從油組合物中去除不需要的組分的制作方法
【專利說明】從油組合物中去除不需要的組分 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于降低油組合物，特別是包含ω-3多不飽和脂肪酸的油組合 物中不需要的組分的含量的方法。本發(fā)明的方法提供了從油組合物中有效地去除不需要的 水溶性（親水性）組分和不需要的脂溶性（親脂性）組分，以便獲得純化的濃縮物，例如， 高度純化的富含ω-3多不飽和脂肪酸的濃縮物。
[0002] 發(fā)明背景
[0003] 不幸地，人類活動已經(jīng)導(dǎo)致環(huán)境中污染物的廣泛分布。持久性有機(jī)污染物（POP) 通過食物鏈累積，使得食肉動物和人類特別易受其有害作用的影響。特別關(guān)注的是脂溶性 持久性環(huán)境污染物，其終于生物體（如，魚和海洋哺乳動物）的脂肪組織中。不幸地，這種 類型的化學(xué)物質(zhì)常?？梢栽趤碜贼~的體油或肝油中發(fā)現(xiàn)，以及在來自海洋哺乳動物（如， 海豹和鯨魚）的油中發(fā)現(xiàn)。飼養(yǎng)的魚，如鮭魚和鱒魚，通過其飼料中所用的魚油暴露于污染 物。如果被人類食用，污染物可以在人生物體內(nèi)累積。由于非常緩慢的降解速率，持久性環(huán) 境污染物將隨著個體年齡增長而有增加的趨勢。
[0004] POP暴露可以引起死亡和疾病，包括內(nèi)分泌、生殖和免疫系統(tǒng)的破壞，神經(jīng)行為紊 亂；以及癌癥。在懷孕和哺乳期女性中，POP可以通過母體或母乳轉(zhuǎn)移至胎兒或嬰兒體內(nèi)， 潛在地傷害了發(fā)育中的嬰兒。
[0005] 自然界中污染物的水平引起了關(guān)注，因?yàn)樽匀缓鸵吧锉旧?，同時也因?yàn)槿祟?食用來自這些來源的油。因此，需要方法來降低用于人或動物食用的油中污染物的濃度。
[0006] 動物油，包括魚油，含有膽固醇。將食用油用于食品、健康補(bǔ)充劑或藥物之前，常常 需要或希望除去膽固醇。
[0007] W02004/007654描述一種用于降低油或脂肪中的環(huán)境污染物的方法，該方法通過 在將油接受汽提處理（例如，短程蒸發(fā)、分子蒸餾或相似的處理）之前加入揮發(fā)性工作流 體。W02004/007655描述了相關(guān)類型的方法，其中，例如，將脂肪酸乙酯或甲酯用作工作流 體，用于降低膽固醇。
[0008] 根據(jù)這些文件，在分子蒸餾前將外部揮發(fā)性工作流體加入甘油三酸酯油中獲得了 更有效的處理，導(dǎo)致更高的污染物或膽固醇去除率。加入揮發(fā)性工作流體還允許使用較低 的溫度和/或提高的生產(chǎn)設(shè)備能力。降低的處理溫度和保持時間（由提高的流速產(chǎn)生）對 于防止海洋油中的多不飽和脂肪（如，EPA和DHA)的雙鍵降解是重要的。
[0009] W02004/007654還描述了海洋油中天然含有的游離脂肪酸作為汽提處理中的內(nèi)部 工作流體的用途。因此，可以避免添加外部工作流體。
[0010] 然而，使用未處理過的粗油中含有的游離脂肪酸作為內(nèi)部工作流體也具有缺陷。 粗油產(chǎn)品通常含有少量親水性組分，如水溶性蛋白質(zhì)、肽等。這樣的蛋白質(zhì)或其他組分存在 于汽提處理步驟中時可能會引起問題，因?yàn)樗鼈円子跓M(jìn)用于短程蒸發(fā)或分子蒸餾的設(shè)備 的加熱表面中，在那溫度常常約為200°C或更高。
[0011] 在商業(yè)全規(guī)模生產(chǎn)中，通常將加工巨大體積的粗油。即使粗油中的蛋白質(zhì)、肽和其 他水溶性組分的濃度是小的，但加工的油體積通常是高的，并且在相對短的時間后，來自這 些親水性組分的水垢在蒸發(fā)加熱表面上的累積，即，特定物質(zhì)的沉積，可能形成技術(shù)或質(zhì)量 問題。
[0012] 潛在問題的實(shí)例是降低的從加熱介質(zhì)至油膜的熱傳遞，汽提過的油中松散水垢的 雜質(zhì)，流水線中的限制等?？梢酝ㄟ^提高清洗設(shè)備的頻率來解決這些問題。然而，已經(jīng)用于 海洋油汽提的蒸發(fā)器和其他設(shè)備的清洗不是件普通的事。如果使用未處理過的粗油，含有 作為內(nèi)部工作流體的游離脂肪酸，例如設(shè)備必須每周或兩周清洗一次，替代例如每三個月 清洗一次。所需的清洗頻率將根據(jù)使用、需求、進(jìn)油質(zhì)量和設(shè)備中的通量而改變。
[0013] 為了從這種類型的設(shè)備完全去除重質(zhì)水垢，使用苛性清洗劑的管線內(nèi)清洗通常是 不夠的，而拆卸系統(tǒng)，取出內(nèi)部擦拭裝置可能是必需的。對于工業(yè)規(guī)模的設(shè)備，取出垂直安 裝的、幾米長的、用于清洗的不銹鋼擦拭裝置是費(fèi)時的操作。清洗后，重要的是當(dāng)心所有連 接沒有一絲泄漏，并且必須從系統(tǒng)完全除去水，以允許產(chǎn)生汽提處理需要的深度真空。出于 這些原因，這樣的系統(tǒng)的清洗是非常耗時的并且成本高。因此，降低清洗的頻率對于降低停 工期是非常重要的，并且對于生產(chǎn)力和過程經(jīng)濟(jì)也是重要的。
[0014] 在迄今為止的商業(yè)方法中，在汽提處理前通過堿煉，將粗油脫酸，由此除去粗油中 存在的游離脂肪酸。此外，堿煉還將洗出親水性組分，如蛋白質(zhì)物質(zhì)，由此降低用于汽提的 設(shè)備中的水垢累積。然而，由于在汽提前除去了游離脂肪酸，必須加入外部工作流體用于汽 提處理。
[0015] 發(fā)明概述
[0016] 本發(fā)明涉及粗油組合物中含有的游離脂肪酸作為用于汽提處理的內(nèi)部工作流體 的用途，同時降低或消除親水性組分（如，蛋白質(zhì)、肽等）在汽提設(shè)備的加熱表面上結(jié)垢的 風(fēng)險。這可以通過在汽提前進(jìn)行部分堿煉來實(shí)現(xiàn)，使用次-等摩爾量的堿，即，低于將粗油 組合物中存在的全部游離脂肪酸中和成皂需要的堿的含量?；蛘撸瑢τ谔囟ǖ膽?yīng)用，可以用 基本上不含堿的水性流體洗滌來替代油。
[0017] 因此，本發(fā)明的一個方面是一種用于降低油組合物中不需要組分含量的方法，其 包括：
[0018] (a)提供包含不需要的親水性組分、不需要的親脂性組分和游離脂肪酸的粗油組 合物，
[0019] (b)將粗油組合物接受水性流體處理步驟，其中在獲得包含有效作為內(nèi)部揮發(fā)性 工作流體含量的游離脂肪酸的油組合物的條件下從粗油組合物中分離出親水性組分，
[0020] (C)將步驟（b)后的油組合物在作為內(nèi)部揮發(fā)性工作流體的游離脂肪酸的存在下 接受汽提處理步驟，其中親脂性組分與游離脂肪酸一起從油組合物中分離出來，和
[0021] (d)任選將來自步驟（C)的組合物接受進(jìn)一步的處理步驟。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明，在水性流體處理步驟中從粗油組合物中去除第一種不需要的親水性 組分。這種水性流體處理步驟在針對油組合物中的游離脂肪酸的剩余含量達(dá)到作為隨后汽 提處理步驟中的內(nèi)部揮發(fā)性工作流體有效的水平設(shè)計(jì)的條件下進(jìn)行，其中在汽提處理步驟 中，可以汽提掉不需要的親脂性組分，優(yōu)選沒有將外部揮發(fā)性（親脂性）工作流體加入油組 合物中。
[0023] 因此，本發(fā)明通過使用油中天然含有的游離脂肪酸作為用于汽提的內(nèi)部工作流體 來除去不需要的親脂性組分，例如，環(huán)境污染物和膽固醇，從而解決了加熱表面上不需要的 結(jié)垢的問題。此外，與W02004/007654和W02004/007655中所述確定的汽提處理相比，總的 油產(chǎn)量可以顯著提高。在汽提前的常規(guī)堿脫酸過程中，使用超過等摩爾量的堿，脫酸引起甘 油三酸酯油的顯著損耗，這是由于甘油三酸酯的水解和其他損耗引起的。在魚油的脫酸過 程中，除了游離脂肪酸級分的所需損耗外，常常損耗2-5%的甘油三酸酯油。以下使用添加 的工作流體的汽提處理也涉及甘油三酸酯油的損耗，通常為1-4%。使用所公開的方法，部 分脫酸的典型油產(chǎn)量將高于普通的脫酸處理，因?yàn)槭褂昧溯^低的苛性。因此，將減少甘油三 酸酯的水解。與確定的使用外部工作流體的汽提方法相比，預(yù)期根據(jù)本發(fā)明的汽提處理的 甘油三酸酯油產(chǎn)量相似或更高。因此，所公開的方法給予了提高油產(chǎn)量的機(jī)會。
[0024] 所公開方法的另一個優(yōu)點(diǎn)是消除了加入外部工作流體的需求。這降低了生產(chǎn)、購 買、儲存、添加和混合正確量的工作流體的成本。
[0025] 具有非常高酸值（高于15mg KOH/g)的海洋油的堿脫酸是非常難以實(shí)現(xiàn)的，并且 油損耗是大量的。所公開的方法提供了用于此類油的有效脫酸的選擇，同時提高甘油三酸 酯油產(chǎn)量。
[0026] 優(yōu)選實(shí)施方案的詳述
[0027] 本發(fā)明涉及一種用于降低油組合物中不需要的親水性和親脂性組分含量的方法， 特別在包含ω-3多不飽和脂肪酸的油組合物中，更特別是（全順）-5,8，11，14，17_二十碳 五烯酸（EPA)和/或（全順）-4, 7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸（DHA)。通過水性流體處 理步驟除去不需要的親水性組分，并且隨后在作為內(nèi)部揮發(fā)性工作流體的游離脂肪酸的存 在下通過汽提處理步驟除去不需要的親脂性組分。任選，該方法可以包括進(jìn)一步的處理步 驟，包括用于提高油組合物中的ω-3多不飽和脂肪酸水平的步驟。
[0028] 本發(fā)明的方法的步驟（a)包括提供包含不需要的親水性組分、不需要的親脂性組 分和游離脂肪酸的粗油組合物。
[0029] 不需要的親水性組分包括但不限于蛋白質(zhì)化合物，如蛋白質(zhì)、肽和其他水溶性組 分。這些組分通常以低于0. 1%重量的含量存在于粗油組合物中。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，親 水性組分是蛋白質(zhì)化合物，如蛋白質(zhì)和肽。
[0030] 不需要的親脂性組分包括但不限于膽固醇和環(huán)境污染物，特別是持久性有機(jī)污 染物，如芳香族和/或鹵代烴以及有機(jī)金屬化合物，特別是DDT及其代謝物，多氯化聯(lián)苯 (PCB)、聯(lián)苯并-二噁英、聯(lián)苯并-呋喃、氯酚、六氯環(huán)己烷（HCH)、八氯莰烯、多氯化三苯基、 溴化阻燃劑、多芳香族烴（PAH)、氯化殺蟲劑、有機(jī)錫化合物和有機(jī)汞化合物。特別重要 的是除去多氯化聯(lián)苯，如二噁英-樣PCB、溴化阻燃劑，如多溴化聯(lián)苯醚（PBDE)、四溴雙酚 A(T