精炼植物油及其制造方法

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1、精炼植物油及其制造方法专利名称精炼植物油及其制造方法技术领域本发明涉及一种精炼植物油连同一种制造它的方 法。该方法使用一种含多元醇的溶剂（如甘油）与一种碱化剂 的组合以便从该植物油中选择性地提取多种游离脂肪酸。背 景食用油可以从得到这些油的许多不同的植物原料中获得。 可以使用一种有机溶剂（如己烷）来提取这些油类，或可以通 过多种机械方法（如液压）从多种蔬菜作物中得到它们（安德 森（Anderson） （2005）。除了甘油酯（即，甘油的脂肪酸酯）以 外，得自这些工艺的粗制植物油还将含有许多其他组分，其 中卵磷脂（磷脂）和游离脂肪酸通常是最主要的组分。尤其是 这些游离脂肪酸可以构成粗制植物油的一

2、个重要部分，并且 被视为该植物油的不希望组分，因为它们会影响植物油的感 官特性。这些游离脂肪酸是通过在由于在提取油类之前作物 在种子或果实的收获和/或储存的过程中受到损坏而发生的 反应中甘油三酯发生水解而形成的。对于优质油来说，一般 要求将那些微量组分减少到较低浓度，以便提供具有清淡的 味道和可接受的气味的植物油产品。对于食用油，食品法典 （Codex Alimentarius）（食品法典；脂肪类、油类和相关产品 （Codex Alimentarius ； Fats, Oils and RelatedProducts）， 第8卷第2版朕合国粮农组织/世界卫生组织(FA0/WH0), 罗马(Ro

3、me) 1993)一般推荐最大0.6的酸值，该酸值等同于 约0.3%游离脂肪酸。为了满足对高质量和适宜味道的需要， 通常通过多种化学和/或物理工艺来精炼这些粗制植物油以 便去除粗制油中所存在的许多微量组分。如安德森(2005)所 描述，一道精炼工艺通常包括一个脱胶步骤，其中将磷酸加 入到油中，从而使该油的磷脂可溶于水中。可以通过重力技 术从精炼过的植物油中去除水。下一个步骤通常为去除游离 脂肪酸，也称为脱酸。可以通过碱洗涤工艺进行脱酸，此举 涉及将稀碱水溶液加入到植物油中。该碱液使这些游离脂肪 酸转化成相应的皂类，这些皂类可溶于水中并且可以在一个 分离器中去除，随后用水进行一系列洗涤步骤，从而

4、以可接 受的方式去除痕量皂类。碱洗涤工艺需要多个洗涤步骤，这 会消耗大量能量并且使得该工艺复杂而又昂贵。精炼工艺的 下一个步骤通常为对经过脱胶、经过脱酸的植物油进行漂白。 该漂白可以涉及加入漂白粘土，如膨润土或二氧化硅，以便 从该植物油中去除有色组分以及痕量游离脂肪酸。加入粘土 通常在封闭容器中在减压下进行，并且在一段规定的持续时 间之后将油过滤，以便提供一种可食用品质的油。代替上文 提到的碱洗涤工艺的是，可以通过另一种工艺去除游离脂肪 酸。此处省略碱液加入步骤，并且在一道蒸汽蒸馏工艺(被称 为脱臭)中处理现在具有高游离脂肪酸含量的经过漂白的油， 参见例如安德森(2005)。在这道工艺中，在真

5、空下将植物油 加热到高温。该加热是通过使植物油直接与过热蒸汽在允许 该油与该蒸汽之间有良好接触且因此允许有效蒸馏的条件 下接触来进行。蒸汽蒸馏将去除低沸点的组分(在此情况下为 游离脂肪酸)和许多有色产品以及异味组分，从而产生清淡而 且稳定的植物油。在用碱洗涤过的植物油的情况下，脱臭将 通过去除最后量的游离脂肪酸来改进品质。脱臭可以呈一个 分批操作形式在大容器中执行，或它可以在装备有多个托盘 或多个其他设施的并且使蒸汽与油之间有良好接触的多个 管柱中连续执行。脱臭工艺的一个实例描述于W098/18888 中。常规的植物油精炼在较长时间内利用高温脱臭( 200C )，这可能会损坏植物油的温度不稳定

6、性组分。另外， 众所周知，脱臭通过使不饱和键从天然存在的顺式异构体热 重排成反式异构体会引起反式脂肪酸的形成(哈拍(Harper) (2001)和格雷特(Greyt)等人(2005)，并且反式异构体与健康 风险(如心肌梗塞)相关。发明内容本发明的一个目标在于提供相对于现有技术中可用的工艺 来说一种改进的植物油精炼工艺。诸位发明人已经观察到， 现有技术的精炼方法在涉及精炼含有大量甘油单酯、甘油二酯和游离脂肪酸的植物油时具有多种缺陷。传统的碱水洗涤 不值得推荐，这是因为大量的水似乎被吸收到植物油中并且 致使随后的相分离如果不是不可能的话，也是极具挑战性的。 另外，诸位发明人已经观察到，脱臭（高温蒸

7、馏）具有以下缺 点，即，它还会去除大部分植物油中所存在的低沸点脂质和 天然组分，如生育酚（一种天然的抗氧化剂，包括维生素E）。 即使在小心处理的情况下，产品品质和产品产率的损失也将 是显著的。诸位发明人已经发现，令人惊讶的是，通过在一 种碱化剂存在下用一种含多元醇的溶剂提取植物油而获得 一种改进的精炼工艺。因此，本发明的一个方面涉及一种制 造精炼植物油的方法，该方法包括以下步骤:a）提供一种植物 油，该植物油包含甘油三酯、甘油二酯、甘油单酯、和游离 脂肪酸，b）使该植物油与一种含多元醇的溶剂和一种碱化剂 接触，从而形成一种第一组合物，c）使该第一组合物暴露于 适合于将多种游离脂肪酸提取到该含多

8、元醇的溶剂中的多 项条件下，d）形成包含一个单独的含多元醇的溶剂相和一个 单独的油相的一个相分离系统，e）从步骤d）的该相分离系统 中回收该油相，从而获得一种精炼植物油。本发明的方法与 现有技术精炼工艺相比令人惊讶地获得更高的精炼植物油 产率。另外，本发明在精炼食用油方面提供一个明显优势， 因为该工艺不会使油类暴露于高温下长时间，而这正是脱臭 工艺的情况。这是一个优势，因为它减少了反式脂肪酸以及其他组分（例如二聚产物、氧化产物等等）的形成，发现这些组分通常与脂质和脂质组分的闻温反应相关。本发明的又一 个方面涉及一种精炼植物油，例如可通过在此描述的方法获 得的一种精炼植物油。以下描述本发明的多个

9、额外的目标和 优势。发明的详细说明正如所述，本发明的一个方面涉及一 种制造精炼植物油的方法，该方法包括以下步骤:a）提供一种 植物油，该植物油包含甘油三酯、甘油二酯、甘油单酯和游 离脂肪酸，b）使该植物油与一种含多元醇的溶剂和一种碱化 剂接触，从而形成一种第一组合物,c）使该第一组合物暴露 于适合于将多种游离脂肪酸提取到该含多元醇的溶剂中的 多项条件下，d）形成包含一个单独的含多元醇的溶剂相和一 个单独的油相的一个相分离系统，e）从步骤d）的相分离系统 中回收该油相，从而获得一种精炼植物油。在本发明的上下 文中，术语“油”涉及一种含有大量甘油三酯的组合物。该术 语不限于在室温或低于室温时为液体

10、的物质，而是还涵盖在 室温下或甚至在高于室温时呈固体形式并且有时被称为“脂 肪”的物质。术语“植物油”涉及一种由植物或植物产物制备的 油。植物油可以例如通过压榨含油的植物产物（如油菜籽或亚 麻籽）来制备。植物油可以例如是分馏油，如棕榈硬脂或棕榈 油精。油类的分馏可以例如通过一种所谓的冷滤工艺来进行， 其中使一种油冷却并且部分结晶，并且其中使结晶的油与液 态未结晶的油分离，以得到在一个相对较低的温度下熔融的一个第一油馏分和在一个较高温度下熔融的一个第二油馏 分。在本发明的一些实施例中，植物油包含选自下组的一种 或多种植物油，该组由以下各项组成:棕榈油、棕榈仁油、橄 榄油、大豆油、菜籽油、向日葵油

11、、红花油、棉籽油、牛油 树月旨、椰子油、可可脂、亚麻籽油、玉米油、米糠油、鳄 梨油和其组合。植物油可以包含燕麦油或基本上由燕麦油组 成。因此，在本发明的一些实施例中，植物油包含选自下组 的一种或多种植物油，该组由以下各项组成:棕榈油、棕榈仁 油、橄榄油、大豆油、菜籽油、向日葵油、红花油、棉籽油、 牛油树脂、椰子油、可可脂、亚麻籽油、玉米油、米糠油、 鳄梨油、燕麦油和其组合。可用的植物油和它们的制造例如 描述于网斯顿(Gunstone) (2002)中，该文献出于所有目的通 过引用结合在此。本发明的方法特别可用于精炼来源于油主 要存在于果实的中果皮和/或果皮中的植物的植物油，或可用 于当含油果实

12、或含油种子破损时含油果实或含油种子暴露 于酶促降解作用的植物。在本发明的一些优选实施例中，植 物油包含棕榈油或甚至基本上由棕榈油组成。在本发明的其他优选实施例中，植物油包含橄榄油或甚至基 本上由橄榄油组成。在本发明的其他优选实施例中，植物油 包含鳄梨油或甚至基本上由鳄梨油组成。已经发现，本发明 的方法对于用于精炼低级未精炼植物油，S P,由于不适宜的收获或储存条件而具有高游离脂肪酸含量的植物油，特别 具有吸引力。使用现有技术对这些植物油脱酸将很难并且很 可能在经济上不具有吸引力。在本发明的一些优选实施例中， 植物油包含一种粗制植物油，即，未曾暴露于任何精炼步骤 的一种植物油，或甚至基本上由该粗

13、制植物油组成。在本发 明的一些优选实施例中，植物油包含一种未经过脱酸的植物 油，即，未曾暴露于会去除游离脂肪酸的任何精炼步骤的一 种植物油，或甚至基本上由该未经过脱酸的植物油组成。在 本发明的一些实施例中，植物油为一种经过脱胶的植物油， S p5-种已经部分地或完全地去除磷脂的植物油。脱胶可 以例如用酶促或化学方式来进行。它可以例如涉及将磷酸水 溶液加入到含磷脂的油中，从而使得该油的这些磷脂可溶于 水中。可以通过重力技术从植物油中去除水。关于脱胶的更 多细节可以在安德森(2005)中获悉。在本发明的一些实施例 中，植物油为一种经过漂白的植物油。关于脱胶的细节可以 在安德森(2005)中获悉。在

14、本发明的一些实施例中，甚至可 能优选的是，植物油为一种经过脱胶和漂白的植物油。在本 发明的一些实施例中，水已经至少部分地从步骤a)中所提供 的植物油中去除了。植物油含有大量甘油三酯。然而,具体的 量取决于植物油的品质。在本发明的一些实施例中，植物油 含有相对于该植物油的重量为按重量计至少50 %的量的甘 油三酯。例如，植物油可以含有相对于该植物油的重量为按重量计至少60 %、优选为至少70%并且甚至更优选地相对 于该植物油的重量为按重量计至少75%的量的甘油三酯。植物油可以例如含有相对于该植物油的重量在按重 量计50%到98%范围内的量的甘油三酯。例如，植物油可 以含有相对于该植物油的重量在按

15、重量计55%到95%范围 内、优选地在60%到90%范围内并且甚至更优选地相对于 该植物油的重量在按重量计65%到85%范围内的量的甘油 三酯。除甘油三酯以外，植物油通常还含有游离脂肪酸、甘 油单酯和甘油二酯。在本发明的一些实施例中，植物油含有 总量相对于该植物油的重量为按重量计至少0.1%的甘油单 酯。例如，植物油可以含有总量相对于该植物油的重量为按 重量计至少0.5%、优选为至少1%并且甚至更优选地相对于 该植物油的重量为按重量计至少2.5%的甘油单酯。植物油 可以例如含有相对于该植物油的重量在按重量计0.1 %到10% 范围内的量的甘油单酯。例如，植物油可以含有相对于该植 物油的重量在按

16、重量计0.5%到8%范围内、优选地在1%到 6%范围内并且甚至更优选地相对于该植物油的重量在按重 量计2%到5%范围内的量的甘油单酯。在本发明的一些实施 例中，植物油含有总量相对于该植物油的重量为按重量计至 少0.2%的甘油二酯。例如，植物油可以含有总量相对于该 植物油的重量为按重量计至少1%、优选为至少2%并且甚至 更优选地相对于该植物油的重量为按重量计至少5%的甘油 二酯。植物油可以例如含有相对于该植物油的重量在按重量 计0.2%到20%范围内的量的甘油二酯。例如，植物油可以 含有相对于该植物油的重量在按重量计1%到16%范围内、 优选地在2%到12%范围内并且甚至更优选地相对于该植物 油的重量在按重量计4%到10%范围内的量的甘油二酯。本 发明方法的一个优势在于，它可以处理具有相对较高的游离 酸含量的植物油原料，并且这种工艺是一种成本有效的方式。 在本发明的一些实施例中，植物油含有相对于该植物油的重 量为按重量计至少0.5%的量的游离脂肪酸。例如，植物油 可以含有总量相对于该植物油的重量为按重量计至少1%、 优选为至少5%并