräisiä sokereita ja kaliumkarbonaattia, heitetään pois. Kevyt faasi pestään sitten vielä 290 kg:11a vettä.

Kevyttä faasia, joka sisältää metyyliestereitä ja sakkaroosipolyesteriä, kuivataan sitten kosteuden poista-25 miseksi 80 °C:ssa (176 °F) alipaineessa (9,3 kPa tai sitä : alempi) 30 - 60 minuuttia. Lisätään Filtrol 105:tä (1 pai- • · · * • · ’..i* no-%), ja seosta sekoitetaan 75 - 85 °C:ssa (167 - • r · ·.· 185 °F). Liete erotetaan suodattamalla tai muilla keinoin, kunnes hienojakoista ainetta on alle 0,1 paino-%. Neste :*· ; 30 lasketaan sitten 1 um:n suodattimen läpi.

« ♦ ;*·*: Puhdistettu ja valkaistu reaktioseos käytetään sit- ♦ * . ten ruostumattomasta teräksestä valmistetussa kalvohaih- duttimessa tai muussa sopivassa laitteistossa pääosan me-tyyliestereistä tislaamiseksi pois. Tislaus tapahtuu 200 -35 235 °C:ssa (392 - 455 °F) noin 400 Pa:n paineessa.

« 102717

Zb

Sakkaroosipolyesteristä poistetaan sitten haju kuljettamalla se alaspäin ruostumattomasta teräksestä valmistetusta, täytetystä kolonnista koostuvan hajunpoistolait-teen tai muun sopivan laitteen läpi 200 - 250 °C:ssa 5 (392 - 482 °F) korkeintaan noin 670 Pa:n paineessa. Kolon nin alaosaan syötetään höyryä, joka kulkee sakkaroosipoly-esteriin nähden vastavirtaan. Syöttönopeuksia ja lämpötilaa säädetään, kunnes sakkaroosipolyesterin metyyliesteri-pitoisuus on alle 1000 ppm. Sen jälkeen seos jäähdytetään 10 65 °C:n (149 °F) ja 85 °C:n (185 eF) välille ja lasketaan 1 pm:n suodattimen läpi. Sakkaroosipolyesteri varastoidaan puhtaissa, ruostumattomasta teräksestä valmistetuissa tynnyreissä.

Tällä menetelmällä valmistetulla sakkaroosipolyes-15 terillä on seuraava koostumus ja seuraavat ominaisuudet: Ra svahappokoo stumus C16 20,8 % c17 0,2 C16sl 0,0 20 Cle 47,7 C1(!l 33,0 ^18:2 7,2 C18:3 0Ό c20 0,3 25 C20:1 0,1 : c oi ... U22 U,J· J-! C24 0,2 * · · « < • · 4 m

Jodiluku 41,2 :Y. 30 • ·

Esteri jakautuma

Okta 92,8 %

Hepta 7,2

Heksa <0,1 35 Penta <0,1

Alempi <0,1 102717 27

Kiinteän rasvan pitoisuus 98,6 °F (37 °C) 10,4 %

Viskositeetti 33,0 poise 5 10 minuutin jatkuvan leikkauksen jälkeen nopeudella 10 s'1

Neste-kiintoainestabiilisuus 95 % 10

Kiinteän rasvan pitoisuuden suhde neste-kiintoainestabiilisuuteen 0,11

Polytyydyttymättömien rasvahappojen 15 prosenttiosuus 7,2

Trans-kaksoissidosten prosenttiosuus 13,6 • · · • ·· · • · · • · • · • · r • · · • 4 • < · « · « · » · • 1 · • * · • · «

Claims (2)

102717

1. Menetelmä rasvan korvikkeen valmistamiseksi, joka korvike on sokerin rasvahappo-polyesteri, sokerialko-5 holin rasvahappo-polyesteri tai niiden seos, jolloin sokerit ja sokerialkoholit sisältävät 4-8 hydroksiryhmää ja 4-8 rasvahapporyhmää ja kussakin rasvahapporyhmässä on 2-24 hiiliatomia, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää seuraavat vaiheet: 10 esteröidään sokeri tai sokerialkoholi rasvahappojen seoksella, joka on peräisin primaarisen lähteen muodostavasta öljystä ja sekundaarisen lähteen muodostavasta, täydellisesti hydratusta öljystä, joiden suhde on 20:80 -80:20, edullisesti 50:50 - 75:25, primaarisen lähteen muo-15 dostavan öljyn jodiluvun ollessa 65 - 100, edullisesti 75 - 95, ja sekundäärisen lähteen muodostavan, täydellisesti hydratun öljyn jodiluvun ollessa 1 -12, edullisesti 1-8, jolloin saadaan rasvan korvike, jossa: (a) korkeintaan 0,6 %, edullisesti korkeintaan 0,3 % 20 rasvahapporyhmien sisältämistä rasvahapoista sisältää kolme tai useampia kaksoissidoksia, korkeintaan 20 % rasvahapporyhmien sisältämistä rasvahapoista sisältää kaksi tai useampia kaksoissidoksia ja korkeintaan 35 % tyydyttymät-tömien rasvahappojen kaksoissidoksista on trans-kaksoissi-25 doksia; • · · ί·ί ί (b) polyestereiden neste-kiintoainestabiilisuus on vähin- • · · tään 50 %, edullisesti vähintään 80 %; « Λ · V · (c) polyestereiden jodiluku on 10 - 60, edullisesti 20 25; 30 (d) kiinteän rasvan pitoisuuden suhde neste-kiintoainesta- • c biilisuuteen on alle 0,25, edullisesti korkeintaan 0,2, * „ vielä edullisemmin korkeintaan 0,15; (e) rasvahappokoostumuksen sisältäessä (1) 4 - 12 % C16:0 -rasvahappoja; 35 (2) 35 - 68 % C18:0 -rasvahappoja; (3) 15 - 43 % C18:l - rasvahappoja; 29 1 0 2 7 1 7 (4) 2-12 % C18:2 -rasvahappoja; (5) 0 - 0,6 % Cl8:3 -rasvahappoja; ja (f) sen viskositeetti 37,8 °C:ssa on vähintään 2,5 P (0,25 Pa*s), edullisesti vähintään 15 P (1,5 Pa»s), nopeudella 5 10 s-1 tehdyn, jatkuvan 10 minuutin leikkauskäsittelyn jäl keen.

2. Menetelmä patenttivaatimuksen 1 mukaisesti valmistetun rasvan korvikkeen valmistamiseksi, tunnet -t u siitä, että se käsittää seuraavat vaiheet: 10 (1) esteröidään sokeri tai sokerialkoholi rasvahap pojen seoksella, joka on peräisin primaarisen lähteen muodostavasta öljystä ja sekundaarisen lähteen muodostavasta, täydellisesti hydratusta öljystä, joiden suhde on 20:80 -80:20, edullisesti 50:50 - 75:25, primaarisesta lähteestä 15 olevan öljyn jodiluvun ollessa 65 - 100, edullisesti 75 -95, ja sekundäärisestä lähteestä olevan täydellisesti hyd-ratun öljyn jodiluvun ollessa 1 -12, edullisesti 1-8; (2) sokeri tai sokerialkoholi esteröidään rasvahappojen seoksella, joka on peräisin tertiäärisen lähteen 20 muodostavasta öljystä, tertiäärisen lähteen muodostavan öljyn jodiluvun ollessa 65 - 100, ja vaiheista (1) ja (2) saadut esteröidyt tuotteet sekoitetaan. • · · • · · • ·· · • · · • · • t • % c • « • · • · · • · t I < • · · » . « · · • t « • · « 30 1 0 2 7 1 7