SE467860B - Framstaellning av aetliga fetter genom omlagring med lipasenzym - Google Patents

Description

467 860 2 och ofta sällsynta produkter. De mest fördelaktiga av dessa glycerider är 2-oleoylhomologerna. Motsvarande 2-linoleoyl- och linolenoyl-dimättade triglycerider har något mindre till- fredsställande kännetecken; eftersom de är mera högomättade är de ofta signifikant mjukare och materiellt mera känsliga för försämring genom oxidation. Deras överföring till mono-ole- finisk omättnad.genom selektiv hydrogenering är inte en till- fredsställande lösning, beroende på den samtidiga ofta före- kommande överföringen genom isomerisering till elaidinsyra, dvs. transformen av oljesyra, varigenom en högre smältande glycerid införes i glyceridkompositionen än den motsvaranede 2-oleoylisomeren, som är den naturligt förekommande formen.

De högre smältande 2-elaidoyldimättade triglyceriderna bidrar ytterligare till en grad av oförenlighet med de triglycerider som redan finns närvarande och detta återspeglas i oregel- bundna och oönskade smältningsbeteenden. Dessutom är biproduk- terna av alla omlagringsförfaranden av högomättade glycerid- oljor, som separeras från mera mättade produkter, i sig själva högt omättade och likaså ostabila och känsliga för atmosfärisk oxidation. Fastän de kan hydrogeneras till mättade fettsyror eller deras derivat för återcirkulering till omlagringsför- farandet konsumerar de avsevärda mängder väte i förfarandet.

Närvaron av huvudsakliga mängder 2-linoleoyl- och 2-lino- leneoyl-triglycerider i många vegetabiliska oljor innefattande solrosolja, har därför begränsat deras värde i l,3-regiospeci- fika omlagringsförfaranden för framställning av fetter lämp- liga att använda i choklad- och konditorinäringen. Föreliggan- de uppfinning tillhandahåller ett omlagringsförfarande enligt vilket denna olägenhet övervunnits på ett ändamålsenligt och ekonomiskt sätt.

Föreliggande uppfinning tillhandahåller ett förfarande för framställning av ätliga fetter lämpliga att använda inom kon- ditorinäringen och liknande ätliga kompositioner genom om- lagring av omättade glyceridoljor och -fetter till mera högt mättade fetter genom kontakt,som omlagringskatalysator,med lipasenzym och i närvaro av mättade fettsyror eller estrar 3 46? 860 därav, vari oljan eller fettet har en hög oleathalt och består företrädesvis huvudsakligen av 2-omättade triglycerider av vilka åtminstone 90 % är 2-oleoyltriglycerider. Föreliggande uppfinning tillhandahåller även nya fetter innefattande sym- metriska dimättade triglycerider av C16- och C18-fettsyror i vilka de mättade fettsyraresterna är slumpvis fördelade mellan l- och 3-positionerna och de omättade fettsyraresterna inne- fattar åtminstone 80 % oljesyrarester, företrädesvis minst 90 % och allra helst åtminstone 95 % av sådana rester. Sådana fetter erhålles genom omlagringsförfarandet enligt förelig- gande uppfinning med användning av ett 1,3-regiospecifikt lipas, som beskrives i US-P-4 275 081, som omlagringskatalysa- tor.

Kommersiellt användbara solrosarter med hög oljesyrahalt lämp- liga att använda enligt föreliggande uppfinning kan erhållas genom konventionella växtförädlingstekniker, exempelvis genom korsning av de naturligt förekommande arterna med hög olje- syrahalt såsom den som rapporterats av Horowitz och Winter (Nature l79:582 (1975)). Mutanter med hög oljesyrahalt fram- ställda på artificiellt sätt, såsom genom mutagenbehandling av fröna, kan även användas och Pervenets-arterna (rapporterade av Kharachenk i Fisiologiya Rastenii 26:l226 (1979)) är ett sådant exempel. Progenier härledda av sådana mutanter är kända, exempelvis de rapporterade av Fick. Företrädesvis an- vändes solrosfrön av växtsorter som ger oljor med 10 % eller mindre, t.ex. 3 %, linolsyra, speciellt de med AOM-värden (Active Oxygen Method) av minst 100 timmar mätta genom AOCS- metoden Cdl2-57. Andra oljor lämpliga att använda enligt före- liggande uppfinning innefattar utvalda olivoljor, sheaolein, salolein och bomullsfröolein, innefattande vinteriserad bo- mullsfröolja.

Enzymomlagringsförfaranden enligt föreliggande uppfinning genomföres i huvudsakligen icke-vattenhaltig och väsentligen med vatten inte blandbar vätskefas. En liten mängd vatten är trots detta nödvändigt för att aktivera katalysatorn ini- tiellt. Detta kan åstadkommas antingen genom att katalysa- 467 860 4 torn först kontaktas med vatten eller genom att man inklu- derar en liten mängd vatten i inmatningsprodukten i satsvisa förfaranden. Jämvikt erfordras mellan de snabbare reaktions- hastigheterna som åstadkommes genom mera vatten som ökar katalysatorns aktivitet och motsvarande ökande tendens till hydrolys av reaktanterna och produkterna, eftersom omlag- ringsförfarandet är reversibelt. Företrädesvis hålles därför vattenaktiviteten i systemet mellan 0,2 och 0,6. I kontinuer- liga förfaranden enligt uppfinningen i vilka reaktanterna passeras över en fixerad bädd av uppburen lipasenzymkata- lysator hålles systemets vattenaktivitet företrädesvis inom dessa gränser genom att inkludera en liten mängd vatten i den inmatningsprodukt som tillföres till katalysatorn i den fixerade bädden. På detta sätt hålles företrädesvis vatten- aktiviteten vid en nivå vid vilken omlagringsreaktionen är huvudsakligen avslutad vid en kontakttid som är mindre än 2 timmar för att minimera effekten av isomerisering av partial- glyceridbiprodukter som leder till uppträdandet i produkten av 2-mättade triglycerider, där 1,3-regiospecifika katalysatorer användes för framställning av symmetriskt dimättade 2-oleoyl- triglycerider, Omlagringsreaktionen kan genomföras i närvaro av ett med vatten icke blandbart icke-polärt lösningsmedel, t.ex. hexan eller andra kolväten, för att hålla reaktanterna i Vätskefas.

När ett lösningsmedel användes är koncentrationen av reaktan- terna i lösningsmedlet företrädesvis från 20 till 50 viktpro- cent.

Reaktionen kan ske vid moderat förhöjda temperaturer såsom exempelvis 40-80°C, vid vilken den valda katalysatorn förblir aktiv och reaktanterna är helt i vätskefas.

Katalysatorn uppbäres företrädesvis på en inert bärare, exem- pelvis Celite eller andra partikelformade kiselhaltiga inerta oorganiska bärare eller jonbytarmedium, antingen organiska såsom exempelvis ett harts, eller oorganiska såsom exempelvis zeolit. Mängden lipas är företrädesvis 0,01-O,l viktprocent av så I' ~ se? flee , aJ~. bäraren. Lipas är närvarande i kommersiellt tillgängliga pro- dukter i en mängd av ungefär l % och tillräckligt mycket kommersiell produkt användes för att åstadkomma denna koncen- tration av lipas på bäraren.

Lämpliga l,3-regiospecifika enzymer innefattar Mucor miehei, Rhizopus, A. niger eller andra Aspergillus-arter.

Acidolysis-reaktanterna som användes med solros- eller de andra oljorna eller fetterna enligt uppfinningen kan vara i form av en fri mättad fettsyra, företrädesvis palmitin- eller stearinsyra eller en blandning av båda. Alternativt kan dessa vara närvarande som estrar, företrädesvis en kortkedjig mättad, envärd alkohol, exempelvis metyl- och etylpalmitat och -stea- rat. Företrädesvis användes l-5 mol acidolysis-reaktant per mol olja, allra helst 3-5 mol per mol.

Den omlagrade triglyceridprodukten enligt uppfinningen åter- vinnes företrädesvis ur reaktantblandningen efter att först ha avskiljt eventuell fri fettsyra och eventuellt reaktant- lösningsmedel om detta har använts, genom fraktionerad kri- stallisation vid en temperatur av företrädesvis 10-40°C, vid vilken de omättade syra- eller ester-biprodukterna är flytande och kan avskiljas från den kristalliserade produkten. Frak- tioneringen kan åstadkommas ur lämpliga lösningsmedel, exem- pelvis aceton. Alternativt kan dessa biprodukter avdestille- ras, företrädesvis vid reducerat tryck med användning av konventionella syraraffineringsmetoder. Biprodukterna kan hydrogeneras till motsvarande stearinsyra eller ester därav och återcirkuleras för användning som acidolys-reaktant.

Claims (12)

.in Ch. \J OT.) C\ C) PATENTKRAV

1. l. Förfarande för framställning av ätliga fetter lämpliga att använda inom konditorinäringen genom omlagring av omättade glyceridoljor och fetter under inflytandet som omlagringskata- lysator av ett uppburet lipasenzym i en fixerad bädd i närvaro av mättade fettsyror eller estrar därav, vari oljan eller fettet har en hög oleathalt och består väsentligen av 2-omät- tade triglycerider av vilka minst 80 % är 2-oleoyl-triglyceri- der, under det att reaktionsblandningens vattenaktivitet hållas från 0,2-0,6 utan torkmedel och under applikation av kontakttider av mindre än 2 timmar.

2. Förfarande enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a t O därav, att oljan eller fettet innehåller högst 10 6 linol- syra.

3. Förfarande enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a t därav, att oljan är solrosolja med ett AOM-värde av minst 100 timmar.

4. Förfarande enligt patentkravet l eller 2, k ä n_n e - t e c k n a t därav, att oljan innefattar olivolja.

5. Förfarande enligt patentkravet l eller 2, k ä n n e - t e c k n a t därav, att oljan innefattar en oleinfraktion av shea-, bomullsfrö- eller sal-olja.

6. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n - n e t e c k n a t därav, att nämnda lipasenzym är l,3-regio- specifikt.

7. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n - n e t e c k n a t därav, att den mättade fettsyran eller estern innefattar palmitin- eller stearinsyra eller alkyl- estrar därav.

8. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n - n e t e c k n a t därav, att l-5 mol fettsyra per mol olja eller fett användes. 467 868

9. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n - n e t e c k n a t därav, att produkten återvinnes genom frak- tionerad kristallisation ur reaktionsblandningen vid en tem- peratur av 10-40°C.

10. 19. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n - n e t e c k n a t därav, att omättade biprodukter återvunna ur reaktionsblandningen hydrogeneras och återcirkuleras som mättad fettsyra eller ester därav.

11. ll. Konditorifett innefattande symmetriska dimättade trigly- cerider av palmitin- och/eller stearinsyra i vilka de mättade fettsyrorna omlagras slumpvis mellan l- och 3-positionerna och av vilka minst 90 % är 2-oleoyltriglycerider.

12. Konditorifett enligt patentkravet ll, k ä n n e t e c k - n a t därav, att minst 90 % av nämnda triglycerider är 2- oleoyltriglycerider.