Патент на изобретение №2162642

(54) СОЕВОЕ МАСЛО С ВЫСОКОЙ ОКИСЛИТЕЛЬНОЙ СТАБИЛЬНОСТЬЮ

(57) Реферат:

Изобретение относится к пищевой промышленности. Высокоолеиновое масло, обладающее высокой окислительной стабильностью, имеет содержание С18 : 1 более 65% доли жирных кислот. Масло имеет время индукции АОМ более 50 ч. Окислительная стабильность достигается без необходимости в гидрогенизации или добавлении антиоксидантов. Пищевой продукт содержит это масло. Продукт, полученный при гидрогенизации при переэтерификации или гидролизе или фракционировании. Также побочные продукты, представляющие собой смолы, мыла, стеарины, лецитины, свободные жирные кислоты, токоферолы, стеролы и летучие вещества. Смешанный масляный продукт, получаемый с высокоолеиновым соевым маслом с высокой окислительной стабильностью. 5 с. и 4 з.п.ф-лы, 5 ил., 12 табл.

Изобретение относится к соевому маслу и, в частности, к высокоолеиновому соевому маслу, которое не требует гидрогенизации или добавления антиоксидантов для достижения высокой окислительной стабильности.

В настоящее время соевое масло является преобладающим растительным маслом в мире. Однако соевое масло относительно нестабильно к окислению и поэтому его использование ограничено применениями, для которых не требуется высокая степень окислительной стабильности. Соевое масло содержит высокие уровни полиненасыщенных жирных кислот и более склонно к окислению, чем масла с более высоким содержанием мононенасыщенных и насыщенных жирных кислот. Чем выше степень ненасыщенности масла, тем более вероятно, что масло станет прогорклым (окислится). Окисление приводит к развитию несвежих запахов и привкуса масла как результата процесса распада. Масла с высоким содержанием полиненасыщенных жирных кислот не часто используют по назначению, где требуется высокая степень окислительной стабильности, так для приготовления пищи в течение продолжительного периода времени при повышенной температуре.

Известно несколько способов для увеличения стабильности соевого масла. Один из обычно используемых способов представляет собой каталитическую гидрогенизацию, процесс, который уменьшает число двойных связей и повышает температуру плавления жира. Следовательно, гидрогенизация также увеличивает содержание в масле насыщенных жирных кислот. Другой подход к увеличению окислительной стабильности заключается в добавлении антиоксидантов.

Каждый из этих подходов имеет один или более недостатков, например гидрогенизация масла связана со здоровьем, окружающей средой и качеством пищи. Одним из последствий гидрогенизации масел является образование трансизомеров жирных кислот, которые связывают с отрицательным воздействием на здоровье, включая увеличение риска коронарного заболевания сердца (Food Product Design, ноябрь 1994). В случае антиоксидантов некоторые из них весьма дороги при приобретении и не все антиоксиданты выдерживают высокие температуры. В дополнение во многих случаях производители продуктов питания не хотят использовать масла с добавками антиоксидантов, если требуется маркировка о наличии примесных ингредиентов. Таким образом, весьма желательно иметь масло, обладающее высокой окислительной стабильностью при высокой температуре, не требующее добавления антиоксидантов.

Патент США N 5,260,077, опубликованный Carrick и др., 9 ноября 1993 года, описывает способ стабилизации триглицеридных масел с высоким содержанием олеиновой кислоты путем добавления токоферола, природного антиоксиданта. Комбинация высокоолеинового масла и токоферола приводит к стабильной композиции, подходящей для длительного жаренья.

Всемирный патент WO 94/11516, опубликованный 26 мая 1994 года, описывает выделение и охарактеризовывание фрагментов нуклеиновых кислот, кодирующих ферменты десатурации жирных кислот и их использование для получения масличных семян с измененными уровнями ненасыщенных жирных кислот.

Всемирный патент WO 94/11516, опубликованный 20 сентября 1990 года, описывает гомогенное семейство зрелых семян рапса, имеющих содержание олеиновой кислоты по крайней мере в 79 вес. % по отношению к общему количеству жирных кислот и содержание эруковой кислоты не более 2 вес. %. Эти семена, как утверждается, дают растительное масло, обладающее высокой термической стабильностью; это растительное масло можно использовать в качестве масла для жарки.

Европейский патент EP 323,753, опубликованный 12 июля 1989 года, описывает зрелые семена рапса, имеющие высокое содержание олеиновой кислоты, равное по крайней мере 79% по весу относительно общего содержания жирных кислот, и не более чем 2% эруковой кислоты. Указано, что масло, полученное из этих семян, обладает повышенной термической стабильностью.

“Clear Valley ^{Canona Oil” Technical Bulletin (Технические известия) N SA 2069 (1995 Cargill Foods) описывает природное каноловое (каноловое масло – один из сортов рапсового масла с низким содержанием эруковой кислоты (Прим. переводчика)) салатное масло с низкими уровнями линоленовой кислоты и окислительной стабильностью по крайней мере в 25 АОМ ч.}

“Van Den Bergh Design NH” Technical Bulletin (технический бюллетень) N F193184 описывает природное каноловое масло с высоким уровнем олеиновой кислоты и окислительной стабильностью по крайней мере 20 АОМ ч.

Бланк технических данных “SVO Trisun 80” описывает природное подсолнечное масло с 80% олеиновой кислоты и окислительной стабильностью по крайней мере 35 АОМ ч. Бланк технических данных “SVO Trisun Extra” раскрывает природное подсолнечное масло с 85% олеиновой кислоты и окислительной стабильностью по крайней мере 60 АОМ ч. Бланк технических данных “SVO HS-Natural” раскрывает высокоолеиновое (80%) подсолнечное масло с добавкой природного токоферола (0.2%) и окислительной стабильностью по крайней мере 60-70 АОМ ч.

Бланк технических данных “Kraft Food Ingredients Soy LL” описывает низко линоленовое соевое масло с окислительной стабильностью 23-25 ч.

Warner K. et al., ((1989) JAOCS 66 (4): 558-564) описывает аромат и окислительную стабильность соевого, подсолнечного масел и рапсового масла с низким содержанием эруковой кислоты. Сообщается, что окислительная стабильность негидрогенизованного соевого масла, выдерживаемого при 100^oC в течение 1, 2 или 3 дней, составляет 13.5, 15.0, 14.0 АОМ ч соответственно. White P. J. и Miller L.A ((1989) JAOCS 65(8): 1334-1338), раскрывает окислительную стабильность низкой содержанием линоленовой кислоты, высокой стеариновой кислоты и обычных соевых масел. Mounts T.L. et al., ((1989) JAOCS 65(4): 624-628) раскрывает эффект видоизмененной композиции жирных кислот на стабильность соевого масла.

В патенте США N 4,627,192 описано подсолнечное масло, имеющее содержание олеиновой кислоты 80% или более.

Патент США N 4,743,402 описывает высокоолеиновое подсолнечное масло.

Патент Франции FR 2617675, опубликованный 13 января 1989 года, описывает зерна арахиса с содержанием олеиновой кислоты 74-84% и содержанием линолевой кислоты 2-8%. Как сообщается, низкое содержание линолевой кислоты обеспечивает высокую стабильность при хранении.

Всемирный патент WO 91/11906, опубликованный 22 августа 1991 года, описывает сафлоровые семена, имеющие содержание олеиновой или линолевой кислоты равное, по крайней мере, 80%.

Окислительная стабильность является также важной характеристикой для промышленных применений масел. Эта проблема особенно актуальна для триглицеридных масел, имеющих тенденцию легко портиться из-за высокой степени их ненасыщенности. Окисление протекает по механизму, который инициируется путем образования свободного радикала и достаточно легко протекает в триглицеридных маслах из-за высокого содержания активных метиленовых групп, смежных с двойными связями. Общим эффектом является высокая восприимчивость масла к окислению, которая дополнительно осложняется соприкосновением масла с металлами, такими как железо и медь, присутствующими в оборудовании или материалом для смазки. Металлы действуют как катализаторы процесса окисления и ускоряют ухудшение качества масла.

Патент США N 5,580,482, опубликованный Chasan и др., 3 декабря 1996 года, раскрывает композиции для смазки, стабилизированные против воздействия тепла и кислорода.

Патент США N 5,413,725, опубликованный Lal и др., 9 мая 1995 года, раскрывает температуру застывания депрессантов для мононенасыщенных растительных масел и для высоко мононенасыщенных растительных масло/биоразрушаемого основания и жидких смесей.

Патент США N 5,399,275, опубликованный Lange и др., 21 марта 1995 года, раскрывает композиции, безопасные для окружающей среды с улучшенным индексом вязкости.

Настоящее изобретение относится к высокоолеиновому соевому маслу, обладающему высокой стабильностью, которое включает содержание доли жирных кислот в масле, объединенные уровни содержания C18:2 и C18:3 менее 20% доли жирных кислот в масле, и время индукции по способу активного окисления более 50 ч, причем указанная окислительная стабильность достигается без добавления антиоксиданта. Масло по настоящему изобретению можно использовать в качестве источника компоненты смешения для получения смешанных продуктов масла. Его можно использовать для приготовления пищи.

На фиг. 1 изображено содержание пероксидов, образующихся во время теста по Методу Активного Окисления для высокоолеинового соевого масла в сравнении с обычным соевым маслом.

На фиг. 2 представлено и накопление полярных материалов в высокоолеиновом и обычном соевых маслах в процессе нагревания этих масел.

На фиг. 2B представлено накопление полимерных материалов в высокоолеиновом и обычном соевых маслах во время нагревания этих масел.

На фиг. 3 сравнивается поведение высокоолеинового соевого масла и обычного соевого масла при испытании в термостате Шааля.

На фиг. 4 сравниваются времена, требуемые для получения эквивалентных продуктов, представленных йодным значением (ИЗ), при гидрогенизации высокоолеинового и обычного соевых масел.

Фиг. 5 представляет измерения Индекса Твердых Жиров гидрогенизованного высокоолеинового соевого масла в сравнении с другими жирами.

Настоящее изобретение относится к высокоолеиновому соевому маслу, обладающему высокой окислительной стабильностью, которое включает содержание жирной кислоты C18:1 более 65% по весу, объединенные уровни содержания C18:2 и C18: 3 жирных кислот менее 20% по весу, и метод активного окисления более 50 ч, причем указанная окислительная стабильность достигается без добавления антиоксиданта. Соевое масло с “высокой окислительной стабильностью” представляет собой соевое масло, которое менее подвержено окислительному разрушению по сравнению с обычным соевым маслом.

Высокоолеиновые соевые бобы представляют собой семена, в которых олеиновая кислота составляет более 65 % доли жирных кислот в масле и предпочтительно более 75% процентов доли жирных кислот в масле. Предпочтительные исходные материалы высокоолеинового соевого масла раскрыты во Всемирном патенте WO 94/11516, описание которого включено в настоящее описание путем ссылки. Соевые бобы, используемые в настоящем изобретении, описаны в примере 1 ниже.

Высокоолеиновое соевое масло по изобретению имеет содержание C18:1 от 65 до 85% от доли жирных кислот, объединенное содержание C18:2 и C18:3 – менее 20% от доли жирных кислот. Предпочтительно масло по настоящему изобретению имеет содержание C18:1 более примерно 70% от доли жирных кислот, объединенное содержание C18: 2 и C18:3 менее 15% от доли жирных кислот. Более предпочтительно масло по данному изобретению имеет содержание C18:1 более примерно 75% от доли жирных кислот, объединенное содержание C18:2 и C18:3 менее 10% от доли жирных кислот. Наиболее предпочтительно, масло по данному изобретению имеет содержание C18: 1 более примерно 80% от доли жирных кислот, объединенное содержание C18:2 и C18:3 менее 10% от доли жирных кислот.

Особенно выгодной отличительной особенностью настоящего изобретения является то, что здесь нет необходимости в гидрогенизации или другой ректификации масла для достижения высокой окислительной стабильности. Более того, нет необходимости в добавлении в композиции по изобретению антиоксидантов, таких как природные антиоксиданты, типа токоферола, для увеличения стабильности этих композиций.

Специалистам в данной области хорошо известен ряд способов определения окислительной стабильности. Наиболее часто используют способ по Методу Активного Окисления (АОМ). Это испытание ускоренного окисления, в котором масло аэрируют при постоянной повышенной температуре (97.8^oC) и разложение контролируют путем измерения накопления пероксида. Конечную точку или время индукции определяют как число, часто требуемое для достижения содержания в 100 мэкв/кг. Таким образом, чем дольше время индукции, тем стабильнее масло. Почти для всех коммерческих масел определяется время индукции АОМ как компонента бланка технических данных.

Время индукции АОМ для высокоолеинового соевого масла по изобретению составляет более 50 ч. Предпочтительно индукция АОМ больше, чем 75 ч, и наиболее предпочтительно больше 100 ч или даже больше 140 ч.

Другим стандартным способом, используемым в настоящее время для оценки стабильности коммерческих кулинарных жиров, является Индекс Окислительной Стабильности (ИОС), который измеряется автоматически с использованием устройства, производимого Ominion, Inc., Rockland, MA, США.

Устройство для измерения ИОС работает за счет барботирования воздуха через масло, нагретое до 110^oC. Когда масло окисляется, образуются летучие органические кислоты, в первую очередь муравьиная кислота, которая может быть собрана в дистиллированной воде в ячейке. Устройство постоянно измеряет проводимость дистиллированной воды и период индукции определяется как время, необходимое для начала быстрого роста этой проводимости. Хотя данные, полученные этими двумя способами, не всегда имеют прямую корреляцию между собой, время индукции ИОС для большинства масел обычно составляет примерно половину значения АОМ.

Значение времени индукции ИОС для высокоолеинового соевого масла по изобретению больше 25 ч. Предпочтительно значение времени индукции ИОС больше 50 ч и наиболее предпочтительно больше 75 ч.

Растительные масла часто применяют при высокой температуре. Окисление масла ускоряется в присутствии тепла. Важно, чтобы масло было способным выдерживать такие условия для таких применений как жарка, выпечка, обжаривание и т.д. В некоторых случаях для улучшения стабильности могут добавляться антиоксиданты, но не все антиоксиданты выдерживают высокую температуру. Кроме того, во многих случаях производители продуктов питания не хотят использовать масла с добавлением антиоксидантов, если требуется маркировка об отсутствии примесных ингредиентов. Следовательно, масло, стабильное к окислению при высоких температурах в отсутствие каких-либо добавок или других обработок, остается весьма необходимым. Перегрев масла часто приводит к термической полимеризации масла и продуктам окисления, превращающимся в смолообразные лакоподобные образования на оборудовании, используемом для нагревания, и избыточному вспениванию масла. В результате окисления в зависимости от условий, при которых масло подвергается воздействию, образуется множество продуктов разложения. Высокая термическая стабильность может быть оценена путем подвергания масла действию высокой температуры и контроля за образованием нежелательных продуктов разложения. Последние включают как летучие, так и нелетучие продукты, и могут представлять собой углеводороды, спирты, альдегиды, кетоны и кислоты. Нелетучие компоненты могут быть дополнительно классифицированы на полярные и полимерные соединения. Полярные и полимерные соединения, присутствующие в разложившемся масле, могут быть непосредственно проанализированы путем высокоэффективной жидкостной хроматографии с обращенной фазой, как описано Lin S.S., 1991, Fats and oils oxidation. Introduction to Fats and Oils Technology (Окисление жиров и масел. Введение в технологию жиров и масел) (Wan P.J. ed.), стр. 211-232, Am. Oil. Chem. Soc.

Масло по изобретению может быть использовано по множеству назначений. В общем окислительная стабильность соотносится со стабильностью вкуса. Масло по настоящему изобретению можно использовать для приготовления пищи. Примеры включают, но не ограничиваются ими, применения в качестве составных ингредиентов, для глазирования, в качестве салатных масел, в качестве масел для распыления, в качестве масел для обжаривания и масел для жарки. Продукты, в которых может быть использовано масло, включают, но не ограничены ими, крекеры и закуски, кондитерские изделия, сиропы и покрытия, соусы и подливки, супы, бисквитные и хлебопекарные смеси, смеси для выпечки и различные виды теста. Продукты, которые включают в состав масло по настоящему изобретению, будут дольше сохранять лучший вкус за счет улучшенной стабильности к окислению, привносимой данным маслом.

Масла по изобретению также могут быть использованы в качестве источника для смесей для получения смешанных продуктов масел. Под источником для смесей подразумевается, что масло по настоящему изобретению может быть смешано с другими растительными маслами для улучшения характеристик других масел, таких как композиция жирных кислот, вкус и окислительная стабильность. Количество масла по настоящему изобретению, которое можно использовать, будет зависеть от требуемых свойств, которые стараются достичь в конечном смешанном продукте масла. Примеры смешанных продуктов масла включают, но не ограничиваются ими, маргарины, шортенинги, жарочные масла, салатные масла и т.д.

В другом аспекте масла по настоящему изобретению могут подвергаться дальнейшей обработке, такой как гидрогенизация, фракционирование, переэтерификация или расщепление жиров (гидролиз).

Еще в одном аспекте настоящее изобретение касается побочных продуктов, образующихся при получении масел по изобретению.

Способы экстракции и обработки соевых бобов для получения соевого масла и муки хорошо известны в соевой перерабатывающей промышленности. В общем, соевое масло получают с использованием серии стадий, на которых осуществляют экстракцию и очистку продукта пищевого масла из масличных семян.

Соевое масло и соевые побочные продукты получают с использованием обобщенных стадий, показанных на диаграмме (см. табл. A в конце описания).

Продукты масел
Соевые бобы очищают, подвергают гидротермической обработке, шелушат и вальцуют для увеличения эффективности экстракции масла. Экстракцию масла обычно осуществляют путем экстракции растворителем (гексан), но также ее можно осуществлять путем комбинации физического давления и/или экстракции растворителем. Конечное масло называют сырым маслом. Сырое масло может быть рафинировано путем гидратированных фосфолипидов и других полярных и нейтральных липидных комплексов, которые облегчают их отделение от негидратированной триглицеридной фракции (соевое масло). Конечные лецитиновые смолы могут быть дополнительно обработаны для получения коммерчески важных лецитиновых продуктов, используемых для множества пищевых и промышленных продуктов в качестве эмульгаторов и антиадгезивных агентов (агенты против слипания). Рафинированное масло может быть дополнительно очищено для удаления примесей: в первую очередь свободных жирных кислот, пигментов и остаточных смол. Очистку осуществляют путем добавления каустической соды, которая взаимодействует со свободными жирными кислотами с образованием мыла и гидратов фосфолипидов и протеинов в сыром масле. Воду используют для вымывания следов мыла, образующегося в процессе очистки. Побочно образующееся сырье мыла может использоваться непосредственно для кормов для животных или может быть подкислено для выделения свободных жирных кислот. Окраску удаляют путем поглощения отбеливающей землей, которая удаляет большинство хлорофилловых и каротиноидных соединений. Очищенное масло может быть гидрогенизовано, приводя к жирам с различными свойствами плавления и различной текстурой. Фракционирование охлаждением (разделение на фракции) может быть использовано для удаления стеарина из гидрогенизованного масла путем кристаллизации при внимательно контролируемых условиях охлаждения. Дезодорирование, которое по существу представляет собой перегонку с паром в вакууме, является последней стадией и предназначено для удаления соединений, которые придают запах или вкус маслу. Другие ценные побочные продукты, такие как токоферолы и стеролы, могут быть удалены во время процесса дезодорирования. Дистиллят от дезодорирования, содержащий эти побочные продукты, может быть продан для производства природного витамина E и других высокоценных фармацевтических продуктов. Рафинированные, обесцвеченные (гидрогенизованные, фракционированные) и дезодорированные масла и жиры могут быть упакованы и проданы непосредственно или могут быть дополнительно переработаны в более специализированные продукты. Более подробная ссылка на переработку соевых бобов, производство соевого масла и использование побочных продуктов может быть найдена в Erickson, 1995, Practical Handbook of Soybean Processing and Utilization (Практическое руководство по переработке и использованию сои), The American Oil Chemists’ Society and United Soybean Board.

Гидрогенизация представляет собой химическую реакцию, при которой водород присоединяется к двойным связям ненасыщенных жирных кислот с помощью катализатора, такого как никель. Высокоолеиновое соевое масло содержит ненасыщенную олеиновую, линолевую и линоленовую жирные кислоты и каждая из них может быть прогидрирована. Гидрогенизация имеет два первичных эффекта. Во-первых, окислительная стабильность масла увеличивается в результате восстановления компоненты ненасыщенных жирных кислот. Во-вторых, изменяются физические свойства масла, потому что модифицирование жирных кислот увеличивает температуру плавления, приводя к полужидкому или твердому жиру при комнатной температуре.

Существует много параметров, которые влияют на реакцию гидрогенизации, которая, в свою очередь, изменяет состав конечного продукта. Условия проведения, включая давление, температуру, тип катализатора и концентрацию, перемешивание и конструкцию реактора, находятся среди наиболее важных параметров, поддающихся контролю. Для гидрогенизации наиболее незамещенных жирных кислот в предпочтение менее незамещенным могут быть использованы условия селективного гидрирования. Очень легкая или заторможенная гидрогенизация часто используется для увеличения стабильности жидких масел. Дополнительная гидрогенизация превращает жидкое масло в физически твердое масло. Степень гидрогенизации зависит от требуемых рабочих характеристик и характеристик плавления, разрабатываемых для частного конечного продукта. Жидкие шортенинги, используемые при производстве хлебопекарных продуктов, твердые жиры и шортенинги, используемые для коммерческих операций жарки и обжаривания, и основное сырье для производства маргарина, находятся в ряду неизмеримо большого числа возможных продуктов масел и жиров, получаемых путем гидрогенизации. Более подробное описание гидрогенизации и продуктов гидрогенизации может быть найдено в Patterson, H. B.W., 1994, Hydrogenation of Fats and Oils: Theory and Practice (Гидрогенизация жиров и масел: теория и практика). The American Oil Chemists Society.

Переэтерификация относится к замене жирной ацильной составляющей, осуществляемой между сложным эфиром и кислотой (ацидолиз), сложным эфиром и спиртом (алкоголиз) или сложным эфиром и сложным эфиром (переэтерификация). Реакции переэтерификации достигаются путем химических или ферментативных процессов. Случайные или направленные процессы переэтерификации перегруппировывают жирные кислоты триглицеридной молекулы без изменения состава жирных кислот. Модифицированная триглицеридная структура может приводить к жиру с измененными физическими свойствами. Направленные реакции переэтерификации с использованием липаз все больше привлекают интерес из-за высокого значения специальных продуктов типа заменителей кокосового масла. Продукты, получаемые коммерчески с использованием реакций переэтерификации, включают, но не ограничиваются, шортенинги, маргарины, заменители кокосового масла и структурированные жиры, содержащие среднюю цепь жирных кислот и полиненасыщенные жирные кислоты. Переэтерификация дополнительно обсуждается в Hui Y.H., 1996, Bailey’s Industrial Oil and Fat Products (Промышленные масла и жиры Бейли), том 4, John Wiley & Sons.

Жирные кислоты и метиловые эфиры жирных кислот представляют собой два из наиболее важных масляных химических продуктов, получаемых из растительных масел. Жирные кислоты используют для получения многих продуктов, таких как мыла, триглицериды со средней цепью, полиоловые сложные эфиры, алканоламиды и т. д. Растительные масла могут быть гидролизованы или расщеплены на соответствующие жирные кислоты и глицерин. Жирные кислоты, получаемые из различных процессов расщепления жиров, могут использоваться в сыром виде или наиболее часто их разделяют на фракции или индивидуальные жирные кислоты путем дистилляции и фракционирования. Очищенные жирные кислоты и их фракции превращают в широкое множество химических продуктов на основе масел, таких как димерные и тримерные кислоты, дикислоты, спирты, амины, амиды и сложные эфиры. Метиловые эфиры жирных кислот все более заменяют жирные кислоты в качестве исходного материала для многих химических продуктов на основе масел, таких как жирные спирты, алканоламиды, -сульфонированные метиловые сложные эфиры, компоненты дизельных масел и т.д. Глицерин также получают путем расщепления триглицеридов путем расщепления или гидролиза растительных масел. Дополнительные ссылки на коммерческое использование жирных кислот и химических реагентов на основе масел могут быть найдены в Erickson D.R., 1995, Practical Handbook of Soybean Processing and Utilization (Практическое руководство по переработке и использованию сои). The American Oil Chemists’ Society and United Soybean Board; Pryde E.H., 1979, Fatty Acids (Жирные кислоты), The American Oil Chemists’ Society; u Hui Y.H., 1996, Bailey’s Industrial Oil and Fat Products (Промышленные масла и жиры Бейли), том 4, John Wiley & Sons.

В другом аспекте настоящее изобретение касается промышленного использования соевого масла по настоящему изобретению для промышленных применений, таких как примышленная смазка во множестве конечных использований, в качестве гидравлической жидкости и т.д. Промышленное использование растительных масел как основы жидкости для смазки известно в течение многих лет. Однако интерес к ним возрос из-за безопасности окружающей среды, связанной с использованием нефтяных масел в районах с чувствительной к воздействиям окружающей средой. Растительные масла легко разрушаются биологически, имеют низкую токсичность и хорошие смазочные характеристики. Однако высокие температуры застывания и быстрое окисление при высокой температуре ограничивают их использование. Так как соевое масло по настоящему изобретению имеет низкое содержание полиненасыщенных производных, как обсуждалось здесь, и обладает высокой окислительной стабильностью и высокой температурной стабильностью, то эти отличительные особенности также делают соевое масло по данному изобретению требуемым для промышленных применении, таких как промышленные жидкости, то есть в качестве промышленного смазочного масла или в качестве гидравлической жидкости и т.д. Вспомогательные добавки, которые могут использоваться для получения промышленных смазочных масел и гидравлических жидкостей, являются коммерчески доступными. Действительно, некоторые вспомогательные добавки были специально разработаны для использования с высокоолеиновыми растительными маслами. Вспомогательные добавки обычно содержат антиоксиданты и материалы, которые замедляют пенообразование, износ, образование ржавчины и т.д.

Одним из обычных способов измерения окислительной стабильности промышленных жидкостей является тест ротационно-автоклавного окисления (ASTM D-2272). Эксплуатационные характеристики масла по настоящему изобретению при сравнении с коммерчески доступными продуктами с использованием теста ротационно-автоклавного окисления изложены в примере ниже.

ПРИМЕРЫ
Настоящее изобретение дополнительно определяется в следующих примерах, в которых все части даны по весу, проценты представлены по весу (к объему) и градусы даны в градусах Цельсия, если не указано другого. Следует понимать, что эти примеры, хотя и указывают предпочтительные воплощения настоящего изобретения, но даны только для иллюстрации. Из обсуждения выше и данных примеров специалист в данной области выявит существенные отличительные особенности настоящего изобретения и, не отступая от его сути и не выходя за рамки, сможет сделать различные изменения и модификации изобретения, чтобы приспособить его к различным применениям и условиям.

Пример 1
Высокоолеиновые соевые бобы
Производство соевого масла с высоким содержанием олеиновой кислоты и низким содержанием полиненасыщенных жирных кислот без необходимости осуществлять химическую обработку масла требует доступности соевых бобов, имеющих высокое содержание олеиновой кислоты в фракции жирных кислот. Высокоолеиновые соевые бобы были получены рекомбинантным управлением активностью олеоил-12-десатуразы. В сое (Glycine max) имеется два гена для такой активности, один из которых (GmFad 2-1) экспрессируется только в развивающихся семенах (Heppard et al., (1996) Plant Physiol. 110:311-319). Экспрессия этого гена увеличивается в период накопления масла, начинаясь примерно на 19 день после цветения, и его генный продукт является ответственным за синтез полиненасыщенных жирных кислот, имеющихся в соевом масле. GmFad 2-1 подробно описан Okuley J. Et al., (1994) Plant Cell 6: 147-158 и в WO 94/11516. Он доступен от ATCC (Американская коллекция клеточных культур) в форме плазмиды pSF2-169 K (ATCC порядковый номер 69092). Другой ген (GmFad 2-2) экспрессируется в семенах, листьях, корне и стебле соевого растения на постоянном уровне и является геном “жизненно-важных функций” 12-десатуразы. Генный продукт Fad 2-2 является ответственным за синтез полиненасыщенных жирных кислот для клеточных мембран.

GmFad 2-1 был помещен под контроль сильного семяспецифичного промотора, полученного от – субъединицы – конглицинового гена соевого боба (Glycine max). Этот промотор допускает высокий уровень семя-специфичной экспрессии гена признака. Он продолжает 606 пар нуклеотидов выше избранного участка цепи ДНК исходного кодона – субъединицы – конглицинового исходного белка Glycine max. – конглициновая промоторная последовательность представляет собой аллель – конглицинового гена (Doyle et al., (1986) у J. Biol. Chem., 261:9228-9238), имеющую различия по 27 нуклеотидным позициям. Как было показано, она поддерживает семяспецифический характер экспрессии трансгенных растений (Barker et al., (1988) Proc. Natl. Acad. Sci. 85:458-462 и Beachy et al., (1985) EMBO J 4:3047-3053). Рамка считывания оканчивается 3′-фрагментом от фазеолинового зеленого боба (Phaseolus vulgaris). Имеется 1174 пар нуклеотидов фрагмента секвенирования последовательности 3′ Phaseolus vulgaris фазеолинового генного стоп-кодона (происходящего от клона, описанного Doyle et al., 1986).

Открытая рамка считывания GmFad 2-1 (ОРС) находилась в чувствительной ориентации в отношении промотора, так чтобы продуцировать ген, нефункционирующий в плане GmFad 2-1 кДНК и эндогенный GmFad 2-1 ген. Это явление, известное как “чувствительная супрессия”, является эффективным способом преднамеренного выключения генов в растениях и описан в патенте США N 5,034,323.

Для поддержания и репликации плазмиды в E.coli транскрипционную единицу GmFad 2-1, описанную выше, клонируют в плазмиду pGEM-9z(-) (Promega Biotech, Madison WIO, USA).

Для идентификации трансформированных растений сои использовали ген – глюкуронидазы (GUS) от E.coli.

Использованная кассета состояла из трех модулей: промотора вируса мозаики цветной капусты (CaMV) 35S, гена – глюкуронидазы ген (GUS) от E.coli и 0.77 тысяч пар нуклеотидного ДНК фрагмента, содержащего ген-терминатор от гена нопалин синтазы (NOS) Ti-плазмиды Agrobacterium tumefaciens. Промотор 35S представляет собой 1.4 тысяч пар нуклеотидную область CaMV для нерегулируемой экспрессии генов в большинство тканей растений (Odell et al., (1985) Nature, 303: 810-812), ген GUS является 1.85 тысяч пар нуклеотидным фрагментом, кодирующим фермент – глюкуронидазу (Jefferson et al., (1986) PNAS USA 83:8447-8451), а терминатор NOS является долей 3′-конца кодирующей области нопалин синтазы (Fraley et al., (1983) PNAS USA 80:4803-4807). Кассета GUS была клонирована в конструкцию GmFad 2-1/pGEM-9z(-) и была обозначена как pBS43.

Плазмида pBS43 была трансформирована в меристему элитной линии сои A2396 путем бомбардировки частицами (Christou et al., (1990) Trends Biotechnol. 8: 145-151). Продуктивные растения были регенерированы с использованием способов, хорошо известных в данной области.

Из первоначальной популяции трансформированных растений было выращено растение, которое проявляло GUS активность и которое также было положительным в отношении GmFad 2-1 гена (событие 260-05) при оценке полимеразной реакции синтеза цепи. Небольшие стружки были взяты от ряда семян R1 растения 260-05 и исследованы на состав жирных кислот. Семена, от которых была взята стружка, были высажены и пророщены. Геномная ДНК была экстрагирована из листьев конечных растений и вырезана ферментом рестрикции BamHI. Блоты были исследованы на фазеолиновую пробу.

Из рамки ДНК гибридизации было ясно, что при первоначальном случае трансформации GmFad 2-1 конструкция была интегрирована в два различных локуса генома сои. В одном локусе (Локус A) конструкция GmFad 2-1 приводила к нефункционированию эндогенного гена GmFad 2-1, приводя в конечном результате к относительному содержанию олеиновой кислоты приблизительно в 85% (по сравнению с примерно 20% в элитных сортах сои). В локусе A было две копии pBS43. На ДНК гибридизационном блоте были видны две сорасходящихся зоны. В другом локусе интеграции (Локус B) GmFad 2-1 был сверхэкспресирующим, уменьшая таким образом содержание олеиновой кислоты до примерно 4%.

Четвертое поколение изолированной линии (растения R4), генерированной из первоначального трансформанта, оставили расти до зрелости. Семена R4, которые содержали только нефункционирующий Локус A (например, G94-1), не содержали каких-либо обнаруживаемых м-РНК GmFad 2-1 (при измерении путем нозерн-блоттинга) в образцах, полученных через 20 дней после цветения. GmFad 2-2 мРНК хотя и несколько уменьшился по сравнению с контролем, но не подавлялся. Таким образом, чувствительная конструкция GmFad 2-1 имела требуемое влияние на предотвращение экспрессии GmFad 2-1 гена и, следовательно, увеличивала содержание олеиновой кислоты в бобах. Все гомозиготные для GmFad 2-1 нефункционирующего локуса растения имели идентичный саузерн-блот профиль в ряду поколений. Это показывает, что введение было стабильным и в одно и то же положение генома по крайней мере в четырех поколениях. Сводка по содержанию олеиновой кислоты, обнаруженной в различных поколениях рекомбинантных растений сои и бобах, представлена в таблице 1.

Пример 2
Экстракция и переработка высокоолеинового соевого масла. Каждое высокоолеиновое и обычное соевые масла были получены на лабораторных или коммерческих пилотных установках с использованием промышленных стандартных способов, как описано ниже. Коммерческие образцы других высокостабильных масел и шортенингов, используемые для сравнения, были получены от производителей и хранились замороженными в атмосфере азота. Они включали образцы соевого масла для жарки, прозрачного жидкого шортенинга, шортенинга для работы в тяжелых условиях, низко линоленового соевого масла и высокоолеинового канолового масла. Высокоолеиновое кукурузное масло было получено с использованием промышленных стандартных условий, подобных тем, что описаны выше.

Часть A: Крупномасштабная (пилотная установка) переработка масла.

Собранные соевые бобы (97.5 кг) подвергали гидротермической обработке путем обрызгивания семян водой для увеличения влажности до 8.7%. Воду и бобы перемешивали в течение примерно 10 мин и оставляли доходить до равновесия на приблизительно 21 час. Обработанные водой бобы лущили с использованием дробильного вальцового станка Ferrell-Ross при значении 3,5 на дробильно-вальцовой шкале. Шелуху отделяли на мультиаспираторе Kice модели 6F6 с использованием дифференциального давления воздуха, равном 0,8-1,2 дюймов (~ 20,3-30,5 мм) воды. Аспирированную соевую мякоть варили в течение 10-30 мин в двухемкостном варочном котле Simon-Rosedowns, нагретом до примерно 40^oC. Нагретую мякоть сои пересыпали во вторую емкость и нагревали при 60-75^oC в течение 15-25 мин. Сваренную мякоть соевых бобов плющили до толщины приблизительно 0,4 мм на плющильном вальцовом станке E.R. and F.Turner. Конечные соевые хлопья экстрагировали гексаном в экстракторе Crown Iron Works Loop (тип II) с использованием общего времени удерживания 60 мин и соотношения растворитель:твердая масса, равном приблизительно 1,5:1 (вес.:вес.) Температура растворителя составляла 50-60^oC. Из смеси (смесь гексан/масло) удаляли растворитель с использованием поверхностного шнекового теплообменника Tetra-Laval с последующим полным удалением растворителя в лаборатории с использованием роторного испарителя. Сырое масло собирали и хранили под азотом до последующей переработки.

Сырое масло рафинировали водой следующим образом. Масло нагревали до 60-70^oC и добавляли объем воды с температурой 90^oC, эквивалентный 2% от объема масла, и перемешивали в течение 15 мин при 75-80^oC; твердые вещества затем отделяли путем центрифугирования. Качество рафинированного масла повышали путем нагревания до 70-80^oC. Добавляли объем 85%-yого раствора фосфорной кислоты, эквивалентный 0.1% объема рафинированного масла, и перемешивали раствор в течение 30 мин. Добавляли достаточное количество NaOH для достижения 16 градусов ареометра Боме, чтобы нейтрализовать свободные жирные кислоты; дополнительно добавляли 0.08% вес/вес избыток NaOH и раствор перемешивали при нагревании при 80-85^oC. Твердые вещества отделяли путем центрифугирования. Масло промывали водой путем нагревания до 75-80^oC и добавления до 10% (об/об) воды с температурой 95^oC, перемешивания в течение 10 мин при 80-90^oC и центрифугирования. Промытое водой масло осветляли путем загрузки 1200 г масла в 2-литровый реактор Парра и добавления под вакуумом осветляющей глины (Clarion 470 SA; Ammerican Colloid Co.) до 0.5% (вес/вес), нагревания до 110^oC в течение 30 мин перед охлаждением до 65^oC. Масло удаляли и добавляли 30 г “фильтровальной вспомогательной добавки” и масло отфильтровывали. Эти стадии повторяли до тех пор, пока все масло не обесцветили. Масло дезодорировали путем загрузки 2200 г в 5 л стеклянный дезодоратор под вакуумом и нагревания до 100^oC. Пар добавляли 3% (вес/вес)/ч и масло доводили до 240^oC с постоянным барботированием в течение 1 ч при этой температуре. Затем масло охлаждали до 70^oC при барботировании и масло удаляли из дезодоратора. Добавляли тридцать частей на миллион лимонной кислоты, чтобы имитировать промышленные стандарты во время дезодорирования. Дезодорированное масло хранили в замороженном виде под азотом.

Часть B: Переработка масла в небольшом (лабораторном масштабе)
Собранные соевые бобы нагревали в микроволновой печи до 180^oF (82,2^oC), охлаждали до комнатной температуры и лущили с использованием лущильно-вальцового устройства Roskamp TRC 650-6. Шелуху соевых бобов удаляли, используя аспиратор Kice и оставшуюся мякоть нагревали до 180^oC и плющили на плющильно-вальцовом устройстве Roskamp TRC 912. Сырое масло экстрагировали в стеклянном экстракционном устройстве с водяной рубашкой, нагреваемом до 60^oC в течение 45 мин, с использованием соотношения растворителя к твердой массе, равном приблизительно 4: 1. Смесь гексан/масло собирали и повторяли экстракцию. Смесь освобождали от растворителя с использованием роторного испарителя с получением сырого масла.

Добавляли объем 85%-ного раствора фосфорной кислоты, равный 0.1% (об/об) объема сырого масла, и раствор нагревали до 65-70^oC в течение 10 мин при перемешивании. Теплый (60^oC) NaOH (8% водный раствор) добавляли к маслу по каплям, для нейтрализации свободных жирных кислот и H₃PO₄ с дополнительным избытком 0.2% вес/вес Раствор перемешивали в течение пяти мин и твердые вещества отделяли путем центрифугирования. Масло промывали водой путем добавления горячей воды до 20% (об/об) к образцу, нагретому до 90^oC, при быстром перемешивании. Масло и воду оставляли охлаждаться при комнатной температуре в течение 10 мин и затем отделяли посредством центрифугирования. Масло дегидратировали с использованием очень быстрого перемешивания под вакуумом при 85-95^oC в течение 30 мин или до тех пор, пока вся влага (пузырьки, конденсат) не была удалена. Вакуум снимали азотом. Масло обесцвечивали путем добавления 2% (вес/вес) активированной обесцвечивающей земли (AOCS#Z1077) и раствор перемешивали в вакууме в течение 30 мин при 85-95^oC перед охлаждением до 80^oC. Вакуум снимали азотом и добавляли 1% (вес/вес) диатомовой земли, и смесь фильтровали через приготовленный слой диатомовой земли. Добавляли приблизительно до 50 ч. на миллион лимонной кислоты и масло дезодорировали при 240^oC паром (4 мл воды на 100 г масла) в стеклянном дезодораторе в течение приблизительно 1 ч. Масло охлаждали до 80^oC при барботировании и далее охлаждали до 40^oC под азотом. Рафинированное, обесцвеченное и дезодорированное масло хранили замороженным в атмосфере азота.

Пример 3
Композиционный анализ
Масла, полученные в примере 2, анализировали на состав, как описано ниже. Данные по составу масел приведены в таблице 2.

Состав жирных кислот: состав жирных кислот определяли по существу способами, описанными в AOCS Ce 1c-89. Десять микролитров масла смешивали с 1 мл гексана и 0.25 мл 3%-ного раствора метилата натрия в течение 30 мин. Добавляли уксусную кислоту (0.1 мл 10%-ного раствора), образец перемешивали и слои разделяли посредством центрифугирования. Конечные метиловые эфиры жирных кислот, проэкстрагированные в гексановый слой, разделяли путем газовой хроматографии (ГХ). Hewlett Parcard 5890GX (Wilmington, DE), оборудованный колонкой SP2340 (60 м, внутренний диаметр 0,25 мм, толщина пленки 0,20 мкм) (Supelco, Bellefonte, PA). Температура колонки составляла 150^oC на входе и температура программировалась от 150^oC до 200^oC со скоростью 2^oC/мин за 40 мин. Температуры инжектора и детектора составляли 215^oC и 230^oC соответственно.

Показатель пероксидов, свободные жирные кислоты и цветность: показатели пероксидов определяли путем титрования по существу способом AOCS Cd-53 и данные выражали в милиэквивалентах пероксида/кг масла. Величину свободных жирных кислот определяли путем способа AOCS, Ca 5a-40 и данные выражали как % свободных жирных кислот (олеиновая кислота). Цветность измеряли с использованием калориметра Lovibond в 5-1/4 дюймовой (~13,3 см) пробирке согласно способу AOCS Cc 13b-45.

Содержание токоферола: содержание токоферола определяли путем ЖХВР (жидкостной хроматографии высокого разрешения} с нормальной фазой с использованием прибора ЖХВР Rainin Instrument Dynamax и системой получения данных, оборудованной УФ детектором спектромонитора Milton Roy. Условия для ЖХВР: колонка Waters Porasil 3.9х300 мм с силикагелем (несвязанный, нерегулярной формы), система растворителей гексан/изопропиловый спирт (98.5/1.5) со скоростью потока 1.5 мл/мин. Общее время прохождения для каждого образца составляло 7.0 мин. Образцы для ЖХВР анализа получали путем добавления 90 мкл смеси гексан/изопропиловый спирт (98.5/1.5) к 100 мкл рафинированного, обесцвеченного и дезодорированного масла. 40 мкл вводили в ЖХВР. Поглощение контролировали при 295 нм. Данные выражали в мг токоферола/100 г масла.

Эти данные показывают композиционный анализ соевого масла по настоящему изобретению и растительных масел, с которыми проводили сравнение. Рабочие характеристики этих масел были затем дополнительно оценены в примерах, обсуждаемых ниже.

Пример 4
Окислительная стабильность
Высокоолеиновое и обычное соевые масла, полученные по примеру 2, оценивались на окислительную стабильность способами АОМ и ИОС. Все другие коммерческие масла, использованные для сравнения, оценивали только методом ИОС. Определения ИОС осуществляли при 110^oC с применением прибора для определения окислительной стабильности Oxidative Stability Instrument (Omnion, Inc., Rockland, MA) с использованием утвержденных способов AOCS (метод AOCS Cd 12b-92). Образцы прогоняли в двукратной последовательности, и данные представляют средние значения для каждого образца. Определения АОМ проводили с использованием утвержденных способом AOCS (Cd 12-57). Испытания проводили при 97.8^oC и представленное время индукции относится к числу часов, потребовавшихся для достижения 100 мэкв пероксида на кг испытуемого масла.

На фиг. 1 показан график, сравнивающий полученные результаты АОМ для высокоолеинового и обычного соевых масел. Среднее время индукции АОМ для высокоолеинового соевого масла составляло 145 ч при 15 ч для обычного соевого масла. Исходные данные, использованные для построения графика, приведены в таблице 3. Значения, полученные при ИОС определениях, представлены в таблице 4. Высокоолеиновое соевое масло имело время индукции ИОС, равное 80.7 ч, по сравнению с 6.9 ч для обычного соевого масла.

Пример 5
Высокотемпературная стабильность высокоолеинового соевого масла.

Температурная стабильность рафинированного, обесцвеченного и дезодорированного высокоолеинового соевого масла, полученного по примеру 2, сравнивали со стабильностью обычного соевого масла и других образцов коммерческих масел. Стабильность определяли путем нагревания масел до температуры жаренья и контроля за образованием полярных и полимерных продуктов разложения методом ЖХВР. Высокоолеиновое соевое масло приводило к образованию полярных и полимерных веществ в меньшей степени, чем обычное соевое масло, как это показано на фиг. 2A и 2B.

Приготовление образцов: образцы масла (5 мл) нагревали в стеклянной пробирке в алюминиевом блоке на горячей плите, контролируемой PMC Dataplate 520 температурным блоком управления и таймером. Масла нагревали при 190^oC в течение 10 ч каждый день, позволяя ему остывать между нагревами. Пятьдесят мкл образцов для ЖХВР анализа отбирали после 10, 20, 30, 40, 50 и 60 ч нагревания. Образцы хранились при -20^oC до момента проведения анализа.

Пример 6
Испытание в термостате Шааля
Окислительную стабильность настоящего высокоолеинового соевого масла также определяли в ускоренном испытании старения, известном как испытание в термостате Шааля. Маслами, использованными в этом испытании были масла, полученные по примеру 2.

Образцы масел (15 мл) помещали в 30 мл химический стакан, накрытый часовым стеклом, и выдерживали в термостате с усиленной вытяжкой при 63^oC. Окислительный распад измеряли как титруемые пероксидные эквиваленты согласно способу AOCS Cd 8-53. Образцы для анализа отбирали через различные интервалы времени в процессе нагревания масел. Фиг. 3 представляет результаты этого испытания.

Пример 7
Влияние на окислительную стабильность присутствия или отсутствия токоферола
Часть A: Сравнение обычного и высокоолеинового соевых масел
Токоферолы представляют собой природные антиоксиданты и присутствуют на различных уровнях в различных масличных семенах. Содержание токоферола в экстрагированном масле может также сильно различаться в зависимости от условий, используемых при производстве масла. Конкретно большее или меньшее количество токоферола может оставаться в масле в зависимости от времени и температурных условий, используемых при дезодорации. Содержания токоферола для высокоолеинового и обычного соевого масла измеряли, чтобы определить, влияет ли изменение уровня на стабильность этих двух масел. Эти данные включены в таблицу 2. Высокоолеиновое и обычное соевое масло не различались ни в общем содержании токоферола, ни в соотношении индивидуальных токоферолов. Хотя здесь использовали обычные условия для дезодорирования, эти величины несколько выше, чем значения, полученные для коммерчески выпускаемых масел, которые обычно составляют примерно 100 г всех токоферолов/100 г масла в зависимости от поставщика. Высокоолеиновое подсолнечное масло, высокоолеиновое кукурузное масло и высокоолеиновое каноловое масло – все имели несколько более низкое содержание токоферола, чем соевые масла; эти значения колебались от 46 мг (подсолнечное) до 73 мг (кукурузное) на 100 г масла. Высокоолеиновое соевое масло и высокоолеиновое подсолнечное масло в таблице 5 имеют сходные составы жирных кислот, рассматривая окислительный потенциал. Разница между временем индукции ИОС для высокоолеинового соевого (80.7) и высокоолеинового подсолнечного (34.3 ч) приводит к предположению, что на степень окисления влияют и другие факторы помимо только состава жирных кислот. Как известно, токоферолы оказывают сильный антиокислительный эффект, зависящий от концентрации. Соевое и подсолнечное масла отличаются как в общем содержании токоферола, так и по индивидуальному составу присутствующих токоферолов. Чтобы определить, являются ли токоферолы ответственными за различие в ИОС, мы добавляли индивидуальные токоферолы для достижения как относительных соотношений, так и общего количества токоферола (таблица 4), присутствующих в высокоолеиновом соевом масле. Как показано в таблице 5, ИОС для высокоолеинового подсолнечного масла увеличивался до значений для высокоолеинового соевого масла путем подгонки индивидуального состава и общего количества токоферолов до значений, присутствующих в высокоолеиновом соевом масле.

Влияние токоферолов было также прослежено путем получения высокоолеиновых соевых масел с низким содержанием токоферола (равным концентрации, имеющейся в высокоолеиновом подсолнечном масле) и измерением стабильности способом АОМ. Масла получали, варьируя и время, и температуру во время дезодорирования рафинированного, обесцвеченного высокоолеинового соевого масла. Использованные температуры составляли 240^oC и 265^oC. Время дезодорирования колебалось от 0 до 360 ч. В таблице 6 представлены условия дезодорирования, состав конечных масел и АОМ стабильность.

Хотя содержание токоферола значительно уменьшилось в высокоолеиновом соевом масле, из данных таблицы 6 можно видеть, что его окислительная стабильность, измеренная как время индукции АОМ, снизилась не более чем на 25% в образце с самым низким содержанием токоферола. Время индукции, составляющее 94 ч, значительно больше, чем сравнимые значения ИОС для любого из других масел, перечисленных в таблице 4.

Пример 8
Гидрогенизация обычного и высокоолеинового соевых масел
Этот пример иллюстрирует преимущества гиидрогенизации высокоолеинового соевого масла по настоящему изобретению.

Высокоолеиновое и обычное соевые масла гидрировали с использованием стандартных промышленных способов, как описано ниже.

Реакцию гидрогенизации осуществляли с использованием 0.04% никелевого катализатора (Nysosel 325, Engelhard Corp.), 75 мл масла, 104^oC, под давлением водорода 90 фунтов на квадратный дюйм (620,5 КПа), перемешивание при 750 об/мин в реакторе, изготовленном Autoclave Engineer, Inc. (EZE-герметичный реактор). Изменения в составе жирных кислот масла во время реакции контролировали по показателю преломления. Собирали образцы масла с йодными значениями (ИЗ), колеблющимися в интервале от 95 до 45. Масла отфильтровывали через целит и дезодорировали с использованием условий, описанных выше. Образцы гидрогенизованных масел оценивали на свободные жирные кислоты, пероксиды, состав жирных кислот и время индукции ИОС с использованием способа, описанного выше. Индекс твердых жиров для каждого образца масла определяли с использованием способа AOCS Cd 10-57. Индекс твердых жиров представляет собой меру содержания твердых веществ при данной температуре и является важным тестом при охарактеризовывании физических свойств жира (см.таблицу 7 в конце описания).

Использование высокоолеинового соевого масла как основного масла для реакций гидрогенизации имеет несколько преимуществ по сравнению с использованием обычного соевого масла. Существенно меньшее время необходимо для достижения любого данного продукта, представленного ИЗ, исходя из высокоолеинового соевого масла по сравнению с обычным соевым маслом (фиг. 4). Конечные продукты гидрогенизации также имеют несколько преимуществ. Включая более низкое содержание транс-жирных кислот и существенно более длинные времена индукции ИОС. Фиг. 5 представляет значения индексов твердых жиров для одного из гидрогенизованных продуктов высокоолеинового соевого масла в сравнении с гидрогенизованными продуктами обычного соевого масла и множеством коммерческих жиров.

Пример 9
Стабильность высокоолеинового соевого масла как функция состава
Заготавливали масло из высокоолеиновых соевых бобов, выращенных во время последующих сезонов выращивания, масло экстрагировали и обрабатывали при условиях, указанных в примере 2. Данные по составу были получены с использованием способов, описанных в примере 3. Высокоолеиновые соевые масла из данной продукции слегка отличались по составу жирных кислот, содержанию токоферола и временам индукции АОМ/ИОС, как показано в таблице 8.

Пример 10
Высокоолеиновое соевое масло в качестве источника для смешивания
Часть A: Смешивание с обычным соевым маслом
Высокоолеиновое соевое масло, полученное по примеру 2, смешивали с обычным соевым маслом в различном процентном соотношении, и окислительную стабильность смешанных масел оценивали способом ИОС. Таблица 9 показывает влияние на увеличение окислительной стабильности обычного соевого масла смешения с высокоолеиновым соевым маслом.

Часть B: Смешение с соевым маслом с низким содержанием линоленовой кислоты
Высокоолеиновое соевое масло, полученное в примере 2, смешивали с соевым маслом с низким содержанием линоленовой кислоты и конечную смесь оценивали на окислительную стабильность способом ИОС. В таблице 10 показан состав и окислительная стабильность смеси.

Пример 11
Оценка использования высокоолеинового соевого масла в качестве промышленной жидкости и гидравлической жидкости
Эксплуатационные характеристики масла по настоящему изобретению, используемого в качестве промышленной жидкости и гидравлической жидкости, сравнивали с коммерчески доступными промышленными продуктами масел с использованием теста ротационно-автоклавного окисления (ASTM D-2272). Этот тест используют для оценки окислительных характеристик турбинных, гидравлических, трансформаторных и трансмиссионных масел. Установка для испытания состоит из герметизированного автоклава, аксиально вращающегося под углом 30^o к горизонтали в бане при 150^oC. 50 г испытуемого масла в присутствии коммерческих добавок или в их отсутствие и 5 г воды загружали в автоклав, содержащий в качестве катализатора медную спираль. В автоклаве первоначально поднимали давление газообразным кислородом до 90 фунтов на квадратный дюйм (620,5 КПа) при комнатной температуре. Баня с температурой 150^oC приводит к увеличению этого давления до приблизительно 200 фунтов на квадратный дюйм (1379 КПа). Когда происходит окисление, давление падает и прогнозируемая точка выбирается как падение на 25 фунтов на квадратный дюйм (~172,4 КПа) от максимального давления, достигаемого при 150^oC. Результаты представлены как число минут, потребовавшихся для снижения давления на 25 фунтов на квадратный дюйм (~ 172,4 КПа), как показано в таблице 11 в конце описания.

Эти данные показывают превосходные эксплуатационные характеристики масла по настоящему изобретению в качестве промышленной жидкости и гидравлической жидкости, для чего необходима высокая окислительная стабильность.

Формула изобретения

1. Высокоолеиновое соевое масло, обладающее высокой окислительной стабильностью, имеющее содержание С18 : 1 более 65% доли жирных кислот в масле, объединенные уровни содержания С18 : 2 и С18 : 3 менее 20% доли жирных кислот в масле, и время индукции по способу активного окисления более 50 ч, причем указанная окислительная стабильность достигнута без добавления антиоксиданта.

2. Масло по п.1, отличающееся тем, что указанное масло пригодно в качестве источника для смешивания при получении смешанных масляных продуктов.

3. Масло по п.1, отличающееся тем, что масло пригодно для приготовления пищевых продуктов.

4. Масло по п.1, отличающееся тем, что указанное масло дополнительно перерабатывают, причем указанные процессы переработки выбирают из группы, состоящей из гидрогенизации, фракционирования, переэтерификации и гидролиза.

5. Пищевой продукт, обладающий улучшенной стабильностью к окислению благодаря тому, что он содержит введенное в него масло по п.1.

6. Продукт, полученный при гидрогенизации, или фракционировании, или переэтерификации, или гидролизе масла по п.1.

7. Смешанный масляный продукт, полученный с маслом по п.1.

8. Побочные продукты, полученные при получении масла по п.1, которые представляют собой смолы, мыла, стеарины, лецитины, свободные жирные кислоты, токоферолы, стеролы и летучие вещества.

9. Побочный продукт по п.8, отличающийся тем, что он представляет собой дистиллят при дезодорации, содержащий повышенный уровень токоферола, причем сохраняется окислительная стабильность масла по п.1.

РИСУНКИ

MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины за
поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 26.04.2010

Дата публикации: 27.03.2011