지방관심화

Fat interesterification
이 기사는 화학 작용에 관한 것이다. 관련 건강 문제는 지방을 참조하십시오.

식품 산업과 생화학에서 관심화(IE)는 지방 제품의 지방산을 재조정하는 과정으로, 일반적으로 트리글리세라이드가 혼합되어 있다. 그 과정은 지방산 체인을 지방 분자의 글리세롤 허브에 연결하는 에스테르 결합 C–O–C를 깨뜨리고 개혁하는 것을 의미한다. 이러한 반응은 산업에서 화학적 관심화(CIE)라고 불리는 것을 생산하거나 효소에 의해 소위 효소 관심화(EIE)라고 불리는 무기 촉매에 의해 수행된다.[1]

이 과정은 일반적으로 특정 용도에 대해 용해 지점과 가소성 등 지방의 물리적 특성을 조정하는 데 사용된다. 예를 들어, 기름을 다른 고체 지방과 결합하여 고체 또는 반비솔리드 제품으로 바꾸는 데 사용할 수 있다. 야자유와 라우릭지방의 고체분수 분리를 방지하거나,[2] 느린 난시화를 방지하거나, 딥프라이에 더 적합한 오일을 만드는 데도 사용할 수 있다.

수소화 등 동일한 목적으로 사용되는 다른 공정에 비해 관심화에서는 일반적으로 제품 내 지방산의 원래 분포를 보존하고 있어 영양과 건강 속성이 보존될 것으로 기대된다. 그러나 그러한 다른 기법은 여전히 시작 지방이나 IE 제품에 적용될 수 있으며, 후자는 다른 지방과 혼합될 수 있다. 또한 IE에서 생산되는 새로운 트리글리세리드 중 일부는 통제된 결정화를 통해 분할(분리)될 수 있다.[3]

이자 첨가 지방은 쿠키, 크래커, 비스킷, 케이크와 아이싱, 유제품 지방 재배기, 파이 크러스트, 팝콘, 플랫브레드, 토르티야를 포함한 많은 산업용 식품에 사용된다.[4]

2개의 리놀렌산 잔류물(LAR)과 1개의 스테아린산 잔류물(SAR)이 있는 트리글리세라이드(왼쪽 위)와 3개의 SAR이 있는 트리글리세라이드(왼쪽 아래) 사이의 관심화 예로서, 각각 2개의 SAR과 1개의 LAR이 있다.

공급원료

일반적으로 공급 원료(시동 제품)는 두 개 이상의 오일이 혼합된 것이다.

특히 불포화 식물성 기름은 완전히 수소화된 버전으로 관심을 끌 수 있다. 이 절차는 부분 수소화에 의해 생성될 트랜스 지방산을 만들지 않고 덜 불포화 지방을 산출한다.[3]

과정

화학

원칙적으로, 각각 3개의 동일한 지방산(AAA와 BBB)을 가진 두 개의 순수 트리글리세리드(AAA, AAB, ABA, ABA, ABB, BBB)에 관심을 가했을 때 그 결과는 6개의 다른 트리글리세리드(AAAA, AAB, BAB, BBB)를 포함할 수 있다. 글리세롤 백본의 대칭성 때문에 숫자는3 2 = 8이 아니라 6이다.[5] 공급원료가 3개 이상의 구별되는 지방산을 가지고 있다면 그 수는 훨씬 더 많다.

"화학" 흥미화

이른바 '화학' 흥미화, 촉매는 메톡사이드화나트륨과 같은 무기 화합물이다. 이 반응은 고온에서 진행되며 이산화 지방 외에 나트륨 비누, 지방 메틸 에스테르, 모노글리세리드 등 3가지 부산물을 생성한다.[6]

효소 흥미화

오일 정화 침대와 효소 침대로 구성된 시스템을 통해 액체 오일과 고체(경질 지방) 오일이 혼합된 모습을 보여주는 고정식 침구 여과 시스템

효소 이자화(IE)는 에스테르 결합을 깨뜨리고 개혁하기 위해 효소를 사용한다. 효소란 가장 이 과정 esterase 있기에 적합한, 리파제, 아실라 아제, 산분해 반응, 에스테르 교환 반응, 에스테르 합성 또는 에스테르 교환 반응 촉진하는 효소, 효소, 그리고thermotolerant 내열성의 가수 분해 효소 활동을 포함해 포스포리파아제 또는 단백질 분해 효소 활동을 음모했다는, 그리고 polynucleotides.[7][8][9][10][11]

일부 효소는 글리세롤 허브의 위치 1과 3(sp1과 sp3)에서만 에스테르 결합을 깨뜨리고 개혁하여, 산은 위치 2(sp2)에 고정되게 한다.[5]

가장 일반적인 산업 EIE 공정은 액체 지방 공급 원료를 고정된 침상 원자로를 통해 강제하는데, 여기에는 일반적으로 오일 정화 침대와 효소 침대가 뒤따른다. 후자는 어떤 불활성 세밀한 기질에 고정된 효소를 가지고 있다. 첫 번째 침대는 효소를 불활성화하거나 효소의 성능에 영향을 줄 수 있는 기름 혼합물의 불순물을 제거한다. 효소 활성도는 시간이 지남에 따라 감소하므로 시간이 지남에 따라 흐름을 주의 깊게 관찰하고 조정하여 변환을 유지해야 한다. [5]

첫 번째 원자로가 효소 활성도가 가장 낮고 불순물과 유해 화합물의 대부분을 흡수하는 탠덤에 두 개 이상의 원자로가 사용될 수 있다. 이 염기서열은 마지막 원자로에 있는 가장 활동적인 효소를 보호한다.[12][13]

EIE는 처리 단계가 적고, 낮은 온도에서 수행할 수 있으며, 부산물을 생산하지 않으며, 생산 비용이 낮기 때문에 CIE를 대체해왔다.[14][15] [12]

이점

단순한 혼합에 비해 흥미진진한 지방은 가소성 범위가 넓어 성분의 분리 없이 더 넓은 온도 범위에서 물리적 성질을 유지한다는 것을 의미한다.[16] IE는 또한 콩기름과 같은 다양한 공급원을 사용할 수 있으며, 그것들은 세계적으로 생산된 팜기름보다 더 나은 위험관리 프로파일을 제공한다.

역사

효소 이자화의 가장 초기 기록은 1844년 테오필-줄스 펠루제가 부티르산에 의한 글리세롤의 에스테르화를 통한 트리글리세라이드 합성에 관한 연구를 발표했을 때였다.[17] 1920년에 지방산의 촉매 수소화 특허도 받은 빌헬름 노먼은 식용 지질의 화학적 관심화 특허를 받았다.[18] 이 과정은 일반 쇼트닝 라드의 확산성과 베이킹 특성을 개선함으로써 식품 산업에 실행 가능한 선택이 되었다.

효소 흥미화는 1970년대에 영국 콜워스 하우스의 유니레버 연구 센터 팀에 의해 개발되었다. 그들의 연구는 특정 효소의 사용이 예측 가능하게 위치 1과 위치 3에서 중성지방의 글리세롤 백본에 지방산을 재배열했다는 것을 증명했다. 이것은 사용 가능한 트리글리세라이드 유형의 범위를 확대했다.[19]

그러나 EIE는 높은 효소 가격 때문에 연구소에 크게 국한되었다. 트랜스산의 건강 영향에 대한 일반적인 우려가 산업계를 부분 수소화 대체 물질로 관심을 갖게 한 것은 2000년대에 이르러서야(비용이 저렴해 선택의 기름 경화 방식이었다)이다.[20] 실리카와 같은 불활성 고체 기질에 결합한 효소의 개발에 의해 채택이 크게 촉진되었다.[15]

참고 항목

참조

  1. ^ Institute of Shortenings and Edible oils (2006). "Food Fats and oils" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2007-03-26. Retrieved 2009-02-19.
  2. ^ Costales-Rodriquez, R.; Gibon, V.; Verhe, R.; De Greyt, W. (2009), "Chemical and Enzymatic Interesterification of a Blend of Palm Stearin: Soybean Oil for Low Trans-Margarine Formulation.", J Am Oil Chem Soc, 86 (7): 681–697, doi:10.1007/s11746-009-1395-2
  3. ^ a b Kellens, Marc (2000). "Interesterification Process Conditions". Retrieved 2007-01-29.
  4. ^ Hui, Y.H. (2006), Handbook of Food Science, Technology, and Engineering, Vol.1, Boca Raton: Taylor & Francis, ISBN 1-57444-551-0
  5. ^ a b c "화학 vs. 효소 흥미화." 드 그레이트, 윔 2004년 12월 6일, IUPAC-AOCS 지방, 석유 및 석유 시드 분석 및 생산 워크숍. 2010년 10월 20일 회수
  6. ^ 루소, D.(2002): "관심화가 지방의 물리적 특성에 미치는 영향" 지질의 물리적 특성 13장. CRC 프레스
  7. ^ US 2001/0004462 Sugeria 등
  8. ^ US 5,773,266 Bosley 외
  9. ^ 미국 5,658,768 퀸랜.
  10. ^ US 5,451,170 Miymoto 외
  11. ^ US 5,219,733 묘조 외
  12. ^ a b 미국 응용 프로그램 0138867 데이턴
  13. ^ 미국 응용 프로그램 0317902 데이턴
  14. ^ W. 햄과 R. 해밀턴, 편집자(2000): 식용유 가공. ISBN 1-84127-038-5
  15. ^ a b T. L. Husum, L. S. Pedersen, P. M. Nielsen, M. W. Christensen, D. Kristensen, H. C. Holm(2003) : "Enzymatic interestization: 프로세스 이점 및 제품 이점." 2006-01-04년 웨이백 머신에 보관. 팜 오일 정보 온라인 서비스. 2010-10-20 검색됨.
  16. ^ Osório, N. M.; Dubreucq, E.; Da Fonseca, MM R.; Ferreira-Dias, S. (2009), "Operational Stability of Immobilized Lipase/acyltransferase during Interesterification of Fat Blends.", Eur J Lipid Sci Technol, 111 (4): 358–367, doi:10.1002/ejlt.200800194, hdl:10400.5/9067
  17. ^ 침 물리 10 (1844년). 펠루즈, J. 앤 434페이지
  18. ^ DE 417,215 노먼
  19. ^ Wisdom, R. A.; Dunnill, P.; Lilly, M. D.; Macrae, A. (1984), "Enzymic Interesterification of Fats: Factors Influencing the Choice of Support for Immobilized Lipase.", Enzyme and Microbial Technology, 6 (10): 443–446, doi:10.1016/0141-0229(84)90093-0
  20. ^ "공공 보건 '승리 가능한 전투'에 관한 법률 및 정책 자원" 웨이백 머신 www.cdc.gov에 2011-01-31 보관. 2010년 10월 20일 회수.

외부 링크