低取代度蔗糖脂肪酸酯及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种低取代度蔗糖脂肪酸酯及其制造方法。所述低取代度的蔗糖脂肪酸酯的制造方法解决了现有方法中的烦杂的溶剂除去和反应液的高粘度化的问题，可以以高品质获得适用于食品用乳化剂等的平均取代度低的蔗糖脂肪酸酯，该制造方法的特征在于降低原料蔗糖脂肪酸酯的取代度，该制造方法的特征还在于，在２０℃时的相对介电常数不超过３５．０且不具有羟基的溶剂的存在下，使原料蔗糖脂肪酸酯和活性化蔗糖发生反应。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及低取代度的蔗糖脂肪酸酯及其制造方法。尤其涉及亲水性高、在食品领域等中有用的。
技术介绍
蔗糖脂肪酸酯(下文中有时省略为SE)是蔗糖分子骨架上的8个羟基中的至少一部分被脂肪酸酯化了的物质。由于SE的酯取代度不一致，所以通常以平均取代度(下文中也简称为“取代度”)表示。SE的作为表示亲水-亲油性的尺度的HLB值的范围宽，所以SE作为食品用表面活性剂被广泛使用。取代度低的SE的HLB值较高，即亲水性较高，例如被用于牛奶咖啡等的水包油分散型(O/W型)的乳化稳定剂等，在食品用乳化剂市场中的价值较高，需求也较大。对于SE的制造法有很多提案。这些方法大致分为以下三种。第一种方法是被称为溶剂法的方法。其是使用二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMSO)等对蔗糖和脂肪酸衍生物两者均为良性溶剂的溶剂进行反应的方法。具体举例为，在碱性催化剂的存在下，于90℃左右使蔗糖和脂肪酸甲酯在DMSO中发生反应。该反应会生成副产物甲醇，所以在除去甲醇的同时进行反应。尤其在将SE用于食品用途时，需要减少残留溶剂。因此，以该方法制造低取代度的SE时，需要多步提取和结晶等除去溶剂的设备，操作技术也很复杂。而且，即使进行除去溶剂的处理，实际上也会残留微量的溶剂(例如DMSO的情况下会残留0.3ppm左右)。第二种方法是一般被称为微乳液法的方法。该方法中，使用脂肪酸皂等乳化剂，将在丙二醇、水等中溶解有蔗糖的溶液与脂肪酸甲酯等脂肪酸衍生物制成非常细微的分散体系，即微乳液，除去溶剂后进行反应(参照专利文献1)。但是，保持微乳液状态下除去溶剂的工序需要先进的科学技术，并且，一般在100℃～150℃这样的高温下进行反应，但加热至100℃以上、尤其是120℃以上时，容易引起蔗糖的分解。微乳液法不用于低取代度SE的制造。据推测是由于如下的理由。为了得到低取代度的SE，需要使蔗糖的使用量大大多余用于酯化的脂肪酸衍生物。并且，由于脂肪酸甲酯随着反应的进行而减少，若想使反应几乎完全进行，则反应液变为高粘度，难以搅拌，从而需要采取提高温度或使用特殊的搅拌装置等相应措施。而且，在使用丙二醇作为溶剂的情况下，反应液中会残留丙二醇酯。第三种方法被称为直接法，该方法不使用溶剂，而是直接将蔗糖和脂肪酸酯混合，然后通过加热到100℃～150℃使蔗糖和脂肪酸酯进行反应。由于蔗糖和脂肪酸酯互相不具有亲和性，所以在直接法中，如何混合两种原料来形成能够顺利进行反应的状态是重要的。一般来说，使用碱性皂作为混合助剂，加热到与微乳液法同等温度或该温度之上来进行该反应。因此，容易引起加热导致的蔗糖分解。直接法不用于低取代度的SE的制造。据认为，直接法不用于低取代度SE的制造的理由与微乳液法的情况相同。另外，直接法中，也提出了在SE与蔗糖之间进行酯交换的方法(参照专利文献2和3)。但是，该方法也存在上述高粘度化的问题。专利文献1特公昭51-14485号公报专利文献2特公平4-65080号公报专利文献3特开昭59-78200号公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种获得低取代度的蔗糖脂肪酸酯的方法，该方法不需要现有方法中烦杂的溶剂除去操作，工业性优异，可以获得适用于食品用乳化剂等的高品质的低取代度蔗糖脂肪酸酯。本专利技术人为了解决上述课题进行了认真的钻研，结果发现，在蔗糖和SE的酯交换反应中，通过使用具有特定物性的溶剂和活性化蔗糖，可以以利于工业生产的方式制造高品质的低取代度SE，从而实现了本专利技术。即，本专利技术的要点在于一种以降低原料蔗糖脂肪酸酯的取代度为特征的低取代度的蔗糖脂肪酸酯的制造方法，该制造方法的特征在于，在20℃时的相对介电常数为35.0以下且不具有羟基的溶剂的存在下，使原料蔗糖脂肪酸酯和活性化蔗糖发生反应。本专利技术的另一要点在于一种以降低原料蔗糖脂肪酸酯的取代度为特征的低取代度的蔗糖脂肪酸酯的制造方法，该制造方法的特征在于，在常压下的沸点为150℃以下、对20℃的水的溶解度为50g/100ml以下且不具有羟基的溶剂的存在下，使原料蔗糖脂肪酸酯和活性化蔗糖发生反应。于是，利用这样的方法，可以获得如下的蔗糖脂肪酸酯该蔗糖脂肪酸酯的平均取代度为1.0～1.6且含有溶剂即溶剂(a)，所述溶剂(a)在20℃时的相对介电常数为35.0以下且不具有羟基，所述蔗糖脂肪酸酯的特征在于不含有所述溶剂(a)以外的溶剂(其中，不包括水、MeOH和EtOH)。并且，利用这样的方法还可以获得如下的蔗糖脂肪酸酯该蔗糖脂肪酸酯的平均取代度为1.0～1.6且含有溶剂即溶剂(b)，所述溶剂(b)在常压下的沸点为150℃以下、对20℃的水的溶解度为50g/100ml以下且不具有羟基，所述蔗糖脂肪酸酯的特征在于不含有所述溶剂(b)以外的溶剂(其中，不包括水、MeOH和EtOH)。作为本专利技术的优选方式，可以举出如下内容。即，溶剂在20℃的相对介电常数为1.1～20.0。原料蔗糖脂肪酸酯的平均取代度降低0.2以上。所生成的低取代度蔗糖脂肪酸酯的平均取代度为1.0～2.0。原料蔗糖脂肪酸酯的平均取代度为1.5～5.0。原料蔗糖脂肪酸酯中，脂肪酸的碳原子数为8～22。原料蔗糖脂肪酸酯为棕榈酸的酯。在脂肪酸皂的存在下进行原料蔗糖脂肪酸酯与活性化蔗糖的反应。低取代度蔗糖脂肪酸酯中的灰分为6.0重量％以下。构成低取代度蔗糖脂肪酸酯的脂肪酸的70％～100％为棕榈酸。根据本专利技术的方法，可以获得低取代度的蔗糖脂肪酸酯而不需要使用难以除去的溶剂。即，利用蒸馏-蒸发操作等简单的操作，可以将低取代度蔗糖脂肪酸酯中的反应溶剂去除至1ppm的程度。因此，不需要现有的溶剂法中为了获得高品质产品而必须使用的溶剂的多步提取和结晶操作等复杂的操作。其结果，可以控制设备投资费低廉，操作技术也大幅度被简化。特别地，反应溶剂为蔗糖的不良溶剂的情况下，该反应溶剂可以直接用作通过相分离等从SE合成反应物中除去未反应的蔗糖的溶剂。这样，由于可以减少制造SE时使用的溶剂数，所以可以简化溶剂的回收，可以控制设备投资费低廉。与现有的溶剂法相同，本专利技术方法可以在低于直接法和微乳液法的温度下进行反应。由于反应温度低而不易引起蔗糖的热分解，所以适于制造高品质的SE，特别是低取代度的SE。因此，作为工业上制造高品质的低取代度SE的方法，本专利技术方法是非常有用的。附图说明图1是为了比较MEK和DMSO的蒸发速度而使用的装置的概要图。图2是表示MEK和DMSO的蒸发速度的比较的图。具体实施例方式下面详细说明本专利技术，但下面所述的构成要素的说明是本专利技术的实施方式的代表例，本专利技术并不受这些内容的限制。本专利技术方法是如下的制造蔗糖脂肪酸酯的方法在SE和蔗糖的酯交换反应中，使用活性化蔗糖作为蔗糖，使用具有特定物性的溶剂进行反应，由此制造出取代度比原料蔗糖脂肪酸酯的取代度还低的蔗糖脂肪酸酯。<原料蔗糖脂肪酸酯(原料SE)> 在本专利技术中作为反应原料使用的蔗糖脂肪酸酯(原料SE)的取代度可以是1～8中的任意取代度。也可以是酯取代度不同的蔗糖脂肪酸酯的混合物。制造低取代度的蔗糖脂肪酸酯(低取代度SE)时，原料SE的酯的平均取代度的下限优选为1.5，更优选为2.0，其上限优选为5.0。对于原料SE的制法没有特别限制，既可以是以上述任意方法等得到的SE的单一物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低取代度的蔗糖脂肪酸酯的制造方法，其是以降低原料蔗糖脂肪酸酯的取代度为特征的低取代度的蔗糖脂肪酸酯的制造方法，该制造方法的特征在于，在２０℃时的相对介电常数为３５．０以下且不具有羟基的溶剂的存在下，使原料蔗糖脂肪酸酯和活性化蔗糖发生反应。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：长井裕树，葛井宽，清川敦郎，
申请(专利权)人：三菱化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[]