專利名稱：蔗糖聚酯的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及蔗糖聚酯組合物、包含此類組合物的產品、以及制備和使用此類組合物和產品的方法。
背景技術：
蔗糖聚酯由于它們的體 積和形狀而形成具有完全相異于某些天然脂肪和油的熔融特征圖的不同結晶結構。通常，符合經美國食品和藥品管理局許可的Olestra 組成限制的蔗糖聚酯在廣泛溫度范圍內具有非常平坦的熔融特征圖。通過氫化蔗糖聚酷，經由將包含不飽和碳鏈的蔗糖聚酯轉變成包含飽和碳鏈的蔗糖聚酯而提高熔點是可行的；然而，此類蔗糖聚酯的熔融特征圖依然平坦，這導致體溫(約37°C)下的高固體含量。當將這些蔗糖聚酯混入食品中時，此類高固體含量使得食用該食品的消費者產生不可取的蠟質ロ感。由于此類產品部分因與這些類型產品相關的特殊ロ感而受到消費者喜愛，因此當將蔗糖聚酯混入巧克カ或其它甜點中時，這尤其不利。換句話講，某些食品(例如巧克力、糖霜、酥皮等)因產品溶于消費者口中的能力而尤其優(yōu)選。因此，仍持續(xù)需要可混入食品中的脂肪替代品，其中當食用所述食品吋，所述脂肪替代品向消費者提供所期望的ロ感。發(fā)明概述公開了蔗糖聚酯組合物、包含此類組合物的產品、以及制備和使用此類組合物和產品的方法。在一個實施方案中，本公開提供了包含蔗糖聚酯共混物的組合物，其中每種蔗糖聚酯包含蔗糖部分和多個脂肪酸酷部分，其中在所述共混物中，約90%至約100%的蔗糖聚酯選自由下列組成的組八蔗糖聚酯、七蔗糖聚酯和六蔗糖聚酯，在所述共混物中，約25%至約50%的蔗糖聚酯化合脂肪酸酷部分包含含反式含量的碳鏈，并且在所述共混物中，約60%至約100%的蔗糖聚酯化合脂肪酸酷部分包含C18碳鏈，在所述共混物中，余量的蔗糖聚酯的脂肪酸酷部分包含碳鏈，所述碳鏈獨立地選自C12-C17或C19-C22碳鏈。在另ー個實施方案中，本公開提供了制備上文詳述的蔗糖聚酯的方法，所述方法包括使蔗糖分子與酯進行酯交換的步驟，所述酯通過用低級醇將氫化油酯化被制得，所述氫化油包含約25%至約50%的反式脂肪酸含量。在另ー個實施方案中，本公開提供了包含蔗糖聚酯和至少ー種食物成分的食品。在另ー個實施方案中，本公開提供了提供具有改善ロ感的低脂肪含量食品的方法，所述方法包括將蔗糖聚酯混入食品中的步驟。發(fā)明詳述如本文所用，當在權利要求中使用吋，冠詞“ー個”和“ー種”被理解為是指受權利要求書保護或描述的ー種或多種物質。如本文所用，術語“包括”和“包含”是非限制性的。如本文所用，術語“包含(包括)”涉及聯合用于本公開組合物制備中的各種組分。因此，術語“基本上由組成”和“由組成”包括在術語“包含(包括)”中。
如本文所用，“全熔點”是指最后可見的微量固體消失時的溫度。根據AOCS方法Ce 1-25 (American Oil Chemists' Society),測定給定組合物或組分的全熔點。如本文所用，術語“低級醇”是指C1, C2、C3、或C4醇、以及它們的組合。如本文所用，術語“熔點”是指組分開始由固相轉變成液相時的溫度。如本文所用，術語“八蔗糖聚酷”是指蔗糖分子上的八個可用羥基部分用脂肪酸酷化；術語“七蔗糖聚酷”是指蔗糖分子上的七個可用羥基部分用脂肪酸酷化；術語“六蔗糖聚酷”是指蔗糖分子上的六個可用羥基部分用脂肪酸酷化；術語“五蔗糖聚酷”是指蔗糖分子上的五個可用羥基部分用脂肪酸酷化。 如本文所用，“固體脂肪含量”或“ SFC”是指在給定溫度下以結晶形式存在的脂肪或油的百分比。如本文所用，固體脂肪指數或“SFI”為標準溫度檢測點下固體脂肪含量(SFC)的
實驗測量值。如本文所用，術語“蔗糖聚酷”是指包含蔗糖和脂肪酸的組合物，其中蔗糖分子上的至少五個可利用羥基部分用脂肪酸酷化。如本文所用，除非另外指明，所有測試和測量均在25°C下進行。在本專利申請測試方法部分公開的測試方法應被用來確定申請人發(fā)明參數的個別值。除非另外指明，所有組分或組合物含量均是關于該組分或組合物的活性物質部分，不包括可能存在于這些組分或組合物的市售來源中的雜質，例如殘余溶劑或副產物。除非另外指明，所有百分比和比率均按重量計算。除非另外指明，所有百分比和比率均基于總組合物計算。應當理解，在整個說明書中給出的每ー最大數值限度均包括每ー較低數值限度，就像這樣的較低數值限度在本文中明確地寫出一祥。在本說明書全文中給出的每ー最小數值限度將包括每ー較高數值限度，如同該較高數值限度在本文中被明確表示。在本說明書全文中給出的姆ー數值范圍將包括包含于該較寬數值范圍內的姆ー較窄數值范圍，如同該較窄數值范圍在本文中被明確表示。所有引用文獻的相關部分均引入本文以供參考。任何文獻的引用不可解釋為是對其作為本發(fā)明的現有技術的認可。為用于巧克カ和其它甜食(例如包衣、糖霜、夾心、酥皮、烤焙物、糖果和其它食品)，理想的是，無熱量脂肪替代品在室溫下為固體，但是具有接近或達到體溫的熔點。用于巧克カ和其它甜食中的無熱量脂肪替代品的熔點和熔融特征圖有利干與這些類型食品相關的期望ロ感。理想的是，無熱量脂肪替代品在體溫(約37°C)下將幾乎不包含或不包含固體。如上所述，當涉及使用這些類型食品中蔗糖聚酯的特定實施方案時，本領域的問題是提供向消費者遞送期望ロ感的食品的能力。申請人:還認識到，制備蔗糖聚酯的方法可影響熔融特征圖。具體地講，申請人已認識到，使用形成蔗糖聚酯之前已被氫化的脂肪/油產生的蔗糖聚酯不具有與形成蔗糖聚酯氫化后的蔗糖聚酯相同的固體脂肪指數。本文公開的是具有熔融特征圖的蔗糖聚酯，使得所述蔗糖聚酯向消費者提供適合巧克力、甜食等食品的期望ロ感。還公開了制備此類蔗糖聚酯的方法以及包含此類蔗糖聚酯的食物組合物。蔗糖聚酯:本文公開了包含蔗糖聚酯共混物的組合物，其中每種蔗糖聚酯包含蔗糖部分和多個脂肪酸酷部分，其中a.在共混物中，按重量計約90%至約100%，或約95%至約100%的蔗糖聚酯選自由下列組成的組八蔗糖聚酯、七蔗糖聚酯和六蔗糖聚酯；b.在共混物中，按重量計約25%至約50%，或約40%至約50%，或約40%至約45%的蔗糖聚酯的化合脂肪酸酷部分包含含有反式含量的碳鏈；并且c.在共混物中，按重量計約60%至約100%，或約75%至約95%，或約85%至約90%的蔗糖聚酯化合脂肪酸酷部分包含C18碳鏈，在共混物中，余量的蔗糖聚酯的脂肪酸酷部分包含碳鏈，所述碳鏈獨立地選自C12-C17或C19-C22碳鏈。在ー個方面，在共混物中，按重量計約40%至約90%，或約50%至約85%，或約60%至約70%，或約75%的蔗糖聚酯的化合脂肪酸酷部分可包含不飽和碳鏈。在ー個方面，包含反式含量的碳鏈可為C18碳鏈，所述C18碳鏈選自由下列組成的組c18:1反式、c18:2反式、以及它們的組合。在ー個方面，所述組合物可包含脂肪酸酷，所述脂肪酸酯衍生自包含至少ー種反式脂肪酸的食用油。在ー個方面，包含反式脂肪酸的食用油可選自油菜籽油、牛油、椰子油、巴巴蘇仁油、玉米油、豬油、橄欖油、花生油、芝麻油、大豆油、卡諾拉油、棕櫚油、向日葵油、紅花油、棉籽油、以及它們的組合。在ー個方面，如使用本文所述測試方法所測量，所述組合物在33. 3°C下可表現出約50，000至約300，000，或約100，000至約200，000帕斯卡/秒的觸變面積。在ー個方面，采用本文所述測試方法測得，所述組合物在33. 3°C下可表現出約50，000至約100，000帕斯
卡/秒的觸變面積。在ー個方面，所述組合物可包含a)基于所述蔗糖聚酯共混物的總重量計約60%至約99%的蔗糖聚酯，所述蔗糖聚酯具有小于約40°C的全熔點，其中所述蔗糖聚酯在室溫下可為液體；和b)基于所述蔗糖聚酯共混物的總重量計約I %至約40 %，或約2 %至約20 %，或約5%至約8%的蔗糖聚酯，所述蔗糖聚酯具有約40°C至約100°C，或約60°C至約75°C的全熔點，其中在室溫下，所述蔗糖聚酯可為固體。在ー個方面，基于所述蔗糖聚酯共混物的總重量計，所述組合物可包含約0%至約O. 5%的五蔗糖聚酷。在ー個方面，所述組合物可具有固體脂肪指數，使得基于所述蔗糖聚酯共混物的總重量計，所述組合物包含a)在10°C下約45%至約75%，或約65%至約75%的固體；b)在30°C下約5%至約25%，或約15%至約20%的固體；和c)在40°C下約5%至約10%，或約7%至約10%的固體。在ー個方面，公開了制備如本文所述的組合物的方法。在ー個方面，所述方法可包括使蔗糖分子與酯進行酯交換的步驟，所述酯通過用低級醇將氫化油酯化制得，所述氫化油包含約25%至約50%的反式脂肪酸含量。
在ー個方面，所述方法可包括使蔗糖分子與氫化油進行酯交換的步驟，所述氫化油包含約25%至約50%的反式脂肪酸含量。在ー個方面，所述方法可包括以下步驟a.)部分氫化油或衍生自油的甲酯以產生包含碳鏈的油或甲酷，所述碳鏈具有約25%至約50%的反式脂肪酸含量；以及b.)使蔗糖分子與包含碳鏈的油或甲酯進行酯交換，所述碳鏈具有約25%至約50%的反式脂肪酸含量，從而產生酯化的包含碳鏈的蔗糖分子，所述碳鏈具有約25%至約50%的反式脂肪酸含量。與氫化后的蔗糖聚酯相比，在消費者食用時，包含由上文詳述方法制得的蔗糖聚酷的蔗糖聚酯共混物可具有優(yōu)選的ロ感。在ー個方面，所述油可包括食用油。在ー個方面，所述油可包括選自下列的油油 菜籽油、牛油、椰子油、巴巴蘇仁油、玉米油、豬油、橄欖油、花生油、芝麻油、大豆油、卡諾拉油、棕櫚油、向日葵油、紅花油、棉籽油、以及它們的組合。在ー個方面，公開了包含本文所述蔗糖聚酯和至少ー種食物成分的食物組合物。在該方面中，所述食物組合物可包含蔗糖聚酯，其中基于所述食物組合物的總重量計，所述食物組合物可包含約I %至99 %，或約10 %至約90 %，或約20 %至約80 %的如本文所述的蔗糖聚酯組合物。在ー個方面，所述食品成分可選自可可粉、可可油、巧克カ漿、糖、無熱量甜味劑、部分或完全非消化性碳水化合物增量劑、甘油三酷、乳化剤、水、鮮蛋、糖、面粉、未預先膠凝化的淀粉、蛋粉、蛋白質固體、調味劑、以及它們的混合物。示例性食物組合物可包括巧克力、巧克カ涂層、烤焙物、糖霜、糖果產品等。在另一方面，可使用如本文所述的蔗糖聚酯來油炸或煎炸食物組合物。在ー個方面，公開了提供具有改善的ロ感的低脂肪含量食品的方法，其中所述方法可包括將如上所述組合物混入食物組合物中的步驟。在ー個方面，所述食物組合物為巧克力。測試方法就本專利申請目的而言，如下測定固體脂肪含量；反式含量；觸變面積和脂肪酸組成固體脂肪含量(“SFC”)-將測試組合物樣品在140° F(60°C )的溫度下加熱至少30分鐘，或直至樣品完全熔融。然后如下使熔融的樣品回火80° F(26.7°C)下15分鐘；32° F(0°C )下 15 分鐘；80° F(26. 7°C )下 30 分鐘；以及 32° F(0°C)下 15 分鐘?；鼗鸷?，在各溫度下平衡30分鐘后，由脈沖核磁共振(PNMR)測定樣品在50° F(10°C)、70。F(21. 1°C )、80。F(26. 7°C )、92。F (33. 3 °C )和 98. 6。F (37 °C )下的 SFC 值。由PNMR 測定 SFC 值的方法描述于 Madison 和 Hill 的 “J. Amer. Oil Chem. Soc. ”第 55 卷(1978)第328-31頁中。通過PNMR測定SFC還描述于1987年第3版“A. O. C. S. OfficialMethod Cd.，，16_81 (Official Methods and Recommended Practices of The American OilChemists Society)中。反式含量的測定-傅立葉變換紅外分光光譜法(FTIR)測定反式含量或反式脂肪酸含量，以聚酯樣品中不飽和脂肪酸的雙鍵百分比表示。所用FTIR方法描述于2009年再批準的“AOCS Official Method Cd” 14d_99 :“Rapid Determination of Isolated transGeometric Isomers in Fats and Oils by Attenuated Total Reflection InfraredSpectroscopy”中，并且可精確用于包含等于或大于I %反式異構體的樣品。由FTIR獲得的反式值與聚酯樣品的脂肪酸組合物一起用于計算順式反式雙鍵的比率。觸變面積測定-通過將約8. Og樣品轉移到57mm鋁盤中來制備樣品。將樣品加熱至113°C以上直至完全液化，然后在攪拌下冷卻至29°C回火。接著使樣品在21°C下保持7天。使用保持在37. 8°C并且能夠測量O至SOOs-I程式化遞升及遞減剪切速率的非牛頓流變曲線滯后性的適宜錐板流變儀(如Contraves Rheomat 115A，圓錐形CP-6)，使所述流變儀在Os-I下保持120秒，然后在7. 5分鐘內升至800seC-l，保持ls，接著在7. 5分鐘內降至Os-I以測量觸變面積。用粘度標準物如Cannon ASTM認證粘度標準物S-2000和N-350或等同物來檢查流變儀精確度。將足量的試驗樣品放置在流變儀板上以填充板與錐之間的間隙。然后測定觸變面積。脂肪酸組成測定-所公開的蔗糖聚酯的脂肪酸組成可由氣相色譜法測定。首先，經由本領域已知的任何標準方法(例如經由與甲醇鈉進行酯交換)制備蔗糖聚酯的脂肪酸甲酯，然后使用配備火焰離子化檢測器和Hewlett-Packard 7683型自動進樣器的Hewlett-Packard 6890型氣相色譜儀，在毛細管柱(Supelco SP2340，60X0. 32mm X 0.2 μ m)上分離。按鏈長、不飽和度和同分異構變型(包括順式、反式和共軛)，分離所述脂肪酸甲酷。將所述方法程序化以運行50分鐘，溫度從140遞升至195°C，注射溫度為250°C并且檢測溫度為325で。使用脂肪酸甲酯參考標準物Nuchek Prep(#446)進行校準。
實施例實施例I :將20千克部分氫化的大豆油(產品No. LP426，購自GoldenBrands (Louisville, Kentucky))放入配備攪拌器和回流冷凝器的30升反應器中，并且使用226. 6克甲醇鈉作為催化劑，使其與5375克甲醇反應。將混合物在65°C下攪拌6小時；使甲醇回流。然后使反應混合物在不攪拌情況下靜置，直至甘油副產物沉降至容器底部。然后除去甘油層，并且在30°C下用按所述甲酯的重量計10%的水洗滌甲酯層以除去殘余的甲醇、催化劑、皂和任何殘余的甘油。將洗滌過程再重復兩次。然后在95°C真空(25mmHg)下干燥甲酷。然后在195°C和 ImmHg絕對壓力下，在刮膜蒸發(fā)器中蒸餾所述甲酯以使所述
甲酯與任何未反應的甘油酯分離。所述甲酯具有下列脂肪酸組成
C1612%
C1810.9%
Ci8:i 反式36.4%
(18:1順式29.3%
Ci8:2 反式1.6%
Ci8:2力丨頁式0.3%
C18:3 順式0% 實施例2 :使用實施例I中制得的甲酯制備液體蔗糖聚酯樣品。將1073克實施例I的甲酷、212克蔗糖和棕櫚酸鉀的研磨混合物、和4. 5克碳酸鉀加入5升反應容器中，所述容器配備頂置式機械攪拌器、加熱套和氮氣吹掃管。在劇烈攪拌和氮氣吹掃下將反應燒瓶內容物在135°C下加熱 3小吋。然后將另ー份1073克實施例I的甲酯和4. 5克K2CO3 —起加入。使反應在135°C下持續(xù)進行，直至蔗糖聚酯總轉化率測得> 75%八酷。然后用 230mL水將得自上文的粗反應混合物水合，并且使燒瓶內容物在不攪拌情況下沉淀。將頂層(油層)與水合皂層潷析分離。然后將油層在95°C (25mmHg)下干燥，直至不含殘余的水。接著用11^Trisyl (購自W.R. Grace)漂白油層，并且壓濾除去精制用的白土。然后使處理過的油層通過刮膜蒸發(fā)器，以除去殘余的甲酷。所得液體蔗糖聚酯具有下列特性
蔗糖酯分布
蔗糖八酯81.6%蔗糖七酯18.1%
蔗糖六酯0.3%
蔗糖五酯0.0%
脂肪酸組成
C1612.6%
Ci810.6%
Ci8:i 反式36.9%(18:1順式31.8%
Ci8:2 反式1.4%
Ci8:2 順式0.6%
Ci8:3 順式0.3%實施例3 :將93克得自實施例2的液體蔗糖聚酯與7克具有65°C熔點的固體蔗糖聚酯混合以獲得蔗糖聚酯共混物。所述固體蔗糖聚酯具有下列特性
固體組分的蔗糖酯分布 蔗糖八酯78.9%蔗糖七酯21.0%
蔗糖六酯0.2%
蔗糖五酯0_0%
固體組分的脂肪酸組成
C161.5%
C183.9%Ci8:i 順式8.3%
Ci8:2 順式3.0%
C20.06.8%
。22:076%所得蔗糖聚酯共混物(包含得自實施例2的液體蔗糖聚酯和上文詳述的固體蔗糖聚酯)具有下列特性
蔗糖酯分布
蔗糖八酯80.6%蔗糖七酯19.1% 蔗糖六酯0_3%
蔗糖五酯0.0%
權利要求
1.一種組合物，所述組合物包含蔗糖聚酯的共混物，其中每種蔗糖聚酯包含蔗糖部分和多個脂肪酸酷部分，其中 a.在所述共混物中，按重量計90%至100%的所述蔗糖聚酯選自由下列組成的組八蔗糖聚酯、七蔗糖聚酯和六蔗糖聚酯； b.在所述共混物中，按重量計25%至50%的所述蔗糖聚酯的化合脂肪酸酷部分包含含有反式含量的碳鏈；并且 c.在所述共混物中，按重量計60%至100%的所述蔗糖聚酯化合脂肪酸酷部分包含C18碳鏈，并且在所述共混物中，余量的所述蔗糖聚酯的脂肪酸酷部分包含獨立地選自C12-C17 或C19-C22碳鏈的碳鏈。
2.如任ー項前述權利要求所述的組合物，其中在所述共混物中，按重量計40%至90%的所述蔗糖聚酯的化合脂肪酸酷部分包含不飽和碳鏈。
3.如任ー項前述權利要求所述的組合物，其中所述包含反式含量的碳鏈為C18碳鏈，所述C18碳鏈選自由下列組成的組C18:1反式、C1812反式、以及它們的組合。
4.如任ー項前述權利要求所述的組合物，其中所述脂肪酸酷部分衍生自食用油，所述食用油包含至少ー種反式脂肪酸，優(yōu)選其中所述脂肪酸酷部分衍生自選自由下列組成的組的油油菜籽油、牛油、椰子油、巴巴蘇仁油、玉米油、豬油、橄欖油、花生油、芝麻油、大豆油、卡諾拉油、棕櫚油、向日葵油、紅花油、棉籽油、以及它們的組合。
5.如任ー項前述權利要求所述的組合物,所述組合物包含 a.基于所述鹿糖聚酯共混物的總重量計60%至99%的具有小于40°C全熔點的鹿糖聚酷；和 b.基于所述蔗糖聚酯共混物的總重量計1%至40%的具有40°C至100°C全熔點的蔗糖聚酯； 其中所述組合物在33. 3°C下表現出50，000-300, 000帕斯卡/秒的觸變面積。
6.如任ー項前述權利要求所述的組合物，基于所述蔗糖聚酯共混物的總重量計，所述組合物包含O %至O. 5 %的五蔗糖聚酷。
7.如任ー項前述權利要求所述的組合物，其中基于所述蔗糖聚酯共混物的總重量計，所述蔗糖聚酯共混物包含以下固體脂肪指數 a.在10°C下為45%至75%固體； b.在30°C下為5%至25%固體；并且 c.在40°C下為5%至10%固體。
8.一種制備如任ー項前述權利要求所述的組合物的方法，所述方法包括使蔗糖分子與酯進行酯交換的步驟，所述酯通過用低級醇將氫化油進行酯化來制得，所述氫化油包含25%至50%的反式脂肪酸含量。
9.一種制備如權利要求1-7所述的組合物的方法，所述方法包括使蔗糖分子與包含25%至50%的反式脂肪酸含量的氫化油進行酯交換的步驟，優(yōu)選其中所述油包括食用油。
10.如權利要求9所述的方法，其中所述油包括選自由下列組成的組的油油菜籽油、牛油、椰子油、巴巴蘇仁油、玉米油、豬油、橄欖油、花生油、芝麻油、大豆油、卡諾拉油、棕櫚油、向日葵油、紅花油、棉籽油、以及它們的組合。
11.一種制備如權利要求1-7所述的組合物的方法，所述方法包括以下步驟a.對油或衍生自油的甲酯進行部分氫化，以產生包含具有25%至50%的反式脂肪酸含量的碳鏈的油或甲酷；以及 b.使蔗糖分子與所述包含具有25%至50%的反式脂肪酸含量的碳鏈的油或甲酯進行酷交換，以產生包含具有25%至50%的反式脂肪酸含量的碳鏈的酯化蔗糖分子。
12.—種食品，所述食品包含如權利要求1-7所述的組合物和至少ー種食物成分。
13.如權利要求12所述的食品，其中基于所述食品的總重量計，所述食品包含1%至99 %的所述蔗糖聚酯共混物。
14.如權利要求12所述的食品，其中所述至少ー種食物成分選自由下列組成的組可可粉、可可油、巧克カ漿、糖、無熱量甜味劑、部份或完全非消化性碳水化合物增量劑、甘油三酷、乳化剤、水、鮮蛋、糖、面粉、未預先膠凝化的淀粉、蛋粉、蛋白質固體、調味劑、著色劑、以及它們的混合物。
15.如權利要求12所述的食品，其中所述食品為巧克力。
全文摘要
本文公開了包含蔗糖聚酯共混物的組合物，其中每種蔗糖聚酯包含蔗糖部分和多個脂肪酸酯部分，其中在所述共混物中，一定百分比范圍的蔗糖聚酯的化合脂肪酸酯部分具有含反式含量的碳鏈。
文檔編號C07H13/06GK102647922SQ201080055222
公開日2012年8月22日 申請日期2010年12月1日 優(yōu)先權日2009年12月1日
發(fā)明者D·B·阿普爾比, D·J·貝克 申請人:寶潔公司