纯化粗的多不饱和脂肪酸油的制作方法
专利名称：纯化粗的多不饱和脂肪酸油的制作方法
本申请涉及含有至少两种多不饱和脂肪酸(PUFAs)的油混合物，以及通过将含PUFA的第一种油与含PUFA的第二种油(通常含有与第一种油中的PUFA不同的PUFA)组合来制备所述油混合物的方法。具体地，本发明涉及制备纯化的油混合物(混合物)，所述制备通过混合含ω6 PUFA(如ARA)的粗油与含ω3 PUFA(如DHA或EPA)的粗油而形成粗油混合物，然后处理(如纯化)所述油混合物。
混合PUFA油是已知的。如WO-A-92/12711(Martek Corporation)提出混合微生物油并将这种混合物用于婴儿食品配方(formula)中。规定所述微生物油含有EPA、DHA或ARA，尽管也提到了鱼油和植物油。该文献教导混合微生物油来模仿人类母乳的PUFA含量。具体地，它倡导按照1-5∶2-12的比例来混合DHA和ARA，如按照约1∶3的比例。
在WO-A-92/12711的实施例中，发酵方法产生三种不同的微生物衍生油，即ARASCO、DHASCO和EPASCO，并且它们均为粗油形式(参见实施例1-3)。然后将它们混合，并且建议可以将它们加到婴儿食品配方中。但没有实际制备婴儿食品配方(或其它食品)，并且已经发现这些粗油不适合包含在婴儿食品配方中。例如所述粗油可能含有各种化合物(磷脂、颜料、微量金属、游离脂肪酸、单和二甘油酯、固醇、硫、氧化产物如醛和环氧化物，以及其它各种不溶于水或油的物质)，这些物质是不希望的，特别是在那些打算引入(幼儿)食品的油混合物中。
当向食品中加入任何物质时，必须注意消除污染物和其它具有不利影响的化合物。对于打算引入到婴儿食品配方中的物质来说，这一点特别正确，因为幼儿和婴儿特别容易受杂质或其它不希望物质影响。因此本发明的目的是至少减弱这些缺点，并且如果可能的话，防止或消除这些缺点。
在其最广的范畴内本发明涉及应用一种或多种纯化技术将粗油转化为纯化油，所述纯化油适合于引入婴儿食品配方或其它食品中。所述纯化可以脱除杂质或其它不希望的物质，其结果使所述油可以适合于人类摄取。所述纯化可以在粗油组合后进行，并因此仅需要进行一次。
因此本发明的第一个方面涉及一种制备油混合物的方法，该方法包括(a)组合含ω6 PUFA(如ARA)的粗油和含ω3 PUFA(如DHA或EPA)的粗油，从而产生粗油混合物(或混合物)，以及(b)纯化所述粗油混合物从而产生纯化了的含ω6和ω3 PUFA的油混合物。
因此本发明在粗油已经组合后进行纯化，也就是说纯化的是粗油混合物。这意味着可能只需要一个纯化步骤。然后可能需要少量的进一步处理。同时也意味着不会具有两种可能处于稍微不同的“氧化态”的油(如两种油的氧化程度稍微不同)，同时可以避免需要两种不同的纯化方案，因为每种方案可能由于适合所要纯化的具体油而不同。
另外该方法可能包括(如在纯化过程中)脱除一种或多种如下组分磷脂、微量金属、颜料、糖、蛋白质、游离脂肪酸(FFA)、不溶于油的物质、不溶于水的物质、皂或皂化物质、氧化产物、硫、单或二甘油酯、颜料分解产物、溶剂和/或固醇。所述纯化可以减少或脱除“臭味”和/或提高所述油的稳定性。
为了实现这一点，该方法(如纯化)可以包括脱胶(或酸处理)、中和(或碱处理)、水洗、漂白、过滤、除臭、精加工和/或冷却(或冻凝)。优选地所述纯化包括酸处理和/或碱处理(脱胶和中和)。另外所述纯化方法可以包括漂白和/或除臭。但最好除了酸和碱处理外，所述纯化优选还包括漂白和/或除臭，因此(a)中的组合可以发生在一个或多个这些(纯化)步骤进行之后，换句话说某些所述步骤可以在(a)中的组合步骤之前进行，而有些则可以在(b)中的纯化过程中针对(组合后的)油混合物进行。在这种情况下，(a)中的组合步骤优选在除臭之前进行。而如脱胶、碱处理、漂白和/或冷却步骤可以在组合之前针对单独的油进行，或针对油混合物进行。因此“粗”油可以指未除臭的油，而纯化油可以是除臭油。因此本发明可以包括组合含ω6 PUFA的油与含ω3 PUFA的油，形成油混合物，然后对所述油混合物进行纯化(如除臭)。
这些附加过程优选在(b)中的纯化过程中进行，但是其中一个或多个过程可以在(a)中油被组合以前，针对含ω6 PUFA的油和/或含ω3PUFA的油进行。
第二个方面涉及纯化的含ω6 PUFA和ω3 PUFA的油混合物，所述油混合物有利地适合于人类(如婴儿)食用。这可以是利用第一个方面的方法制备的纯化油混合物。
第三个方面涉及含有第二个方面的纯化油混合物的可食用制剂。该制剂可以是食品，优选适合于人类食用，并且任选为婴儿食品配方、营养添加剂或药物组合物。
第四个方面涉及制备第三个方面的可食用制剂的方法，该方法包括将第二个方面的油引入到所述制剂中。可以将所述油加入或补充到现存的制剂中，或者可以在生产过程中将所述油加入或混合到一种或多种(可食用的)制剂成分和/或组分中。纯化方法溶剂处理这可以减少或脱除胶和/或蛋白质。极性溶剂是优选的，如丙酮。这一过程特别适合于ω3油，如含DHA的油。脱胶(或酸处理)这可以脱除或减少多种物质如磷脂、微量金属、颜料、糖和/或蛋白质。脱除部分或全部(可水合的和/或不可水合的)磷脂是特别希望的。这些物质可以是带颜色的化合物以及特别是在(白色)婴儿食品配方中不希望的那些物质。因为其乳化特性，在后来的碱处理步骤(如果采用的话)中它们会使过程复杂化。另外，如果采用除臭步骤，它们可能会引起不希望的变褐色过程。磷脂可能在贮罐中沉积，并且一旦这种情况发生，它们可能很难脱除。
该方法优选包括向油中加入水和磷酸和/或柠檬酸(如H3PO4)，然后如果必要的话进行混合。如果使用柠檬酸，优选为50％水溶液。对于磷酸，可以使用85％水溶液。随后可以加热油，如打破已经形成的乳液。然后可以脱除“胶”或其它不想要的物质，如通过离心进行。
脱胶可以首先由加热开始。如果必要的话可以采用加热，例如在50-80℃的温度下，如55-75℃，最优选为60-70℃。
然后可以加入酸。对于磷酸，每1kg油可以加入0.1-2.0g磷酸，如0.5-1.5g，优选为0.8-1.2g。这些数值以85％磷酸溶液为基准，从而酸量可能由于不同的酸浓度(如50-95％、70-90％、80-88％磷酸)而变化，并且要考虑其等效性(按比例的)。
在某些过程中也可以加入水，尽管这一操作通常可以省略。如果采用的话，所加入的水量可以为被认为存在于油中的磷脂重量的25-125％，从50％-100％，最优选为70-80％。与油相比，水量可以为0.1-15％，如0.5-10％，最优选为1-5％(重量或体积)。如果应用水，则优选在加水前向油中加入(磷)酸。
该处理可能进行5分钟至1小时，如10分种至30分钟，优选为15分钟至20分钟。温度可以为50-110℃，优选为80-100℃，最优选为70-90℃。
如果中和或漂白也进行的话，这些步骤中的任何一个都可以与脱胶组合进行。脱胶前所述油的磷脂含量可以为2-3.5％(重量)。碱处理(亦称为精制)因为其中包括可以中和油中存在的任何酸的碱，所以该操作也称为中和。酸的存在可能是酸处理的结果，如上面所讨论的脱胶。
碱处理的意图是脱除或减少游离脂肪酸(FFAs)、磷脂、颜料、微量金属、不溶于油的物质和/或不溶于水的物质。优选该步骤脱除部分或全部游离脂肪酸。这些物质因为其发泡特性可能在食品中产生问题。另外，它们可能是毒性的。
碱处理优选将游离脂肪酸(FFAs)转化为皂类或水解三甘油酯(皂化)。这是由于碱金属离子，特别是钠与FFA的反应。优选将FFAs的浓度减少到低于0.2％，优选低于0.1％，最优选少于0.05％(重量)。
这一步骤可以是间歇或连续过程。优选在加入碱之前，利用已知技术估计FFA的含量，具体为酸值。(例如可以通过滴定法检测FFA的含量)。例如如果油已经经过酸处理，如脱胶，则可以应用过量的碱。
如果必要的话，可以(首先)进行加热，例如加热到50-90℃的温度，如55-85℃，最优选为60-80℃。然后可以进行滴定确定存在有多少酸，以及因此需要多少碱。
然后可以使碱与油混合。适合的碱为碱金属、碱土金属或铵的氢氧化物。碱金属氢氧化物是优选的，因为这类物质能使对除臭步骤(如果后来采用的话)的干扰达到最小优选为氢氧化钠。碱的加入浓度可以为10-15％，如12-13％。所加的碱量应该足以中和所述油。
然后所形成的皂或皂化物质可以通过离心脱除或分离，如应用自清洁式离心机。这些过程可以是气密性密封或封闭进行的，从而避免与空气接触。
可以通过洗涤，脱除所述或任何(剩余)的皂类，例如利用水在80-120℃的温度下进行，优选为90-100℃。然后可以采用第二次离心。如果另外利用水洗步骤，则如果适当的话，随后可进行干燥步骤。
除了碱处理或代替碱处理的其它脱除FFA的方法，是利用精馏或除臭(在本领域中有时称为物理精制)，下文将讨论后一技术。
在经过这一步骤(或任何FFA脱除处理)之前，粗油的FFA浓度可能为0.2-0.6％，如0.3-0.5％。抗氧化剂可以应用任何适合的抗氧化剂。其例子包括维生素E(如400-1200，优选为600-1000，最优选为600-800ppm)和/或棕榈酸抗环血酸酯(如50-150，优选为70-130，最优选为80-120mg/kg油)。漂白在这一步骤打算脱除或减少颜料、氧化产物、微量金属、硫和任何皂或皂化产物(如碱处理所形成的)。具体地，这一步骤不仅脱除有颜色的化合物，也脱除颜料如胡罗卜素(如β胡罗卜素)、叶绿素、棕色化合物、有香味的化合物、过氧化氢和/或任何不希望的金属。
如果在漂白前进行干燥，则该步骤可以在50-100℃的温度下进行，优选为60-90℃，最优选为70-80℃。所述干燥可以在真空下进行。
漂白优选包括吸附这些杂质中的一种或多种。可以应用任何适合的精制剂或吸附剂(这些术语可以互换使用)。这一步骤可以包含精细磨碎的和/或活化的物质，例如精细磨碎的天然或活化土、碳和/或漂白土(如漂白粘土或以膨润土为基础的产品)。将所述油与所选择的吸附剂混合。吸附剂的用量将取决于油的颜色及被认为存在于油中的杂质量。但作为指导，对应所述油的量(重量)可以应用的吸附剂量为0.25％-5％，优选为0.5-3％，最优选为0.75-1.5％。
然后可以喷洒所述油和吸附剂的混合物，例如在真空下进行。这可以脱除空气。然后可以将油加热，如在80-130℃的温度下进行，优选为90-120℃，或最优选为100-110℃。油和吸附剂之间的接触时间可以为5-40分钟，优选为10-30分钟，最优选为50-25分钟。然后可以将所述油冷却和/或过滤。
所述漂白可以包括将油与除皂添加剂接触，如处理过的氧化硅产品如TrisylTM，特别是当碱处理已经进行时。这可以脱除金属和/或胶。其加入量可以为每kg油0.1-5kg，如0.5-3.0kg。
该步骤可以采用间歇或连续过程。所述漂白和/或过滤可以在没有空气存在的情况下进行，如在真空下或应用惰性气体(幕)下进行，如N2。冷却(或冻凝)这可以脱除饱和三甘油酯(即来自饱和脂肪酸的三甘油酯)。这是有用的，因为饱和三甘油酯可能升高浊度点。
该步骤包括冷却油，优选从而形成晶体(包括所要脱除的化合物或杂质)。因此优选将产生含有饱和三甘油酯的晶体。所述油可以贮存在罐中，并且如果条件允许的话，可以是外部罐。贮存在可以在更冷的条件下进行，如在冬季进行。另外所述油可以被冷却，如应用换热器进行。
优选相对大的晶体形式。事实上，大的晶体形式或密度高于油的晶体是有利的。这样所述晶体优选落入或迁移到油的下部，如形成沉淀。
优选将油慢慢冷却。最终(或冷却后)的温度优选为0-10℃，如3-7℃，最优选为5-6℃。在冷却过程油可以被搅拌，但优选仅在柔合的搅拌条件下进行。有利的是应避免高剪切速率。将油冷却到这一温度所花费的时间可能为12-36小时，如18-30小时，最优选为21-27小时。
然后可以过滤油。这样可以脱除任何沉淀(或晶体)。该过程可以包括标准设备如板框式压滤机。其它脱除沉淀或晶体的方法包括离心或真空过滤。除臭这可以脱除或减少脂肪酸及游离脂肪酸、单和二甘油酯、氧化产物、颜料分解产物、溶剂和/或固醇。具体地，它可以脱除不想要的香料化合物，如醛和酮。也可以脱除烃，如过氧化氢分解所形成的物质。其它可以被脱除的化合物包括固醇和维生素E。
除臭优选包括精馏，如用蒸汽精馏。优选在真空下或至少在降压(例如1-8mbar，如2-4mbar)下进行。油的温度可以为100-300℃，如150-250℃，最优选为180-220℃。
该步骤可以按照间歇、半连续或连续过程进行。优选将所述油中的FFA含量降低到0.06％以下，优选低于0.04％，最优选为低于0.03％(如应用POV(过氧化物值)和AnV(甲氧基苯胺值)参数)。精加工这可以脱除部分或全部(最后为微量)不溶于油的物质。它可以包括澄清油，如应用烛形或(筒式)过滤器。优选的方法因此本发明的(纯化)方法优选包括(a)组合(粗的)含ω6 PUFA的油与(粗的)含ω3 PUFA的油，从而产生(粗的)油混合物。该步骤可以现在(或首先)进行，或者后来在步骤(c)至(i)中的一个或多个步骤进已经行之后进行。但所述组合应该在步骤(j)之前进行；(b)纯化，该步骤可以针对单独的含ω6和ω3 PUFA的油进行，或者针对油混合物(组合所形成的)进行。因此所述纯化可以包括；(c)任选用酸进行处理或脱胶，或脱除磷脂、微量金属、颜料、糖和/或蛋白质；(d)任选用碱进行处理或脱除游离脂肪酸、磷脂、颜料、微量金属、不溶于水的物质和/或不溶于油的物质；(e)任选用水进行洗涤，并且如果必要的话进行干燥；(f)任选加入一种或多种抗氧化剂；(g)任选漂白或脱除颜料、氧化产物、微量金属、硫和/或皂；(h)任选过滤；(i)冷却或冻凝或脱除饱和三甘油酯。如果含ω6和ω3 PUFA的油还没有组合的话，则可以在该步骤将它们组合(如(a)中)形成油混合物。至此所述油仍可以被视为粗油；(j)除臭或脱除游离脂肪酸、单和二甘油酯、氧化产物、颜料分解产物、溶剂和/或固醇；(k)任选精加工或脱除不溶于油的物质。
在某些纯化方法中，步骤(c)、(d)和(g)不是任选的。换句话说，虽然可能只进行上述除臭步骤(j)，但在某些实施方案中，可以包括步骤(c)、(d)和(g)。另外或除了其它步骤外，步骤(i)不是任选的，和/或优选步骤(f)和(k)中的一个或两者均不是任选的。
上述步骤(c)至(i)可以用于任何纯化方案中。例如可以针对粗油混合物进行这一过程。但上述步骤(c)至(i)中的一个或多个步骤可以针对含ω6 PUFA的粗油和/或针对含ω3 PUFA的粗油进行，然后可以组合所述油，并且针对油混合物进行步骤(j)和/或(k)。
纯化后(从而在纯化油中)，(不希望的或重)金属的含量优选被明显降低。对于砷(As)，其量优选低于0.2ppm，优选低于0.1ppm，最优选为低于0.05ppm。对于铅(Pb)，其量优选低于0.06ppm，优选低于0.04ppm，最优选为低于0.02ppm。汞(Hg)和镉(Cd)的优选量与上述针对铅所规定的量相同。多不饱和脂肪酸(PUFAs)和油所述PUFA可以是单一的PUFA或两种或多种不同的PUFAs。所述PUFA或每种PUFA均可以是n-3或n-6族的。优选为C18、C20或C22 PUFA或带有至少18个碳原子和三个双键的PUFA。所述PUFA可以以游离脂肪酸、盐、脂肪酸酯(如甲酯或乙酯)、磷脂和/或单、二或三甘油酯的形式提供。
适合的(n-3和n-6)PUFA包括二十二碳六烯酸(DHA，226 Ω3)，适合于来自海藻或真菌，如(腰鞭毛虫)Crypthecodinium或(真菌)Thraustochytrium；γ-亚麻酸(GLA，183 Ω6)；α-亚麻酸(ALA 183 Ω3)；共轭亚油酸(十八碳二烯酸，CLA)；二高(dihomo-)-γ-亚麻酸(DGLA，203 Ω6)；花生四烯酸(ARA，204 Ω6)；以及，二十碳五烯酸(EPA，205 Ω3)。
优选的PUFA包括花生四烯酸(ARA)、二十二碳六烯酸(DHA)、二十碳五烯酸(EPA)和/或γ-亚油酸(GLA)。具体地，ARA是优选的。
所述PUFA可以为天然来源(如植物或海产物)或可以由单细胞或微生物来源得到。因此所述PUFA可以为(或来自于)微生物、海藻或植物起源(或来源)。具体地，所述PUFA可以由细菌、真菌或酵母产生。真菌是优选的，优选毛霉菌目，如被孢霉属、须霉属、布拉霉属、曲霉属、Thraustochytrium、腐霉属或虫霉属。优选的ARA来源来自于高山被孢霉、三孢布拉霉、土曲霉或内腐霉(insidiosum)。海藻可以是腰鞭毛虫和/或包括紫球藻属、Nitszchia或Crypthecodinium(如Crypthecodinium cohnii)。酵母包括毕赤酵母属或糖酵母属类，如毕赤酵母ciferii。细菌可以是原粘杆菌属类。
含ω3 PUFA(如DHA)的油可以是海产物，如鱼(如金枪鱼)油。含ω6和/或ω3 PUFA(如ARA、DHA或EPA)的油可以是微生物或单细胞油。
优选的ω6和ω3 PUFA(如GLA、ARA和EPA)可以由真菌得到，如被孢霉属、腐霉属或虫霉属。ω3 PUFA(如EPA)可以由海藻产生，如紫球藻属或Nitzschia。
优选ω6或ω3(如含有ARA、DHA或EPA的)油为由微生物产生的微生物油。所述微生物可以是细菌、酵母、海藻或真菌。
优选所述PUFA具有至少四(4)个双键。PUFA油的制备在本发明的方法中，适当地将微生物首先发酵，如在一个含有培养基的发酵容器中进行。可以针对在所形成的生物量(以及后来的油)中有高的PUFA含量对发酵条件进行优化。如果希望的话，例如在发酵完成后，所述微生物可能被杀死或被灭菌。这可以使任何不希望的酶失去活性，例如可能降解或减少PUFA产量的酶。
然后可以将生物量从发酵器中脱除，并且如果必要的话，从中脱除液体(通常为水)。可以应用任何适合的固液分离技术。这一操作(脱水)可以通过机械方法如离心和/或过滤进行。适合的离心机可以由WestfaliaTM或Tetra LavalTM得到。所述离心可以持续2-8分钟，如3-7分钟，最优选为4-6分钟。停留时间为0.1-3分钟，如0.3-2分钟，最优选为0.5-1.0分钟。离心机可以在2,000-8,000g下操作，如3,000-7,000g，最优选为4,000-6,000g。在中断和分离之后，本发明方法可以进一步包括萃取、纯化或分离多种PUFA中的一种。
然后可以洗涤细胞，如应用水溶液(如水)脱除任何细胞外的水溶性化合物。
优选含PUFA(如ARA)的粗油含有10或15至25或30％PUFA。纯化后的油(如ARA)优选含有30或35至45或50％PUFA。粗油的制备所述粗油或每种粗油均可以是微生物(如单细胞)粗油，或者它可以是海产物(如鱼)油或植物油(粗的或部分处理后的)。因此含ω3和ω6PUFA的油优选来自于微生物或单细胞源(或起源)。具体地，含ω3PUFA(DHA和/或EPA)的粗油可以是海产物油。如果所述PUFA油要含有GLA，则粗油可以是植物油，如黑穗状醋栗油、琉璃苣籽油、向日葵油、大豆油或樱草油。
许多文献均描述了粗PUFA油的制备。在WO-A-92/13086(Martek)中公开了含有ARA的微生物油，在WO-A-91/14427(Martek)中的EPA，以及在WO-A-91/11918(Martek)中的DHA。本申请人已经描述了多种用于从微生物源中提取PUFA油的方法，并且这些方法可以在WO-A-97/36996和WO-A-97/37032(二者均为Gist-brocades)中找到。在WO-A-92/12711(Martek)中还描述了含有ARA、DHA和EPA的油的制备。
在所述油中，优选大部分PUFA为三甘油酯的形式。因此优选至少50％，如至少60％，或最优至少70％PUFA为三甘油酯的形式。但三甘油酯的量可以更高，如至少为所述油的85％，优选至少90％，更优选至少95％或98％。在这些三甘油酯中，优选至少40％，如至少50％，以及最优选至少60％PUFA存在于甘油醇的α-位(在三甘油酯的骨架中)，亦称为1或3位。可能优选的是至少20％，如至少30％，最优选至少40％PUFA位于β(2)位上。
适当地所述纯化油将在4-6℃的温度下固化。在纯化油中，三甘油酯的含量优选为至少90％，如至少93％，以及最优选至少95％。单甘油酯和/或二甘油酯的含量优选少于7％，如少于5％，最优选少于3％。单甘油酯的量可以少于0.5％，如少于0.1％，最优选少于0.1％。在纯化油中固醇的含量优选少于5％，如少于3％，最优选少于2％。
在纯化油中，(所希望的)PUFA的含量优选至少30％，如至少35％，最优选至少40％或45％。
游离脂肪酸的量优选不超过0.5％。混合物(混和物)在该说明书中，术语“混合物”包括油的组合物(例如在组合后，所述油可以被分离成其原始的组分油)和混合物(其中组合后的油是不可分离的)。前者的例子是其中一种(或者甚至两种)油形成胶囊(如微胶囊)，从而尽管油被混合，它们仍可分离成混合前的原始组分油。但混合物是优选的，其中的油充分混合并且不可能分离成原始组分油。尽管2、3或4种油的混合物是优选的，但混合物可以由多种(至少两种)油组成。优选所述油仅为微生物或单细胞油，换句话说其它来源(如海产物和/或植物)的油可能被排除而不存在。
在纯化油混合物中，ω6∶ω3 PUFA的比优选为1∶5至5∶1，最优选为1∶1至1∶2。在纯化油混合物中，ω6 PUFA的量(特别当它为EPA时)优选为ω6 PUFA的量(特别当它为ARA时)的至少1/5。事实上，优选的是ω3 PUFA至少为ω6 PUFA量的25％，如至少30％，最优选为35％。
一方面的优选特性或特征在细节上必要修改后适用于其它方面。
下面将参照如下实施例，通过实施例的方式来描述本发明，但给出这些实施例不是为了限制本发明，而仅仅是为了描述本发明。实施例1应用WO-A-97/36996(Gist-brocades)的实施例16的方法，应用己烷作提取溶剂，得到含有ARA的粗油。ARA的含量为35％。由来自于Pronova Biocare A.S.，P.O.Box 2109，N-3202 Sandefjord，Norway(EPAXTM0525TG)的海产物源(金枪鱼油)得到粗的DHA油(27％DHA)。
然后将含有ARA-和DHA的油混合在一起，形成混合物。首先向无菌的不锈钢罐中加入10kg粗ARA。在搅拌条件下，在15分钟时间内(排除空气)，向所述罐中加入30kg粗DHA油。这使粗油混合物的ARA∶DHA油的(重量)比为1∶3(ARA∶DHA比为1∶2.31)。
然后按照下列方案对粗油混合物进行纯化。纯化该过程由四个主要步骤组成，当必要时可以有中间步骤。四个主要步骤为酸处理(脱胶)；碱处理(中和)；(如果必要，进行水洗和干燥，如脱除皂类或皂类残余物)；漂白；(如果必要)过滤，如脱除用于漂白过程中的吸附剂；除臭；(如果必要)精加工；以及(如果必要进行冷却或冻凝)。1.脱胶(酸处理)。该操作主要用于脱除磷脂。将所述油加热到70℃。磷酸溶解于水中达到85％的浓度。以每kg油1.5g磷酸溶液向油中加入磷酸(油中磷脂的重量约为3％)。将所述油在80℃的温度下保持15分钟。起初油和磷酸的混合物形成乳液，进一步加热使其破乳。然后通过离心脱除胶。2.碱纯化(中和)。进行滴定以确定存在于油中的酸量，从而计算中和所需要的碱量。向油中加入碱(氢氧化钠，15％)，并且很好地混合。然后利用自清洁式离心机(气密性封闭避免与空气接触)分离所形成的皂(皂化物质)。然后利用热水(94℃)洗掉任何微量皂，然后进行离心。3.漂白。首先将所述油在70℃在真空下干燥。然后向油中加入吸附剂(TrisylTM，Grace Davison，以油体积为基准为1％)并混合。将油加热到105℃，并将油吸附剂混合物喷洒到搅拌的漂白罐中以脱除空气。然后使吸附剂静置与油接触约20分钟，直到可以对油进行冷却和过滤。4.冻凝(冷却)。在温和的搅拌条件下将油(现在约35℃)慢慢冷却至4℃。这将花费约24小时。将油在4℃下再保持24小时。然后应用板框式压滤机在200kg/m2(0.2-0.5bar)的压力下过滤所述油。5.除臭。在真空下在180℃的温度和低压(2-4mbar)下对油进行蒸汽精馏。
表1中给出了对纯化前的粗ARA和纯化并混合后的含ARA和DHA的油的分析结果的比较。
表1
实施例2按照WO-A-97/43362(Gist-brocades)中所描述的对比例1的方法，制备含ARA的粗油。该物质含约30％ARA。
应用WO-A-97/36996(Gist-brocades)的实施例21中所描述的方案，得到DHA粗油。该油含有60％三甘油酯、12％二甘油酯和3.7％固醇。其DHA浓度为32.6％。
然后应用与实施例1相同的方案处理每种粗油，其中的变化如下(i)在酸处理中，与磷酸的接触时间为20分钟，并且对ARA油来说油温为70℃，对DHA油来说应用柠檬酸(50％)(20分钟，75℃)；(ii)在碱处理中，氢氧化钠的浓度为13％，并且省略热水处理(水洗)；(iii)用1.5％吸附剂TonsilTM(Siid-Chemie，Munich，Germany)漂白，并且在100℃下保持15分钟。
将所形成的两种粗油各10千克在一个30升的罐中搅拌混合，形成ARA∶DHA(体积)为1∶1的混合物(ARA∶DHA比为1∶1.09)。然后将两种油的混合物在200℃的温度下除臭，然后应用筒式过滤器澄清。实施例3纯化后的由高山被孢霉得到的ARA微生物油(38％ARA)(5kg)是由DSM N.V.，Food Specialties Division，P.O.Box 1,2600 MA Delft，荷兰，以商标名OPTIMARTM得到的。应用实施例1的方案对该油进行纯化。然后将纯化后的来自Pronova，Norway的含27％DHA(EPAXTM0525TG)的含DHA的油(10kg)与纯化后的ARA油混合。在配有搅拌器的不锈钢筒中使两种油相互混合(ARA∶DHA比为1∶1.54)。实施例4应用实施例1的方案对实施例1中所使用的ARA粗油进行纯化，其中的变化如下(i) 以2％油体积的量加入磷酸(80％)；(ii) 碱为KOH(10％)；(iii)在85℃下进行水洗，但是应用小体积的水，从而不需要后续的洗涤过程；(iv)在90℃下漂白30分钟；以及(v) 冷却至5℃，并且在5℃下保持2天。表2给出了纯化前后油的分析结果。
表2
然后将来自实施例2的DHA粗油也单独并且独立地按照与ARA粗油相同的方案进行处理。然后在一个配有搅拌器的不锈钢筒中，将所形成的ARA油(10kg)与所形成的DHA油(33％DHA，15kg)混合到一起。混合后的油的ARA∶DHA比为1∶1.16，然后在220℃下对其进行除臭。
对各种纯化方案的总结示于表3中。
表3
实施例3应用与实施例1相同的纯化过程，只是应用ARA(38％)粗油和DHA(25％)粗油(ARA∶DHA比为1∶2.6)。实施例5重复实施例1中的方案，只是应用含EPA的粗油(应用WO-A-91/14427的为了得到提取后的单细胞油的实施例得到，Martek)替代DHA粗油。然后将ARA油(35％ARA，10kg)与EPA油(37％EPA，5kg)在配有搅拌器的不锈钢筒中混合在一起。所形成的纯化并且混合后的油的ARA∶EPA比为1∶0.53。实施例6-8通过以每分钟10千克的速率加入油混合物，使实施例1的油混合物(0.5kg)与乳糖颗粒(10kg)在Ldige混合器中混合。将所形成的粉末在氮气下贮存。然后将粉末化的混合物加入到粉末化的婴儿食品配方(20kg SMA GoldTM，英国)中。然后利用实施例4的纯化后的ARA/DHA混合物及实施例5的纯化后的ARA/EPA混合物进行相同的过程。实施例9按照下列方案，制备一批为均匀液体的含2kg DHA/ARA油混合物的粉末化婴儿食品配方200kg。在温度为50℃时向婴儿食品配方中加入所述油混合物。将所述混合物以每小时0.5千克的流率喷洒到婴儿食品配方中，而所述婴儿食品配方以每小时50千克的流率通过流化床。所述温度的设定应使干燥的水损失在1和2％之间。实施例10按照如下过程将实施例2的油混合物添加到一批1000kg的婴儿食品配方中。首先制备含有27kg ARA/DHA油混合物的预混合物。该预混合物还含有维生素和矿物质以及乳糖，并且其总重量为200kg。然后将该预混合物加入到800kg喷射干燥的婴儿食品配方中，然后在Chronicle Nauta 50RK混合器中混合。然后通过加入无菌水将这种粉末化的婴儿食品配方制成婴儿食用的奶(13g粉末化的婴儿食品配方加入90ml水)。
权利要求
1.一种制备油混合物的方法，该方法包括(a)组合含ω6 PUFA的粗油与含ω3 PUFA的粗油，产生粗油混合物；以及(b)纯化所述粗油混合物从而产生纯化后的含ω6和ω3 PUFA的油混合物。
2.权利要求1的方法，其中(i)所述纯化包括脱除磷脂、微量金属、颜料、皂、糖、蛋白质、硫、固醇、单或二甘油酯、饱和三甘油酯和/或游离脂肪酸；(ii)所述油混合物为一种油混合物；(iii)ω6 PUFA为ARA和/或ω3 PUFA为DHA或EPA；和/或(iv)(a)中的组合仅为两种或三种油的组合，所有油均为单细胞油或微生物油。
3.权利要求1-2的方法，其中所述纯化包括酸处理、碱处理、中和、水洗、过滤、精加工、冻凝、漂白和/或除臭。
4.前述任一权利要求的方法，所述方法另外包括(c)任选用酸处理或脱胶，或脱除磷脂、微量金属、颜料、糖和/或蛋白质；(d)任选用碱处理或脱除游离脂肪酸、磷脂、颜料、微量金属、不溶于水的物质和/或不溶于油的物质；(e)任选用水进行洗涤，并且如果必要的话进行干燥；(f)加入一种或多种抗氧化剂；(g)任选用水进行洗涤、漂白或脱除颜料、氧化产物、微量金属、硫和/或皂；(h)任选进行过滤；(i)任选进行冷却或冻凝或脱除饱和三甘油酯；(j)除臭或脱除游离脂肪酸、单或二甘油酯、氧化产物、颜料分解产物、溶剂和/或固醇；(k)任选精加工或脱除不溶于油的物质。
5.前述任一权利要求的方法，其中(i)含ω6 PUFA(如ARA)的粗油含有15-25％的ω6 PUFA；(ii)纯化后的ω6 PUFA油含有35-45％的ω6 PUFA；(iii)权利要求4的(c)、(d)和/或(i)中的一个或多个步骤不是任选的；(iV)针对含ω6 PUFA的粗油和/或含ω3 PUFA的粗油进行权利要求4的(c)-(i)中的一个或多个步骤，然后如(a)将所形成的油组合，然后按照(j)和/或(k)对所述油混合物进行处理；和/或(v)ω6和ω3 PUFA均含有至少四个双键。
6.前述任一权利要求的方法，其中(i)含ω3 PUFA(如DHA)的油为鱼油和/或含ω6或ω3 PUFA(如ARA、DHA或EPA)的油为微生物油；和/或(ii)含ω6 PUFA的粗油由被孢霉属目的真菌得到，任选来自于高山被孢霉真菌，和/或含ω3 PUFA的油由生物体Crypthecodiniumcohnii得到；或(iii)含ω6 PUFA或ω3 PUFA的油为植物油。
7.前述任一权利要求的方法，其中在纯化后的油混合物中(i)ω3 PUFA(如EPA)的量至少为ω6 PUFA(如ARA)量的20％；和/或(ii)纯化后的油的ω6∶ω3(如ARA∶DHA)比为1∶5至5∶1，任选为1∶1至1∶2。
8.前述任一权利要求的方法，其中纯化后的油含有至多0.1％游离脂肪酸、至多0.2％磷脂、磷含量低于10ppm、铁含量低于0.05ppm、铜含量低于0.02ppm和/或过氧化物值(POV)低于1.0。
9.一种含ω6 PUFA和ω3 PUFA的纯化油混合物，所述混合物适合于人类食用，如幼儿或婴儿，并且任选为可由前述任一权利要求的方法制备的纯化油混合物。
10.一种可食用制剂，含有权利要求9的纯化油混合物，如食品(优选适合于人类食用，任选为婴儿食品配方)、营养添加剂或药物组合物。
11.一种制备可食用制剂的方法，所述方法包括将权利要求1-8任一项方法制备的油混合物或权利要求9的纯化油混合物引入到所述制剂中。
12.权利要求11的方法，其中所述制剂为幼儿食品或婴儿食品配方。
全文摘要
描述了用于制备ω6 PUFA(如ARA)和ω3 PUFA(如DHA和/或EPA)的油混合物的方法，所述油混合物可以包含在可食用制剂如食品中，具体为婴儿食品配方中。将含ω6 PUFA(如ARA)的粗油与含ω3 PUFA(如DHA或EPA)的粗油混合形成粗油混合物(或混合物)。然后在将该混合物加入到食品中之前对其进行纯化。另外处理含ω6 PUFA的粗油，并且处理含ω3 PUFA的粗油，然后在除臭之前将两种纯化的油混合，然后加入到食品中。所述纯化包括酸和/或碱处理、漂白、除臭、过滤、精加工或冷却。所述纯化从油中脱除微量金属、颜料、糖、蛋白质、硫、固醇、单或二甘油酯，使它们适合于人类食用。
文档编号A61K35/60GK1447850SQ01814381
公开日2003年10月8日 申请日期2001年8月1日 优先权日2000年8月2日
发明者H·L·比杰, J·H·沃尔夫 申请人:Dsm公司
本申请涉及含有至少两种多不饱和脂肪酸(PUFAs)的油混合物，以及通过将含PUFA的第一种油与含PUFA的第二种油(通常含有与第一种油中的PUFA不同的PUFA)组合来制备所述油混合物的方法。具体地，本发明涉及制备纯化的油混合物(混合物)，所述制备通过混合含ω6 PUFA(如ARA)的粗油与含ω3 PUFA(如DHA或EPA)的粗油而形成粗油混合物，然后处理(如纯化)所述油混合物。
混合PUFA油是已知的。如WO-A-92/12711(Martek Corporation)提出混合微生物油并将这种混合物用于婴儿食品配方(formula)中。规定所述微生物油含有EPA、DHA或ARA，尽管也提到了鱼油和植物油。该文献教导混合微生物油来模仿人类母乳的PUFA含量。具体地，它倡导按照1-5∶2-12的比例来混合DHA和ARA，如按照约1∶3的比例。
在WO-A-92/12711的实施例中，发酵方法产生三种不同的微生物衍生油，即ARASCO、DHASCO和EPASCO，并且它们均为粗油形式(参见实施例1-3)。然后将它们混合，并且建议可以将它们加到婴儿食品配方中。但没有实际制备婴儿食品配方(或其它食品)，并且已经发现这些粗油不适合包含在婴儿食品配方中。例如所述粗油可能含有各种化合物(磷脂、颜料、微量金属、游离脂肪酸、单和二甘油酯、固醇、硫、氧化产物如醛和环氧化物，以及其它各种不溶于水或油的物质)，这些物质是不希望的，特别是在那些打算引入(幼儿)食品的油混合物中。
当向食品中加入任何物质时，必须注意消除污染物和其它具有不利影响的化合物。对于打算引入到婴儿食品配方中的物质来说，这一点特别正确，因为幼儿和婴儿特别容易受杂质或其它不希望物质影响。因此本发明的目的是至少减弱这些缺点，并且如果可能的话，防止或消除这些缺点。
在其最广的范畴内本发明涉及应用一种或多种纯化技术将粗油转化为纯化油，所述纯化油适合于引入婴儿食品配方或其它食品中。所述纯化可以脱除杂质或其它不希望的物质，其结果使所述油可以适合于人类摄取。所述纯化可以在粗油组合后进行，并因此仅需要进行一次。
因此本发明的第一个方面涉及一种制备油混合物的方法，该方法包括(a)组合含ω6 PUFA(如ARA)的粗油和含ω3 PUFA(如DHA或EPA)的粗油，从而产生粗油混合物(或混合物)，以及(b)纯化所述粗油混合物从而产生纯化了的含ω6和ω3 PUFA的油混合物。
因此本发明在粗油已经组合后进行纯化，也就是说纯化的是粗油混合物。这意味着可能只需要一个纯化步骤。然后可能需要少量的进一步处理。同时也意味着不会具有两种可能处于稍微不同的“氧化态”的油(如两种油的氧化程度稍微不同)，同时可以避免需要两种不同的纯化方案，因为每种方案可能由于适合所要纯化的具体油而不同。
另外该方法可能包括(如在纯化过程中)脱除一种或多种如下组分磷脂、微量金属、颜料、糖、蛋白质、游离脂肪酸(FFA)、不溶于油的物质、不溶于水的物质、皂或皂化物质、氧化产物、硫、单或二甘油酯、颜料分解产物、溶剂和/或固醇。所述纯化可以减少或脱除“臭味”和/或提高所述油的稳定性。
为了实现这一点，该方法(如纯化)可以包括脱胶(或酸处理)、中和(或碱处理)、水洗、漂白、过滤、除臭、精加工和/或冷却(或冻凝)。优选地所述纯化包括酸处理和/或碱处理(脱胶和中和)。另外所述纯化方法可以包括漂白和/或除臭。但最好除了酸和碱处理外，所述纯化优选还包括漂白和/或除臭，因此(a)中的组合可以发生在一个或多个这些(纯化)步骤进行之后，换句话说某些所述步骤可以在(a)中的组合步骤之前进行，而有些则可以在(b)中的纯化过程中针对(组合后的)油混合物进行。在这种情况下，(a)中的组合步骤优选在除臭之前进行。而如脱胶、碱处理、漂白和/或冷却步骤可以在组合之前针对单独的油进行，或针对油混合物进行。因此“粗”油可以指未除臭的油，而纯化油可以是除臭油。因此本发明可以包括组合含ω6 PUFA的油与含ω3 PUFA的油，形成油混合物，然后对所述油混合物进行纯化(如除臭)。
这些附加过程优选在(b)中的纯化过程中进行，但是其中一个或多个过程可以在(a)中油被组合以前，针对含ω6 PUFA的油和/或含ω3PUFA的油进行。
第二个方面涉及纯化的含ω6 PUFA和ω3 PUFA的油混合物，所述油混合物有利地适合于人类(如婴儿)食用。这可以是利用第一个方面的方法制备的纯化油混合物。
第三个方面涉及含有第二个方面的纯化油混合物的可食用制剂。该制剂可以是食品，优选适合于人类食用，并且任选为婴儿食品配方、营养添加剂或药物组合物。
第四个方面涉及制备第三个方面的可食用制剂的方法，该方法包括将第二个方面的油引入到所述制剂中。可以将所述油加入或补充到现存的制剂中，或者可以在生产过程中将所述油加入或混合到一种或多种(可食用的)制剂成分和/或组分中。纯化方法溶剂处理这可以减少或脱除胶和/或蛋白质。极性溶剂是优选的，如丙酮。这一过程特别适合于ω3油，如含DHA的油。脱胶(或酸处理)这可以脱除或减少多种物质如磷脂、微量金属、颜料、糖和/或蛋白质。脱除部分或全部(可水合的和/或不可水合的)磷脂是特别希望的。这些物质可以是带颜色的化合物以及特别是在(白色)婴儿食品配方中不希望的那些物质。因为其乳化特性，在后来的碱处理步骤(如果采用的话)中它们会使过程复杂化。另外，如果采用除臭步骤，它们可能会引起不希望的变褐色过程。磷脂可能在贮罐中沉积，并且一旦这种情况发生，它们可能很难脱除。
该方法优选包括向油中加入水和磷酸和/或柠檬酸(如H3PO4)，然后如果必要的话进行混合。如果使用柠檬酸，优选为50％水溶液。对于磷酸，可以使用85％水溶液。随后可以加热油，如打破已经形成的乳液。然后可以脱除“胶”或其它不想要的物质，如通过离心进行。
脱胶可以首先由加热开始。如果必要的话可以采用加热，例如在50-80℃的温度下，如55-75℃，最优选为60-70℃。
然后可以加入酸。对于磷酸，每1kg油可以加入0.1-2.0g磷酸，如0.5-1.5g，优选为0.8-1.2g。这些数值以85％磷酸溶液为基准，从而酸量可能由于不同的酸浓度(如50-95％、70-90％、80-88％磷酸)而变化，并且要考虑其等效性(按比例的)。
在某些过程中也可以加入水，尽管这一操作通常可以省略。如果采用的话，所加入的水量可以为被认为存在于油中的磷脂重量的25-125％，从50％-100％，最优选为70-80％。与油相比，水量可以为0.1-15％，如0.5-10％，最优选为1-5％(重量或体积)。如果应用水，则优选在加水前向油中加入(磷)酸。
该处理可能进行5分钟至1小时，如10分种至30分钟，优选为15分钟至20分钟。温度可以为50-110℃，优选为80-100℃，最优选为70-90℃。
如果中和或漂白也进行的话，这些步骤中的任何一个都可以与脱胶组合进行。脱胶前所述油的磷脂含量可以为2-3.5％(重量)。碱处理(亦称为精制)因为其中包括可以中和油中存在的任何酸的碱，所以该操作也称为中和。酸的存在可能是酸处理的结果，如上面所讨论的脱胶。
碱处理的意图是脱除或减少游离脂肪酸(FFAs)、磷脂、颜料、微量金属、不溶于油的物质和/或不溶于水的物质。优选该步骤脱除部分或全部游离脂肪酸。这些物质因为其发泡特性可能在食品中产生问题。另外，它们可能是毒性的。
碱处理优选将游离脂肪酸(FFAs)转化为皂类或水解三甘油酯(皂化)。这是由于碱金属离子，特别是钠与FFA的反应。优选将FFAs的浓度减少到低于0.2％，优选低于0.1％，最优选少于0.05％(重量)。
这一步骤可以是间歇或连续过程。优选在加入碱之前，利用已知技术估计FFA的含量，具体为酸值。(例如可以通过滴定法检测FFA的含量)。例如如果油已经经过酸处理，如脱胶，则可以应用过量的碱。
如果必要的话，可以(首先)进行加热，例如加热到50-90℃的温度，如55-85℃，最优选为60-80℃。然后可以进行滴定确定存在有多少酸，以及因此需要多少碱。
然后可以使碱与油混合。适合的碱为碱金属、碱土金属或铵的氢氧化物。碱金属氢氧化物是优选的，因为这类物质能使对除臭步骤(如果后来采用的话)的干扰达到最小优选为氢氧化钠。碱的加入浓度可以为10-15％，如12-13％。所加的碱量应该足以中和所述油。
然后所形成的皂或皂化物质可以通过离心脱除或分离，如应用自清洁式离心机。这些过程可以是气密性密封或封闭进行的，从而避免与空气接触。
可以通过洗涤，脱除所述或任何(剩余)的皂类，例如利用水在80-120℃的温度下进行，优选为90-100℃。然后可以采用第二次离心。如果另外利用水洗步骤，则如果适当的话，随后可进行干燥步骤。
除了碱处理或代替碱处理的其它脱除FFA的方法，是利用精馏或除臭(在本领域中有时称为物理精制)，下文将讨论后一技术。
在经过这一步骤(或任何FFA脱除处理)之前，粗油的FFA浓度可能为0.2-0.6％，如0.3-0.5％。抗氧化剂可以应用任何适合的抗氧化剂。其例子包括维生素E(如400-1200，优选为600-1000，最优选为600-800ppm)和/或棕榈酸抗环血酸酯(如50-150，优选为70-130，最优选为80-120mg/kg油)。漂白在这一步骤打算脱除或减少颜料、氧化产物、微量金属、硫和任何皂或皂化产物(如碱处理所形成的)。具体地，这一步骤不仅脱除有颜色的化合物，也脱除颜料如胡罗卜素(如β胡罗卜素)、叶绿素、棕色化合物、有香味的化合物、过氧化氢和/或任何不希望的金属。
如果在漂白前进行干燥，则该步骤可以在50-100℃的温度下进行，优选为60-90℃，最优选为70-80℃。所述干燥可以在真空下进行。
漂白优选包括吸附这些杂质中的一种或多种。可以应用任何适合的精制剂或吸附剂(这些术语可以互换使用)。这一步骤可以包含精细磨碎的和/或活化的物质，例如精细磨碎的天然或活化土、碳和/或漂白土(如漂白粘土或以膨润土为基础的产品)。将所述油与所选择的吸附剂混合。吸附剂的用量将取决于油的颜色及被认为存在于油中的杂质量。但作为指导，对应所述油的量(重量)可以应用的吸附剂量为0.25％-5％，优选为0.5-3％，最优选为0.75-1.5％。
然后可以喷洒所述油和吸附剂的混合物，例如在真空下进行。这可以脱除空气。然后可以将油加热，如在80-130℃的温度下进行，优选为90-120℃，或最优选为100-110℃。油和吸附剂之间的接触时间可以为5-40分钟，优选为10-30分钟，最优选为50-25分钟。然后可以将所述油冷却和/或过滤。
所述漂白可以包括将油与除皂添加剂接触，如处理过的氧化硅产品如TrisylTM，特别是当碱处理已经进行时。这可以脱除金属和/或胶。其加入量可以为每kg油0.1-5kg，如0.5-3.0kg。
该步骤可以采用间歇或连续过程。所述漂白和/或过滤可以在没有空气存在的情况下进行，如在真空下或应用惰性气体(幕)下进行，如N2。冷却(或冻凝)这可以脱除饱和三甘油酯(即来自饱和脂肪酸的三甘油酯)。这是有用的，因为饱和三甘油酯可能升高浊度点。
该步骤包括冷却油，优选从而形成晶体(包括所要脱除的化合物或杂质)。因此优选将产生含有饱和三甘油酯的晶体。所述油可以贮存在罐中，并且如果条件允许的话，可以是外部罐。贮存在可以在更冷的条件下进行，如在冬季进行。另外所述油可以被冷却，如应用换热器进行。
优选相对大的晶体形式。事实上，大的晶体形式或密度高于油的晶体是有利的。这样所述晶体优选落入或迁移到油的下部，如形成沉淀。
优选将油慢慢冷却。最终(或冷却后)的温度优选为0-10℃，如3-7℃，最优选为5-6℃。在冷却过程油可以被搅拌，但优选仅在柔合的搅拌条件下进行。有利的是应避免高剪切速率。将油冷却到这一温度所花费的时间可能为12-36小时，如18-30小时，最优选为21-27小时。
然后可以过滤油。这样可以脱除任何沉淀(或晶体)。该过程可以包括标准设备如板框式压滤机。其它脱除沉淀或晶体的方法包括离心或真空过滤。除臭这可以脱除或减少脂肪酸及游离脂肪酸、单和二甘油酯、氧化产物、颜料分解产物、溶剂和/或固醇。具体地，它可以脱除不想要的香料化合物，如醛和酮。也可以脱除烃，如过氧化氢分解所形成的物质。其它可以被脱除的化合物包括固醇和维生素E。
除臭优选包括精馏，如用蒸汽精馏。优选在真空下或至少在降压(例如1-8mbar，如2-4mbar)下进行。油的温度可以为100-300℃，如150-250℃，最优选为180-220℃。
该步骤可以按照间歇、半连续或连续过程进行。优选将所述油中的FFA含量降低到0.06％以下，优选低于0.04％，最优选为低于0.03％(如应用POV(过氧化物值)和AnV(甲氧基苯胺值)参数)。精加工这可以脱除部分或全部(最后为微量)不溶于油的物质。它可以包括澄清油，如应用烛形或(筒式)过滤器。优选的方法因此本发明的(纯化)方法优选包括(a)组合(粗的)含ω6 PUFA的油与(粗的)含ω3 PUFA的油，从而产生(粗的)油混合物。该步骤可以现在(或首先)进行，或者后来在步骤(c)至(i)中的一个或多个步骤进已经行之后进行。但所述组合应该在步骤(j)之前进行；(b)纯化，该步骤可以针对单独的含ω6和ω3 PUFA的油进行，或者针对油混合物(组合所形成的)进行。因此所述纯化可以包括；(c)任选用酸进行处理或脱胶，或脱除磷脂、微量金属、颜料、糖和/或蛋白质；(d)任选用碱进行处理或脱除游离脂肪酸、磷脂、颜料、微量金属、不溶于水的物质和/或不溶于油的物质；(e)任选用水进行洗涤，并且如果必要的话进行干燥；(f)任选加入一种或多种抗氧化剂；(g)任选漂白或脱除颜料、氧化产物、微量金属、硫和/或皂；(h)任选过滤；(i)冷却或冻凝或脱除饱和三甘油酯。如果含ω6和ω3 PUFA的油还没有组合的话，则可以在该步骤将它们组合(如(a)中)形成油混合物。至此所述油仍可以被视为粗油；(j)除臭或脱除游离脂肪酸、单和二甘油酯、氧化产物、颜料分解产物、溶剂和/或固醇；(k)任选精加工或脱除不溶于油的物质。
在某些纯化方法中，步骤(c)、(d)和(g)不是任选的。换句话说，虽然可能只进行上述除臭步骤(j)，但在某些实施方案中，可以包括步骤(c)、(d)和(g)。另外或除了其它步骤外，步骤(i)不是任选的，和/或优选步骤(f)和(k)中的一个或两者均不是任选的。
上述步骤(c)至(i)可以用于任何纯化方案中。例如可以针对粗油混合物进行这一过程。但上述步骤(c)至(i)中的一个或多个步骤可以针对含ω6 PUFA的粗油和/或针对含ω3 PUFA的粗油进行，然后可以组合所述油，并且针对油混合物进行步骤(j)和/或(k)。
纯化后(从而在纯化油中)，(不希望的或重)金属的含量优选被明显降低。对于砷(As)，其量优选低于0.2ppm，优选低于0.1ppm，最优选为低于0.05ppm。对于铅(Pb)，其量优选低于0.06ppm，优选低于0.04ppm，最优选为低于0.02ppm。汞(Hg)和镉(Cd)的优选量与上述针对铅所规定的量相同。多不饱和脂肪酸(PUFAs)和油所述PUFA可以是单一的PUFA或两种或多种不同的PUFAs。所述PUFA或每种PUFA均可以是n-3或n-6族的。优选为C18、C20或C22 PUFA或带有至少18个碳原子和三个双键的PUFA。所述PUFA可以以游离脂肪酸、盐、脂肪酸酯(如甲酯或乙酯)、磷脂和/或单、二或三甘油酯的形式提供。
适合的(n-3和n-6)PUFA包括二十二碳六烯酸(DHA，226 Ω3)，适合于来自海藻或真菌，如(腰鞭毛虫)Crypthecodinium或(真菌)Thraustochytrium；γ-亚麻酸(GLA，183 Ω6)；α-亚麻酸(ALA 183 Ω3)；共轭亚油酸(十八碳二烯酸，CLA)；二高(dihomo-)-γ-亚麻酸(DGLA，203 Ω6)；花生四烯酸(ARA，204 Ω6)；以及，二十碳五烯酸(EPA，205 Ω3)。
优选的PUFA包括花生四烯酸(ARA)、二十二碳六烯酸(DHA)、二十碳五烯酸(EPA)和/或γ-亚油酸(GLA)。具体地，ARA是优选的。
所述PUFA可以为天然来源(如植物或海产物)或可以由单细胞或微生物来源得到。因此所述PUFA可以为(或来自于)微生物、海藻或植物起源(或来源)。具体地，所述PUFA可以由细菌、真菌或酵母产生。真菌是优选的，优选毛霉菌目，如被孢霉属、须霉属、布拉霉属、曲霉属、Thraustochytrium、腐霉属或虫霉属。优选的ARA来源来自于高山被孢霉、三孢布拉霉、土曲霉或内腐霉(insidiosum)。海藻可以是腰鞭毛虫和/或包括紫球藻属、Nitszchia或Crypthecodinium(如Crypthecodinium cohnii)。酵母包括毕赤酵母属或糖酵母属类，如毕赤酵母ciferii。细菌可以是原粘杆菌属类。
含ω3 PUFA(如DHA)的油可以是海产物，如鱼(如金枪鱼)油。含ω6和/或ω3 PUFA(如ARA、DHA或EPA)的油可以是微生物或单细胞油。
优选的ω6和ω3 PUFA(如GLA、ARA和EPA)可以由真菌得到，如被孢霉属、腐霉属或虫霉属。ω3 PUFA(如EPA)可以由海藻产生，如紫球藻属或Nitzschia。
优选ω6或ω3(如含有ARA、DHA或EPA的)油为由微生物产生的微生物油。所述微生物可以是细菌、酵母、海藻或真菌。
优选所述PUFA具有至少四(4)个双键。PUFA油的制备在本发明的方法中，适当地将微生物首先发酵，如在一个含有培养基的发酵容器中进行。可以针对在所形成的生物量(以及后来的油)中有高的PUFA含量对发酵条件进行优化。如果希望的话，例如在发酵完成后，所述微生物可能被杀死或被灭菌。这可以使任何不希望的酶失去活性，例如可能降解或减少PUFA产量的酶。
然后可以将生物量从发酵器中脱除，并且如果必要的话，从中脱除液体(通常为水)。可以应用任何适合的固液分离技术。这一操作(脱水)可以通过机械方法如离心和/或过滤进行。适合的离心机可以由WestfaliaTM或Tetra LavalTM得到。所述离心可以持续2-8分钟，如3-7分钟，最优选为4-6分钟。停留时间为0.1-3分钟，如0.3-2分钟，最优选为0.5-1.0分钟。离心机可以在2,000-8,000g下操作，如3,000-7,000g，最优选为4,000-6,000g。在中断和分离之后，本发明方法可以进一步包括萃取、纯化或分离多种PUFA中的一种。
然后可以洗涤细胞，如应用水溶液(如水)脱除任何细胞外的水溶性化合物。
优选含PUFA(如ARA)的粗油含有10或15至25或30％PUFA。纯化后的油(如ARA)优选含有30或35至45或50％PUFA。粗油的制备所述粗油或每种粗油均可以是微生物(如单细胞)粗油，或者它可以是海产物(如鱼)油或植物油(粗的或部分处理后的)。因此含ω3和ω6PUFA的油优选来自于微生物或单细胞源(或起源)。具体地，含ω3PUFA(DHA和/或EPA)的粗油可以是海产物油。如果所述PUFA油要含有GLA，则粗油可以是植物油，如黑穗状醋栗油、琉璃苣籽油、向日葵油、大豆油或樱草油。
许多文献均描述了粗PUFA油的制备。在WO-A-92/13086(Martek)中公开了含有ARA的微生物油，在WO-A-91/14427(Martek)中的EPA，以及在WO-A-91/11918(Martek)中的DHA。本申请人已经描述了多种用于从微生物源中提取PUFA油的方法，并且这些方法可以在WO-A-97/36996和WO-A-97/37032(二者均为Gist-brocades)中找到。在WO-A-92/12711(Martek)中还描述了含有ARA、DHA和EPA的油的制备。
在所述油中，优选大部分PUFA为三甘油酯的形式。因此优选至少50％，如至少60％，或最优至少70％PUFA为三甘油酯的形式。但三甘油酯的量可以更高，如至少为所述油的85％，优选至少90％，更优选至少95％或98％。在这些三甘油酯中，优选至少40％，如至少50％，以及最优选至少60％PUFA存在于甘油醇的α-位(在三甘油酯的骨架中)，亦称为1或3位。可能优选的是至少20％，如至少30％，最优选至少40％PUFA位于β(2)位上。
适当地所述纯化油将在4-6℃的温度下固化。在纯化油中，三甘油酯的含量优选为至少90％，如至少93％，以及最优选至少95％。单甘油酯和/或二甘油酯的含量优选少于7％，如少于5％，最优选少于3％。单甘油酯的量可以少于0.5％，如少于0.1％，最优选少于0.1％。在纯化油中固醇的含量优选少于5％，如少于3％，最优选少于2％。
在纯化油中，(所希望的)PUFA的含量优选至少30％，如至少35％，最优选至少40％或45％。
游离脂肪酸的量优选不超过0.5％。混合物(混和物)在该说明书中，术语“混合物”包括油的组合物(例如在组合后，所述油可以被分离成其原始的组分油)和混合物(其中组合后的油是不可分离的)。前者的例子是其中一种(或者甚至两种)油形成胶囊(如微胶囊)，从而尽管油被混合，它们仍可分离成混合前的原始组分油。但混合物是优选的，其中的油充分混合并且不可能分离成原始组分油。尽管2、3或4种油的混合物是优选的，但混合物可以由多种(至少两种)油组成。优选所述油仅为微生物或单细胞油，换句话说其它来源(如海产物和/或植物)的油可能被排除而不存在。
在纯化油混合物中，ω6∶ω3 PUFA的比优选为1∶5至5∶1，最优选为1∶1至1∶2。在纯化油混合物中，ω6 PUFA的量(特别当它为EPA时)优选为ω6 PUFA的量(特别当它为ARA时)的至少1/5。事实上，优选的是ω3 PUFA至少为ω6 PUFA量的25％，如至少30％，最优选为35％。
一方面的优选特性或特征在细节上必要修改后适用于其它方面。
下面将参照如下实施例，通过实施例的方式来描述本发明，但给出这些实施例不是为了限制本发明，而仅仅是为了描述本发明。实施例1应用WO-A-97/36996(Gist-brocades)的实施例16的方法，应用己烷作提取溶剂，得到含有ARA的粗油。ARA的含量为35％。由来自于Pronova Biocare A.S.，P.O.Box 2109，N-3202 Sandefjord，Norway(EPAXTM0525TG)的海产物源(金枪鱼油)得到粗的DHA油(27％DHA)。
然后将含有ARA-和DHA的油混合在一起，形成混合物。首先向无菌的不锈钢罐中加入10kg粗ARA。在搅拌条件下，在15分钟时间内(排除空气)，向所述罐中加入30kg粗DHA油。这使粗油混合物的ARA∶DHA油的(重量)比为1∶3(ARA∶DHA比为1∶2.31)。
然后按照下列方案对粗油混合物进行纯化。纯化该过程由四个主要步骤组成，当必要时可以有中间步骤。四个主要步骤为酸处理(脱胶)；碱处理(中和)；(如果必要，进行水洗和干燥，如脱除皂类或皂类残余物)；漂白；(如果必要)过滤，如脱除用于漂白过程中的吸附剂；除臭；(如果必要)精加工；以及(如果必要进行冷却或冻凝)。1.脱胶(酸处理)。该操作主要用于脱除磷脂。将所述油加热到70℃。磷酸溶解于水中达到85％的浓度。以每kg油1.5g磷酸溶液向油中加入磷酸(油中磷脂的重量约为3％)。将所述油在80℃的温度下保持15分钟。起初油和磷酸的混合物形成乳液，进一步加热使其破乳。然后通过离心脱除胶。2.碱纯化(中和)。进行滴定以确定存在于油中的酸量，从而计算中和所需要的碱量。向油中加入碱(氢氧化钠，15％)，并且很好地混合。然后利用自清洁式离心机(气密性封闭避免与空气接触)分离所形成的皂(皂化物质)。然后利用热水(94℃)洗掉任何微量皂，然后进行离心。3.漂白。首先将所述油在70℃在真空下干燥。然后向油中加入吸附剂(TrisylTM，Grace Davison，以油体积为基准为1％)并混合。将油加热到105℃，并将油吸附剂混合物喷洒到搅拌的漂白罐中以脱除空气。然后使吸附剂静置与油接触约20分钟，直到可以对油进行冷却和过滤。4.冻凝(冷却)。在温和的搅拌条件下将油(现在约35℃)慢慢冷却至4℃。这将花费约24小时。将油在4℃下再保持24小时。然后应用板框式压滤机在200kg/m2(0.2-0.5bar)的压力下过滤所述油。5.除臭。在真空下在180℃的温度和低压(2-4mbar)下对油进行蒸汽精馏。
表1中给出了对纯化前的粗ARA和纯化并混合后的含ARA和DHA的油的分析结果的比较。
表1
实施例2按照WO-A-97/43362(Gist-brocades)中所描述的对比例1的方法，制备含ARA的粗油。该物质含约30％ARA。
应用WO-A-97/36996(Gist-brocades)的实施例21中所描述的方案，得到DHA粗油。该油含有60％三甘油酯、12％二甘油酯和3.7％固醇。其DHA浓度为32.6％。
然后应用与实施例1相同的方案处理每种粗油，其中的变化如下(i)在酸处理中，与磷酸的接触时间为20分钟，并且对ARA油来说油温为70℃，对DHA油来说应用柠檬酸(50％)(20分钟，75℃)；(ii)在碱处理中，氢氧化钠的浓度为13％，并且省略热水处理(水洗)；(iii)用1.5％吸附剂TonsilTM(Siid-Chemie，Munich，Germany)漂白，并且在100℃下保持15分钟。
将所形成的两种粗油各10千克在一个30升的罐中搅拌混合，形成ARA∶DHA(体积)为1∶1的混合物(ARA∶DHA比为1∶1.09)。然后将两种油的混合物在200℃的温度下除臭，然后应用筒式过滤器澄清。实施例3纯化后的由高山被孢霉得到的ARA微生物油(38％ARA)(5kg)是由DSM N.V.，Food Specialties Division，P.O.Box 1,2600 MA Delft，荷兰，以商标名OPTIMARTM得到的。应用实施例1的方案对该油进行纯化。然后将纯化后的来自Pronova，Norway的含27％DHA(EPAXTM0525TG)的含DHA的油(10kg)与纯化后的ARA油混合。在配有搅拌器的不锈钢筒中使两种油相互混合(ARA∶DHA比为1∶1.54)。实施例4应用实施例1的方案对实施例1中所使用的ARA粗油进行纯化，其中的变化如下(i) 以2％油体积的量加入磷酸(80％)；(ii) 碱为KOH(10％)；(iii)在85℃下进行水洗，但是应用小体积的水，从而不需要后续的洗涤过程；(iv)在90℃下漂白30分钟；以及(v) 冷却至5℃，并且在5℃下保持2天。表2给出了纯化前后油的分析结果。
表2
然后将来自实施例2的DHA粗油也单独并且独立地按照与ARA粗油相同的方案进行处理。然后在一个配有搅拌器的不锈钢筒中，将所形成的ARA油(10kg)与所形成的DHA油(33％DHA，15kg)混合到一起。混合后的油的ARA∶DHA比为1∶1.16，然后在220℃下对其进行除臭。
对各种纯化方案的总结示于表3中。
表3
实施例3应用与实施例1相同的纯化过程，只是应用ARA(38％)粗油和DHA(25％)粗油(ARA∶DHA比为1∶2.6)。实施例5重复实施例1中的方案，只是应用含EPA的粗油(应用WO-A-91/14427的为了得到提取后的单细胞油的实施例得到，Martek)替代DHA粗油。然后将ARA油(35％ARA，10kg)与EPA油(37％EPA，5kg)在配有搅拌器的不锈钢筒中混合在一起。所形成的纯化并且混合后的油的ARA∶EPA比为1∶0.53。实施例6-8通过以每分钟10千克的速率加入油混合物，使实施例1的油混合物(0.5kg)与乳糖颗粒(10kg)在Ldige混合器中混合。将所形成的粉末在氮气下贮存。然后将粉末化的混合物加入到粉末化的婴儿食品配方(20kg SMA GoldTM，英国)中。然后利用实施例4的纯化后的ARA/DHA混合物及实施例5的纯化后的ARA/EPA混合物进行相同的过程。实施例9按照下列方案，制备一批为均匀液体的含2kg DHA/ARA油混合物的粉末化婴儿食品配方200kg。在温度为50℃时向婴儿食品配方中加入所述油混合物。将所述混合物以每小时0.5千克的流率喷洒到婴儿食品配方中，而所述婴儿食品配方以每小时50千克的流率通过流化床。所述温度的设定应使干燥的水损失在1和2％之间。实施例10按照如下过程将实施例2的油混合物添加到一批1000kg的婴儿食品配方中。首先制备含有27kg ARA/DHA油混合物的预混合物。该预混合物还含有维生素和矿物质以及乳糖，并且其总重量为200kg。然后将该预混合物加入到800kg喷射干燥的婴儿食品配方中，然后在Chronicle Nauta 50RK混合器中混合。然后通过加入无菌水将这种粉末化的婴儿食品配方制成婴儿食用的奶(13g粉末化的婴儿食品配方加入90ml水)。
权利要求
1.一种制备油混合物的方法，该方法包括(a)组合含ω6 PUFA的粗油与含ω3 PUFA的粗油，产生粗油混合物；以及(b)纯化所述粗油混合物从而产生纯化后的含ω6和ω3 PUFA的油混合物。
2.权利要求1的方法，其中(i)所述纯化包括脱除磷脂、微量金属、颜料、皂、糖、蛋白质、硫、固醇、单或二甘油酯、饱和三甘油酯和/或游离脂肪酸；(ii)所述油混合物为一种油混合物；(iii)ω6 PUFA为ARA和/或ω3 PUFA为DHA或EPA；和/或(iv)(a)中的组合仅为两种或三种油的组合，所有油均为单细胞油或微生物油。
3.权利要求1-2的方法，其中所述纯化包括酸处理、碱处理、中和、水洗、过滤、精加工、冻凝、漂白和/或除臭。
4.前述任一权利要求的方法，所述方法另外包括(c)任选用酸处理或脱胶，或脱除磷脂、微量金属、颜料、糖和/或蛋白质；(d)任选用碱处理或脱除游离脂肪酸、磷脂、颜料、微量金属、不溶于水的物质和/或不溶于油的物质；(e)任选用水进行洗涤，并且如果必要的话进行干燥；(f)加入一种或多种抗氧化剂；(g)任选用水进行洗涤、漂白或脱除颜料、氧化产物、微量金属、硫和/或皂；(h)任选进行过滤；(i)任选进行冷却或冻凝或脱除饱和三甘油酯；(j)除臭或脱除游离脂肪酸、单或二甘油酯、氧化产物、颜料分解产物、溶剂和/或固醇；(k)任选精加工或脱除不溶于油的物质。
5.前述任一权利要求的方法，其中(i)含ω6 PUFA(如ARA)的粗油含有15-25％的ω6 PUFA；(ii)纯化后的ω6 PUFA油含有35-45％的ω6 PUFA；(iii)权利要求4的(c)、(d)和/或(i)中的一个或多个步骤不是任选的；(iV)针对含ω6 PUFA的粗油和/或含ω3 PUFA的粗油进行权利要求4的(c)-(i)中的一个或多个步骤，然后如(a)将所形成的油组合，然后按照(j)和/或(k)对所述油混合物进行处理；和/或(v)ω6和ω3 PUFA均含有至少四个双键。
6.前述任一权利要求的方法，其中(i)含ω3 PUFA(如DHA)的油为鱼油和/或含ω6或ω3 PUFA(如ARA、DHA或EPA)的油为微生物油；和/或(ii)含ω6 PUFA的粗油由被孢霉属目的真菌得到，任选来自于高山被孢霉真菌，和/或含ω3 PUFA的油由生物体Crypthecodiniumcohnii得到；或(iii)含ω6 PUFA或ω3 PUFA的油为植物油。
7.前述任一权利要求的方法，其中在纯化后的油混合物中(i)ω3 PUFA(如EPA)的量至少为ω6 PUFA(如ARA)量的20％；和/或(ii)纯化后的油的ω6∶ω3(如ARA∶DHA)比为1∶5至5∶1，任选为1∶1至1∶2。
8.前述任一权利要求的方法，其中纯化后的油含有至多0.1％游离脂肪酸、至多0.2％磷脂、磷含量低于10ppm、铁含量低于0.05ppm、铜含量低于0.02ppm和/或过氧化物值(POV)低于1.0。
9.一种含ω6 PUFA和ω3 PUFA的纯化油混合物，所述混合物适合于人类食用，如幼儿或婴儿，并且任选为可由前述任一权利要求的方法制备的纯化油混合物。
10.一种可食用制剂，含有权利要求9的纯化油混合物，如食品(优选适合于人类食用，任选为婴儿食品配方)、营养添加剂或药物组合物。
11.一种制备可食用制剂的方法，所述方法包括将权利要求1-8任一项方法制备的油混合物或权利要求9的纯化油混合物引入到所述制剂中。
12.权利要求11的方法，其中所述制剂为幼儿食品或婴儿食品配方。
全文摘要
描述了用于制备ω6 PUFA(如ARA)和ω3 PUFA(如DHA和/或EPA)的油混合物的方法，所述油混合物可以包含在可食用制剂如食品中，具体为婴儿食品配方中。将含ω6 PUFA(如ARA)的粗油与含ω3 PUFA(如DHA或EPA)的粗油混合形成粗油混合物(或混合物)。然后在将该混合物加入到食品中之前对其进行纯化。另外处理含ω6 PUFA的粗油，并且处理含ω3 PUFA的粗油，然后在除臭之前将两种纯化的油混合，然后加入到食品中。所述纯化包括酸和/或碱处理、漂白、除臭、过滤、精加工或冷却。所述纯化从油中脱除微量金属、颜料、糖、蛋白质、硫、固醇、单或二甘油酯，使它们适合于人类食用。
文档编号A61K35/60GK1447850SQ01814381
公开日2003年10月8日 申请日期2001年8月1日 优先权日2000年8月2日
发明者H·L·比杰, J·H·沃尔夫 申请人:Dsm公司
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