含有用來控制被動失油的固體聚甘油酯顆粒的不能消化型脂肪組合物的製作方法

2023-05-26 16:01:56 2

專利名稱：含有用來控制被動失油的固體聚甘油酯顆粒的不能消化型脂肪組合物的製作方法
技術領域：
本發明涉及不能消化型脂肪組合物，它可以用來全部或部分替代食物中的甘油三酯脂肪或油。更具體地說，本發明提供了能夠控制被動失油而又沒有過分的蠟質味道的不能消化型脂肪組合物。
曾經建議用某些多元醇脂肪酸多酯作為食品中使用的甘油三酯脂肪或油的低熱值或減熱值代用品。例如，曾經在低熱值食品組合物中使用不吸收和不消化的糖脂肪酸酯或糖醇脂肪酸酯部分或全部地替代脂肪，這些酯含有至少4個脂肪酸酯基，每個脂肪酸含有8到22個碳原子(見Mattson和Volpenhein的美國專利3，600，186，1971年8月17日頒布)。特別適於用這些多元醇多酯作為其中的甘油三酯脂肪或油的部分或全部代用品的食品包括適合用於煎炸的產品。遺憾的是，經常食入中等含量到高含量的完全液態的這些多元醇多酯會造成不合要求的被動失油，即，多酯經由肛門括約肌排出。相反，這些多酯在完全是固態時，在口腔溫度(例如92°F，33.3℃)下具有足夠高的固體含量，以致於食用時在口內產生蠟質味道或感覺。
作為這些完全液態或完全固態的不消化/不吸收的多元醇多酯的替代物，曾經研製出一些熔點居中的多元醇脂肪酸多酯，它們具有控制被動失油的作用，同時又可減少口中的蠟感(見Bernhardt的歐洲專利申請236，288和233，856，分別公開於1987年9月9日和8月26日)。這些熔點居中的多元醇多酯在體溫下顯示出獨特的流變性質，這是由於它們的基體中包含著很少量的固體(例如約12%或更少)，它們束縛著其餘的液體部分。結果，這些熔點居中的多元醇多酯在體溫下足夠粘，並且有足夠高的液/固穩定性，從而控制被動失油。這類熔點居中的多元醇多酯的一個實例是用完全氫化的(硬料)和部分氫化的大豆油脂肪酸甲酯的55∶45的混合物將蔗糖基本上完全酯化所得到的多元醇多酯(見上述歐洲專利申請的實施例1和2)。
這些熔點居中的多元醇多酯可以作為各種食用製品中的其它脂肪和油(包括烹調油和煎炸油)的全部或部分代用品。但是，已經發現，當煎炸用脂中含有大量這種不消化的熔點居中的多元醇多酯、特別是含量超過約40%時，炸出的某些食品，例如土豆片，與在被不消化的多元醇多酯部分取代的可消化的甘油三酯脂肪或油中炸出的土豆片相比，蠟質感覺明顯增加(就物理物質而言，「蠟質」與脂肪組合物在口中的感覺如何有關，特別是部分地與固體含量較高的產品的口感有關。)。實際上，在上述的歐洲專利申請233，856中已認識到與這些熔點居中的多元醇多酯有關的蠟質感覺增強，因為該申請公開的脂肪組合物中含有可消化的食物(例如甘油三酯和取代的甘油單酯和二酯)作為熔點居中的多元醇多酯的溶劑。但是，隨著提高甘油三酯對熔點居中的多元醇多酯的相對比例以減小蠟感，煎炸用脂的熱值也相應增加。另外，已經發現煎炸用脂中這些熔點居中的多元醇多酯的含量超過約40%時會對最終炸出的食品(尤其是炸土豆片)的香味有不利影響。
由熔點居中的多元醇多酯(例如上述歐洲專利申請236，288和233，856中的那些)造成的蠟味感覺據信至少是部分由於它們的固體脂肪含量(SFC)的變化，特別是在典型的室溫(即70°F，21.1℃)和體溫(即98.6°F，37℃)之間的變化。例如，歐洲專利申請233，856和236，128的實施例2中的熔點居中的蔗糖多酯，它在室溫和體溫之間的SFC變化斜率(如下文定義)約為-1.3。換言之，這些熔點居中的多元醇多酯的SFC變化斜率相對較大。由於這種較大的SFC變化斜率，這些熔點居中的多元醇多酯中的固體含量的變化可能會足夠大，以致於當這些室溫下的物質剛剛放入口中時會感覺到固體含量很高，從而導致蠟味感覺增強。
還曾經提出使用完全是液態的多元醇多酯與完全是固態的多元醇多酯硬料(優選用C10-C22飽和脂肪酸酯化，例如蔗糖八硬脂酸酯)的摻混物來控制被動失油(例如，參見Jandacek的美國專利4，005，195和Jandacek/Mattson的美國專利4，005，196，二者均於1977年1月25日頒布)。這些液態多元醇多酯和固態多元醇多酯硬料的摻混物在典型的室溫與體溫之間具有比較平坦的SFC變化斜率，即，其斜率是從0到約-0.3，更典型的是從0到約-0.1。換言之，這些摻混物的固體含量在室溫與體溫之間沒有或很少變化。
根據上述美國專利4，005，195和4，005，196的液體多元醇多酯和固體多元醇多酯硬料的摻混物，雖然至少暫時地提供了對被動失油的控制，但是未必能長時間地提供被動失油控制。已經發現，這些固體多元醇多酯硬料通常會在液體多元醇多酯中形成大的球狀顆粒(其尺寸一般約為3到32微米)。這些大的球狀顆粒可能會在這種摻混物貯存期間與液體多元醇多酯發生相分離。其結果是形成一個兩相體系，其中的液體部分沒有或只有很小的被動失油控制作用。
此外，根據上述美國專利4，005，195和4，005，196的液體多元醇多酯和固體多元醇多酯硬料的摻混物未必能形成蠟味較小的產品。正如在上述專利中提到的，需要較高含量的固體多元醇多酯來提供被動失油控制。例如，硬料的用量最好是液體多元醇多酯重量的約20%至約50%(見美國專利4，005，195第9段，65-68行)。為了在體溫下控制被動失油而使用的高固體多元醇多酯硬料含量可能會導致形成帶有蠟味的產品，因為在口腔溫度下存在的固體含量也比較高。
根據上述，最好是提供含有液體多元醇多酯和固體多元醇多酯硬料顆粒摻混物的不能消化型脂肪組合物，該摻混物中的硬料顆粒與液體多元醇多酯不發生或很少發生相分離。另外，最好是能夠減少為實現有效的被動失油控制所需的固體多元醇多酯硬料的含量，以便得到蠟味較小的產品。
除了與液態的不能消化的油組合作為被動失油控制劑使用之外，一些在約25℃或更高溫度下是固體的多元醇多酯還可以作為常規的可消化的甘油三酯油的增稠劑。例如，曾將這些固體多元醇多酯作為「增稠劑」與可消化的或不可消化的液體油相摻混，用在諸如起酥油之類的製品中以及含有油脂與非油脂成分組合物的其它食用產品中，例如人造黃油、蛋黃醬及冰凍奶制甜食等等(例如，參見Jandacek和Letton的美國專利4，797，300，1989年1月10日頒布)。但是，這些先有技術中的增稠劑必須以10%到25%的用量使用。因此，最好是減少這類增稠劑的用量以便提供蠟味較小的產品。
本發明涉及不能消化型脂肪組合物，它們可作為食品中甘油三酯脂肪和油的代用品。這些組合物在室溫(70°F)和體溫(98.6°F)之間的固體脂肪含量(SFC)的變化斜率是從0到約-0.75%固體/°F。這些組合物還含有一種不能消化的液體油組分，其中分散著不能消化的聚甘油酯顆粒，其量足以控制在食入這種不能消化的脂肪組合物時的被動失油。
本發明組合物的不能消化的液體油組分是完全熔化的溫度低於約37℃的一種組分。不能消化的固體聚甘油酯顆粒作為失油控制劑使用，可以用來形成這種固體顆粒的聚甘油酯是完全熔化溫度高於約37℃的聚甘油酯，其中的酯基含有長鏈的(C16-C26)脂肪酸基，而且這些長鏈脂肪酸中有至少約40%含有至少8個碳原子。分散在本發明的組合物中不能消化的液體組分內的不能消化的固體聚甘油酯顆粒，其另一特點是使本發明的脂肪組合物具有至少約10千帕/秒的觸變面積值(定義見下文)。
本發明的不能消化型脂肪組合物與已知的熔點居中的多元醇多酯及先有技術的液體多元醇多酯和多元醇多酯硬料的摻混物相比，具有明顯的優點。較小的不能消化的顆粒提供了對被動失油的特別有效的控制。因此，在體溫下為控制被動失油所需的固體含量可以減小到比較低的水平(例如小於不能消化的脂肪的約20%，最好是小於約15%)。此外，本發明的不能消化的脂肪具有較平坦的SFC變化斜率，因此固體含量在典型的室溫和體溫之間變化很小或不變。為控制被動失油所需的固體含量較低與固體含量在室溫和體溫之間沒有或很少變化這兩點相結合，可以形成含有這些不能消化的脂肪的蠟味較小的產品。
本發明還涉及使用上述不能消化的多元醇多酯物質的顆粒作為增稠劑的可消化的脂肪組合物。這類組合物含有從約85%到約99%的可消化的食用油和從約1%到約15%的不能消化的固體聚甘油酯顆粒。


圖1是炸土豆片的冷卻曲線樣板圖。
圖2是分散在液體蔗糖多酯中的固體聚甘油酯顆粒的顯微照片(放大1000倍)。
A.定義「不能消化的」是指在下文的分析部分中敘述的脂酶試驗中，與甘油三酯相比，甘物質僅有約70%或更少、優選僅20%或更少、更優選1%或更少能被酶水解。
這裡所用的粒子的「厚度」是在其常用的意義上使用，即任何給定粒子的三個尺寸(長度、寬度、高度)中的最小尺寸。
這裡所用的「球狀的」一詞是指基本上為球形或圓形的、本質上是三維的顆粒。
這裡使用的「片狀的」一詞是指基本上扁平的、本質上是兩維類型的顆粒，它在伸展的平面構型中具有尺寸遠大於厚度的長度和寬度。
這裡所用的「絲狀」和「棒狀」等術語是指細長的、本質上是一維的顆粒。
這裡所用的「完全熔化溫度」一詞是指所有固體組分均已熔化時的溫度。本文提到的所有的熔化溫度均按下文敘述的差示掃描量熱法(DSC)測定。
這裡所用的「含有」一詞意味著在本發明的不能消化型脂肪組合物和方法中可以聯合使用各種組分或步驟。因此，「含有」一詞包括了更具限制性的「組成基本為」和「組成為」等名詞。
「多元醇」是指一種多羥基醇，它含有至少4個、優選4到12個、更優選4到8個、最優選6到8個羥基。因此多元醇包括糖(即，單糖、二糖和三糖)、糖醇(即，糖的還原產物，其中醛或酮基團已被還原成醇)、其它的糖衍生物(例如烷基配糖物)、聚甘油(例如雙甘油和三甘油)、季戊四醇和聚乙烯醇。合適的糖、糖醇和糖衍生物的具體實例包括木糖、阿拉伯糖、核糖、木糖醇、赤蘚醇、葡萄糖、甲基配糖物、甘露糖、半乳糖、果糖、山梨糖醇、麥芽糖、乳糖、蔗糖、棉子糖和麥芽三糖。優選的多元醇包括赤蘚醇、木糖醇、山梨糖醇和葡萄糖、以蔗糖為特別優選的多元醇。
「多元醇多酯」是指如上文定義的含有至少4個酯基的多元醇，即，至少4個羥基用脂肪酸或其它有機酸酯化。含有3個或更少的脂肪酸酯基的多元醇酯以與常規的甘油三酯脂肪或油大致相同的方式在腸道中被消化(而且消化的產物在腸道中被吸收)，而含有4個或更多酯基的那些多元醇酯基本上不能消化，因此不能被人體吸收。不需要將多元醇的所有羥基酯化，但是最好是二糖分子中含有的未酯化的羥基不多於3個，更優選不多於2個，以便使其成為不能消化的。一般來說，多元醇的基本上全部(例如至少約85%)的羥基均被酯化。對於液體多元醇多酯，最好是多元醇中至少約95%的羥基被酯化。對於蔗糖多酯的情形，通常多元醇中約7到8個羥基被酯化。
「酯基」是指由羥基與有機酸或酸的衍生物反應形成的那一部分，該部分含有脂肪酸和/或其它的有機基團，它們含有至少2個碳原子，通常含有至少8個碳原子，更典型的是含有至少12個碳原子，最典型的是含有至少16個碳原子。這類脂肪酸和其它的有機酸基團的代表性實例包括乙酸、丙酸、丁酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、肉豆蔻油酸、棕櫚酸、棕櫚油酸、硬脂酸、油酸、反油酸、蓖麻油酸、亞油酸、亞麻酸、桐酸、花生酸、花生四烯酸、山萮酸、二十四烷酸、芥酸、蠟酸等脂肪酸基和其它的有機酸基，包括形成芳族酯的基團，例如苯甲酸基和甲苯甲酸基;支鏈基團，例如異丁酸、新辛酸或甲基硬脂酸基;超長鏈的飽和或不飽和的脂肪酸基，例如二十三烷酸或二十三烯酸基;環狀脂族基團，例如環己烷羧基;以及形成聚合酯的基團，例如聚丙烯酸或二聚脂肪酸基。脂肪酸或其它有機酸基可以從天然存在的或合成的酸衍生得到。酸基可以是飽和的或不飽和的，包括位置異構體或幾何異構體，例如順式或反式異構體;直鏈或支鏈的芳族或脂族基團;而且可以所有酯基全相同，也可以是不同的酸基團的混合物。
除非另外指明，本文中使用的所有百分數、比例及份數均指重量。
B.不能消化的液體油本發明的不能消化型脂肪組合物的一個關鍵組分是一種完全熔化溫度低於約37℃的不能消化的液體油。適合用於本發明的不能消化的食用液體油包括液體多元醇多酯(參見Jandacek的美國專利4，005，195，1977年1月25日頒布);丙三羧酸的液態酯(參見Hamm的美國專利4，508，746，1985年4月2日頒布);二羧酸的液態二酯，例如丙二酸和丁二酸的衍生物(參見Fulcher的美國專利4，582，927，1986年4月15日頒布);α-支鏈羧酸的液態甘油三酯(參見Whyte的美國專利3，579，548，1971年5月18日頒布);含新戊基的液態醚和醚酯(參見Minich的美國專利2，962，419，1960年11月29日頒布);聚甘油的液態脂族多醚(參見Hunter等的美國專利3，932，532，1976年1月13日頒布);液態的烷基配糖物脂肪酸多酯(參見Meyer等的美國專利4，840，815，1989年6月20日頒布);兩個醚鍵連接的羥基多羧酸(例如檸檬酸或異檸檬酸)的液態多酯(參見Huhn等的美國專利4，888，195，1988年12月19日頒布);環氧化物加長的多元醇的液態酯(參見White等的美國專利4，861，613，1989年8月29日頒布);以及液態的聚二甲基矽氧烷(例如可自DowCorning公司得到的液體矽氧烷)。上述所有涉及不能消化的液體油組分的專利都引入本文作為參考。
優選的不能消化的液體油是含有液態糖脂肪酸多酯、液態糖醇脂肪酸多酯及其混合物的液態多元醇脂肪酸多酯。用於製備這些液態多元醇多酯的優選的糖和糖醇包括赤蘚醇、木糖醇、山梨糖醇和葡萄糖，以蔗糖最為優選。用於製備這些液態多元醇多酯的糖或糖醇起始物優選用含有8到22個碳原子、最優選含有8到18個碳原子的脂肪酸酯化。這類脂肪酸的合適的天然來源包括玉米油脂肪酸、棉子油脂肪酸、花生油脂肪酸、大豆油脂肪酸、卡諾拉(canola)油脂肪酸(即，從低芥酸含量菜子油衍生得到的脂肪酸)、葵花子油脂肪酸、芝麻油脂肪酸、紅花油脂肪酸、分級的棕櫚油脂肪酸、棕櫚仁油脂肪酸、椰子油脂肪酸、牛油脂肪酸和豬油脂肪酸。
液態的不能消化的多元醇脂肪酸多酯在體溫下(即98.6°F，37℃)沒有或很少有固體。這些液體多元醇多酯的酯基通常含有高比例的C12或更低級的脂肪酸基，或者含有高比例的C18或更高級的不飽和脂肪酸基。在液態多元醇多酯中含有高比例的不飽和C18或更高級的脂肪酸基時，結合到多酯分子中的脂肪酸通常至少約有一半是不飽和的。這類液態多元醇多酯中的優選的不飽和脂肪酸是油酸、亞油酸及其混合物。
以下是適合用於本發明的具體的液態多元醇多酯的非限制性實例蔗糖四油酸酯、蔗糖五油酸酯、蔗糖六油酸酯、蔗糖七油酸酯、蔗糖八油酸酯、不飽和豆油脂肪酸、卡諾拉油脂肪酸、棉子油脂肪酸、玉米油脂肪酸、花生油脂肪酸、棕櫚仁油脂肪酸或椰子油脂肪酸的蔗糖七酯和八酯、葡萄糖四油酸酯、椰子油或不飽和豆油脂肪酸的葡萄糖四酯、混合豆油脂肪酸的甘露糖四酯、半乳糖四油酸酯、阿拉伯糖四亞油酸酯、木糖四亞油酸酯、半乳糖五油酸酯、山梨糖醇四油酸酯、不飽和豆油脂肪酸的山梨糖醇六酯、木糖醇五油酸酯以及它們的混合物。
適合用於本發明的組合物的液體多元醇多酯可以用本領域技術人員已知的多種方法製備。這些方法包括使用各種催化劑，用含有所要酸基團的脂肪酸甲酯、乙酯或甘油酯進行多元醇(即糖或糖醇)的酯基轉移作用;用脂肪醯氯將多元醇醯化;用脂肪酸酐將多元醇醯化;和用所要求的酸本身將多元醇醯化(例如，參見美國專利2，831，854、3，600，186、3，963，699、4，517，360和4，518，772，它們都被引入作為參考。這些專利公開了製備多元醇脂肪酸多酯的合適方法。)。
C.固體聚甘油酯組分本發明中不能消化型脂肪組合物的第二個關鍵組分含有較小的某些聚甘油酯的不能消化的固體顆粒，它們分散在不能消化的液體油中，以便控制或防止被動失油。這些顆粒可以是各種形式或形狀，包括球狀、片狀、絲狀或棒狀、或是各種形狀的組合，但是通常是球狀或片狀。這些顆粒的厚度一般約為1微米或更小。但是，從對於本發明的組合物中不能消化的液體油組分提供有效的被動失油控制的角度來看，優選較薄的粒子。因此，這些顆粒的厚度優選為0.1微米或更小，更優選小於0.05微米或更小。這些顆粒還具有高於約37℃的完全熔化溫度，優選高於約50℃，更優選高於約60℃。
構成這些不能消化的顆粒的多元醇多酯物質，用下文在分析方法部分中提到的差示掃描量熱法(DSC)測得的完全熔化溫度應該足夠高，以便使這些不能消化的顆粒分散在不能消化的液體油中時，顆粒本身具有上面指定的熔化溫度特性。例如，完全熔化溫度剛好為37℃的多元醇多酯物質可能形成不了分散在不能消化的液體油中時完全熔化溫度高於約37℃的固體顆粒。因此，在某些情形下，為了形成與不能消化的液體油相組合時完全熔化溫度為37℃的固體顆粒，純的多元醇多酯物質的完全熔化溫度可能必須略高於約37℃，例如約40℃或更高。
這些不能消化的顆粒通常以分離的不聚結的實體形式分散在不能消化的液體油中。但是，這些不能消化的顆粒也可能聚結在一起形成大得多的聚集體，分散在不能消化的液體油中。片狀的不能消化的顆粒尤為如此。片狀的不能消化的顆粒的聚集體一般採取球形，它具有多孔的特點，因此能夾帶相當大量的不能消化的液體油。據信這種多孔結構和與之相關的夾帶大量不能消化的液體油的能力使這些聚結的片形粒子可以提供很有效和高效率的被動失油控制，雖然還不如沒有聚結的顆粒的效率高。
用來形成本發明的脂肪組合物的聚甘油酯含有至少約2個甘油基，較優選含有3到10個甘油基，更優選含有4到8個甘油基，最優選含有4到6個甘油基。通常使用聚甘油酯的混合物，按照下文分析方法部分中的定義，其平均甘油聚合度(n)約為2到10，優選約為3到8，更優選約為3到6。這類聚甘油酯混合物中甘油基數目的分布可窄可寬。一般來說，聚甘油酯中至少約30%的羥基被脂肪酸酯化。最好是至少約50%的羥基被酯化。本發明中使用的聚甘油酯物質的酯化百分數可以按照下文的分析方法部分中提到的方法測定。
構成本發明的固體聚甘油酯組分的酯基含有長鏈(C16-C26)脂肪酸基，這些長鏈脂肪酸中至少40%是飽和的並且含有至少18個碳原子。優選至少約50%的長鏈脂肪酸是飽和的並含有至少18個碳原子，更優選至少約75%的長鏈脂肪酸是飽和的並含有至少18個碳原子，最優選至少約75%的長鏈脂肪酸是飽和的並含有至少18個碳原子，最優選至少約85%的長鏈脂肪酸是飽和的並且含有至少18個碳原子。
構成本發明的聚甘油酯組分上的酯基的脂肪酸基可以是飽和的或不飽和的。實際上，聚甘油酯組分可以用指定的碘值來進一步表徵，它是形成酯基的脂肪酸的不飽和度的量度。本發明的固體聚甘油酯的碘值以小於50為宜，優選小於約20，更優選小於約10，最優選小於約5。
從含有所要脂肪酸的源油(例如豆油、棉子油、紅花油、菜子油、卡諾拉油、玉米油、葵花子油和牛油)得到的混合脂肪酸可以用來形成本發明所用的聚甘油酯物質的酯基中的脂肪酸基。例如，可以用硬化的(即氫化的)高芥酸含量菜子油脂肪酸代替純的山萮酸。脂肪酸可以「原樣」使用和/或氫化後、和/或異構化後、和/或純化後使用。最好是將山萮酸(或其衍生物，例如甲酯)用例如蒸餾法進行濃縮。
本發明使用的固體聚甘油酯物質可以根據已知的製備多元醇多酯的方法製備。這類製備方法之一包括使聚甘油和所需成酯酸的醯氯或酸酐反應。這可以通過順序酯化法或將所有脂肪酸混在一起一次加入的方法來完成。參見Letton的歐洲專利311，154，1989年4月12日公布(本文引用作為參考)。
製備這些固體聚甘油酯的另一方法包括使所需各個酸的甲酯與聚甘油在脂肪酸皂和鹼催化劑(例如碳酸鉀)的存在下反應。例如，參見Rizzi等的美國專利3，963，699，1976年6月15日頒布;Volpenhein的美國專利4，518，772，1985年5月21日頒布;Volpenhein的美國專利4，517，360，1985年5月14日頒布，它們均涉及多元醇多酯的合成，在本文中引用作為參考。
D.被動失油很小的不能消化型脂肪組合物的製備為了製備被動失油控制有改進的不能消化型脂肪組合物，將不能消化的液體油與上述的固體聚甘油酯顆粒相混合。聚甘油酯顆粒的用量要足以控制或防止被動失油。對於任何給定的脂肪組合物，什麼算是「足以控制或防止被動失油的量」取決於其中所用的具體的聚甘油酯、所要求的被動失油控制的具體改進以及對於所配製的不能消化型脂肪組合物的最終產品用途能夠忍受的蠟味口感程度。一般來說，這樣形成的不能消化型脂肪組合物將含有從約60%到約99%的不能消化的液體油和從約1%到約40%的固體聚甘油酯顆粒。混合物中優選含有從約80%到約99%的不能消化的液體油和從約1%到約20%的固體聚甘油酯顆粒，較優選含有從約85%到約99%的不能消化的液體油和從約1%到約15%的固體聚甘油酯顆粒，更優選含有從約90%到約99%的不能消化的液體油和從約1%到約10%的固體聚甘油酯顆粒，最優選含有從約95%到約99%的不能消化的液體油和從約1%到約5%的固體聚甘油酯顆粒。從減小不能消化型脂肪組合物的固體組分留下的蠟味口感的角度來看，使用高含量的不能消化的液體油(即，低含量的聚甘油酯顆粒)可能是理想的。但是，從控制或防止在食入含有這類不消化的液體油時的被動失油的角度來看，可能希望固體聚甘油酯顆粒的含量較高(即，不能消化的液體油的含量較低)。
為形成不能消化的液體油和固體聚甘油酯顆粒的組合物，通常是簡單地將液體與固體組分混合在一起，將混合物加熱直到固體的聚甘油酯物質溶於油中，然後將混合物冷卻到適當的結晶溫度，例如室溫，使聚甘油酯顆粒形成。
在本發明的脂肪組合物中形成的聚甘油酯顆粒的具體大小取決於油和所溶固體的熱混合物的冷卻速度。這裡所說的冷卻速度定義為在(a)加熱的油/溶解的固體組合物和(b)冷卻結晶的液體/固體顆粒組合物之間的溫度差除以產生這一溫度差所用的時間。一般來說，在形成脂肪組合物時採用的冷卻速度越快，分散在該組合物中的固體聚甘油酯物質的顆粒越小。在形成脂肪組合物時使用的理想冷卻速度一般大於0.6℃/分(1°F/分)，優選大於2.8℃/分(5°F/分)，更優選大於5.6℃/分(10°F/分)，最優選大於27.8℃/分(50°F/分)。在需要原位形成不能消化型脂肪組合物的情形，例如在它們構成其中一部分的食用製品內形成，則應該選擇脂肪組合物各組分的類型和濃度，以便使食用製品所經受的冷卻型式能在食用製品內形成所要求數量和大小的固體聚甘油酯顆粒。
形成根據本發明的不能消化的薄顆粒能對所形成的脂肪組合物提供特別有效的被動失油控制。這種高效率使得能將不能消化型脂肪組合物中的固體含量降至相對較低的水平(例如降至約1%到約15%)。為實現被動失油控制所需的固體含量的減少和固體含量在典型的室溫與體溫之間的很小或沒有變化結合在一起，使得這種不能消化的脂肪的蠟味感覺較小。
選擇不能消化的液體油和不能消化的固體聚甘油酯組分以及它們各自的濃度，以便得到具有一定物理特性的不能消化型脂肪組合物。首先，本發明的不能消化的脂肪在從典型的室溫到體溫的溫度範圍內，即從70°F到98.6°F的溫度範圍內，應當有比較平坦的固體脂肪含量(SFC)變化斜率。在上述溫度之間的SFC變化斜率應該是從0到約-0.75%固體/°F，優選從0到約-0.5%固體/°F，更優選從0到約-0.3%固體/°F，最優選從0到約-0.1%固體/°F。測定組合物的SFC變化斜率的方法在下文的分析方法部分中有說明。
本發明的不能消化型脂肪組合物還應當具有特定的觸變面積值。這些觸變面積值用某種方法測定，該方法反映了不能消化型脂肪組合物在按照脂肪用於任何給定的最終用途食品中將會遇到的冷卻方式冷卻結晶時的表現粘度和觸變性。例如，對於本發明的不能消化的脂肪的情形，可以近似炸土豆片的冷卻方式，而且這樣一種冷卻方式將是其它濃度煎炸的加鹽小吃產品的典型代表。本發明的不能消化型脂肪組合物一般具有約10千帕/秒(kPa/sec)或更高的觸變面積值，優選約25kPa/sec或更大，較優選約45kPa/sec或更大，更優選約70kPa/sec或更大，最優選約80kPa/sec或更大。觸變面積值用下文在分析方法部分敘述的方法測定。
E.使用不能消化型脂肪組合物的食用製品本發明的不能消化型脂肪組合物可以用在各種含脂肪的可食產品中，包括食品、飲料和藥物，可以單獨使用或與其它物質(例如可消化的脂肪或油)一起使用。特別是，本發明的不能消化的脂肪可以任選地和可消化的甘油三酯脂肪或油一起配製。一般來說，這些製品可以含有從約10%到100%的不能消化的脂肪和從0%到約90%的可消化的甘油三酯脂肪或油。這些製品中優選含有從35%到100%、更優選從約50%到約100%、最優選從約75%到約100%的不能消化的脂肪和從0%到約65%、更優選從0%到約50%、最優選從0%到25%的可消化的甘油三酯脂肪或油。因為這些甘油三酯脂肪或油的潛在的熱值影響，最好是將它們在本發明的不能消化的脂肪中的摻加量減至最小。
這裡所說的「甘油三酯油」一詞是指在約25℃以上為流體或液體的那些甘油三酯組合物。雖然並非必需，但是用在本發明中的甘油三酯油可以包括在25℃以下仍是流體或液體的那些甘油三酯油。甘油三酯物質主要由這些甘油三酯油構成，但是也可以含有殘留含量的其它組分，例如甘油單酯和二酯。為了在25℃以下保持為流體或液體，甘油三酯油中含有極少量的熔點高於約25℃的甘油三酯，以便在甘油三酯油冷卻時限制固體的增加。甘油三酯油最好是化學穩定的並且抗氧化。
合適的甘油三酯可以從天然來源的液體植物油得到，例如棉子油、豆油、紅花油、玉米油、橄欖油、椰子油、棕櫚仁油、花生油、菜子油、卡諾拉油(即，低芥酸含量菜子油)、芝麻油、葵花子油以及它們的混合物。將棕櫚油、豬油和牛油通過皂析或定向酯交換、接著分離出油等方法得到的液體油級分也是適用的。不飽和酸的甘油酯中主要的油可能需要部分氫化或接觸氫化以保持風味，但是應當注意不要使熔點高於25℃的甘油酯大量增加。當選用的油中含有的熔點在25℃和40℃之間的固體含量高於理想值時，可能需要將固體分離出來。例如，精製和輕度氫化並且過濾的豆油以及精製的棉子油均適合使用。
這裡所用的「甘油三酯脂肪」一詞是指在約25℃以上為固態或軟化態的那些甘油三酯組合物。這些固體脂或軟化脂可以自植物或動物得到，或者可以是可食的合成脂肪或油。例如，可以使用在室溫下為固體的動物脂肪，例如豬油、牛油、牛軟脂、工業牛脂、牛硬脂等等。另外，甘油三酯油(如不飽和的植物油)可以轉化成軟化脂，其作法是將油的脂肪酸成分的不飽和雙鍵部分氫化，隨後用常規的冷卻和結晶技術，或者是將它與足夠量的在室溫下為固體的甘油三酯適當混合以形成剛性的聯生晶體結構，此結構幹擾液態油的自由流動性能。對於固體脂或軟化脂的進一步的實例，參見Purves等的美國專利3，355，302(1967年11月28日頒布)和Darragh等的美國專利3，867，556(1975年2月18日頒布)，二篇專利均在本文中引用作為參考。因為固體脂或軟化脂顯著增大了固體的含量，它們的摻入可能會對本發明的含脂可食製品的感官性能，尤其是蠟味，產生不利的影響。
適合用在本發明的不能消化的脂肪中的甘油三酯脂肪和油可以包括某些甘油三酯，這些酯中的甘油分子的一個、二個或三個OH基已被乙醯基、丙醯基、丁醯基、己醯基、辛醯基或癸醯基取代，甘油分子的其餘OH基(如果有的話)被含有12到24個碳原子的飽和或不飽和脂肪酸的醯基取代。
本發明的不能消化型脂肪組合物還可以與低熱值的中等鏈長及混合的中等/長鏈甘油三酯混合使用，例如在Ehrman等的美國專利4，888，196(1989年12月19日頒布)和Seiden的歐洲專利申請322，027(1989年6月28日分開)中所公開的，上述二篇專利均在本文中引用作為參考。
本發明的不能消化型脂肪組合物可以作為起酥油和油製品或用於其中。這些起酥油和油製品可以用於煎炸，例如製做法式炸土豆、由土豆切片或加工的土豆片製成的炸土豆片、炸土豆條、炸玉米片、炸玉米餅片、炸面圈、炸雞、炸魚和油煎餡餅(例如半圓形夾餡卷餅)。起酥油和油製品也可以用來製做任何形式的烘烤製品，例如半成食品、存放穩定的烘烤製品和冷凍的烘烤製品，包括但不限於蛋糕、燕麥花卷條、胡桃巧克力小方餅、鬆餅、長方形小甜餅、薄脆餅、餅乾、糕點、餡餅、餡餅皮，以及家常小甜餅，包括夾層餅、巧克力片夾心餅，特別是存放穩定的雙層小甜餅(如在Hong等人的美國專利4，455，333(1984年1月19日頒布)中公開的)。這些烘烤製品可以含有水果、奶油或其它填料。其它的烘烤製品應用包括麵包和卷餅、薄脆餅乾、椒鹽卷餅、薄煎餅、蛋奶烘餅、冰淇淋蛋卷和冰淇淋杯、酵母發酵的烘烤製品、義大利餡餅和餡餅皮，以及烘烤的麵粉制的小吃製品和其他烘烤的加鹽小吃。
含有本發明的不能消化型脂肪組合物的其它含脂可食製品包括冰淇淋、冰凍甜食、奶酪、塗抹乾酪、肉、肉類代用品、巧克力糖果、色拉調味汁、蛋黃醬、人造黃油、塗抹食品、酸奶油、酸乳酪、咖啡用奶油、花生醬、擠壓成形的小吃，例如玉米圈、膨化玉米、丸形小吃、用玉米或其它穀物(例如小麥、大米等)製成的半成品和其它擠壓成形的小吃、烤堅果和飲料(例如牛奶和冰淇淋等的混合飲料)。
根據本發明的含脂可食製品可以包含無熱值或低熱值的增甜劑，它們可以單獨使用或是與填充劑組合使用。這些無熱值或低熱值的增甜劑包括但不限於天門冬甜素、糖精、Alitame、非洲竹竽甜素(thaumatin)、二氫查耳酮、雙氫噁噻嗪和環己烷氨基磺酸鹽。
可以用在含有本發明的不能消化型脂肪組合物的含脂可食製品中的填充劑或稠化劑包括部分或完全不能消化的碳水化合物，例如聚右旋糖和纖維素或纖維素衍生物，例如D，L-糖、羧甲基纖維素、羧乙基纖維素、羥丙基纖維素、甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素和微晶纖維素。其它合適的填充劑包括樹膠(水膠體)、澱粉、糊精、發酵的乳清、豆腐、麥芽糖糊精、多元醇(包括糖醇，例如山梨糖醇和甘露糖醇)和碳水化合物(例如乳糖)。
含有本發明的不能消化型脂肪組合物的含脂可食製品還可以包含飲食纖維。「飲食纖維」是指抗哺乳動物酶消化作用的複合碳水化合物，例如在植物細胞壁和海草中發現的碳水化合物和由微生物發酵製得的那些碳水化合物。這些複合碳水化合物的實例是麥、纖維素、半纖維素、果膠、樹膠和粘膠、海草提取物和生物合成樹膠。纖維素質纖維的來源包括蔬菜、水果、種子、穀物和人造纖維(例如通過細菌合成)。也可以使用商品纖維，例如純化過的植物纖維素或纖維素粉。可以使用天然存在的纖維，例如歐車前和得自全柑桔皮、柑桔白軟皮、糖制甜菜、柑桔果肉和囊泡固體、蘋果、杏和西瓜皮的纖維。
這些飲食纖維可以是粗製形式或純化形式。所用的飲食纖維可以是單獨型(例如纖維素)、複合型(例如含有纖維素和果膠的柑桔白軟皮)或某些組合纖維(例如纖維素和樹膠)。這些纖維可以用本領域已知的方法加工。
本發明的不能消化型脂肪組合物還可以用維生素和礦物質強化，尤其是用脂溶性維生素強化。脂溶性維生素包括維生素A、維生素D、維生素E及它們的前體。參見Mattson的美國專利4，034，083，1977年7月5日頒布(本文引用作為參考)，該專利公開了可以用來強化多元醇脂肪酸多酯的脂溶性維生素。
在本發明的不能消化型脂肪組合物中還可以包括通常在脂肪產品中存在的各種其它組分。這些其它的組分包括穩定劑，用以防止高溫下的氧化降解。矽油，尤其是甲基和乙基矽油可供此用。還證實甲基矽油可有效地減小煎炸期間的聚合速度。還可以加入通常包含在脂肪產品中的其它添加劑，例如少量加入的任選調味劑、乳化劑、防濺劑、抗粘劑、抗氧化劑等。
F.固體聚甘油酯顆粒的另一用途已經發現，在本發明的不能消化型脂肪組合物中作為被動失油控制劑使用的固體聚甘油酯顆粒也可有效地用於常規可消化的甘油三酯油或含油產品的增調劑。因此，這些多元醇多酯固體顆粒可以作為「增稠劑」或「硬料」以約1%到約40%(通常為1%到15%，更典型的是1%到10%，最典型的是1%到8%)的用量摻入到烹調油和色拉油或半固體食物製品(例如起酥油)中的可消化的液體油中，以及含有脂肪和非脂肪成分組合物的其它食物製品中，例如人造黃油、蛋黃醬、冰凍奶制甜食等等。這些組合物用的油可以含有常用的可消化的甘油三酯油，例如棉子油、玉米油、卡諾拉油或豆油，或是中等或中等及長鏈的甘油三酯。
G.分析方法用來表徵本發明要素的一些參數用實驗分析方法定量測定。這些方法中的各項詳述如下1.多元醇多酯的脂肪酸成分多元醇多酯的脂肪酸成分(FAC)用氣相色譜法測定，使用Hewlett-PackardS712A型氣相色譜儀，其中裝有火焰電離檢測器和一個Hewlett-Packard7671A型自動取樣器。使用的色譜方法在「OfficialMethodsandRecommendedPracticeoftheAmericanOilChemistsSociety」，1989年，第4版，方法1-Ce62中有說明(本文引用作為參考)。
2.蔗糖多酯的酯分布蔗糖多酯的各個八酯、七酯、六酯和五酯以及從四酯到單酯加起來的相對分布可以用正相高效液相色譜法(HPLC)測定。在該方法中使用一根矽膠填充柱將多酯樣品分離成上述的各組酯。使用己烷和甲基叔丁基醚作為流動相溶劑。用質量檢測器(即蒸髮式光散射檢測器)定量檢測各組酯。測量檢測器的響應，然後歸一化到100%。用相對百分數表示各組酯。
3.按°F測定不能消化的脂肪的固體脂肪含量(SFC)變化斜率在測定SFC值之前，將不能消化型脂肪的樣品加熱到140°F(60℃)或更高溫度至少30分鐘或者直到樣品完全熔化。然後將熔化的樣品回火如下在80°F(26.7℃)15分鐘;在32°F(0℃)15分鐘;在80°F(26.7℃)30分鐘;在32°F(0℃)15分鐘。在回火之後，用脈衝核磁共振(PNMR)在樣品於50°F(10℃)、70°F(21.1℃)、80°F(26.7℃)、92°F(33.3℃)和98.6°F(37℃)下各平衡30分鐘後測定樣品的SFC值。將98.6°F(37℃)的SFC值減去70°F(21.1℃)的SFC值，然後除以28.6，計算出用%固體/°F表示的SFC變化斜率。用PNMR方法測定SFC值的方法的說明見J.Amer.OilChem.Soc.，55卷(1978)，328-331頁(本文引用作為參考)和A.O.C.S.官方方法Cd16-81，「OfficialMethodandRecommendedPracticeofTheAmericanOilChemistsSociety」第四版，1989(本文引用作為參考)。
4.用差示掃描量熱法(DSC)測定多元醇多酯的完全熔化溫度本發明使用的多元醇多酯物質或含多元醇多酯的顆粒的完全熔化溫度可以用DSC測定如下設備Perkin-Elmer7系列熱分析系統，DSC7型，Perkin-Elmer公司製造(Norwalk，CT)步驟(1)將多元醇多酯物質或含多元醇多酯的摻混物的樣品加熱到所有可見固體都熔化的溫度以上至少10℃，充分混勻。
(2)在樣品盤中稱入10±2mg樣品。
(3)以每分鐘5℃的速度從所有可見固體均熔化的溫度之上約10℃掃描到-60℃。
(4)將樣品在-60℃的溫度下保持3分鐘，以每分鐘5℃的速度從-60℃掃描到原來的起始溫度(即，到所有可見固體均熔化的溫度之上約10℃)。
(5)完全熔化溫度是基線(即比熱線)與和最後的(例如最高溫度)吸熱峰的拖尾邊相切的直線相交處的溫度。
5.觸變面積值本發明的不能消化型脂肪組合物具有某些流變特性(即，表觀粘度和觸變性)，它與這些組合物提供的被動失油控制的程度有關。這裡所述的方法可以用來測定脂肪組合物的觸變面積值，組合物中的固體組分已經按照最終用途產品的冷卻方式結晶，以形成三維的似固結構。
觸變面積可以按照發生切變的單位體積樣品的能量量綱來表示，它是為破壞物質的三維似固結構所需的能量的標誌(見Shram，G.Introduction to Practical Viscometry(1981)，17-19頁，Gebruder Haake公司，西德)。因此，可以認為觸變面積是脂肪組合物在切變前存在的三維似固網狀結構的相對量度。在此方法中，用錐板式流變儀測定在0s-1和800s-1之間切應力隨剪切速率的變化。剪切速率在37.8℃下升高7.5分鐘，然後減小7.5分鐘。觸變面積是上升與下降變形曲線之間的滯後圈的面積。觸變面積值至少約為10千帕/秒的不能消化型脂肪組合物在食入時可起到控制被動失油的作用。
a)記錄儀的校準將冷卻方式樣板(見圖1)置於一個X-Y記錄儀(Houston儀器公司200型)上，使時間為X軸。採用的冷卻方式應該與最終用途產品的相似。在這種情形下，採用的冷卻方式是炸土豆片冷卻方式的近似，而且是所有深度油炸加鹽小吃產品的典型情形。將記錄儀的轉換開關調定到在樣板圖上說明的參數，然後按以下方式校準1.將校準器設定到50mV。
2.調節調零電位計，直到筆在記錄儀上指示50°F。
3.將校準器設定到190mV。
4.調節滿量程電位計，直到筆在記錄儀上指示190°F。
重複以上步驟1-4，直到筆指示適當的溫度而無需調節。然後將轉筒記錄器連接到熱電偶讀出器(Omega＃199A)的模擬輸出上。
b)樣品製備將不能消化型脂肪樣品加熱到180°F以上，直至完全熔化，然後充分混勻。在鋁稱量盤(VWRScientific＃25433-008)中稱入8克樣品。將一個熱電偶(Omega＃5TC-T-36-36，0.005英寸T型)浸入到樣品中，靠近盤中心，注意保持熱電偶的尖端不要接觸盤底。然後將此盤放在電熱板上加熱到約240°F(240°F是估計的炸土豆片從油炸器中取出後的表面溫度)。可以必須調節這一溫度以便模擬所試驗的脂肪組合物最終要摻入的特定最終用途產品的冷卻方式。當達到適當的溫度後，開動記錄儀，從電熱板上取下盤並放在實驗檯面上。控制樣品的溫度以近似地跟蹤(±5°)示於樣板上的冷卻曲線。通過對盤施加輕微的攪拌以加速冷卻和從實驗檯面上取下盤以減慢冷卻速度來做到這一點。這一冷卻過程約需3分鐘完成，然後取下熱電偶。接著將不能消化型脂肪樣品回火至少30分鐘，回火溫度是不能消化型脂肪樣品最終將摻入的最終用途產品通常的典型貯存溫度(例如土豆片為70°F)，然後測定觸變面積。
c)流變儀調定將流變儀(ContravesRheomat115A，帶有2、5和7釐米錐，2°角)與一臺計算機接口，在以下條件下調定程序設定靈敏度1.0第一最小切變速率(s-1) 0.000在最小切變速率下的時間(s)120.0令樣品溫度平衡的保持時間上升斜坡時間(s) 450.0 7.5分鐘掃描0到800s-1
最大切變速率(s-1) 800.000保持時間(s)1.0第二最小切變速率(s-1) 0.000下降斜坡時間(s) 450.0 7.5分鐘掃800到0s-1數據輸出條件列印測定點1到15個計算觸變面積列印結果d)錐的選擇使用CP-8(2釐米)錐，根據本方法測定樣品的觸變面積。如果觸變面積值大於200千帕/秒，則達到了最大準確度。如果觸變面積值在50和200千帕/秒之間，則應當用CP-6(5釐米)錐重複此方法。如果觸變面積值在0和50千帕/秒之間，應當用CP-10(7釐米)錐重複此方法。
e)轉矩校正校正流變儀的轉矩時，將測量頭抬離平板，然後調節流變儀控制面板上的轉矩校正旋鈕，直到在調節旋鈕左邊的轉矩計上顯示「+000」並且「+」字閃動。
f)溫度校準樣品在分析期間的溫度應保持在37.8±0.1℃。在循環浴的溫度達到約37.8℃後檢驗板溫，此時將少量油滴在板上，使錐在板上定位，將熱電偶的探頭插入錐和板之間的間隙中，然後過幾分鐘使溫度達到平衡。隨著浴溫調節讀出溫度，直到板溫為37.8±0.1℃。
g)樣品分析將大約4克回過火的不能消化型脂肪樣品加在流變儀的平板上。然後將錐組件緩慢地降到樣品上並且在板上牢固定位。此時啟動變形曲線程序。在一輪實驗結束時，儀器列印出列有變形曲線上頭15個數據點的結果和計算出的觸變面積。觸變面積是上升與下降變形曲線之間的滯後圈的面積，按觸變面積值(千帕/秒)報告結果。
6.平均甘油聚合度「平均甘油聚合度」(n)是一個摩爾數量，它描述了構成聚甘油酯混合物的各聚甘油酯組成部分中甘油基的平均數。平均甘油聚合度由實驗測得的構成指定聚甘油酯混合物的各個聚甘油酯組成部分的重量百分數分布計算得到。
聚甘油酯樣品中各個聚甘油酯組成部分的分布可以測定如下在回流的甲醇中用甲醇鈉使聚甘油酯樣品發生酯基轉移。用陰離子交換樹脂處理，從最終形成的溶液中除去甲醇鈉。用己烷萃取聚甘油和形成的甲酯的甲醇溶液以除掉甲酯。最後，將甲醇蒸走，留下未酯化的聚甘油混合物。將這樣得到的聚甘油用5/1(體積)的三甲基甲矽烷基咪唑二(三甲基甲矽烷基)三氟乙醯胺在吡啶中處理，形成三甲基矽醚。樣品用氣相色譜法分析，使用短(18英寸長，內徑1/8英寸)的填充柱(3%JXR在100/120目的GaschromQ(白色硅藻土色譜載體)上，柱上注樣，火焰電離法檢測。這種氣相色譜法基本上是在JAOCS，58卷(1981)，215-217頁提到的用來分離甘油單酯、二酯和三酯原始混合物的方法。
平均甘油聚合度(n)可以根據以下公式由測得的樣品中聚甘油組成部分的分布算出
其中Wt%Gn＝具有n個重複單元的聚甘油組成部分在樣品中的重量%MWGn＝具有n個重複單元的聚甘油組成部分的分子量＝n(74)+187.聚甘油酯混合物的酯化%聚甘油酯樣品的酯化%是用摩爾百分數表示的聚甘油平均酯化度。酯化%由聚甘油酯樣品的皂化值、酸值和平均甘油聚合度間接算出。測定聚甘油酯樣品的皂化值和酸值的分析方法如下皂化值固體聚甘油酯樣品可以按照在OfficialMethodsandRecommendedPracticesoftheAmericanOilChemistsSociety，第四版(1989)，方法Cd3-25中說明的步驟用回流的KOH醇溶液皂化。用標定過的鹽酸溶液滴定所得的脂肪酸皂至酚酞終點。同時用空白樣(不加樣品)完成整個步驟並滴定之。
根據以下公式計算皂化值SV＝((B-S)×N×56.1)/W其中B＝滴定空白樣所需的鹽酸體積(毫升)S＝滴定樣品所需的鹽酸體積(毫升)N＝鹽酸的當量濃度W＝樣品重量(克)
酸值固體聚甘油酯樣品可以用標定過的KOH溶液滴定至酚酞終點。具體步驟見OfficicalMethodsandRecommendedPracticesoftheAmericanOilChemistsSociety，第四版(1989)，方法Cd3a-63的說明。同時滴定一個空白樣(不加樣品)。
酸值可以根據以下公式算出AV＝((A-B)×N×56.1)/W其中A＝滴定樣品所需的KOH溶液體積(毫升)B＝滴定空白樣所需的KOH溶液體積(毫升)N＝KOH溶液的當量濃度W＝樣品重量(克)然後可以由皂化值和酸值算出聚甘油酯樣品的「酯值」(EV)。給定的聚甘油酯樣品的酯值是該樣品的皂化值(SV)和酸值(AV)之差。
隨後可以由酯值算出校正酯值。一個給定的聚甘油酯樣品的「校正酯值」(EVcor)是僅含聚甘油酯的純樣品(即，不含游離脂肪酸)的計算酯值。校正酯值根據以下公式計算EVcor=EV1-%ffa100]]>其中%ffa＝AV(0.503)接著，由校正酯值和聚甘油的平均分子量(MWGn)算出平均酯化度(i)。平均酯化度(i)是一個描述用脂肪酸酯化的聚甘油酯樣品中的平均羥基數目的摩爾量。於是
其中MWGn＝n(74)+18avg·MWfa＝在聚甘油酯樣品中存在的脂肪酸酯基團(fa)的平均分子量，由用上述的氣相色譜脂肪酸成分(GCFAC)分析法測得的各個組成部分的脂肪酸重量百分數按下式計算得到avg·MWfa＝Σ (wt% fa)/100 MWfa最後，根據以下公式計算酯化%
8.脂肪組合物的可消化度(脂酶試驗)將大約0.5克不能消化型脂肪組合物熔化，加到在125毫升錐形燒瓶中的25毫升Tris緩衝液(58.4克NaCl(1.0M)、5.3克CaCl2·2H2O(36mM)、67.7克Trizma(三羥甲基氨基甲烷)(0.5M)用去離子水稀釋到1升並用濃鹽酸調節pH到8.0)中。向此混合物中加入1.0毫升1.0%的牛磺膽酸鈉溶液(Sigma化學公司)和0.5毫升45.0%的CaCl2·2H2O溶液。加入約5個玻璃珠，將燒瓶加蓋置於控制在37℃的水浴中，水浴裝有擺環式搖蕩器。將樣品搖蕩1小時，然後加入1毫升脂酶溶液(750毫克脂酶(Sigma化學公司，Ⅱ型，得自豬胰腺的粗品，用上述的Tris緩衝液稀釋到50毫升)。將此混合物在37℃下搖蕩1小時。
加入10毫升濃鹽酸、25毫升去離子水和10毫升乙醇使反應終止。用3份100毫升的乙醚/石油醚(體積比為1∶1)萃取釋放出的游離脂肪酸。將合併的萃取液用3份100毫升的去離子水洗。用無水硫酸鈉乾燥有機層，經過Whatman＃41濾紙過濾。在55℃下旋轉蒸發除掉乙醚溶劑。
用2份30毫升的熱的異丙醇/水(體積比為85∶15)將殘餘物洗到150毫升的燒杯中。用標定過的0.1NNaOH溶液滴定此混合物至酚酞終點。同時用空白樣(不加試驗物質)完成整個步驟並滴定之。「脂酶酯值」(LEV)由以下公式算出LEV＝(((S-B)×N×56.1)/W)-AV其中S＝滴定樣品所需的NaOH溶液體積(毫升)B＝滴定空白樣所需的NaOH溶液體積(毫升)N＝NaOH溶液的當量濃度W＝樣品重量(克)AV＝樣品的酸值(見前述)水解百分數由以下公式計算水解%＝(LEV)×100/(EV)其中LEV＝脂酶酯值(見上)EV＝酯值(見前述)採用這些條件和這種酶製劑，只有伯羥基的酯才被水解。例如，純三油精(含三個油酸酯的甘油三酯)的LEV是126.9，SV是190.4，水解%是66.7%。但是，三油精還含有伯羥基之外的其它羥基，在確定三油精的可消化度時必須考慮這些另外的羥基，雖然它們在本方法的條件下不水解。因此，假定作為常見的甘油三酯的三油精是100%可消化的，並且將用這一方法得到的三油精的66.7%水解值歸一化到100%。根據上文在定義部分中陳述的不可消化度的定義，在這種脂酶試驗中，相對於甘油三酯而言，僅有約70%的樣品可以被酶水解。因此，對於被認為是不能消化的脂肪組合物，根據這種方法得到的樣品水解%應當是46.7%或更小，優選13.3%或更小，最好是6.7%或更小。
9.聚甘油酯顆粒的厚度(光學顯微術)在本發明的不能消化型脂肪組合物中形成的固體多元醇多酯顆粒的厚度可以在室溫下用採用Hoffman調製反差(HMC)光學系統的NikonMicrophot圖象增強的光學顯微鏡(VELM)按以下方法估算(1)將其中分散著固體聚甘油酯顆粒的一小份(即1～10毫克)不能消化型脂肪樣品放在顯微鏡載片上，加蓋片。將載片放在鏡頭下。
(2)用100倍的HMC油物鏡作為標準透鏡與10倍的目鏡透鏡配合，檢驗樣品。
(3)使用裝在顯微鏡上的攝象機和相連的控制器作顯象增強用，以增大樣品與背景之間的解析度。
(4)測定固體多元醇多酯顆粒的厚度，用微米表示。
此方法可以辨別厚度恰在VELM解析度(約0.2～0.5微米)內的顆粒。尺寸更小的顆粒的厚度可以用下文所述的冷凍斷裂方法測定。
(注意除了得到有代表性的樣品之外，不需要特殊的樣品製備。樣品可熔化並自然冷卻)。
參考文獻RobertHoffman，「TheModulationContrastMicroscopePrinciplesandPerformances」，JourmalofMicroscopy，Vol.110，Pt3，1977年8月，pp.205-22210.固體多元醇多酯顆粒的厚度冷凍斷裂透射電鏡多元醇多酯顆粒的三維形貌及其大小可以用冷凍斷裂透射電鏡(ff-tem)方法測定。
這種冷凍斷裂方法進行如下(1)將冷凍容器的外腔用液氮充滿，內部的杜瓦瓶用液體乙烷(正常熔點為-172℃)充滿。令乙烷凍結。
(2)將其中分散著固體多元醇多酯顆粒的少量(1～2微升)不能消化型脂肪樣品放在鍍金Balzers樣品架的凹穴中。(注意對於非常易流動的樣品，將1～2微升樣品放在一個金質圓片(Balzers)上，在第一片的頂上放上另一個圓片形成夾層結構。)(3)在杜瓦瓶中插入一個金屬受熱器(例如鑷子)使杜瓦瓶中凍結的大部分乙烷熔化。
(4)在乙烷熔化之後，立即用一把鑷子夾起裝有不能消化型脂肪樣品的樣品架，迅速插入到液體乙烷中。
(5)幾秒鐘後，從乙烷中取出樣品架，用駝毛刷尖迅速刷掉多餘的乙烷，立即浸入到液氮中以保持樣品呈冷凍狀態。
(6)將樣口在液氮下轉移到JEOL JFD-9000C樣品架上，然後轉移到JEOL JFD-9000C冷凍斷裂裝置的腔室內。該裝置的溫度應該在-175℃左右。真空度應至少為8×10-7乇。
(7)將一把刀子冷卻到約-165℃。
(8)用預冷過的刀在JEOL腔室內使樣品斷裂。
(9)以45°角向斷裂的樣品上沉積鉑-碳4.5秒，接著以90°角沉積碳25秒以形成斷裂樣品的復型。高壓為2500伏，電流為70毫安。
(10)從冷凍斷裂裝置中取出樣品，用氯仿洗3次將其淨化。
(11)將復型取放在300目的電鏡銅網上，在透射電鏡下觀察。
(12)將圖象記錄在底片上，由底片印出照片。
(13)測定多元醇多酯顆粒的厚度，用納米表示。
參考文獻Rash，J.E.andHudson，C.S.，FreezeFractureMethods，Artifacts，andInterpretations，NewHavenPress，NewYork，1979.
StolinskiandBreathnach，FreezeFractureReplicationofBiologicalTissues，AcademicPress，London，1975.
SteinbrechtandZierold，CryotechniquesinBiologicalElectronMicroscopy，Springer-Verlag，Berlin，1987.
H.具體實施例以下實施例說明了本發明的不能消化型脂肪組合物的具體製備方法。
實施例Ⅰ固體聚甘油酯的製備採用在Babayan的美國專利3，637，774(1972年1月25日頒布，本文引用作為參考)中敘述的方法以工業規模方法製備200克含二至七個甘油單元(平均n＝3.35)的寬分布的聚甘油。然後將聚甘油在實驗室用的Pope轉膜蒸發器上分餾，除去水、甘油、雙甘油和三甘油。分餾過的聚甘油在190-191℃的溫度和0.15至0.8毫米汞柱的壓力下以0.8到1.2克/分的速度通過蒸發器。分離出大約74克蒸餾物和約106克產物(大部分水被閃蒸出並在真空系統中失去)。最終的聚甘油酯產物只含微量的水和甘油以及含量減少的雙甘油和三甘油，n為4.76。平均聚合度為4.76，平均分子量為370.2。
反應在裝有氮氣進口和磁攪拌器的100毫升球形玻璃反應器內進行。利用油浴、溫度計和溫度控制器控制溫度。將大約5.00克(13.5毫摩爾)上述最終的聚甘油與150毫升無水吡啶和75毫升無水二甲基甲醯胺一起加入到反應器中。令聚甘油在室溫下溶解，然後加入棕櫚醯氯(3.30克，12.0毫摩爾)和硬脂醯氯(24.2克，80.0毫摩爾)的混合物。將這一透明的淡黃色的反應混合物在乾燥的氮氣氛圍和攪拌下加熱到50-52℃約4.0小時。
接著，在70～80℃和約15毫米汞柱下通過旋轉蒸發除掉反應混合物中的大部分吡啶和二甲基甲醯胺。將粗產物溶解在200毫升二氯甲烷中並轉移到500毫升的分液漏鬥中。用2份200毫升10%的鹽酸洗，最後用2份200毫升蒸餾過的去離子水洗。用無水硫酸鈉乾燥有機相，過濾，旋轉蒸發除掉溶劑。
所得到的固體聚甘油酯具有以下特性皂化值179.8酸值32.0校正酯值176.2熔點54.8n4.97i6.66酯化%95.6Avg·MWFA278.5脂肪酸含量
C140.1C1611.4C170.2C18∶086.3C18∶10.6C200.6脂肪組合物的製備將4克上述的固體聚甘油酯產物和96克液體蔗糖多酯混合，加熱到所有固體均溶解，蔗糖多酯中的蔗糖基本上完全被棉子油的脂肪酸基酯化。然後將混合物以33.3°F/分的速度再冷卻到室溫。所得到的脂肪組合物適於用作食用脂肪。因為該脂肪組合物的觸變面積值為19.0，它不會造成被動失油，而如果只使用液體蔗糖多酯則會發生被動失油。另外，因為這些脂肪組合物中的固體含量是如此之低，以致於含有這些脂肪組合物的食用製品不會有蠟味。
以上的液體蔗糖多酯具有表Ⅰ所列的特性。
表Ⅰ脂肪酸成分液體蔗糖多酯%C140.2C1617.0C170.1C18:05.3C18:136.8C18:238.4C18:30.4C20-酯的分布八酯%78.8七酯%20.8六酯%0.1低級酯%0.3實施例Ⅱ固體聚甘油酯的製備聚甘油的製備按照Babayan的美國專利3，637，774(1972年1月25日頒發)所述的步驟以工業規模的方法製備聚甘油。將聚甘油分餾除掉水、甘油和一部分雙甘油。所得的窄分布的聚甘油的n值為3.16，主要含有雙、三和四甘油及少量五至七甘油。平均聚合度為3.16，平均分子量為251.8。
山萮酸甲酯的製備山萮酸甲酯由山萮酸甘油單酯和甘油二酯製備。將3，950磅山萮酸甘油酯(甘油單酯27.5%、甘油二酯67.5%、甘油三酯5.0%)、660磅甲醇和70磅甲醇鈉溶液(25%甲醇溶液)加到一個750加侖的反應器中。混合物在65℃下反應約2小時，同時使甲醇回流。停止攪拌，令甘油沉降約2小時。甘油沉降到底部並經由底部出口除掉。向反應器中補加60磅甲醇和11磅甲醇鈉溶液(25%甲醇溶液)，混合物在約65℃下反應1小時。停止攪拌，令甘油沉降2小時並從底部出口除掉。向混合物中加入1500磅水，攪拌10分鐘，沉降1小時。然後從反應器底部出口除掉水。在5～10毫米汞柱的真空和65℃的溫度下將甲酯乾燥。將甲酯從反應器中閃蒸餾出，經由冷凝器進入接收器。蒸餾條件為300°F～400°F和1～5毫米汞柱。餾出物純度為95%C22、2%C24和2.2%C20。餾出物中檢測不出甘油單酯和甘油。
聚甘油的酯化酯化反應在裝有氮氣入口、真空出口和機械攪拌器的1升球形玻璃反應器中進行。用加熱套、溫度計和溫度控制器控制溫度。將27.4克(0.109摩爾)上述聚甘油與263.0克(0.743摩爾)山萮酸甲酯和1.4克(0.010摩爾)碳酸鉀一起加入到反應器中。將體系內的壓力降低到約6.0毫米汞柱，同時將溫度升至135℃。在此溫度下將反應混合物攪拌加熱共11小時，在此期間壓力下降到0.4毫米汞柱。
將反應混合物粗品用1%的矽膠漿化接著濾掉固體，以此將產物精製。多餘的甲酯在Pope轉膜蒸發器上除掉，該蒸發器在210℃的溫度和0.05毫米汞柱的壓力下操作。
所形成的固體聚甘油酯具有以下特性
皂化值145.7酸值0.1校正酯值145.7n3.11i3.87熔點72.2℃酯化度75.7%Avg·MWfa338.9脂肪酸成分C160.2C18∶00.5C18∶10.1C18∶20.1C202.1C22∶094.7C22∶10.2C242.0脂肪組合物的製備將4克上述的固體聚甘油酯產物和94克實施例1中的液體蔗糖多酯混合併加熱到所有固體均溶解。然後將混合物以33.3°F/分的速度再冷卻到室溫。所得的脂肪組合物的觸變面積值為44.3，因此當作為食用脂肪使用時不會造成被動失油。另外，因為此脂肪組合物中的固體含量如此之低，所以含有這種脂肪組合物的食物製品不會有蠟味。
實施例Ⅲ固體聚甘油酯的製備將一種市售的窄分布(n＝3.19)的聚甘油酯(Triodan 55，批號＃00202，Grinsted Denmark)分餾以除掉大部分單酯和一部分二酯，留下的主要是二、三和四酯和少量的五到七酯。這種聚甘油酯起始物的i為1.30，酯化度為25%。
所得到的固體聚甘油酯具有以下特性皂化值159.4酸值0.6校正酯值159.3n3.54i2.83溶點56.2℃酯化度51.1%MWfa271.2脂酶酯值1.8脂肪酸成分C120.1C141.2C150.1C16∶041.2C16∶10.2C170.3C18∶055.6C18∶10.2C18∶20.2C200.7脂肪組合物的製備將6克上述的固體聚甘油酯產物和94克實施例1的液體蔗糖多酯混合併加熱到所有固體均溶解。然後令混合物以33.3°F/分的速度再冷卻到室溫。冷卻引起了固體聚甘油酯物質的結晶，形成分散在不能消化的液體油中的二維小顆粒。圖2是這種固體聚甘油酯顆粒的二維結構的顯微照片。用在上文的分析方法部分中提到的冷凍斷裂透射電鏡法測得的這些顆粒的厚度小於約100納米。
這種脂肪組合物含有分散在液體蔗糖多酯中的聚甘油酯固體顆粒，其觸變面積值為38.0，因此不會產生被動失油，而如果只用不能消化的液體油作為食用脂肪，將會造成被動失油。這種不能消化型脂肪組合物的SFC變化斜率為-0.1%固體/°F。由於這一比較平坦的SFC變化斜率和低的固體含量，含這種脂肪組合物的食用製品將不會有蠟味。
實施例Ⅳ使用已切成厚度約為0.052英寸(0.13釐米)的Norchip土豆。將切好的土豆片在5磅量的油炸器內於365°F(180℃)下炸3分鐘。在實施例Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的脂肪組合物中各炸出約225片土豆片。
食入這些含不能消化型脂肪組合物的炸土豆片將不會發生被動失油，而且這些土豆片沒有不可接受的蠟味。
權利要求
1.一種可用來替代食物中的甘油三酯脂肪或油的不能消化型脂肪組合物，它在70°F和98.6°F之間的固體脂肪含量變化斜率是從0到約-0.75%固體/°F，該組合物含有A.一種完全熔化溫度低於約37℃的不能消化的液體油；B.分散在上述油中的不能消化的聚甘油酯固體顆粒，其量足以在食入該組合物時控制被動失油，這種不能消化的固體顆粒的完全熔化溫度高於約37℃，其中形成聚甘油酯的酯基是由長鏈脂肪酸基形成的，該長鏈脂肪酸中至少約40%是飽和的並且含有至少18個碳原子，上述這種不能消化的顆粒起著使組合物具有約10千帕/秒或更大的觸變面積值的作用。
2.權利要求1的不能消化型脂肪組合物，其中含有從約60%到約90%的不能消化的液體油和從約1%到約40%的固體聚甘油酯顆粒。
3.權利要求2的不能消化型脂肪組合物，其中固體聚甘油酯含有至少約2個甘油基，而且固體聚甘油酯的至少約30%的羥基被酯化。
4.權利要求3的不能消化型脂肪組合物，其中聚甘油酯的平均甘油聚合度是從約2到10。
5.權利要求4的不能消化型脂肪組合物，其中聚甘油酯內至少約50%的長鏈脂肪酸是飽和的，且含有至少18個碳原子。
6.權利要求5的不能消化型脂肪組合物，其中不能消化的固體顆粒起著使組合物具有約25千帕/秒或更大的觸變面積值的作用。
7.權利要求6的不能消化型脂肪組合物，其中不能消化的液體油是液體蔗糖脂肪酸多酯。
8.權利要求7的不能消化型脂肪組合物，其中構成固體聚甘油酯的酯基含有(1)由C22基形成的酯基，(2)由C16和C18基混合物形成的酯基，其中C16∶C18的摩爾比是從約50∶50到約0.1∶99.9，或(3)它們的混合物。
9.權利要求8的不能消化型脂肪組合物，它在70°F和98.6°F之間的固體脂肪含量變化斜率是從0到-0.5%固體/°F。
10.權利要求9的不能消化型脂肪組合物，其中聚甘油酯中至少約75%的長鏈脂肪酸是飽和的並含有至少18個碳原子，不能消化的固體顆粒起著使組合物具有約45千帕/秒或更大的觸變面積值的作用。
11.權利要求10的不能消化型脂肪組合物，其中的固體聚甘油酯含有從約3到約10個甘油基，而且該固體聚甘油酯的至少50%的羥基被酯化。
12.權利要求11的不能消化型脂肪組合物，其中聚甘油酯中的平均甘油聚合度是從約3到6。
13.一種可用來替代食物中的甘油三酯脂肪或油的不能消化型脂肪組合物，它在70°F和98.6°F之間的固體脂肪含量變化斜率是從0到約-0.3%固體/°F，該組合物含有A.從約80%到約99%的液體蔗糖脂肪酸多酯，其完全熔化溫度低於約37℃;B.從約1%到約20%的分散在上述液體蔗糖脂肪酸多酯中的不能消化的聚甘油酯固體顆粒，這種不能消化的固體顆粒的完全熔化溫度高於約37℃，其中該聚甘油酯物質含有大約4到8個甘油基，固體聚甘油酯的至少約50%的羥基被酯化，而且構成所述聚甘油酯的酯基是由長鏈脂肪酸基形成的，長鏈脂肪酸中至少約85%是飽和的並且含有至少18個碳原子;所述的固體顆粒還起著使組合物具有約45千帕/秒或更大的觸變面積值的作用。
14.權利要求13的不能消化型脂肪組合物，其中聚甘油酯的平均甘油聚合度是從約3到6。
15.權利要求14的不能消化型脂肪組合物，它在70°F和98.6°F之間的固體脂肪含量變化斜率是從0到約-0.1%固體/°F。
16.權利要求15的不能消化型脂肪組合物，其中含有約85%到約99%的液體蔗糖脂肪酸多酯和約1%到約15%的固體聚甘油酯顆粒。
17.一種食用製品，其中含有可食的基質和從10%到100%的權利要求1的不能消化型脂肪組合物。
18.權利要求17的食用製品，其中可食的基質是土豆片。
19.一種增稠的可消化的油製品，其中含有A.從約85%到約99%的可消化的食用油;B.從約1%到約15%的不能消化的固體聚甘油酯固體顆粒，這種不能消化的固體顆粒的完全熔化溫度高於約37℃，構成該聚甘油酯的酯基是由長鏈脂肪酸酸形成的，至少約40%的長鏈脂肪酸是飽和的，並且含有至少18個碳原子，不能消化的固體顆粒起著使組合物具有約10千帕/秒或更大的觸變面積值的作用。
全文摘要
公開了可以用來替代食物中甘油三酯脂肪或油的不能消化型脂肪組合物。這種組合物在典型的室溫和體溫之間具有較平坦的固體脂肪含量(SFC)變化斜率。這種不能消化型脂肪組合物含有不能消化的液體油和分散在油中的不能消化的固體聚甘油酯顆粒，顆粒的數量足以控制被動失油。這種固體聚甘油酯顆粒的酯基含有長鏈(C
文檔編號A23D9/013GK1086386SQ9311979
公開日1994年5月11日 申請日期1993年10月30日 優先權日1992年10月30日
發明者J·K·豪韋 申請人:普羅格特-甘布爾公司