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专利名称:用于糖果和烘烤食品脂肪组合物的低反式脂肪的制作方法
技术领域:
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述,适于用作糖果脂肪和烘烤食品脂肪的脂肪组合物的制备方法,由该方法制得的脂肪组合物以及该组合物以油包水乳液及生面团的形式,在诸如糖果和填充脂肪中的多种应用中的用途。
。填充和奶油脂肪用于制备例如干糖果或糖果条的软芯,或用于制备饼干或威化饼干中的或其上的奶油。为适用于奶油和/或填充脂肪,重要的是该奶油需具有特殊的性质,例如在口中良好的熔化性,良好的奶油感以及稳定的晶体结构。已知现有技术中有几类可提供这些性质的脂肪。
第一类适用于填充和/或奶油脂肪的脂肪包括所谓的月桂脂。该月桂脂由椰子油或棕榈壳油得到,并含有大量的月桂酸和肉豆蔻酸。通过将该月桂脂进行分级和/或加氢反应,可以得到具有陡的SFC-曲线的月桂脂,即该月桂脂中作为温度函数的固态脂肪含量(SFC)在室温下较高,而在体温下,固态脂肪含量较低,且脂肪完全熔化。这种从固态到液态明显的转化在口中引起凉爽的感觉。除了显示出陡的SFC-曲线,月桂脂还显示出快速的固化性,当其使用于填充和奶油时是有利的。尽管它们在实际中已频繁使用,月桂酸型脂肪还具有大量的缺点,主要的缺陷是在老化的过程中,月桂酸有发生皂化的危险,包括引起差的口感。月桂脂的另一个缺陷是其高的饱和脂肪酸含量,通常高于
80%,这被认为是重要的营养缺陷。
第二类冷熔填充和奶油脂肪基于分级的棕榈油。这样的棕榈油显示出平滑的SFC-曲线,其在20℃下,SFC仅为25%,而在35℃下,SFC为6%。将棕榈油进行分级处理,可以得到具有陡的SFC-曲线的产品。棕榈油的分级是通过将棕榈油冷却至特定的温度进行的,直到获得含有低熔点甘油三酯的液相和含有高熔点甘油三酯的固相。通过除去高熔点部分,实现SFC曲线尾部效应的降低,该高熔点部分由三饱和的甘油三酯组成,例如棕榈酸酯。尾部级分中的脂肪食用时在口中产生蜡的感觉。下一阶段,通过除去具有低熔点温度的部分,室温下的SFC得到提高,该部分主要包括三-或二-不饱和甘油三酯,例如三-油酸或1-棕榈酸2-3-油酸甘油三酯。棕榈油除去较高熔点和较低熔点部分后剩下的级分通常被称作PMF(棕榈中段级分)。
PMF基填充和奶油脂肪的最大优点在于它们的非月桂状态,低的饱和脂肪酸含量,食用时淡的熔化感以及PMF是非氢化脂的事实。然而PMF的主要缺点在于需要相当长且艰苦的分级过程以及相当低的产率,其会导致产品昂贵从棕榈油开始仅能得到
25-30%的PMF。通过两次分级得到硬PMF的得率甚至更低。其它的缺点在于PMF缓慢的固化率,这就需要糖果厂中使用的装置具有高的冷却能力。除此之外,PMF基脂肪显示出会发生再结晶的危险,存储一段时间后,会引起最终产品的“颗粒性”,尤其在没有进行人工老化的情况下。
第三类填充和奶油脂肪基于氢化的液态油或者加氢甘油三油酸酯级分。该类型脂肪组合物的特征在于具有良好的奶油感和良好的熔化性,尽管它们在口中可能会引起稍差的冷感,而这在上两种脂肪组合物中是很明显的。含有该脂肪的产品显示出快的固化性和稳定的结构。除此之外,由于原料易得以及其处理没有棕榈油分级那么困难,因此氢化的液态油和甘油三油酸酯级分比前述的产品便宜。存在反式脂肪酸的优点使结晶速率得到改善。然而,氢化的液态油和甘油三油酸酯级分的最大缺点在于它们过高的反式脂肪酸(TFA)含量,其是越来越重要的健康因素。事实上,反式脂肪酸是不饱和脂肪酸。然而,相对于饱和脂肪酸(SFA)来说,有不期望甚至更差的效果。这就是为什么不仅对控制脂肪组合物中SFA的量有兴趣,还对控制TFA和SFA的总量有兴趣。为得到具有陡的SFC曲线的产品,加氢反应几乎都在反式特异性催化剂存在下进行,例如硫-中毒Ni-催化剂。
综上所述,很清楚,需要一种适用于糖果脂肪和烘烤食品脂肪的脂肪组合物,以及这种脂肪的制备方法。要求该脂肪组合物优选为非月桂型,其
特征在于在口中有良好的熔化性而无蜡感,其具有足够高的结晶率并有令人感兴趣的营养特征,这意味着该组合物必须具有低饱和的和反式脂肪酸的含量。此外,令人感兴趣的是可以以可接受的价格制备该脂肪组合物。
从EP-A-547651可知使用下述(i)和(ii)的混合物(i)一种非月桂脂,尤其是对含脂肪混合物的硬化大豆油进行湿式分级得到的中段级分;(ii)一种液体,反式硬化高稳定性油,尤其是对含有脂肪混合物的硬化大豆油进行湿式分级得到的甘油三油酸酯级分。由此,对大豆油和棕榈油油酸酯的组合物进行反式-选择加氢反应。湿式分级中优选使用丙酮作为溶剂,对于反式-选择加氢,已发现硫化Ni-催化剂是适宜的。由该反式-加氢组合物的中段-级分和甘油三油酸酯-级分的混合物得到的填充脂肪具有最小的蜡感,陡的熔化曲线,和N20>40%且N30<8%的陡的SFC-曲线,以及良好的口感。然而,该脂肪组合物的反式脂肪酸含量为35-45%,这也是过高的。
,对于硬化剂类型的糖果脂肪还有第二个重要的应用领域硬芯和糖果涂层和糖果块。这些包括所谓的硬质脂肪。硬芯被认为是具有牢固结构的糖果芯,其通常通过挤压制备。硬质脂肪的特征是具有陡的
SFC曲线其在室温下具有高的固态脂肪含量并很坚硬。在体温下,它们发生熔化且其固态脂肪含量变得可以忽略不计。这些糖果脂肪的SFC曲线类似于可可脂,其是传统的巧克力脂肪。
多年来,三种被开发用于涂层或块状的主要类型的硬质脂肪包括(i)月桂可可脂替代物,(ii)可可脂等价物(CBE),其包括棕榈油级分与所谓的天然脂肪,诸如雾冰草脂或牛油树脂结合得到的物质,以及(iii)基于反式-特定氢化液态油或液态级分的非月桂可可脂替代物(NL-CBR)这三种可可脂替代物对应于上述三种填充脂肪。
通常,填充馅和奶油脂比块状或涂层更软一些。与块状或涂层相比,填充馅和奶油脂高柔软度的原因在于其产物的高脂肪含量以及所含脂肪较软的特性,即在室温下较低的SFC。对于填充和奶油脂肪和涂层脂肪两者来说,重要的是具有陡的SFC-曲线,其意味着在在室温下SFC必须足够高,而在体温下SFC必须较低,以避免“蜡”的口感。这就解释了用于填充/奶油脂肪和所谓的硬质脂肪生产时方法类似。
用于CBE的棕榈级分通常通过湿式分级获得,与通过干式分级或洗涤剂分级(detergentfractionation)获得的PMF相比,是具有高质量的PMF,然而湿式分级方法是最昂贵的一种。湿式分级方法中使用丙酮、己烷或其它任意适合的溶剂。湿式分级方法是一种灵敏的分级,可有效地除去诸如POO(P
=棕榈酸;O=油酸)的低熔点甘油三酯和诸如PPP的高熔点甘油三酯。湿式分级对于从棕榈油中段级分中除去甘油二酯来说,也是一种有效的方法,该甘油二酯是CBE产品中需要避免的。重要的是,所提及的CBEs与非月桂型CBR和月桂-可可脂替代物是不同的,后者为调和(tempering)型脂肪,类似于天然可可脂。调和是一种处理步骤,其中使熔融的巧克力混合物进行温度调节的处理,尤其是使巧克力混合物进行包括冷却和加热的处理,其目的在于刺激和最大化脂肪的结晶,使之处于稳定的晶体形式。
“SpecialtyfatsversusCocoaButter”第189-192页中描述了非月桂型CBR的生产。,诸如大豆油、菜籽油和向日葵油的液态油,以及象高分级段棕榈油精(碘值>68)这样的液态部分,都适于作为加氢过程的原料。然而,,需要注意的是,按照这样的方法进行加氢过程,可最小化三饱和甘油三酯(SSS,其中S=饱和),这是由于这些物质具有高的熔点并会导致蜡感。通过选择合适的催化剂可实现这个目的。,以替代常规催化剂,这样可促进反式-异构体的形成,得到陡的SFC-曲线最小化SSS异构体的生成。为了从棕榈油制备非月桂型CBR,其建议使用具有尽可能低的PPP和PPO/POP含量的棕榈油精作为原料。PPP是天然存在于棕榈油中的三饱和脂肪酸。PPO和POP被单脂肪酸饱和会导致形成三饱和脂肪酸。
“Crystallisationandpolymorphismoffatsandfattyacids”第430-431中,已经描述了在棕榈油精加氢反应中使用硫中毒Ni-催化剂代替在棕榈油精中传统的非反式特异性Ni-催化剂的效果。根据Mori,使用反式特异性催化剂,获得了具有尖锐熔点曲线的糖果脂肪,其是使用常规加氢催化剂所不能得到的。
US-A-4205095涉及一种用于制备可可脂替代物的方法,其中,在镍、铂或钯催化剂的存在下,将棕榈中段级分进行催化加氢反应。加氢反应的目的是加大得到混有可可脂的PMF的可能性,这是通过尽可能多地除去含有一种以上不饱和脂肪酸(SU2和U3)的甘油三酯,并将脂肪酸的聚不饱和烃链转化为单-不饱和烃链,因此使碘值降低到38-45,亚油酸含量降低至低于2%,并得到熔点在33-36℃之间的脂肪组合物。US-A-4205095中揭示的可可脂替代物可用于诸如块或涂层这样的巧克力产品中。
从US-A-3686240中可得知一种植物脂肪产品的制备方法,该产品适用于至少部分替代巧克力中的可可脂,该植物脂肪产品的性质与这些可可脂的产品类似。根据US-A-3686240,通过对棕榈油中间熔点级分(PMF)加氢,对该级分进行硬化处理,以得到该植物脂肪产品。通过进行分级和加氢过程,使该脂肪与天然可可脂混合不会变软或产生低熔点,并因此显示出与可可脂完全的兼容性。与可可脂完全的兼容性意味着该过程中获得的产物是一种调和型脂肪。可进一步解释为棕榈中段级分必须使用特殊的溶剂,通过溶剂分级进行制备。
。焦糖被认为是包括了高沸点和软的焦糖。脂肪使焦糖具有确定的稠度,它们控制咀嚼感并降低粘度。焦糖中使用传统的氢化液态油,例如氢化大豆油或氢化菜籽油。也可以使用月桂脂,诸如诸如氢化棕榈仁油或氢化椰子油。由于过高的反式脂肪酸或饱和脂肪酸含量,需要有一种具有低反式含量的替代物,同时需显示出类似的熔化曲线,并可以在这种应用中以可接受的价格生产。
,脂肪的下一个应用是,脂肪在烘制食品的制备中的重要用途。包含在烘烤生面团产品中的脂肪可含有大量的反式脂肪酸,这是由于它们通常通过诸如大豆油、菜籽油、向日葵油等这样的液态油部分加氢制得。这些油是经常使用的,这是由于它们可以以有诱惑力的价格大量得到,根据想要获得的生面团的结构,通过对油加氢,可制得具有不同SFC-曲线的各种脂肪。加氢不仅使产品具有可塑性,还提高了油的稳定性。然而该液态油的问题是,在加氢的过程中,大量存在于原料中的不饱和脂肪酸容易异构化成反式脂肪酸。尽管这些脂肪酸提供给脂肪组合物额外的功能,例如提高结晶速度,但由于它们相反的健康效果,是不期望的。
烘烤中脂肪作为起酥油或者人造奶油使用。起酥油可以被定义为一种通过功能性的可塑性固态脂肪,其通过将熔融的脂肪和油的混合物小心地冷却、塑化和调和制得。人造奶油涉及一种油包水乳液。人造奶油和起酥油在烘烤中具有重要的功能通过引入乳状结构和丰富的气味,柔软感和用于保水性和尺寸扩大的均衡的气泡,从而保证最终产品的质量。
,其是非月桂型的,特征在于具有陡的SFC-曲线,可以在口中良好熔化而没有蜡感,并具有足够快的结晶速度,其具有有趣的营养特征,也就是说具有低的反式脂肪酸含量和足够低的饱和脂肪酸含量,并可以可接受的成本制备,该成本包括原料成本、工艺成本、生产率等。
本发明的另一目的在于提供一种适用于填充馅和奶油的脂肪组合物,以及一种用于焦糖的脂肪组合物,以替代含有大量反式脂肪酸或饱和脂肪酸的脂肪。
本发明的又一目的在于提供一种适用于糖果芯、糖果涂层和块的脂肪组合物,该脂肪组合物适用于全部或部分替代具有高反式脂肪酸含量的脂肪,同时保持陡的SFC-曲线而不产生蜡感,其中不需进行调和步骤就可以制备糖果产品。
本发明的再一目的在于提供一种具有低反式脂肪酸含量的脂肪组合物,该脂肪组合物适用于烘制生面团和烘烤食品的制备中。
,如权利要求1特征部分所述,将含有棕榈油或棕榈油级分的起始脂肪组合物进行催化加氢反应可制得该脂肪组合物。
该起始脂肪组合物特征在于(1)甘油酯组合物-S2U含量为47-75重量%-SU2+U3含量<40重量%-S3含量为1-15重量%-甘油二酯含量为3-12重量%甘油酯含量表示为相对于甘油二酯和三酯总量的重量%,和(2)不饱和脂肪酸的总含量低于55重量%,优选低于50重量%,更优选低于48重量%。
对起始脂肪组合物催化加氢直到制得氢化的第一脂肪,该脂肪特征在于反式脂肪酸(TFA)含量低于15重量%,优选低于10重量%,更优选低于5重量%,以及饱和C18脂肪酸增长量低于1重量%,%,%。氢化的第一脂肪包含在该脂肪组合物中。脂肪组合物中的氢化的第一脂肪含量可以在一宽的范围内变化并甚至可以是100重量%。
上文中,S是指具有烃链长度为14-24个碳原子的饱和脂肪酸,U是指具有烃链长度为14-24个碳原子的不饱和脂肪酸。
作为起始脂肪组合物,优选使用含有棕榈油、棕榈油级分的脂肪组合物,或含有大量棕榈油基脂肪,优选>