[发明专利]不饱和甘油三酸酯的氢化方法

说明书

本发明涉及将不饱和甘油三酸酯如食用油氢化以制备部分饱和甘油三酸酯(油/脂)的方法，以及涉及可通过该方法获得的氢化食用油。

现在已知在氢气存在下，通过催化氢化作用制备部分氢化的甘油三酸酯，尤其是用于烹饪和煎炸脂肪的硬化脂，面包涂抹料如人造黄油，和低脂肪含量的产品，或者得自甘油三酸酯的煎炸油和润滑油，所述甘油三酸酯即植物油，如豆油或菜籽油。所述氢化过程是必须的，尤其是为了提高氧化稳定性(减少亚麻酸的量)和为了获得所述甘油三酸酯的理想的熔融特性，例如为了获得足够的铺展性。氢化作用可利用传统的氢化催化剂，如镍或贵金属催化剂进行。本文中所用的甘油三酸酯为多不饱和的，主要基于C12至C22脂肪酸部分。所述脂肪酸部分的多数由C16和C18脂肪酸形成。所述氢化作用通常形成在所述甘油三酸酯中的单或二不饱和脂肪酸部分。

由于消费者对使用通过氢化作用所获得的产品所造成的健康危害的了解越来越多，人们越来越希望尽可能降低在不饱和脂肪酸中的反式异构体的含量。在天然产物中，主要存在顺式异构体。除了氢化作用外还发生异构化作用，从而导致反式异构体的形成。在豆油的传统催化氢化过程中，形成具有完全饱和脂肪酸含量为12％到14％的产品(碘值约为70)，除了天然存在于其中的反式异构体的量外(通常大约为15wt.％)，可获得提高了约30-50％的反式异构体含量。这里的典型的反应条件包括使用传统的镍氢化催化剂，温度为175-200℃，氢气压力为0.7-2bar。在部分氢化的甘油三酸酯的非食品应用，如润滑油中，由于反式异构体增高的熔点，反式异构体的存在不是优选的。值得注意的是，一些对(多)不饱和甘油三酸酯的预处理，如清洗或脱色，可能会导致轻微的异构化。这样通常会造成在经历氢化作用之前在所述甘油三酸酯中会存在约0.5-2wt％的反式异构体。

制备具有低含量反式异构体含量的部分饱和脂肪酸-甘油三酸酯的方法已经得到广泛研究。一种方法在于调节氢化作用条件，从而通过在催化剂表面使用更多的氢气，与异构化作用相关地促进氢化作用。这就意味着需要在低温下，在高的氢气分压下以及采用与待被氢化的成分的量相关的小比例量的催化剂。利用这种方法可以使所述反式异构体含量降低到约10％，使所述饱和脂肪酸含量增加约15％。然而由于为达到较高的压力需要耗费大量的资本，因而这种方法在商业上不太可行。

还已知将负载的贵金属催化剂用于甘油三酸酯的氢化。这些催化剂具有它们生成过多的完全饱和脂肪酸部分的性能。降低反式异构体形成的问题和可能性的综述，在Oils&Fats International，2004年7月(第33-35页)中的“Hydrogenation of oils at reduced TFA content”中给出。

EP-A1,002,578描述了被表面活性剂稳定的贵金属胶体用于脂肪酸的选择性氢化的用途，其中生成低产量的反式脂肪酸。

非常希望有一种用于不饱和甘油三酸酯的、具有比目前已知的方法更高选择性的贵金属催化氢化方法，与已知的氢化方法相比，这种方法可以制备出含有减少量的反式异构体和饱和物的氢化甘油三酸酯。

因此，本发明的目的是提供一种甘油三酸酯即食用油的氢化方法，该方法没有上述的缺点或者有的话，也是略微较低的程度。

在第一方面，本发明提供了在负载的贵金属催化剂和氢气的存在下，多不饱和食用油的氢化方法，在该方法中使用贵金属催化剂，包括固体载体、贵金属纳米颗粒和聚合物。

令人惊奇地，已经发现，所述载体、所述纳米颗粒和所述共聚物的聚集体可以提供一种在食用油过程的氢化过程中具有活性的催化剂，而同时形成少量的异构产物，并且仅生成少量的加成饱和物。

在第二个方面，本发明涉及可通过本发明的方法获得的不饱和氢化食用油，例如起酥油或煎炸油。这种氢化食用油，优选豆油，由如下性质的组合表征：碘值、对于氢化食用油低的反式异构体含量和在10和35℃下的固体脂肪含量，SC₁₀和SC₃₅，如在用于测定所述固体脂含量的AOCS方法中确定的(1997综述)。

这些氢化油类可以通过反式异构体存在的量来具体地表征。所述反式异构体存在的量是介于在待被氢化的物质中的反式异构体的原始值，通常为0.5-2wt％，和利用现有技术的氢化方法获得的该值之间的中间值。