Yağlı esterleşme - Fat interesterification

Bu makale kimyasal süreç hakkındadır. İlgili sağlık sorunları için bkz. Yağ .

Olarak gıda endüstrisinde ve biyokimya , interesterifikasyon (IE) yeniden düzenler bir prosestir yağ asitleri a yağ ürününün bir karışım olan, trigliserid . İşlem , yağ asidi zincirlerini yağ moleküllerinin gliserol merkezlerine bağlayan C-O-C ester bağlarının kırılmasını ve yeniden oluşturulmasını gerektirir . Bu reaksiyonlar, inorganik katalizörler tarafından gerçekleştirilir ve endüstride kimyasal ara esterleşme (CIE) olarak adlandırılan şeyi verir ; veya enzimler tarafından , sözde enzimatik interesterifikasyonda (EIE).

Bu işlem tipik olarak belirli kullanımlar için yağın erime noktası ve plastisite gibi fiziksel özelliklerini ayarlamak için kullanılır. Örneğin, yağları diğer katı yağlarla birleştirerek katı veya yarı katı ürünlere dönüştürmek için kullanılabilir . Ayrıca hurma yağı ve laurik yağlardaki katı fraksiyonların ayrılmasını , yavaş bozulmayı önlemek veya derin kızartma için daha uygun yağlar oluşturmak için de kullanılabilir .

Hidrojenasyon gibi aynı amaç için kullanılan diğer işlemlerle karşılaştırıldığında , interesterifikasyon genellikle üründeki yağ asitlerinin orijinal dağılımını korur ve bu nedenle beslenme ve sağlık özelliklerini koruması beklenir. Bununla birlikte, bu diğer teknikler, başlangıç ​​yağlarına veya IE ürünlerine hala uygulanabilir ve ikincisi, diğer yağlarla karıştırılabilir. Ayrıca IE tarafından üretilen yeni trigliceritlerin edilebilir parçalandı kontrollü ila (ayrılmış) kristalizasyon .

İlgi esterlenmiş yağlar , kurabiyeler , krakerler , bisküviler, kekler ve kremalar , süt yağı ikame maddeleri, pasta kabuğu, patlamış mısır , gözleme ve tortilla dahil olmak üzere birçok endüstriyel gıda ürününde kullanılmaktadır .

İki linolenik asit kalıntısı (LAR) ve bir stearik asit kalıntısı (SAR) içeren bir trigliserit (sol üstte) ile üç SAR'lı başka bir trigliserit (sol altta) arasında iki SAR ve bir LAR'a sahip iki molekül veren bir interesterifikasyon örneği ( sağ).

Hammadde

Tipik olarak besleme stoğu (başlangıç ​​ürünü), iki veya daha fazla yağın bir karışımıdır.

Özellikle doymamış bir bitkisel yağ, bunun tamamen hidrojene edilmiş bir versiyonu ile ilgi esterlenebilir. Bu prosedür , kısmi hidrojenasyon ile üretilecek olan trans yağ asitlerini oluşturmadan daha az doymamış yağ verir .

süreç

Kimya

İlke olarak, her biri aynı üç yağ asidine (AAA ve BBB) sahip iki saf trigliseride interesterifikasyon uygulandığında, sonuç altı farklı trigliserit (AAA, AAB, ABA, ABB, BAB ve BBB) içerebilir. Gliserol omurgasının simetrisi nedeniyle sayı 2 3 = 8 yerine 6'dır . Hammadde üç veya daha fazla farklı yağ asidine sahipse sayı çok daha fazladır.

"Kimyasal"intererifikasyon

Sözde "kimyasal" ara esterleştirme, katalizör, sodyum metoksit gibi inorganik bir bileşiktir . Reaksiyon yüksek sıcaklıklarda gerçekleştirilir ve ara esterlenmiş yağlara ek olarak üç yan ürün (sodyum sabunlar , yağlı metil esterler ve monogliseritler ) oluşturur.

enzimatik ara esterleşme

Bir yağ arıtma yatağı ve bir enzim yatağından oluşan bir sistemden harmanlanmış sıvı yağ ve katı (sert yağ) yağın akışını gösteren Sabit Yataklı Filtrasyon Sistemi.

Enzimatik interesterifikasyon (IE) , ester bağlarını kırmak ve yeniden oluşturmak için bir enzim kullanır . Bu işlem için en uygun enzimler esterazdır ; lipaz ; asilaz; asidoliz reaksiyonlarını, transesterifikasyon reaksiyonlarını, ester sentezini veya ester değişim reaksiyonlarını kolaylaştıran enzimler ; termostabil ve termotolerant hidrolaz aktivitesi dahil olmak üzere fosfolipaz veya proteaz aktivitesine sahip enzimler ; ve polinükleotidler .

Bazı enzimler, gliserol göbeğinin sadece 1 ve 3 (sp1 ve sp3) konumlarında ester bağlarını kıracak ve yeniden oluşturacak ve 2. konumdaki (sp2) asitleri sabit bırakacaktır.

En yaygın endüstriyel EIE işlemi, sıvı yağ besleme stokunu, tipik olarak bir yağ arıtma yatağı ve ardından bir enzim yatağı içeren sabit yataklı bir reaktörden geçmeye zorlar. İkincisi, bazı inert granüler substrat üzerinde sabitlenmiş enzime sahiptir. İlk yatak, enzimi etkisiz hale getirebilecek veya performansını etkileyebilecek yağ karışımındaki yabancı maddeleri giderir. Enzim aktivitesi zamanla azalır, bu nedenle akışın dikkatle izlenmesi ve dönüşümü sürdürmek için zaman içinde ayarlanması gerekir.

Birinci reaktörün en düşük enzim aktivitesine sahip olduğu ve safsızlıkların ve zararlı bileşiklerin çoğunu emdiği iki veya daha fazla reaktör birlikte kullanılabilir. Bu dizileme, son reaktörlerde bulunan en aktif enzimleri korur .

EIE, daha az işleme aşamasına sahip olması, daha düşük sıcaklıklarda gerçekleştirilebilmesi, yan ürün üretmemesi ve daha düşük üretim maliyetlerine sahip olması nedeniyle CIE'nin yerini almıştır.

Avantajlar

Basit karışımlarla karşılaştırıldığında, ilgi esterlenmiş yağlar daha geniş bir plastisite aralığına sahiptir, yani fiziksel özelliklerini bileşenlerini ayırmadan daha geniş bir sıcaklık aralığında korurlar. IE ayrıca soya fasulyesi yağı gibi daha geniş çeşitlilikte hammaddeler kullanabilir , bunlar küresel olarak üretilen palm yağından daha iyi bir risk yönetimi profili sağlar.

Tarih

Enzimatik Intermerifikasyonun en eski kaydı, Théophile-Jules Pelouze'nin gliserolün bütirik asit ile esterleştirilmesi yoluyla bir trigliserit sentezi üzerine bir çalışma yayınladığı 1844'teydi . 1920'de, aynı zamanda yağ asitlerinin katalitik hidrojenasyonunun patentini de alan Wilhelm Norman'a, yenilebilir lipidlerin kimyasal ara esterleştirilmesi için bir patent verildi . Bu işlem, yaygın yağ yağının sürülebilirliğini ve pişirme özelliklerini geliştirdiği için gıda endüstrisi için uygun bir seçenek haline geldi .

Enzimatik interesterifikasyon, 1970'lerde İngiltere'deki Colworth House'daki Unilever Araştırma Merkezi'ndeki ekip tarafından geliştirildi. Çalışmaları, belirli bir enzimin kullanımının, bir trigliseritin gliserol omurgası üzerindeki yağ asitlerini 1 ve 3 konumlarında tahmin edilebilir şekilde yeniden düzenlediğini kanıtladı. Bu, geniş bir mevcut trigliserit türleri yelpazesi sağladı.

Yine de, EİE, yüksek enzim fiyatları nedeniyle büyük ölçüde araştırma laboratuvarlarıyla sınırlı kaldı. Sadece 2000'lerde, trans asitlerin sağlık etkileriyle ilgili genel endişeler , endüstriyi kısmi hidrojenasyonun (daha düşük maliyeti nedeniyle tercih edilen yağ sertleştirme yöntemi olan) yerine interesterifikasyonu benimsemeye itti. Novozymes ve diğer şirketler tarafından silika gibi inert katı substratlara bağlanan enzimlerin geliştirilmesi, benimsemeyi büyük ölçüde kolaylaştırdı .

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ Kısaltmalar ve Yenilebilir yağlar Enstitüsü (2006). "Gıda Katı ve sıvı yağlar" (PDF) . Arşivlenmiş orijinal (PDF) 2007-03-26 tarihinde . 2009-02-19 alındı .
  2. ^ Costales-Rodriquez, R.; Gibon, V.; Verhe, R.; De Greyt, W. (2009), "Bir Palm Stearin Karışımının Kimyasal ve Enzimatik Interesterifikasyonu: Düşük Trans-Margarin Formülasyonu için Soya Fasulyesi Yağı.", J Am Oil Chem Soc , 86 (7): 681–697, doi : 10.1007 /s11746-009-1395-2
  3. ^ a b Kellens, Marc (2000). "İnteresterifikasyon İşlem Koşulları" . 2007-01-29 alındı .
  4. ^ Hui, YH (2006), Handbook of Food Science, Technology, and Engineering, Vol.1 , Boca Raton: Taylor & Francis, ISBN 1-57444-551-0
  5. ^ a b c "Kimyasal vs. Enzimatik Intermerifikasyon." De Greyt, Wim. Yağlar, Yağlar ve Yağlı Tohumlar Analizleri ve Üretimi üzerine IUPAC-AOCS Çalıştayı, 6 Aralık 2004. Erişim tarihi: 20 Ekim 2010
  6. ^ Rousseau, D. (2002): "Yağların Fiziksel Özellikleri Üzerinde İnteresterifikasyonun Etkileri". Lipidlerin Fiziksel Özellikleri Bölüm 13. CRC Basın.
  7. ^ ABD 2001/0004462  Sugeria, et al.
  8. ^ US 5,773,266  Bosley, et al.
  9. ^ ABD 5,658,768  Quinlan.
  10. ^ US 5,451,170  Miymoto, et al.
  11. ^ US 5,219,733  Myojo, et al.
  12. ^ a b ABD başvurusu 0138867  Dayton
  13. ^ ABD başvurusu 0317902  Dayton
  14. ^ W. Hamm ve R. Hamilton, editörler (2000): Edible Oil Processing . ISBN  1-84127-038-5
  15. ^ a b T. L. Husum, LS Pedersen, PM Nielsen, MW Christensen, D. Kristensen ve HC Holm (2003): " Enzimatik interesterifikasyon: Proses avantajları ve ürün faydaları. " Arşivlenmiş 2006-01-04, Wayback Machine . Palm Yağı Bilgileri Çevrimiçi Hizmeti. 2010-10-20 alındı.
  16. ^ Osorio, NM; Dubreucq, E.; Da Fonseca, MM R.; Ferreira-Dias, S. (2009), "Hareketsizleştirilmiş Lipaz/asiltransferazın Yağ Karışımlarının İnterferifikasyonu Sırasında Operasyonel Stabilitesi.", Eur J Lipid Sci Technol , 111 (4): 358–367, doi : 10.1002/ejlt.200800194 , hdl : 10400.5/9067
  17. ^ Chim Phys 10 (1844). Pelouze, J. Ann. Sayfa 434.
  18. ^ DE 417.215  Norman
  19. ^ Bilgelik, RA; Dunnill, P.; Lilly, doktor; Macrae, A. (1984), "Yağların Enzimik Interesterifikasyonu: Hareketsizleştirilmiş Lipaz için Destek Seçimini Etkileyen Faktörler.", Enzyme and Microbial Technology , 6 (10): 443–446, doi : 10.1016/0141-0229(84) 90093-0
  20. ^ "Hukuk ve Politika Kaynakları Halk Sağlığı 'Kazanılabilir Savaşlar'" 2011-01-31 tarihinde Wayback Machine adresinde arşivlendi www.cdc.gov. 20 Ekim 2010'da erişildi.

Dış bağlantılar