NO141533B - Fremgangsmaate for fremstilling av margarinfett som er fritt for grynethet - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for fremstill-

ing av et margarinfett som er fritt for grynethet og som er basert på palmeolje.

Anvendelse av palmebaserte fett som hovedbestanddel i fettblandinger som f.eks. er tenkt brukt som margarinfett, er ofte fordelaktig, da palmebaserte fett ofte er mindre kostbare og meget lettere tilgjengelige enn forskjellige andre fett-råmaterialer av sammenlignbar kvalitet. Den utstrakte anvendelse av palmeolje og dens hydrogenerte og/eller fraksjonerte derivater i fremstillingen av fettblandinger, emulsjoner osv. har vært hemmet i den senere tid, spesielt av den langsomme krystalliserings-hastighet som de palmebaserte fett har, og krystall-defektene til de krystalliserte produkter.

I den hensikt å overvinne en stor ulempe som ofte asso-sieres med palmebaserte fett, dvs. deres langsomme krystallise-ringshastighet, som kan foranledige emballeringsvanskeligheter, idet produktet vanligvis er for mykt når det først produseres og senere blir for hardt, korandomiseres ofte de palmebaserte fett med forskjellige fett.

Krystalliserte korandomiserte palmebaserte fettholdige fettblandinger viser ganske ofte enda flere mangler. Spesielt skyldes fenomenet "grynethet", ved hvilket man forstår dannelse av store grynaktige krystallaggregater i fettblandinger under lagring, ofte nærvær av palmebasert fett i korandomisert form.

I "Fette, Seifen, Anstrichmittel" 61 (1959) 1040-6 er

det beskrevet et fett som består av en korandomisert blanding av 80 % palmeolje og 20 % soyaolje. Alt av palmeoljen er korandomisert, mens ved fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse 15-85 % av palmeoljen korandomiseres med fett som inneholder

nærmere angitte triglycerider.

Også andre publikasjoner angir fremstilling av fettpro-dukter ved korandomisering av palmeolje. Således beskriver bri-tisk patent 903 141 og BRD-off.skrift 1 204 508 en korandomisert blanding av palmeolje og kokosnøttolje eller palmekjerneolje. De to sistnevnte oljer består imidlertid hovedsakelig av triglycerider av C12~<C>14-fettsyrer, slik at triglyceridene har overveiende 36-42 karbonatomer i sine fettsyrerester, mens fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse benytter fett som overveiende består av C^^- og høyere triglycerider for korandomisering av palmeolje.

Det margarinfett som fremstilles ved fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse, inneholder 30-80 % uhydrogenert, hydrogenert og/eller fraksjonert palmeolje. Fremgangsmåten er karakterisert ved at 15-85 % av den uhydrogenerte, hydrogenerte og/eller fraksjonerte palmeolje korandomiseres med et eller flere andre fett som overveiende består av C44- og høyere triglycerider, hvoretter den oppnådde korandomiserte fettblanding blandes med resten av den uhydrogenerte, hydrogenerte og/eller fraksjonerte palmeolje og eventuelt annet fett, med det forbehold at innen de gitte områder velges andelene av ingrediensene slik at den totale fettblanding har et PUP:PPU-forhold på mindre enn 2,8, og Saksinnholdet er større enn P2U minus 8.

Med PUP:PPU-forholdet skal forstås vektforholdet mellom 1,3-dipalmitoyl-2-umettede triglycerider (PUP) og de 1,2-dipalmitoyl-3-umettede triglycerider (PPU) i fettblandingen. Med de umettede fettsyrer i PUP- og PPU-triglyceridene menes de cis-mono-og flerumettede fettsyrer.

Sa^-triglycerider er triglycerider som har tre mettede fettsyrer med gjennomsnittlig kjedelengde 44/3 eller høyere, spesielt triglycerider av palmitinsyre, stearinsyre og mettede fettsyrer med lengre kjeder.

Det har overraskende vist seg at margarinfett som fremstilles i henhold til oppfinnelsen, med et PUP:PPU-forhold på mindre enn 2,8 og et Sa^-innhold på mer enn P2U t 8 så vel som emulsjonen eller margarinen som fremstilles derav, ikke blir uakseptabelt grynet ved lagring.

Margarinfett som fremstilles i henhold til oppfinnelsen, er godt egnet for fremstilling av emulsjoner, spesielt margarin, som har dilatasjonsverdier ved 10°C på høyst 1100, ved 20°C på

minst 200 og ved 35°C på ikke mer enn 175, spesielt mindre enn 75.

De dilatasjonsverdier som angis i denne beskrivelse, ble målt i henhold til H.A.Boekenoogen, "Analysis and Characterization of Oils, Fats and Fat Products", bind I, 1964, Interscience Publishers, London, s.143 ff.

Betegnelsen "fett" brukes i denne beskrivelse for å inklu-dere fettsyretriglycerider som er faste ved 20°C og vanligvis betegnes som "fett", så vel som triglycerider som er flytende ved den angitte temperatur, og som vanligvis betegnes som "oljer". Betegnelsen "flytende olje".-, som også anvendes i denne beskrivelse, refererer til triglycerider som er flytende ved 5°C, fortrinnsvis ved 0°C. En "fettfase" er et fett eller en fettblanding som kan innbefatte flytende oljer og som er egnet som den eneste fettblanding i emulsjonene som her beskrives. Likeledes er et "margarin-fett" en fettblanding som også kan inneholde flytende oljer og som er egnet som fettfase i margarin. Med mindre annet er angitt, refererer betegnelsene "emulsjon", "margarin", "utstrykbart næringsmiddel" osv. til vann-i-fett-emulsjoner som inneholder fett som fremstilles i henhold til oppfinnelsen, og også egnede mengder av fettløselige emulgeringsmidler, f.eks. partielle fettsyreglycerider så som monoglycerider, fosfatider og fraksjoner derav osv. og/eller vannløselige emulgeringsmidler, f. eks. partielle glyceridef, fosfatider, eggeplomme, protein osv.

Betegnelsen "randomisering" refererer til den utbytting av fettsyreradikalene i glyceridene på vilkårlig måte. Denne utbytting kalles, når den anvendes på minst to forskjellige fettkilder, "korandomisering" og kan f.eks. utføres under innflytelse av en in-terforestringskatalysator ved temperaturer på ca. 25-175°C, fortrinnsvis 80-140°C. Egnede katalysatorer er alkalimetaller, deres legerin-ger, deres hydroksyder, deres alkoksyder, f.eks. i andeler på 0,ol% til 0,3 eller 0,5 %, i vekt.

Fett som fremstilles i henhold til oppfinnelsen er spesielt av betydning i emulsjoner som inneholder fra 40 eller 50 og opp til 85 % av en fettfase, idet resten av emulsjonen er en vannfase, som kan være vann, melk eller skummet melk som er justert til den nødvendige pH-verdi, f.eks. på ca. 4 eller 4,5 til 6 eller 7, og som kan inneholde, bortsett fra egnede vannløselige emulgeringsmidler, forskjellige mindre ingredienser, f.eks. salt, syre, protein, aroma-stoffer, konserveringsmidler.

I denne beskrivelse angir alle prosenter, forhold og deler vekt med mindre annet er spesifisert. Fettmengden i emulsjo-

nen er basert på vekten av emulsjonen, fettmengden i fettblandingen er basert på vekten av fettblandingen og fettsyre-

mengden i et fett er basert på den totale mengde fettsyrer i fettet, med mindre annet er angitt.

Betegnelsen palmebasert fett, slik den anvendes i denne beskrivelse, inkluderer både hydrogenert og uhydrogenert palmeolje såvel som faste og flytende fraksjoner derav. Det-palmebaserte fett må være tilstede både i korandomisert og i ikke-randomisert form i fettblandingen som fremstilles i henhold til oppfinnelsen. 15-85% av den uhydrogenerte, hydrogenerte.og/eller fraksjonerte palmeolje korandomiseres med et eller flere andre fett som overveiende består av C^- og høyere triglycerider.

Med fett som overveiende består av C44- og høyere triglycerider, forstås ikke-palmebaserte fett og flytende oljer hvori minst 90% av triglyceridene inneholder fettsyrer med en gjennomsnittlig kjedelengde på 44/3 og høyere.. Slike fett kan enten anvendes som sådanne eller i form av sine hydrogenerte og/eller fraksjonerte derivater. Eksempler på "C44- og høyere triglycerid"-fett er soyaolje, safflorolje, solsikkeolje, rapsolje, marin olje, bomullsfrøolje, jordnøttolje, riskliolje osv., og deres hydrogenerte og/eller fraksjonerte derivater. Fortrinnsvis er 10-100% av det totale fettinnhold som overveiende består av C^- og høyere-triglycerider, korandomisert.

Det vil være innlysende for fagmannen på området at med et gitt antall råmaterialer kan mengden av palmebasert fett som er korandomisert med det annet fett, lett bestemmes ved enkle forsøk for oppnåelse av en fettblanding med det nødvendige PUP:PPU-forhold som er mindre enn 2,8, og hvor mengden av Sa^ er større

enn P2U?8. Mengdene av PUP og PPU og Sa3~triglycerider i fettblandingen beregnes ut fra deres innhold i de anvendte råmaterialer. Disse innhold kan beregnes ut fra den totale fettsyreblan-ding og fettsyresammensetningen i 2-mono-glyceridene som oppnås ved enzymatisk hydrolyse med pankreatisk lipase i henhold til M.H. Coleman, J. of Am. Oil Chem.Soc. 38 (1961), 685-8.

Det vil også være innlysende for fagmannen på området at fett-typen og mengden av fettet som en del av det palmebaserte fett korandomiseres med, likeledes styres av de ovenfor nevnte faktorer.

Resten av fettblandingen kan bestå av resten av det palmebaserte fett, eller den kan omfatte andre fett som er blandet med dette. De ikke-randomiserte fett kan være av hvilken som helst type, forutsatt at kravet om P2Ur8 <Sa3 i det totale margarinfett imøtekommes. Eksempler på slike oljer er kokosnøtt-, palmekjerne-,

i

safflor-, solsikke-, soyaolje osv., som kan være hydrogenert eller fraksjonert.

Egnede andeler av korandomiserte bestanddeler er fra 25-98% av den totale fettblanding.

Fettet som det palmebaserte fett korandomiseres med, dvs. det annet fett som overveiende består av C^- og høyere triglycerider, hydrogeneres fortrinnsvis partielt for reduksjon av dets U-innhold fortrinnsvis uten å øke Sa-innholdet, siden derved dilatasjonsverdien ved 35°C kan influeres i skadelig retning, utføres en slik hydrogeneringsbehandling fortrinnsvis under trans-syre-fremkallende betingelser som er velkjente for fagmannen på området.

Som allerede angitt, kan innholdet av de forskjellige triglycerider som er tilstede i fettblandingen som fremstilles i henhold til oppfinnelsen, beregnes ut fra sammensetningen av de anvendte råmaterialer.

Råmaterialene som anvendes i de ledsagende eksempler, har en triglycerid- og en fettsyresammensetning som vist i tabell I. I denne tabell står Sa^ for et triglycerid som har tre mettede fettsyrer med gjennomsnittlig kjedelengde 44/3 eller høyere, og Sa for en fettsyre med kjedelengde 44/3 eller høyere. Innholdet av PUP, PPU og Sa^-triglycerider kan beregnes som følger:

a. Fettsyresammensetning i den korandomiserte del av

på den totale mengde fettsyrer i den korandomiserte del

gr^= mengden av råmateriale r i den randomiserte del i

beregnet på den totale mengde av den korandomiserte del

CP<r> = mengden av fettsyre P i råmaterialet r beregnet på den

totale mengde fettsyrer i råmaterialet r.

b. Triglycerider i den korandomiserte del av fettblandingen :

hvor g. = mengden av korandomisert del i fettblandingen m beregnet på den totale fettblanding

gr = mengden av ikke-randomisert råmateriale r i fettblandingen m, beregnet på den totale fettblanding

PUP^ PPUi og Sa3i = mengdene av PUP, PPU og Sa3 i den

korandomiserte del

PUPr, PPUr og Sa3r = mengdene av PUP, PPU og Sa3 i råmaterialet r

PUP , PPU og Sa, = mengdene av PUP, PPU og Sa_ i den

m m v 3m J ^3

totale fettblanding m.

Triglycerid-sammensetningen i et margarinfett som består av 24% palmeolje

16% solsikkeolje

60% av en korandomisert blanding av

60 deler palmeolje og

40 deler solsikkeolje

kan således beregnes som følger:

a. Fettsyrer i den korandomiserte del i henhold til ligningen (1) (kfr. tabell I) Pi = 0,6 x 44,5 + 0,4 x 6,5 = 29,2% U± = 0,6 x 49,6 + 0,4 x 89,8 = 65,7% Sa±= 0,6 x 49,4 + 0,4 x 10,0 = 33,6% b. Triglycerider i den korandomiserte del i henhold til ligningene (2), (3) og (4) PUP± = 29,22 x 65,7/10.000 = 5,6% PPUj, = 2 x 5,6 = 11,2% Sa3± = 33,6<3>/10.000 = 3,8% c. Triglycerider i margarinfett i henhold til ligningene (5), (6) og (7) (kfr. tabell I).

PUPm = 0,6 x 5,6 + 0,24 x 35,8 + 0,16 x 1,0 = 12,1%

PPU = 0,6 x 11,2 + 0,24 x 6,0 + 0,16 x 0,1 = 8,3%

m

Sa3m = 0,6 x 3,8 + 0,24 x 7,0 + 0,16 x 0,0 = 4,0%

P_U = PUP + PPU = 20,4 3

2 m m m

PUP:PPU = 12,1 : 8,3 = 1,5

Margarinene kan fremstilles ved emulgering av en egnet vannfase i et egnet forhold i fettblandingen som fremstilles i henhold til oppfinnelsen og avkjøling og bearbeidelse av massen på konvensjonell måte. Vannfasen kan inneholde additiver som er vanlige for margarin, f.eks. emulgeringsmidler, salt og aroma-stoffer. Oljeløselige additiver, f.eks. smakssettende forbindelser, vitaminer osv., kan innbefattes i fettfasen. Generelt varierer andelen av fettfase i en margarin fra 75 til 85% av emulsjonen, avhengig av de lokale forskrifter for margarin. Alternativt kan høyere andeler av vannfasen tilpasses i produksjonen av såkalte "lett-margariner" som kan inneholde så lite som 35, 40 eller 50

og opptil 60 vekt% fett.

Emulsjonene, spesielt margarinen, kan fremstilles i en konvensjonell lukket, rørformet varmeveksler med skrapet overflate,

som beskrevet i "Margarine" av A.J.C. Andersen og P.N. Williams, Pergamon Press 1965, s. 246 ff. "Votator"-arrangementer som beskrevet i GB-patenter-n-r-, 639.743, 650.481 og 765.870, er spesielt godt egnet. Alternativt kan det fremstille emulsjoner ved hjelp av en faseinversjonsprosess ibeskrevet i GB-patent 1.215.868, eller på konvensjonelle avkjølingstromler som beskrevet i den samme bok av Andersen og Williams.

Oppfinnelsen skal illustreres ved hjelp av eksempler.

Eksempel I

Det ble fremstilt en margarin av et margarinfett som

besto av palmeolje, herdet til et smeltepunkt på 58°C og en korandomisert blanding av 60% palmeolje og 40% solsikkeolje.

I tabell II er sammensetningen av margarinfettet og av en kontroll-prøve gjengitt. Margarinene ble fremstilt på følgende måte: Margarinfettblandingen ble smeltet og emulgert med en vannfase som var fremstilt av surnet melk som inneholdt 0,1% mono/di-glycerid-blanding slik at man fikk en emulsjon som inneholdt 80% fett.

Emulsjonen ble krystallisert og eltet i en lukket, rør-formet varmeveksler med skrapet overflate ("Votator" A-enhet),

som fikk stå ved en temperatur på 15-20°C. Avkjølingstemperaturene i A-enheten var fra -6 til -10°C, og 40% av behandlingsemulsjonen ble resirkulert. Deretter ble den krystalliserte emulsjon ført gjennom et hvilerør ("Votator" B-enhet), hvor den krystalliserte videre i 100-200 sek. og ble pakket.

Margarinen sor<p>. fremstilles i henhold til oppfinnelsen,

cg den som fremstilles fra kontrollprøven, ble lagret i 8 uker ved 15°C og deretter bedømt under mikroskopet med hensyn på grynethet i henhold til følgende skala:

1-2 = ikke - neglisjerbar grynethet

3-4 = begynnende grynethet - akseptabel grynethet 5-6 = grynet - meget grynet.

Eksempler II- IV

Det ble fremstilt margariner som beskrevet i eksempel I

av forskjellige margarinfett som vist i tabell III. Disse margariner ble vurdert med hensyn på grynethet, som beskrevet i eksempel I. Resultatene er også vist i tabell III.

Eksempler V- XXII

Det ble fremstilt margariner som beskrevet i eksempel I,

og disse ble bedømt med hensyn på grynethet etter lagring ved 15°C, som beskrevet i eksempel I. Resultatene er gjengitt i tabell IV.

Alle margarinfett som ble fremstilt, hadde dilatasjonsverdier ved 10°C på under 1100, ved 20°C på over 200 og ved 35°C

på mindre enn 175.

De hydrogenerte fett som er tilstede i både den randomiserte og den ikke-randomiserte del av fettblandingene som er beskrevet i eksemplene, ble hydrogenert til et smeltepunkt på 2 5-70°C.

Med unntagelse av soyaolje ble alle fett fremstilt ved hydrogenering av fettene eller de flytende oljer på en konvensjonell iso-fremkallende måte til halvfaste eller faste fett med smeltepunkt for det meste mellom 25 og 45°C. Fett med slike smelte-punkter har generelt relativt få mettede fettsyrer, særlig høyst 35%, og har et trans-fettsyreinnhold på minst 20%, fortrinnsvis minst 30 eller 40%. En iso-fremkallende, svovelforgiftet hydrogeneringskatalysator ble anvendt ved hydrogeneringen av slike cljer (ca. 1,5% av en svovelforgiftet nikkelkatalysator utfelt på kiselgur), og hydrogeneringen ble utført ved temperaturer som varierte fra 140 til 180°C til det ønskede smeltepunkt ble oppnådd.

Hydrogeneringsbehandlingen av soyaolje ble utført med ikke-forgiftet nikkelkatalysator utfelt på kiselgur. Soyaolje med smeltepunkt over 30°C ble hydrogenert i to trinn, dvs. i første trinn med en frisk og i annet trinn mea en svovelforgiftet katalysator, først ved 90-120°C og deretter ved 170-190°C

til det ønskede smeltepunkt var oppnådd.

"vrr-fraksjonering av de palmebaserte fett som anvendes

i fettblandingene som fremstilles i henhold til oppfinnelsen, ble utført ved oppvarmning av fettet til en temperatur på ca. 50 eller 60°C, og avkjøling av det flytende fett som ble oppnådd, til 40°C, fulgt av en gradvis avkjøling i løpet av ca. 4 timer til 15. til 35°C. Den oppnådde masse ble deretter holdt ved denne temperatur i et tidsrom av ca. 1,5 til 3 timer, hvoretter den faste fraksjon (stearin) ble separert fra den flytende fraksjon (olein) ved filtrering.

Våt fraksjonering av palmebaserte fett ble utført ved ' blanding av ca. 1 del fett med 1 del aceton, blandingen ble latt i ro ved 2-15°C i flere timer, og stearinene ble separert fra oleinene ved filtrering.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av et margarinfett som er fritt for grynethet og som inneholder 30-80% uhydrogenert, hydrogenert og/eller fraksjonert palmeolje, karakterisert ved at 15-85% av den uhydrogenerte, hydrogenerte og/ eller fraksjonerte palmeolje korandomiseres med et eller flere andre fett som overveiende består av C^- og høyere triglycerider, hvoretter den oppnådde korandomiserte fettblanding blandes med resten av den uhydrogenerte, hydrogenerte og/eller fraksjonerte palmeolje og eventuelt annet fett, med det forbehold at innen de gitte områder velges andelene av råmaterialene slik at den totale fettblanding har et forhold mellom mengdene av 1,3-dipalmitoyl-2-umettede triglycerider og 1,2-dipalmitoyl-3-umettede triglycerider på mindre enn 2,8, mens innholdet (i prosent) av triglycerider av mettede fettsyrer som har en gjennomsnittlig kjedelengde på 44/3 eller høyere, er større enn det totale innhold (i prosent) av de dipalmitoyl-mono-umettede triglycerider minus 8%.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at 10-100% av de andre fett som overveiende består av C44~ og høyere triglycerider, korandomiseres.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at 25-98% korandomiserte fett blandes med 75-2% ikke-randomiserte fett.

4. Fremgangsmåte som angitt i hvilket som helst av kravene 1 til 4, karakterisert ved at det annet fett som overveiende består av C44- og høyere triglycerider, delvis hydrogeneres.