Переэтерификация жира - Fat interesterification

  (Перенаправлен с переэтерифицированного жира )
Эта статья о химическом процессе. О связанных проблемах со здоровьем см. Жир .

В пищевой промышленности и биохимии , переэтерификации (IE) является процессом , который перестраивает жирные кислоты из более жира продукта, обычно представляет собой смесь триглицеридов . Процесс подразумевает разрыв и преобразование сложноэфирных связей C – O – C, которые соединяют цепи жирных кислот с глицериновыми центрами молекул жира. Эти реакции выполняются неорганическими катализаторами, что приводит к так называемой химической интертерификации (CIE) в промышленности; или ферментами , в так называемой ферментативной интертерификации (EIE).

Этот процесс обычно используется для регулирования физических характеристик жира, таких как температура плавления и пластичность , для конкретных целей. Его можно использовать, например, для превращения масел в твердые или полутвердые продукты путем комбинирования их с другими твердыми жирами. Его также можно использовать для предотвращения разделения твердых фракций в пальмовом масле и лауриновых жирах . для медленного прогоркания или для создания масел, более подходящих для жарки во фритюре .

По сравнению с другими процессами, которые используются для той же цели, такими как гидрирование , переэтерификация обычно сохраняет исходное распределение жирных кислот в продукте, и, следовательно, ожидается, что он сохранит его питательные и полезные свойства. Однако эти другие методы все еще могут применяться к исходным жирам или к продуктам IE, а последние могут быть смешаны с другими жирами. Кроме того, некоторые из новых триглицеридов, продуцируемых IE, могут быть фракционированы (разделены) посредством контролируемой кристаллизации .

Переэтерифицированные жиры используются во многих промышленных пищевых продуктах, включая печенье , крекеры , печенье, торты и глазурь , заменители молочного жира, корки для пирогов, попкорн , лепешки и лепешки .

Пример переэтерификации между триглицеридом (вверху слева) с двумя остатками линоленовой кислоты (LAR) и одним остатком стеариновой кислоты (SAR) и другим триглицеридом (внизу слева) с тремя SAR, что дает две молекулы с двумя SAR и одним LAR каждая ( право).

Сырье

Обычно сырье (исходный продукт) представляет собой смесь двух или более масел.

В частности, ненасыщенное растительное масло может быть переэтерифицировано его полностью гидрогенизированной версией. Эта процедура дает менее ненасыщенный жир без образования трансжирных кислот, которые могут быть получены путем частичного гидрирования.

Обработать

Химия

В принципе, когда переэтерификация применяется к двум чистым триглицеридам, каждый с тремя идентичными жирными кислотами (AAA и BBB), результат может содержать шесть различных триглицеридов (AAA, AAB, ABA, ABB, BAB и BBB). Число равно 6, а не 2 3 = 8 из-за симметрии основной цепи глицерина. Число намного больше, если сырье содержит три или более различных жирных кислоты.

«Химическая» переэтерификация

При так называемой «химической» переэтерификации катализатор представляет собой неорганическое соединение, такое как метоксид натрия . Реакция проводится при высоких температурах и приводит к образованию трех побочных продуктов - мыла натрия , сложных метиловых эфиров жирных кислот и моноглицеридов, помимо переэтерифицированных жиров.

Ферментативная переэтерификация

Система фильтрации с неподвижным слоем, демонстрирующая поток смеси жидкого масла и твердого (твердого жира) масла через систему, состоящую из слоя очистки масла и слоя ферментов.

Ферментативная переэтерификация (IE) использует фермент для разрыва и преобразования сложноэфирных связей. Наиболее подходящими ферментами для этого процесса являются эстераза ; липаза ; ацилаза ; те ферменты, которые облегчают реакции ацидолиза, реакции переэтерификации , синтез сложного эфира или реакции обмена сложного эфира; ферменты, обладающие фосфолипазной или протеазной активностью, включая термостабильную и термотолерантную гидролазную активность; и полинуклеотиды .

Некоторые ферменты разрывают и реформируют сложноэфирные связи только в положениях 1 и 3 (sp1 и sp3) глицеринового концентратора, оставляя кислоты в положении 2 (sp2) фиксированными.

Наиболее распространенный промышленный процесс EIE проталкивает жидкое жировое сырье через реактор с неподвижным слоем, который обычно содержит слой очистки масла, за которым следует слой фермента. В последнем фермент закреплен на инертном гранулированном субстрате. Первый слой удаляет примеси из масляной смеси, которые могут инактивировать фермент или повлиять на его работу. Активность фермента со временем снижается, поэтому поток необходимо тщательно контролировать и регулировать с течением времени, чтобы поддерживать конверсию.

Два или более реактора могут использоваться в тандеме, где первый реактор имеет самую низкую ферментативную активность и поглощает большую часть примесей и вредных соединений. Это секвенирование защищает наиболее активные ферменты, которые находятся в последних реакторах .

EIE заменил CIE, потому что он имеет меньше этапов обработки, может выполняться при более низких температурах, не дает побочных продуктов и имеет более низкие производственные затраты.

Преимущества

По сравнению с простыми смесями переэтерифицированные жиры имеют более широкий диапазон пластичности , что означает, что они сохраняют свои физические свойства в более широком диапазоне температур без разделения своих компонентов. IE также может использовать более широкий спектр сырья, например, соевое масло , они обеспечивают лучший профиль управления рисками, чем пальмовое масло, производимое во всем мире.

История

Самая ранняя запись ферментативной переэтерификации была сделана в 1844 году, когда Теофил-Жюль Пелуз опубликовал исследование синтеза триглицерида путем этерификации глицерина масляной кислотой . В 1920 году Вильгельм Норман, который также запатентовал каталитическое гидрирование жирных кислот, получил патент на химическую переэтерификацию пищевых липидов. Этот процесс стал жизнеспособным вариантом для пищевой промышленности , как это улучшило растекаемость и выпечку свойства общего укорочения сала .

Ферментативная переэтерификация была разработана в 1970-х годах командой Исследовательского центра Unilever в Колворт-Хаусе в Англии. Их работа доказала, что использование определенного фермента предсказуемо перегруппировало жирные кислоты в глицериновой основе триглицерида в положениях 1 и 3. Это обеспечило расширенный диапазон доступных типов триглицеридов.

Тем не менее, EIE по-прежнему ограничивался исследовательскими лабораториями из-за высоких цен на ферменты. Только в 2000-х годах общие опасения по поводу воздействия транс- кислот на здоровье заставили промышленность принять переэтерификацию в качестве замены частичной гидрогенизации (которая была предпочтительным методом отверждения масла из-за его более низкой стоимости). Принятию в значительной степени способствовала разработка энзимов, связанных с инертными твердыми субстратами, такими как диоксид кремния , компанией Novozymes и другими компаниями.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Институт шортенинга и пищевых масел (2006). «Пищевые жиры и масла» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 26 марта 2007 года . Проверено 19 февраля 2009 .
  2. ^ Costales-Rodriquez, R .; Гибон, В .; Verhe, R .; Де Грейты, В. (2009), "Химическая и ферментативная переэтерификация из смеси пальмового стеарина:. Соевое масло низкого Транса-маргарин композиции", J Am Chem Soc масла , 86 (7): 681-697, DOI : 10.1007 / s11746-009-1395-2
  3. ^ a b Келленс, Марк (2000). «Условия процесса переэтерификации» . Проверено 29 января 2007 .
  4. ^ Hui, YH (2006), Справочник по пищевой науки, технологий и техники, т.1 , Бока - Ратон: Taylor & Francis, ISBN 1-57444-551-0
  5. ^ a b c «Химическая переэтерификация против ферментативной». Де Грейт, Вим. Семинар IUPAC-AOCS по анализу и производству жиров, масел и масличных культур, 6 декабря 2004 г. Источник: 20 октября 2010 г.
  6. ^ Руссо, Д. (2002): «Влияние переэтерификации на физические свойства жиров». Глава 13 физических свойств липидов . CRC Press.
  7. ^ US 2001/0004462 Sugeria  , et al.
  8. ^ US 5,773,266,  Bosley, et al.
  9. ^ US 5,658,768  Quinlan.
  10. ^ США 5,451,170  Miymoto, et al.
  11. ^ США 5 219 733 Myojo  , et al.
  12. ^ a b Заявка США 0138867  Дейтон
  13. ^ Заявка США 0317902  Дейтон
  14. ^ W. Hamm и R. Hamilton, редакторы (2000): Обработка пищевого масла . ISBN  1-84127-038-5
  15. ^ a b Т. Л. Хусум, Л. С. Педерсен, П. М. Нильсен, М. В. Кристенсен, Д. Кристенсен и Х. К. Холм (2003): « Ферментативная переэтерификация: преимущества процесса и преимущества продукта ». Архивировано 4 января 2006 г. в Wayback Machine . Информационная онлайн-служба по пальмовому маслу. Проверено 20 октября 2010.
  16. ^ Osório, Нью-Мексико; Dubreucq, E .; Da Fonseca, MM R .; Феррейра-Dias, С. (2009), "Оперативная Стабильность иммобилизованной липазы / ацилтрансферазы во время переэтерификации жиров смеси.", Eur J Липидного Sci Technol , 111 (4): 358-367, DOI : 10.1002 / ejlt.200800194 , ЛВП : 10400,5 / 9067
  17. ^ Хим Phys 10 (1844). Pelouze, J. Ann. Стр. 434.
  18. ^ DE 417,215  Норман
  19. ^ Мудрость, РА; Dunnill, P .; Лилли, доктор медицины; Макрей, A. (1984), "Ферментативная переэтерификации жиров: Факторы , влияющие на выбор поддержки для иммобилизованной липазы.", Ферментного и микробного Technology , 6 (10): 443-446, DOI : 10.1016 / 0141-0229 (84) 90093-0
  20. ^ «Правовые и политические ресурсы по вопросам общественного здравоохранения, в которых можно выиграть битвы». Архивировано 31 января 2011 г. на сайте Wayback Machine www.cdc.gov. Проверено 20 октября 2010 года.

внешние ссылки