通过辅助洗涤纯化三酰基甘油酯油的制作方法

专利2022-05-10  4



1.本发明涉及油的纯化。具体地讲,本发明涉及从一氯丙二醇酯(mcpde)的污染物氯化前体和/或mcpde本身中纯化三酰基甘油酯油。


背景技术:

[0002]3‑
卤素

1,2

丙二醇,具体地讲3

一氯

1,2

丙二醇(3

mcpd)是食物中已知的污染物(《food addit.contam.》,2006年,第23卷,第1290

1298页)。例如,研究已表明,如果以高剂量施用,3

mcpd可能对大鼠有致癌作用(《evaluation of certain food additives and contaminants》,世界卫生组织,日内瓦,瑞士,1993年,第267

285页;《lnt.j.toxicol.》,1998年,第17卷,第47页)。
[0003]3‑
mcpd最初存在于酸水解植物蛋白质中(酸

hvp;《z.lebensm.

unters.forsch.》,(1978)167:241

244)。最近,已发现精炼食用油可含有脂肪酸酯形式的3

mcpd,但仅含有极少量的游离3

mcpd(《food addit.contam.》,2006年,第23卷,第1290

1298页)。欧洲食品安全局(efsa)建议在毒性方面将3

mcpd酯视为等同于游离3

mcpd(欧洲食品安全局(2008年))。
[0004]
据报道,酰基甘油酯的氯化可在非常高的温度处发生,例如在炼油过程的最后步骤或脱臭期间,在脱臭下可将油在真空(3

7毫巴)下加热至最高260℃

270℃。这可导致形成mcpd的脂肪酸酯。
[0005]
mcpd酯的有效消减途径是有限的,因此向植物油精炼工业提出挑战。目前,正严密监测精炼油中3

mcpd的存在,并丢弃3

mcpd含量高于阈值的油,以便确保完全符合efsa建议。阻碍有效消减这些污染物的一个关键问题是,在脱臭步骤之前不去除载氯前体,因此载氯前体可在脱臭步骤期间充当氯的来源/供体。
[0006]
由于3

mcpd可存在于许多有重要商业价值的精炼油诸如植物油中,因此对用于在炼油期间去除此类污染物和/或避免产生此类污染物的改善方法存在显著需求。


技术实现要素:

[0007]
本发明人已开发出一种方法,通过该方法可显著减少或防止炼油过程期间mcpd酯的生成。
[0008]
本发明人已开发出用于从粗制或部分精炼的植物油中除去或减少某些氯化物质的方法。该纯化方法对最终得到的热处理油mcpd含量具有积极影响。
[0009]
该方法的原理是部署用辅助性油的洗涤步骤、使用捕集助剂或其组合进行纯化,该步骤允许氯化物质与经受纯化的油的物理分离。因此,氯化物质溶解在油的洗涤或捕集助剂级分之一或两者中,并因此可与待精炼的油分离。本发明的应用范围包括粗制或部分精制的三酰基甘油油,例如但不限于棕榈油、棕榈硬脂酸甘油酯、棕榈油酸甘油酯及其各种级分、棕榈仁油、椰子油、葵花油、高油酸葵花油及其变体、卡诺拉油(canola oil)/油菜籽油、大豆油、鱼油、藻油、可可脂以及它们的任何混合物/共混物。
[0010]
洗涤处理包括用食品级辅助性油处理,该辅助性油基本上不含可能妨碍潜在使用的捕集助剂的有益效果的氯化物质和/或极性物质。基于捕集助剂的纯化步骤可包括用极性较高且熔融温度与经受纯化的三酰基甘油酯油的熔融温度不同的捕集助剂进行处理。
[0011]
在用捕集助剂进行纯化的过程中,使三酰基甘油酯油经受用助剂的处理以捕集极性氯化物质,该极性氯化物质在炼油期间可例如为氯的有效来源。然后可通过使助剂从油中结晶或反之使油从助剂中结晶而将所捕集的氯化物质物理分离。可通过使用可基于例如熔融温度和/或极性选择的一系列助剂来辅助结晶。根据油的组成和物理化学特性,可通过使用极性更强的脂质捕集助剂来辅助去除氯化前体,该脂质捕集助剂有利于mcpde前体的溶解,并且同时有利于物理分离过程(例如,通过从本体结晶出来或在冷却时保留液体上清液)。捕集助剂的选择可以是单一组分或组分的共混物,诸如单酰基甘油酯、二酰基甘油酯和相比于初始原油极性更强的其他脂溶性物质。
[0012]
总体而言,通过上述任何一种手段,一旦去除,潜在的氯供体就不再可用于在炼油的加热步骤期间生成氯化化合物,诸如mcpd酯和mcpd二酯。从而获得氯化物质含量低的产物油,并且可使纯化油经受各种精炼操作,诸如热处理和脱臭,以便产生mcpde含量低或不含mcpde的精炼油。
[0013]
本发明的方法的另外的有益效果是,其使得能够在油的脱臭中使用较低的温度,这两者
[0014]
1)减少反式脂肪酸形成(高温下的反式脂肪形成综述于baley的工业油和脂肪产品中;第六版,第5卷“edible oil and fat products:processing technologies”,第8章“deodorization”,第3节“refined oil quality”,第3.2小节“fat isomerization and degradation products”)。
[0015]
2)减少缩水甘油酯的形成(参见以下的ge消除方法的概述“glycidyl fatty acid esters in refined edible oils:a review on formation,occurrence,analysis,and elimination methods”,“comprehensive reviews in food science and foodsafety”,第16卷,263

281页;2017年)。
[0016]
因此,在一个方面,本发明提供了一种用于纯化原三酰基甘油酯油的方法,其中与起始原三酰基甘油酯油相比,纯化的三酰基甘油酯油中的一氯丙二醇酯(mcpde)的有机氯化前体的量减少,该方法包括以下步骤:
[0017]
(a)将原三酰基甘油酯油与辅助性油混合,其中
[0018]
(i).所述辅助性油和所述原三酰基甘油酯油的熔融温度显著不同;
[0019]
(ii).所述辅助性油可溶于所述原三酰基甘油酯油中;以及
[0020]
(iii).辅助性油基本上不含
[0021]
i.三酰基甘油酯的水解分解产物,所述三酰基甘油酯的水解分解产物具有与原三酰基甘油酯油的熔融温度相似或比原三酰基甘油酯油的熔融温度低的熔融温度,优选地不含三酰基甘油酯的所有水解分解产物;或
[0022]
ii.极性脂质,所述极性脂质具有与辅助性油的熔融温度相似或比辅助性油的熔融温度低的熔融温度,优选地不含所有极性脂质;或
[0023]
iii.所有极性有机物质
[0024]
(b)结晶以下之一:
[0025]
(i).通过将步骤(a)的混合物冷却至低于所述原三酰基甘油酯油的熔融温度但高于所述辅助性油的熔融温度来使所述原三酰基甘油酯油结晶,其中所述辅助性油由于其较高的不饱和度或由于其组分中较短的脂肪酸链而具有与所述原三酰基甘油酯油相比较低的熔融温度,或者
[0026]
(ii).通过将步骤(a)的混合物冷却至低于所述辅助性油的熔融温度但高于所述原三酰基甘油酯油的熔融温度来使所述辅助性油结晶,其中所述辅助性油由于其较低的不饱和度或由于其组分中较长的脂肪酸链而具有与所述原三酰基甘油酯油相比较高的熔融温度;
[0027]
(c)将步骤(b)的产物的固相和液相分离;
[0028]
在一个实施方案中,辅助性油的熔融温度比原三酰基甘油酯油的熔融温度低至少20℃。在优选的实施方案中,辅助性油的熔融温度比原三酰基甘油酯油的熔融温度低至少30℃。
[0029]
在另一个实施方案中,辅助性油的熔融温度比原三酰基甘油酯油的熔融温度高至少20℃。在优选的实施方案中,辅助性油的熔融温度比原三酰基甘油酯油的熔融温度高至少30℃。
[0030]
在另一个实施方案中,辅助洗涤油基本上不含具有与原三酰基甘油酯油的熔融温度相似或比原三酰基甘油酯油的熔融温度高的熔融温度的三酰基甘油酯的水解分解产物。
[0031]
在另一个方面,本发明提供了一种用于纯化原三酰基甘油酯油的方法,该方法包括以下步骤:
[0032]
(d)将原三酰基甘油酯油与捕集助剂混合,其中原三酰基甘油酯油的熔融温度和捕集助剂的熔融温度显著不同,其中捕集助剂可溶于原三酰基甘油酯油中,并且其中捕集助剂相比于原三酰基甘油酯油极性更强;
[0033]
(e)结晶
[0034]
i.通过将步骤(d)的混合物冷却至低于捕集助剂的熔融温度来使捕集助剂结晶,其中捕集助剂具有与原三酰基甘油酯油相比较高的熔融温度;或
[0035]
ii.通过将步骤(d)的混合物冷却至低于原三酰基甘油酯油的熔融温度来使原三酰基甘油酯油结晶,其中原三酰基甘油酯油具有与捕集助剂相比较高的熔融温度;以及
[0036]
(f)将步骤(e)的产物的固相和液相分离。
[0037]
在一个实施方案中,所有步骤a、b、c、d、e和f均连续进行。
[0038]
在一个实施方案中,捕集助剂的熔融温度比原三酰基甘油酯油的熔融温度高至少10℃。在优选的实施方案中,捕集助剂的熔融温度比原三酰基甘油酯油的熔融温度高至少20℃。
[0039]
在另一个实施方案中,原三酰基甘油酯油的熔融温度比捕集助剂的熔融温度低至少10℃。在优选的实施方案中,原三酰基甘油酯油的熔融温度比捕集助剂的熔融温度低至少20℃。
[0040]
在一个实施方案中,与起始三酰基甘油酯油相比,纯化的三酰基甘油酯油中的mcpde的所述有机氯化前体的量减少。
[0041]
在一个实施方案中,有机氯化前体的质量范围在600

1000道尔顿的范围内。
[0042]
在一个实施方案中,起始原三酰基甘油酯油是粗制三酰基甘油酯油。
physical refining pretreatment”)。可在步骤(a)之前增加溶解的酸含量,例如以增加mcpde的氯化前体的质子化形式和/或极性。在一个实施方案中,将原三酰基甘油酯油与通过添加柠檬酸或磷酸而酸化的水混合。例如,可使用0.1重量%

1重量%的含有70%

85%磷酸的酸溶液。
[0056]
在另一个实施方案中,在步骤(d)之前预处理原三酰基甘油酯油,例如在步骤(d)之前将原三酰基甘油酯油与酸化水混合。
[0057]
在另一个实施方案中,将原三酰基甘油酯油与碱(诸如苛性钠、naoh)或其水溶液混合。类似的ph处理步骤通常在油的化学精炼/中和中实施(参见例如frank d.gunstone、john l.harwood、albert j.dijkstra的《the lipid handbook》,第三版,“alkali refining of oils and fats”;《baley’s industrial oil and fat products》,第六版,第5卷“edible oil and fat products:processing technologies”,第1章“a primer on oils processing technology”,第7节“caustic refining”)。可在步骤(a)或步骤(d)之前引入溶解的碱含量,例如以增加mcpde的氯化前体的解离形式和/或极性。在一个实施方案中,将原三酰基甘油酯油与含有碳酸氢盐或氢氧化物盐诸如碳酸氢钠或氢氧化钠的水混合。
[0058]
在另一个实施方案中,在步骤(a)之前用酸性水处理和碱性水处理的组合预处理原三酰基甘油酯油(例如,如先前描述的酸性水处理和碱性水处理)。
[0059]
在另一个实施方案中,在步骤(d)之前用酸性水处理和碱性水处理的组合预处理原三酰基甘油酯油(例如,如先前描述的酸性水处理和碱性水处理)。
[0060]
在一个实施方案中,在高剪切混合下调节原三酰基甘油酯油的酸/碱含量。
[0061]
在一个实施方案中,该方法还包括继步骤(a)之后的以下步骤中的一个或多个步骤:
[0062]
(g)选自物理或化学精炼、脱胶和漂白的一个或多个过程;
[0063]
(h)可选地将步骤(c)的产物脱臭,优选地其中脱臭是真空蒸汽脱臭;以及
[0064]
(i)可选地将步骤(c)的产物脱臭,优选地其中脱臭是真空蒸汽脱臭;以及
[0065]
(j)可选地将步骤(g)、(h)的产物分提。
[0066]
在另一个实施方案中,该方法还包括继步骤(d)之后的以下步骤中的一个或多个步骤:
[0067]
(k)选自物理或化学精炼、脱胶和漂白的一个或多个过程;
[0068]
(l)可选地将步骤(f)的产物脱臭,优选地其中脱臭是真空蒸汽脱臭;以及
[0069]
(m)可选地将步骤(k)的产物脱臭,优选地其中脱臭是真空蒸汽脱臭;以及
[0070]
(n)可选地将步骤(l)、(m)的产物分提。
[0071]
在另一方面,本发明提供了能够通过本发明的方法获得的三酰基甘油酯油。
[0072]
在一个实施方案中,捕集助剂与原三酰基甘油酯油之间的logp
oct/wat
的差值为至少1。在优选的实施方案中,捕集助剂与原三酰基甘油酯油之间的logp
oct/wat
的差值为至少2。
[0073]
在一个实施方案中,捕集助剂包括甘油酯。因此,捕集助剂可含有甘油酯,并且也可含有其他化合物,但是捕集助剂优选主要由甘油酯构成。在另一个实施方案中,捕集助剂是甘油酯。
[0074]
在一个实施方案中,捕集助剂包括至少一种选自单酰基甘油酯、二酰基甘油酯和游离脂肪酸的化合物。在另一个实施方案中,捕集助剂由一种或多种选自单酰基甘油酯、二酰基甘油酯和游离脂肪酸的化合物组成。
[0075]
在一个实施方案中,捕集助剂包括单酰基甘油酯和/或二酰基甘油酯。在另一个实施方案中,捕集助剂由单酰基甘油酯和/或二酰基甘油酯组成。
[0076]
在一个实施方案中,捕集助剂包括至少60重量%、70重量%、80重量%、90重量%、95重量%、96重量%、97重量%、98重量%、99重量%或100重量%的单酰基甘油酯和/或二酰基甘油酯。
[0077]
在一个实施方案中,与原三酰基甘油酯油混合的捕集助剂的量为原三酰基甘油酯油的至少2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%或10重量%。在一个实施方案中,例如棕榈油的量介于8重量%和12重量%之间。
[0078]
在一个实施方案中,捕集助剂包括小于2重量%的三酰基甘油酯。
[0079]
在一个优选的实施方案中,捕集助剂不包括任何三酰基甘油酯。
[0080]
在一个实施方案中,捕集助剂的脂肪酸链是饱和的或单不饱和的。在一个优选的实施方案中,捕集助剂的脂肪酸链全部是饱和的。
[0081]
在一个实施方案中,捕集助剂的脂肪酸链具有至少12的链长。在另一个实施方案中,捕集助剂的脂肪酸链具有至少14的链长。在另一个实施方案中,捕集助剂的脂肪酸链具有至少16的链长。在另一个实施方案中,捕集助剂的脂肪酸链具有至少18的链长。
[0082]
在一个实施方案中,捕集助剂的脂肪酸链具有12的链长。在另一个实施方案中,捕集助剂的脂肪酸链具有14的链长。在一个优选的实施方案中,捕集助剂的脂肪酸链具有16的链长。在另一个优选的实施方案中,捕集助剂的脂肪酸链具有18的链长。
[0083]
在一个实施方案中,捕集助剂包含至少一种选自单硬脂酸甘油酯、单棕榈酸甘油酯、单肉豆蔻酸甘油酯、单月桂酸甘油酯、二硬脂酸甘油酯、二棕榈酸甘油酯、二肉豆蔻酸甘油酯、二月桂酸甘油酯、硬脂酸、棕榈酸、肉豆蔻酸和月桂酸的化合物。在另一个实施方案中,捕集助剂由一种或多种选自单硬脂酸甘油酯、单棕榈酸甘油酯、二硬脂酸甘油酯、二棕榈酸甘油酯、硬脂酸、棕榈酸、肉豆蔻酸和月桂酸的化合物组成。
[0084]
在另一个实施方案中,捕集助剂包含至少一种选自具有不同脂肪酰链的二酰基甘油的化合物,包括在甘油主链上酯化的硬脂酸、棕榈酸、肉豆蔻酸或月桂酸。
[0085]
在一个实施方案中,捕集助剂包括单硬脂酸甘油酯。在另一个实施方案中,捕集助剂是单硬脂酸甘油酯。
[0086]
在一个实施方案中,步骤(a)的混合包括加热至高于原三酰基甘油酯油和辅助性油的熔融温度的温度,和/或使该混合物均质化。
[0087]
在一个实施方案中,在步骤(a)中不需要加热。
[0088]
在一个实施方案中,在步骤(c)中不需要加热。
[0089]
在一个实施方案中,步骤(c)的混合包括加热至高于原三酰基甘油酯油和捕集助剂的熔融温度的温度,和/或使该混合物均质化。
[0090]
在一个实施方案中,步骤(a)的混合包括在高于原三酰基甘油酯油和辅助性油的熔融温度的温度处温育原三酰基甘油酯油和辅助性油,和/或使该混合物均质化。
[0091]
在一个实施方案中,步骤(c)的混合包括在高于原三酰基甘油酯油和捕集助剂的
熔融温度的温度处温育原三酰基甘油酯油和捕集助剂,和/或使该混合物均质化。
[0092]
在一个实施方案中,步骤(c)和(f)的分离包括离心、滗析和/或过滤。在优选的实施方案中,步骤(c)和(f)的分离包括离心。
附图说明
[0093]
图1
[0094]
以m/z 718.61357去除粗溶剂提取棕榈油中mcpde的氯化前体。在10ppm m/z窗口下提取所记录的该前体的峰面积,然后通过将原料(未消减,无单硬脂酸甘油酯)中的平均峰面积定义为100%来将它们归一化。获得的结果显示,在这种情况下,基于单硬脂酸甘油酯的捕集可去除约50%的718前体。然而,在洗涤 单硬脂酸甘油酯捕集的组合时,消减的功效增加至去除718的90%以上。
[0095]
图2
[0096]
以m/z前体642.52273、716.59653、700.60161、850.64170去除工业上生产的粗制棕榈油中mcpde的氯化前体,其中仅具有基于单硬脂酸甘油酯的捕集以及具有基于洗涤和基于单硬脂酸甘油酯的捕集的组合。
[0097]
图3
[0098]
在前体m/z 642.52273、716.59653、700.60161、850.64170的消减功效中显示了向工业生产的粗制棕榈油中添加极性干扰(游离脂肪酸和单甘油酯)的影响。
[0099]
图4
[0100]
在mcpde的消减功效中显示了向工业生产的粗制棕榈油中添加极性干扰(游离脂肪酸和单甘油酯)的影响。(二棕榈酰

mcpd=pp

mcpd,棕榈酰

油基

mcpd=po

mcpd,二油基

mcpd=oo

mcpd,油基

亚油基

mcpd=ol

mcpd)
[0101]
图5
[0102]
在mcpde的氯化前体的消减功效中显示了向粗制棕榈硬脂酸甘油酯中添加极性干扰(单甘油酯)的剂量响应效应。
[0103]
图6
[0104]
在工业上生产的粗制棕榈油中显示了洗涤和单硬脂酸甘油酯的逐步消减的总体效果以及它们对所得的油mcpde含量的协同效应。
[0105]
图7
[0106]
在粗制棕榈硬脂酸甘油酯和压制粗制葵花油的结晶混合物的液相和固相中显示了单油酸甘油酯和单亚油酸甘油酯的分布。
[0107]
图8
[0108]
在粗棕榈油中单油酸甘油酯和单亚油酸甘油酯降低的丰度中示出了洗涤的有益效果。
[0109]
图9
[0110]
通过绘制棕榈油情况下mpcd二酯的总相对峰面积,示出了基于洗涤和单硬脂酸甘油酯的捕集的有益效果。
[0111]
图10
[0112]
通过绘制脱胶棕榈油情况下mpcd二酯的总相对峰面积,示出了基于洗涤和单硬脂
酸甘油酯的捕集的有益效果。
具体实施方式
[0113]
本文中所用,术语“包含”和“由

构成”与“包括”或“含有”同义,并且包括端值在内或是开放式的,并且不排除另外的未列举的成员、要素或步骤。术语“包含”和“由

构成”也包括术语“由

组成”。
[0114]
如本文所用,术语“基本上不含”是指基于干燥物质包含小于1重量%,优选地小于0.2重量%,并且更优选地小于0.05重量%。
[0115]
如本文所用,术语“显著不同的熔融温度/熔点”是指两种材料的熔融温度具有大于15℃,优选地20℃,更优选地30℃的差值。
[0116]
如本文所用,术语“类似的熔融温度/熔点”是指两种材料的熔融温度之间存在小于或等于15℃的差值。
[0117]
纯化
[0118]
纯化尤其适用于从起始原三酰基甘油酯油(即,在紧接经受本发明的方法的步骤(a)或步骤(d)之前的三酰基甘油酯油)中去除污染物,诸如一氯丙二醇酯(mcpde)的氯化前体和/或mcpde本身(例如,3

一氯丙

1,2

二醇酯(3

mcpde)的氯化前体和/或3

mcpde本身)。
[0119]3‑
卤素

1,2

丙二醇,具体地讲3

一氯

1,2

丙二醇(3

mcpd)是食物中已知的污染物(《food addit.contam.》,2006年,第23卷,第1290

1298页)。例如,研究已表明,如果以高剂量施用,3

mcpd可能对大鼠有致癌作用(《evaluation of certain food additives and contaminants》,世界卫生组织,日内瓦,瑞士,1993年,第267

285页;《lnt.j.toxicol.》,1998年,第17卷,第47页)。然而,还发现精炼食用油可含有脂肪酸酯形式的3

mcpd,而仅含有极少量的游离3

mcpd(《food addit.contam.》,2006年,第23卷,第1290

1298页)。欧洲食品安全局(efsa)建议在毒性方面将3

mcpd酯视为等同于游离3

mcpd(欧洲食品安全局(2008年))。
[0120]
众所周知,脱卤反应可在热处理过程期间发生。例如,已显示氯在输入足够的活化能时变成化学组分氯化氢(气体),该化学组分在植物油的高温(例如最高270℃)脱臭期间是丰富的。本发明人相信,氯化氢可在炼油期间从本来就存在于三酰基甘油酯油精炼过程的原料(例如植物材料)中的含氯化合物中逸出。
[0121]
实际上,已提出mcpd生成反应呈指数级增长(>150℃)并在短时间段内完成。
[0122]
不受理论的束缚,已提出在机制上,通过与炼油期间逸出的氯化氢的相互作用,mcpd二酯可在炼油期间经由三酰基甘油酯(tag)的末端酯基团的质子化形成,三酰基甘油酯在大多数植物油中占据总甘油酯的约88

95%。然后所形成的氧鎓阳离子可经历分子内重排,之后进行氯离子的亲核取代并且释放游离脂肪酸和mcpd二酯。
[0123]
一旦通过使用本发明的方法去除,潜在的氯供体就不再可用于在炼油的加热步骤期间生成氯化化合物,诸如mcpd酯。从而获得氯化物质含量低的产物油,并且可使纯化油经受各种精炼操作,诸如热处理和脱臭,以便产生mcpde含量低或不含mcpde的精炼油。
[0124]
因此,在一个实施方案中,与起始三酰基甘油酯油相比,纯化的三酰基甘油酯油中的一氯丙二醇酯(mcpde)的氯化前体的量减少。
[0125]
在另一个实施方案中,与起始三酰基甘油酯油相比,纯化的三酰基甘油酯油中一氯丙二醇酯(mcpde)的氯化前体的量减少至少40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%或99%。
[0126]
使用本发明的方法制备的精炼油可含有例如小于3ppm、1ppm、小于0.5ppm或优选地小于0.3ppm的mcpde。
[0127]
可使用本领域熟知的方案容易地分析mcpde及其氯化前体的量。例如,基于液相色谱/质谱(lc/ms)的方法适用于分析mcpde及其氯化前体的水平,如在本发明实施例中所示。mcpde的示例性氯化前体包括m/z702.61807、716.59723、718.61357、734.60809、776.581271和804.57813的已知氯化前体(《food additives and contaminants》,第28卷,第11期,2011年11月,第1492

1500页)。
[0128]
在一个实施方案中,输入到本发明的方法的步骤(a)或(d)中的原三酰基甘油酯油是粗制三酰基甘油酯油。
[0129]
如本文所用,术语“粗制油”可指未精炼油。例如,在一些实施方案中,输入到本发明的方法的步骤(a)或(d)中的三酰基甘油酯油尚未被精炼、脱胶、漂白和/或分提。在优选的实施方案中,三酰基甘油酯油在步骤(a)或(d)之前未被脱臭。
[0130]
在一些实施方案中,原三酰基甘油酯油在步骤(a)或(d)之前经受初步加工,诸如初步清洁。然而,在步骤(a)或(d)之前对原三酰基甘油酯油进行的任何过程优选地不涉及将三酰基甘油酯油加热至例如高于100℃、150℃、200℃或250℃的温度。在一些实施方案中,原三酰基甘油酯油在步骤(a)或(d)之前经受初步精炼、分提、氢化和/或酯交换。
[0131]
三酰基甘油酯油
[0132]
术语“三酰基甘油酯”可与“甘油三酯”同义使用。在这些化合物中,甘油的三个羟基基团各自被脂肪酸酯化。
[0133]
可使用本发明的方法纯化的油包括三酰基甘油酯,并且包括植物油、动物油、鱼油、藻油以及它们的组合。
[0134]
如本文所用,术语“三酰基甘油酯油”与“原三酰基甘油酯油”同义。原三酰基甘油酯油是待纯化的油。
[0135]
在优选的实施方案中,原三酰基甘油酯油为植物油。在优选的实施方案中,原三酰基甘油酯油至少部分地被溶剂提取。
[0136]
例如,植物油包括葵花油、玉米油、卡诺拉油、大豆油、椰子油、棕榈油、棕榈仁油和可可脂。
[0137]
在一个实施方案中,植物油为棕榈油、其级分,包括但不限于棕榈油酸甘油酯、棕榈硬脂酸甘油酯、中间级分。
[0138]
极性脂质
[0139]
如本文所用,极性脂质是与三酰基甘油酯相比极性更大的亲脂性化合物。它们可分为两类:
[0140]
1)三酰基甘油的水解分解产物:这些分子包括部分甘油酯,诸如单酰基甘油、二酰基甘油和游离脂肪酸。
[0141]
2)不能通过降解三酰基甘油酯而衍生的具有极性官能团的亲脂性物质。这些包括:甘油磷脂或仅磷脂,包括磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇和磷脂
酸以及鞘脂和各种糖脂。
[0142]
熔化温度
[0143]
如本文所用,术语“熔化温度”可指在100kpa的压力处固体从固态变为液态时的温度。例如,熔化温度可为当以2℃/分钟加热时,固体在100kpa的压力处从固态变为液态时的温度。
[0144]
技术人员能够容易地选择合适的方法来测定三酰基甘油酯油的熔化温度。
[0145]
例如,用于分析熔化温度的装置可由具有透明窗口的加热块或油浴(例如蒂埃尔均热管)和放大器组成。可将固体样品置于薄玻璃管中并置于加热块中或浸入油浴中,然后将其逐渐加热。可观察固体的熔化并记录相关联的熔化温度。
[0146]
对于具有高度复杂的三酰基甘油组成的脂肪和油,滑动熔点的方法是常用的参考(aocs官方方法cc 3

25)。
[0147]
进一步精炼
[0148]
由于氯前体被本发明的方法耗尽,因此在任何后续精炼过程期间的加热将不会引起大量生成不需要的氯化化合物(诸如mcpde)。
[0149]
在一个实施方案中,方法还包括继步骤(a)或步骤(d)之后的选自物理或化学精炼、脱胶和漂白的一个或多个过程。
[0150]
在一个实施方案中,方法还包括继步骤(a)或步骤(d)之后的脱臭,优选地其中脱臭为真空蒸汽脱臭。
[0151]
在一个实施方案中,方法还包括继步骤(a)或步骤(d)之后的分提。
[0152]
用于进行精炼、脱胶、漂白、脱臭和分提的方法是本领域熟知的。
[0153]
以举例的方式,植物油诸如植物油的精炼通常由物理精炼或化学精炼组成。
[0154]
在旨在提高可持续性的努力中,炼油厂在过去几十年中已经修改了它们的植物油生产线以最大程度降低能量消耗(节约装置)并减少废物。然而,这两种精炼过程的步骤基本上保持相同。
[0155]
物理精炼基本上是化学精炼的删减形式,并且在1973年作为棕榈油精炼的优选方法引入。它可以是三步连续操作,在三步连续操作中将输入的油用酸预处理(脱胶),通过使其通过吸附性漂白粘土将其清洁,然后使其经受蒸汽蒸馏。该过程允许棕榈油特有的类胡萝卜素的后续脱酸、脱臭和分解(即,与其他植物油不同,粗制油颜色为深红色)。考虑到在物理精炼中缺少中和步骤,从物理精炼厂生产的精炼漂白(rb)油含有与存在于粗制油中的游离脂肪酸(ffa)含量几乎相同的游离脂肪酸含量。
[0156]
得自化学精炼厂的中和漂白(nb)油和rb棕榈油在每一方面都是相当的预脱臭。
[0157]
热漂白单元操作是炼油过程中损失的主要来源,导致过滤后油体积减少20%

40%。该过程通常持续约30分钟

45分钟,并且通常在95℃

110℃的温度处在27毫巴

33毫巴真空下发生。
[0158]
然后可将热漂白的油在管道中重新输送至除气器,除气器有助于在被送至脱臭塔之前去除溶解的气体以及水分。
[0159]
漂白步骤可包括加热油并通过使油通过吸附性漂白粘土来清洁油。
[0160]
脱臭步骤可包括蒸汽蒸馏。
[0161]
技术人员将理解,在不脱离所公开的本发明范围的前提下,他们可以组合本文所
公开的本发明的所有特征。
[0162]
现将通过非限制性实施例来描述本发明的优选特征和实施方案。
[0163]
除非另外指明,本发明的实践将采用常规化学、生物化学、分子生物学、微生物学和免疫学技术,这些技术均在本领域普通技术人员的能力范围内。此类技术在文献中有所阐述。参见:例如sambrook,j.,fritsch,e.f.和maniatis,t.,1989年,《molecular cloning:a laboratory manual》,第二版,冷泉港实验室出版社;ausubel,f.m.等人,(1995年和定期补充),《current protocols in molecular biology》,第9、13和16章,john wiley&sons;roe,b.、crabtree,j.和kahn,a.,1996年,《dna isolation and sequencing:essential techniques》,john wiley&sons;polak,j.m.和mcgee,j.o’d.,1990年,《in situ hybridization:principles and practice》,牛津大学出版社;gait,m.j.,1984年,《oligonucleotide synthesis:a practical approach》,irl出版社;以及lilley,d.m.and dahlberg,j.e.,1992年,《methods in enzymology:dna structures part a:synthesis and physical analysis of dna》,学术出版社。这些一般性文本中的每一个以引用的方式并入本文。
[0164]
实施例
[0165]
实施例1
[0166]
材料和方法
[0167]
溶剂提取的粗制棕榈油的制备
[0168]
将1.8kg整个冷冻的完整棕榈果实在室温处解冻。使用手术刀手动从果实中去除果仁。通过将2l 2

丙醇和2l正己烷混合来制备4l提取溶液。使用商业浸入式混料机(bamix gastro 200)将1.4kg包括果肉和果皮的棕榈浆与2l提取溶液混合、制浆并均质化。使用polytron(kinematica polytron pt 10 35gt)将所得浆料与剩余2l提取溶液混合并进一步均质化。将所得浆料溶液等分到1l聚丙烯管(sorvall 1000ml)中并在eppendorf 5804r离心机中在30℃处以4000g离心15分钟。将有机相过滤通过滤纸(whatman 595 1/2)并合并。然后在60℃处使用b
ü
chi rotavapor r

300系统(b

300加热浴、i

300真空控制器、v

300泵和在4℃处操作的p

314再循环冷却器)从油中蒸发有机溶剂。逐步调节真空直至其达到10毫巴以避免样品沸腾。
[0169]
压制的粗制葵花油的制备
[0170]
在rommelsbacher op

700厨房压榨机上压制培养用于产油的2kg可商购获得的向日葵种子。将粗制油加热至30℃,以15,000g离心15分钟,并且通过whatman 595 1
/2滤纸过滤,并且在6℃下静置7天。然后取出不含沉淀的澄清上层相,并且在6℃下以15,000g离心15分钟。在实验中使用所得的澄清上层相(90体积%)。
[0171]
工业生产的粗制棕榈油
[0172]
工业生产的粗制棕榈油购自植物油供应商并按原样使用。
[0173]
粗制棕榈硬脂酸甘油酯的制备
[0174]
将粗制棕榈油在室温处保持48h。然后通过在23℃处以15000g离心15分钟来分离固相和液相。将所得液相标记为粗制棕榈硬脂酸甘油酯。
[0175]
消减试验
[0176]
用辅助性油洗涤粗制油
[0177]
将原三酰基甘油酯油和辅助性油以1:1w/w混合。将该混合物加热至90℃以允许完全熔化。然后通过涡旋10秒使样品均质化,然后在室温约22℃处温育7小时。通过在室温约22℃处以15000g离心15分钟来分离结晶的固相和液相。
[0178]
用捕集助剂单硬脂酸甘油酯去除氯化前体
[0179]
将10%w/w的可商购获得的单硬脂酸甘油酯(dimodan hs k

a,得自danisco)添加到粗制油中。将该混合物加热至90℃以允许完全熔化。然后将样品在40℃处温育7h。通过在40℃处以15000g离心15分钟来分离结晶的固相和液相。
[0180]
具有极性干扰的剂量响应实验
[0181]
在室温下将原三酰基甘油酯油(在洗涤之前或之后)与少量(0

3%w/w范围)的极性干扰物混合,该极性干扰物为诸如游离脂肪酸(亚油酸,la;亚麻酸,ln)或单酰基甘油(单亚油酸甘油酯,mla;单亚麻酸甘油酯,mln)液体。混合后,将样品加热至90℃以允许完全熔化,并且涡旋以允许均质化。
[0182]
样品的安瓿内热处理
[0183]
在eppendorf 5804r离心机中,在氮气下在密封的玻璃安瓿中于230℃处进行粗制油样品的热处理,持续2h。通过用氮气冲洗玻璃巴斯德吸管并使用本生灯密封玻璃巴斯德吸管,玻璃安瓿由玻璃巴斯德吸管制造。选择这些条件以便模拟在可食用油脱臭期间使用的热条件。
[0184]
液相色谱

质谱分析
[0185]
样品制备
[0186]
在注射之前逐步稀释油和自制粗制油。首先,将100μl的每种样品转移到小瓶中,并添加900μl的正己烷:丙酮(1:1v/v)的混合物。将样品涡旋5

10s。在第二步骤中,通过将50μl等分试样与950μl丙酮混合来进一步稀释该溶液。将所获得的溶液涡旋5

10s。最终稀释步骤由混合以下溶液组成:
[0187]
在第二稀释步骤之后获得的100μl溶液;
[0188]
10μl 0.2ng/μl内标溶液(1

油酰基
‑2‑
亚油酰基3

氯丙二醇
‑2h5);以及
[0189]
90μl甲醇
[0190]
lc条件
[0191]
使用配备有基于二氧化硅的十八烷基相(waters acquity hss c18,1.7μm;2.1mm
×
150mm)的thermofisher accela系统进行超高效液相色谱分析。所施加的溶剂梯度汇总于表1中。
[0192][0193]
[0194]
表1所施加的lc梯度的细节(溶剂a为1mm甲酸铵的甲醇溶液;并且溶剂b为100μm甲酸铵的异丙醇溶液)。
[0195]
ms条件
[0196]
使用thermo fisher lumos orbitrap质谱仪进行一氯丙二醇(mcpd)酯及其有机前体的监测。该平台允许以高达240,000半极大处全宽度质量分辨率和2ppm的常规质量精度进行分析。以负离子模式电喷雾电离(esi

)检测mcpd酯的前体,而以esi正离子模式(esi

)监测mcpd酯。在这些条件下,所观察到的mcpd前体离子为[m

h]

,而所监测的mcpd酯离子为[m nh4]

和[m na]

加合物。就数据阐释而言,在10ppm窗口中提取m/z信号。本文研究的氯化前体的汇总列表在表1中列出。
[0197][0198]
表2
[0199]
结果与讨论
[0200]
去除氯化前体
[0201]
实施例1
[0202]
如上所述,基于单硬脂酸甘油酯的捕集和氯化前体的去除在溶剂提取的粗制棕榈油上重复进行三次。首先,如上所述监测具有m/z 718.61357(《food additives and contaminants》,第28卷,第11期,2011年11月,第1492

1500页)的最显著物质的信号。在10ppm m/z窗口下提取所记录的该前体的峰面积,然后通过将原料(未消减,无单硬脂酸甘油酯)中的平均峰面积定义为100%来将它们归一化。获得的结果显示,在这种情况下,基于单硬脂酸甘油酯的捕集可去除约50%的718前体。
[0203]
还使相同粗制棕榈油样品经受压制的葵花油的洗涤和随后的基于单硬脂酸甘油酯的纯化步骤。如数据所示,去除718前体的功效改善并达到90%的去除速率,参见图1。
[0204]
这些结果表明,在基于单硬脂酸甘油酯的捕集和洗涤步骤之间存在协同纯化效应。
[0205]
实施例2
[0206]
基于单硬脂酸甘油酯的捕集和洗涤步骤之间的协同纯化效应可由存在于起始油中的微量极性物质引起。这在另一个实施例中得到证实,其中首先在工业生产的粗制棕榈油中测量基于单硬脂酸甘油酯的捕集的消减功效,参见图2。
[0207]
然后如上所述用粗制葵花油作为洗涤剂洗涤相同粗制棕榈油,其富含3%w/w量的
极性干扰物,诸如游离亚油酸(la)、游离亚麻酸(ln)、单亚油酸甘油酯(mla)和单亚麻酸甘油酯(mln)。
[0208]
一方面,通过在m/z 642.52273、716.59653、700.60161、850.64170处显示出对前体的改善消减,再次观察到了改善的消减功效以及洗涤和单硬脂酸甘油酯捕集之间的协同作用。
[0209]
另一方面,结果证实,通过添加游离脂肪酸或单甘油酯干扰物两者,消减功效大大降低。
[0210]
为了验证消减对油的mcpde水平的积极影响,也使相同样品经受热处理并分析了它们的mpcde含量,如上所述。虽然基于单硬脂酸甘油酯的捕集纯化对mcpde水平具有强的积极效果,但所添加的游离脂肪酸和单甘油酯的负面效果也被确认,参见图4。(二棕榈酰

mcpd=pp

mcpd,棕榈酰

油基

mcpd=po

mcpd,二油基

mcpd=oo

mcpd,油基

亚油基

mcpd=ol

mcpd)
[0211]
实施例3
[0212]
如上所述,研究了已用粗制葵花油洗涤的工业生产的粗制棕榈油的硬脂酸甘油酯级分中的更详细剂量

效应关系。在不同的实验方案中富集了洗涤过的油,其各自具有0%、0.1%、0.5%、1%、2%、3%w/w量的单亚油酸甘油酯(mla)和单亚麻酸甘油酯(mln)的极性干扰。然后将已经掺杂有干扰物的所得样品分成两份等分试样,并且如上所述用10%单硬脂酸甘油酯消减一份等分试样。提取各种氯化前体的峰面积,并将其与“具有与不具有”单硬脂酸甘油酯的消减进行比较。根据干扰剂量(mla和mln)绘制在未消减(0%单硬脂酸甘油酯)和消减(10%单硬脂酸甘油酯)样品之间观察到的峰面积差值。图5的结果示出了高于0.5%添加的mla和0.5%mln显著损害消减功效,从而证实这些极性干扰物在消减氯化前体中的作用。
[0213]
实施例4
[0214]
在工业上生产的粗制棕榈油中研究了洗涤和单硬脂酸甘油酯的逐步消减的总体效果以及它们对所得的油mcpde含量的协同效应。首先仅通过基于单硬脂酸甘油酯的捕集消减粗制棕榈油,导致pp、po和oo mcpde减少约30%,参见图6。
[0215]
在单独的实验中,首先用粗制葵花油洗涤相同的油,从而导致mcpde减少约70%。然后,使经洗涤的油经受基于单硬脂酸甘油酯的捕集纯化,从而产生所研究的mpcde水平的总体90%减少。
[0216]
总体上数据显示,与未对粗制棕榈油和粗制棕榈硬脂酸甘油酯的研究中的每一者进行处理时观察到的氯化前体和一氯丙二醇酯(mcpde)水平相比,消减后两者的水平显著降低。
[0217]
本发明的有益效果包括但不限于去除质量介于600

1000道尔顿之间并且极性比三酰基甘油更大的任何极性范围内的氯化物质,例如保留时间为24.5分钟的三棕榈酸甘油酯。这在表1中示出,记录了反映所研究物质的极性的m/z值和对应的色谱保留时间。
[0218]
实施例5
[0219]
低熔点单亚油酸甘油酯和单油酸甘油酯可通过洗涤来降低。
[0220]
如上所述制备粗制棕榈油硬脂酸甘油酯和压制的粗制葵花油。如下用压制的粗制葵花油洗涤粗制棕榈硬脂酸甘油酯:
[0221]
将粗制棕榈硬脂酸甘油酯和压制的粗制葵花油以1:1w/w混合。将该混合物加热至90℃以允许完全熔化。然后通过涡旋10秒使样品均质化,然后在室温约22℃处温育7小时。通过在室温约22℃处以15000g离心15分钟来分离结晶的固相和液相。将经洗涤的固相用于进一步的工作。
[0222]
使洗涤之前和之后的粗制棕榈硬脂酸甘油酯经受如上所述的热处理和lc

ms分析。
[0223]
主要单酰基甘油的信号被监测为它们的[m na] 加合物,参见表3。就数据阐释而言,在10ppm窗口中提取m/z信号。
[0224][0225]
表3:监测到的单酰基甘油酯的名称、准确质量和保留时间。
[0226]
洗涤对单油酸甘油酯和单亚油酸甘油酯丰度的影响示于图7中。结果显示,在粗制棕榈硬脂酸甘油酯和压制的粗制葵花油的混合物结晶之后,单油酸甘油酯和单亚油酸甘油酯富含液相,因此固体粗制棕榈硬脂酸甘油酯减少。
[0227]
实施例6
[0228]
在粗制棕榈油中展示洗涤和捕集。
[0229]
如上所述获得并制备粗制棕榈油和压制的粗制葵花油。
[0230]
粗制棕榈油的洗涤如下进行:将粗制棕榈油和压制的粗制葵花油以1:1w/w混合。将该混合物加热至90℃以允许完全熔化。然后通过涡旋10秒使样品均质化,然后在室温约22℃处温育7小时。通过在室温约22℃处以15000g离心15分钟来分离结晶的固相和液相。将经洗涤的固相用于进一步的工作。
[0231]
对于基于单硬脂酸甘油酯的捕集,将5%w/w的可商购获得的单硬脂酸甘油酯(dimodan hs k

a,得自danisco)添加到洗涤过的棕榈油中。将该混合物加热至90℃以允许完全熔化。然后将样品在50℃处温育7h。通过在40℃处以15000g离心15分钟来分离结晶的固相和液相。
[0232]
如上所述,使在洗涤之前和之后以及在基于单硬脂酸甘油酯的捕集之后的棕榈油经受热处理和lc

ms分析。在10ppm窗口中提取如上所述的单油酸甘油酯、单亚油酸甘油酯和mpcde的信号。
[0233]
洗涤对单油酸甘油酯和单亚油酸甘油酯丰度的影响示于图8中。结果显示,在粗制棕榈油的洗涤程序之后,其单油酸甘油酯和单亚油酸甘油酯含量两者均降低,从而使它们对后续的基于单硬脂酸甘油酯的捕集步骤的干扰最小化。
[0234]
基于单硬脂酸酯甘油酯的捕集步骤的结果示于图9中,其示出了在洗涤和捕集步骤之后mcpd含量的增量降低和在原料和最终油之间跨降低8倍因子的降低。
[0235]
实施例7
[0236]
在脱胶棕榈油中展示洗涤和捕集。
[0237]
如上所述获得并制备粗制棕榈油和压制的粗制葵花油。
[0238]
粗制棕榈油如下脱胶:
[0239]
首先将粗制油在80℃处加热,并且然后在40℃处以15'000g离心15分钟。立即将上层90%v/v液相与沉淀分离,并进一步用于脱胶。通过首先将该油加热至80℃并添加0.02%磷酸85%(v/v)来进行该油的脱胶。然后用剪切搅拌器(silverson l5m

a)将该混合物以1500rpm剪切15分钟,同时将粗制油保持在80℃处。然后添加2%milliq水(v/v),并且将该混合物以1500rpm进一步剪切15分钟,同时将温度保持在80℃处。将所得脱胶油在40℃处以3'000g离心2分钟,并将上层80%的纯化油用于进一步工作。
[0240]
如下用压制的粗制葵花油洗涤脱胶棕榈油:
[0241]
将脱胶棕榈油和压制的粗制葵花油以1:1w/w混合。将该混合物加热至90℃以允许完全熔化。然后通过涡旋10秒使样品均质化,然后在室温约22℃处温育7小时。通过在室温约22℃处以15000g离心15分钟来分离结晶的固相和液相。将经洗涤的固相用于进一步的工作。
[0242]
对于基于单硬脂酸甘油酯的捕集,将5%w/w的可商购获得的单硬脂酸甘油酯(dimodan hs k

a,得自danisco)添加到脱胶并洗涤过的棕榈油中。将该混合物加热至90℃以允许完全熔化。然后将样品在50℃处温育7h。通过在40℃处以15000g离心15分钟来分离结晶的固相和液相。
[0243]
如上所述,使在洗涤之前和之后以及在基于单硬脂酸甘油酯的捕集之后的脱胶的棕榈油经受热处理和lc

ms分析。在10ppm窗口中提取如上所述的mpcde的信号。
[0244]
图10中所示的结果证实,同样在脱胶棕榈油的情况下,在洗涤和捕集步骤之后,在原料和最终油之间实现了跨降低10倍因子的mcpd水平的增量降低。
[0245]
在上述说明书中提到的所有出版物均以引用方式并入本文。本发明所公开的方法、用途和产物的各种修改和变型在不脱离本发明范围和实质的情况下对技术人员将是显而易见的。虽然已结合具体优选的实施方案对本发明进行了公开,但是应当理解,受权利要求书保护的本发明不应不当地受限于此类具体实施方案。实际上,对技术人员显而易见的对用于实践本发明所公开的模式的各种修改旨在落在以下权利要求书的范围内。
转载请注明原文地址: https://doc.8miu.com/read-1550057.html

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