The production of trans-free margarine fat by enzymatic interesterification of soy bean oil, palm stearin and coconut stearin

Abstract

Trans-free interesterified fats were prepared from blends of soybean oil (SBO), palm stearin (PS), and a hard fraction of coconut oil (coconut stearin, CNS) in different ratios (0:70:30, 10:60:30, 20:50:30, 30:40:30 and 40:30:30 % wt.) using Lipozyme RM IM at 65 °C for 8 h with a mixing speed of 300 rpm. The fatty acid composition (FA), triacylglycerol composition (TAG), solid fat content (SFC), crystallization and melting behavior, polymorphism and microstructural properties were investigated. Lipase-catalyzed interesterification significantly changed the physical and thermal properties of the PBs. After EI, the FA composition of the SLs exhibited no changed from the physical blends (PBs). Medium-chain fatty acid was incorporated into the TAG of the structure lipids (SLs). The melting completion temperature of all SLs decreased from 50-54 °C of PBs to 32-44 °C with a reduction in solid fat content SFC at all temperatures. At 35 oC, the blends containing 20 % soybean oil had 11.00% solids, which reduced to 2.6 % on interesterification, and had SFC lower than 3.5% at 33.3 oC The small needle-shaped crystals were observed in the SL samples and the β’ polymorphic form was found to be the dominant polymorph in the samples after EI. The SL obtained from EI of 20:50:30 (SBO:PS:CNS) blend exhibited most potential to be used as a trans-free margarine fat as it showed a similar SFC curve to the commercial margarine fat and crystallized into β’ polymorphic form.

ไขมันเนยเทียมที่ปราศจากไขมันทรานส์ถูกเตรียมด้วยกระบวนการอินเตอร์เอสเตอริฟิเคชั่นของน้ำมันผสมสามชนิดคือ น้ำมันถั่วเหลือง (SBO) ปาล์มสเตียริน (PS) และมะพร้าวสเตียริน (CNS) ที่อัตราส่วน (0:70:30, 10:60:30, 20:50:30, 30:40:30 และ 40:30:30 % โดยน้ำหนัก) ทำปฏิกิริยาโดยใช้เอนไซม์ไลเปส ที่ผลิตจากเชื้อรา Mucor michei ที่อุณหภูมิ 65 oC นาน 8 ชั่วโมง โดยมีการกวนตลอดเวลาที่อัตราเร็ว 300 rpm แล้วทำการวิเคราะห์องค์ประกอบของกรดไขมัน องค์ประกอบของไตรกลีเซอไรด์ ปริมาณการเป็นของแข็งของผลึกไขมัน (solid fat content: SFC) การตกผลึก และหลอมเหลว ลักษณะรูปร่างของผลึกและโครงสร้างผลึก ของน้ำมันผสม (physical blend: PB) และน้ำมันผสมที่ผ่านการทำปฏิกิริยาอินเตอร์เอสเตอริฟิเคชั่น (structure lipid: SL) พบว่าคุณสมบัติในหลายๆ ด้านของน้ำมันที่ผ่านและไม่ผ่านการทำปฏิกิริยามีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ ทั้งนี้ปริมาณและชนิดกรดไขมันของ PB และ SL ในแต่ละสัดส่วนผสมพบว่าไม่มีความแตกต่างกัน กรดไขมันสายกลางถูกพบมากขึ้นในไตรกลีเซอไรด์องค์ประกอบของ SL อุณหภูมิที่ไขมันจะเหลวสมบูรณ์ของ PB และ SL จะลดลงจาก 50-54 oC ไปเป็น 32-44 oC และค่า SFC ก็ลดลงในทุกๆ ตัวอย่าง ตัวอย่างเช่นค่า SFC ในตัวอย่าง SL ที่ได้จาก PB ของน้ำมันผสมอัตราส่วน 20:50:30 มีค่าลดลงจาก 11% เหลือ 2.6% รวมถึงมี SFC ต่ำกว่า 3.5% ที่อุณหภูมิ 33.3 oC นอกจากนี้ตัวอย่าง SL ดังกล่าวยังมีลักษณะรูปร่างผลึกรูปเข็มขนาดเล็ก กระจายสม่ำเสมอ และมีปริมาณผลึกในรูปแบบ β´ เช่นเดียวกับมาการีนทางการค้า ดังนั้นการดัดแปลงไขมันด้วยกระบวนการอินเตอร์เอสเตอริฟิเคชั่นที่อัตราส่วน 20:50:30 จึงมีความเหมาะสมในการนำไปผลิตเป็นไขมันเนยเทียม