Shea Nuts

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15.3.4 Trans-free fat production

完全水素化は、例えばフライ用途で必要となる、化学的に安定した脂肪材料の探索に対する簡単な答えを提供します。 しかしながら、フライ用途のためにトランス含有粘性液体を完全水素化脂肪の固体ブロックに置き換えることは、好ましくないかもしれない；特に完全水素化油は65℃以上のスリップ融点を持ち、フライ商品の周りにすぐに固体脂肪層を生成してしまうからである。 最近、新しいトランスフリーオイルの発売に伴い、オイルサプライヤーは様々な活動を行っています。 2004年には、ダウ・アグロサイエンス、ブンゲ、デュポンがゼロあるいは低トランス油のブランドを立ち上げ、2005年にはカーギルとバイエルクロップサイエンスがこれに加わりました。 これらの新油は、大豆、キャノーラ、その他の種子油の高オレイン酸（低リノール酸）変異体であるため、従来の油の化学的安定性の限界に対する答えであると考えられている。 この新しい形質は、従来の育種や遺伝子組み換え技術によって開発されたものである。 また、パーム油などの分画により、より安定した油の調達を試みることもできる。 しかし、その際、パーム油に存在するTAGの性質上、二重分画されたパームオレインでさえ、SFAが約30％と比較的豊富であることに留意しなければならない；それはパルミチン-オレイン酸-オレイン酸系のTAGを多く含む。

TFA含有TAGの構造化機能に依存する用途では、置換ははるかに困難になりかねない。 化学的安定性に重点を置いた用途では、PUFAを含まないことが重要な目的であるが、ここでは、TFA含有TAGの機能的な代替となる特定のTAGを特定する必要がある。 つまり、特定の用途に応じて、オーダーメイドの解決策を探さなければならないのです。 高温安定性と製造性が鍵となる油脂の用途には、完全飽和TAGを豊富に含む油脂組成物が適しています。 これは完全水素化によって最も容易に生成され、ステアリン酸を多く含む油脂組成物が得られる。 消費者の好みにより水素添加を避けなければならない場合、パーム油のステアリン留分は、完全飽和TAGを多く含む組成物の出発点となるものである。 湿式（溶剤支持）分画または多段階乾式分画により、SFAが80%以上のパームステアリンが得られる。 上記のいずれの方法でも、単一のTAGのみを豊富に含む脂肪組成物が生成されます。通常、完全水素化種子油ではトリステアリン、パームステアリンではトリパルミチンです。 これでは、小さくなりがちな混合結晶の機能性を発揮できないかもしれない。 このため、これらの油脂を単に混合するか、共同でエステル化工程に付すことが考えられる。 油脂組成物の溶融挙動が製品の安定性や完全性だけでなく、口当たりや沈殿挙動にも重要である場合、油脂はより狭い範囲の仕様を満たす必要がある。 パルミチン酸またはステアリン酸のみをベースとする完全飽和TAGは、そのような場合に非常に限られた量しか使用することができません。 部分水素添加油脂の急溶解性と良好な口当たりは、ステアリン酸とエライジン酸の両方を含むTAGの物性に基づくもので、ステアリン酸とエライジン酸の両方を含むTAGの物性は、部分水素添加油脂の物性に基づくものです。 このため、個々のTAGの融点は体温よりかなり高く、60℃以下の範囲にあります。 自然界には、この範囲の融点を持つTAGはほとんど存在しないのです。 これらのグリセリンエステルは、2つの飽和脂肪酸と1つの不飽和脂肪酸から成り、脂肪酸は通常、左右対称に配置されている（SUS：飽和-不飽和-飽和）。 例えば、融点が高いココアバターや、サル脂、コクム脂、シアナッツ油、マンゴー核油、そしてもちろんパーム油にも含まれる。 パーム油やパーム油フラクションの使用量が大幅に増加することは、現在生産能力を拡大している油脂供給会社によってすでに予想されている。 SUSとSSU-TAGを豊富に含む油脂組成物を製造する別の方法は、現在ADMとNovozymesによって推進されている。 彼らの酵素的エステル化ハードストックの一つは、完全水素化大豆油と在来大豆油をベースにしている。 これは、パーム油の受け入れが比較的少ない米国にとって、特に興味深いものである。 このアプローチ以外にも、SUS-TAGを豊富に含む、ステアリン酸のレベルが高い種子油を開発する試みが数多く行われているが、工業規模で利用できる脂肪を生成したものはまだない。

SUS-TAGは残念ながら融点が体温に非常に近く、一般に複雑で遅い結晶化挙動を示す。 SUS-TAGの融点が比較的低いため、高温での構造化には、これらのTAGを高レベルで存在させることが必要です。 前述の2つの特徴は、その価格と限られた入手可能性と相まって、これらのTAGを堅牢な商品用途にはあまり適さない。

あるいは、飽和中鎖および長鎖脂肪酸からなるTAGも、望ましい中間温度領域で溶ける（Garti and Sato, 1988も参照されたい）。 残念ながらこれらは天然には存在しない。 これらは、完全水素添加のパーム油から得られる十分な量の長鎖SFAと、パーム核脂肪またはココナッツ脂肪に存在する中鎖脂肪酸を含む脂肪の混合物をエステル化することによって製造することができる。 エステル化は常に出発脂肪酸混合物に応じたトリグリセリドの統計的混合物を提供するので、二長鎖、モノ中鎖脂肪酸の標的、高融点（HM）TAGの濃度は常に制限される。

あるいは、良好な結晶化特性を有する同様の高融点脂肪は、パームカーネル脂肪の完全水添によって作製することが可能である。 コーティングおよび他のココアバター様の用途に非常に適したこの脂肪の特性をさらに最適化するために、その脂肪酸の分布を無作為化するために、しばしばその後エステル化される。 エステル交換した完全水素化パーム核脂肪は部分水素化脂肪の良い代替品であるという提案にもかかわらず、その価格と酵素との相互作用のために、他の製品への適用は依然として制限されています

スプレッドや同様の用途における部分水素化脂肪の代替には、他の制約があります。 第一に、現代のスプレッド、ソフトタブ製品は、一般的に健康的な液体油を多量に供給するように設計されている。 これは、一般的にハードストックと呼ばれる構造化油脂が、限られた量で使用されることを意味する。 上述したような類似の油脂は、スプレッドに使用する資格がある。 既に述べたように、高過飽和度の製造工程では、多形転移の速度論が最も重要である。 中鎖および長鎖SFA（HM-TAG）からなるTAGを豊富に含む脂肪は、実際には転移時間が短いことが判明している。 さらに、この種のTAGは、結晶格子に分子レベルでかなり複雑にパッキングされているためか、例えば完全飽和長鎖脂肪酸ベースのTAGよりも小さな結晶を生成することがわかった。 このため、混合飽和TAGは、部分水素添加油脂の代替に特に適しています。 ここで注意しなければならないのは、この置換では、製品の融解プロファイルも図15.1の図に従って変化することである。 エステル交換油脂は、温度に対して比較的直線的なSFCを示すが、これはエステル交換混合物の組成によって操作することが可能である。 エステル交換油脂をそのまま使用すると、20℃での高いSFCと35℃での非常に低いSFCの組み合わせの限界にすぐに到達してしまう。 SFCを大幅に改善するためには、SUSタイプのTAGまたはHM-TAGを最適化する必要があります。 これは、異なるハードストックを組み合わせることによって達成することができます。 しかし、例えばHM-TAGハードストックを、経済的にスプレッドにあまり魅力的でないココアバター脂肪と混合すると、相乗効果が得られる代わりに、全く逆のことが起こることが分かります。 ある種の混合比では、固相中のTAGの不混和が起こり、SFCと構造化能の両方が実際に低下します。 このことは、加工条件によって影響を受けるTAGの混合挙動が、機能性油脂組成物の設計において重要な要素であることを示しています。 高機能性ハードストックを製造する試みにおいて、分画は重要な役割を担っている。 分画の適用には2つの可能性があり、利得化の前または後のいずれかに適用することができる。 分画の経済性は、分離プロセスから生じる二次的な画分の価値と用途に大きく依存する。 例えば、脂肪中のHM-TAG濃度を高めるには、出発原料の脂肪酸組成をステアリン酸およびパルミチン酸の2/3とラウリン酸の1/3の混合物に最適化することによって、HM-TAG濃度に関してエステル交換の収率を向上させることができる。 エステル化混合物から不飽和脂肪酸を除去することは、完全に水素化された出発原料を利用することによって達成することができる。 しかし、非水素化脂肪組成物では、出発原料の分画がこの方向へ進むための唯一の手段である。 パームオレインの市場価値が高いために経済的に魅力的である、エステル交換におけるパームステアリンの豊富な使用は、このプロセスの最も顕著な例である。 これもまた、先に述べたパーム油製造設備の増強の裏付けとなる。 ハードストック油脂中の機能性TAGの収率を高めるには、エステル交換後に分画を行うことが有効である。 しかし、この製造方法には2つの欠点がある。 第一に、濃縮したいTAGは、比較的小さな結晶サイズの混合結晶を形成するという特徴がある。 この特徴は、ステアリン画分とオレイン画分の分離に悪影響を及ぼすため、分画プロセスの円滑な実施に悪影響を及ぼすことは明らかである。 この欠点を改善するには、大きなコスト負担を伴う溶剤分画を使用するか、プロセスを再設計する必要があります。 第二に、分画後の副産物は高価である可能性が低いため、用途全体に対して法外なコストが発生する可能性があります。 一般的に、ハードストック油脂の後分別は、部分水素添加油脂の代替において、かなりのコストを追加することになるため、最後の手段であると考えるのが妥当であろう。 しかし、他の高価値の用途では、議論されたプロセスは非常によく適しているかもしれません

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