JP7463129B2 - 油脂中のワックスエステルの定量方法 - Google Patents
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例えば、日本農林規格によると、サラダ油としては、0℃の温度で5.5時間静置しても清澄であることが条件となる。したがって、サラダ油では、このような冷蔵条件でワックスエステルが析出しないように脱ロウ工程が行われている。また、オリーブ油では、圧搾油とポマス油とを区別するために、ガスクロマトグラフを用いて、油脂中に含まれる様々なワックスエステルの量を定量することも行われている(AOCS Official Method Ch8-02、IOC COI/T.20/Doc. No 28/Rev.2 2017)。
また、油脂中のワックスエステルを定量する方法としては、例えば、非特許文献1には、油脂を80℃に加熱して、炭素数32の標準物質を加え、水和シリカゲルカラムを用いて分画し、トリグリセリドよりも極性が低い最初の溶出画分を回収して、溶媒を揮発させ濃縮した後、n-ヘプタンに溶かし、ガスクロマトグラフを用いて、ワックスエステルを定量することが知られている。しかし、油脂と析出溶剤を混合してから冷蔵し、まずワックスエステルを析出させてから、トリグリセリドのみをけん化分解し、ワックスエステルを定量することはこれまで行われていなかった。
〔1〕油脂中に含まれるワックスエステルを析出する工程、及び、前記ワックスエステル析出物をガスクロマトグラフあるいは液体クロマトグラフで定量する工程を含む、油脂中に含まれるワックスエステルの定量方法。
〔2〕前記析出する工程に供される油脂の原料が、大豆、パーム、オリーブ、ナタネ、コーン、綿実、紅花、ヒマワリ、落花生、アマニ、米ぬか、グレープシード及びエゴマからなる群から選ばれる1または2以上の原料であることを特徴とする、〔1〕に記載の定量方法。
〔3〕前記析出する工程が、油脂中に溶剤を加えて冷蔵することにより、ワックスエステルを析出させることを特徴する、〔1〕または〔2〕に記載の定量方法。
〔4〕前記溶剤として、アセトン、ヘキサン、メチルエチルケトン、イソプロピルアルコールからなる群から選択される1または2以上の溶剤が用いられることを特徴する、〔3〕に記載の定量方法。
〔5〕前記定量する工程において、カラムに供するサンプルを調製する際、析出したワックスエステルをフィルターで分離することにより、ワックスエステルの濃縮物を得て、さらに前記濃縮物に含まれるトリグリセリドを取り除くことを特徴する、〔1〕~〔4〕のいずれか1項に記載の定量方法。
〔6〕前記トリグリセリドを取り除く際に、加水分解及び/又はアルコリシスによる分解を行うことを特徴とする、〔5〕に記載の定量方法。
〔7〕前記定量する工程において、ガスクロマトグラフに用いるカラムとして、65%ジフェニル/35%ジメチルポリシロキサンを充填したカラムが用いられることを特徴とする、〔5〕または〔6〕に記載の定量方法。
〔8〕前記定量する工程において、ガスクロマトグラフあるいは液体クロマトグラフの結果のうち、炭素数40~60のワックスエステルを定量の対象とすることを特徴とする、〔1〕~〔7〕のいずれか1項に記載の定量方法。
〔9〕さらに、炭素数に応じた各ワックスエステルの量をそれぞれ定量することを特徴とする、〔8〕に記載の定量方法。
〔10〕〔1〕~〔9〕のいずれか1項に記載の方法の定量方法を用いて、油脂中に含まれるワックスエステルの量を測定し、その結果に基づいて、脱ロウ工程におけるワックスエステルの析出条件を決定する方法。
〔11〕〔1〕~〔9〕のいずれか1項に記載の方法の定量方法を用いて、油脂中に含まれるワックスエステルの量を測定し、前記ワックスエステルの量が一定量以下であることを確認する、ワックスエステルの量が一定量以下に調整された油脂の製造方法。
〔12〕炭素数40~60のワックスエステルの量が一定量以下に調整された、油脂。
また、前記植物性油脂としては、ナタネ油、大豆油、オリーブ油、コーン油、パーム油、やし油、米油、ごま油、綿実油、ひまわり油、紅花油、アマニ油、シソ油、オリーブ油、落花生油、ブドウ種子油、マカデミアナッツ油、ヘーゼルナッツ油、カボチャ種子油、クルミ油、椿油、茶実油、エゴマ油、ボラージ油、米糠油、小麦胚芽油、及び中鎖脂肪酸油(MCT)、並びにそれら単独の油又は複数混合油のエステル交換油、及びそれら単独の油又は複数混合油の分別油等の加工油等が挙げられる。さらに、本発明に使用する油脂は、上記の油脂を1種または2種以上使用してもよい。このような油脂の原料としては、大豆、パーム、オリーブ、ナタネ、コーン、綿実、紅花、ヒマワリ、落花生、アマニ、米ぬか、グレープシード及びエゴマからなる群から選ばれる1または2以上の原料を用いることが特に好ましい。なお、後述する実施例において、脱色油、脱ロウ油を用いて実施しているが、原油、脱臭油、精製油のいずれにおいても、脱色油、脱ロウ油と同様に、本発明が実施できることを確認している。
本発明の油脂中のワックスエステルの定量方法は、油脂中に含まれるワックスエステルを析出する工程と、前記ワックスエステル析出物をガスクロマトグラフまたは液体クロマトグラフで定量する工程とを含む。
油脂中に含まれるワックスエステルを十分に析出させるためには、油脂と析出溶剤を混合してから冷蔵することが好ましい。このような析出溶剤としては、油脂の種類により適するものは異なるが、アセトン、ヘキサン、メチルエチルケトン、イソプロピルアルコールからなる群から選ばれる1または2以上を用いることができる。特に、アセトン、ヘキサンまたはこれらの混合物を用いることが好ましい。析出溶剤を用いる量は、油脂100質量部に対して、110~200質量部が好ましく、120~180質量部がより好ましく、120~150質量部がさらに好ましい。
また、油脂の種類により、冷蔵条件は異なるが、ワックスエステルを十分に析出させるためには、例えば、-20℃で10時間以上、保管することが好ましい。-20℃で20時間以上、保管することがより好ましい。
上記工程においては、まず油脂中に析出したワックスエステルをろ過し、ワックスエステルの濃縮物を得るため、フィルターによる分離を行う。前記フィルターとしては、例えば、ガラスフィルター、メンブレンフィルター、ナイロンメッシュなど様々な種類のものを用いることができる。その中でも特に、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)メンブレンフィルターが好ましい。
また、このようなろ過作業は短時間で行うことが好ましく、例えば、5分以内で行うことが好ましく、4分以内で行うことがより好ましく、3分以内で行うことがさらに好ましい。
なお、ろ過の際、湿度や気温によって、結露が生じるため、ろ過がうまく行われないことがある。そのような場合は、冷却しながらろ過を行うことが好ましい。ここで、「冷却しながら」とは、0℃以下で行うことをいい、特に、-10℃以下で行うことが好ましい。なお、ろ過時に冷却しない場合は、前述のように短時間で行うことが好ましい。
その後、ワックスエステルの濃縮物を前記フィルターから回収することが好ましい。このような回収方法としては、通常行われている方法を採用することができ、特に制限されないが、例えば、有機溶媒を用いて溶解・濃縮すること等が挙げられる。前記回収方法としては、例えば、前記フィルターに有機溶媒を入れて超音波処理し、前記フィルターに付着しているワックスエステルをいったん有機溶媒に溶かし、その後、エバポレーター等を用いて、前記有機溶媒を蒸留して取り除き、有機溶媒に溶けていたワックスエステルを濃縮すること等が挙げられる。
そこで、トリグリセリドを取り除く処理として、加水分解及び/又はアルコリシスによるトリグリセリドの分解操作を行う。前記分解操作としては、アルカリ性の水溶液、あるいはアルカリ性のアルコール溶液を用いることができ、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルコール溶液を用いることが好ましい。アルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等を用いることができ、適宜、少量の水を含むこともできる。分解温度は、30~120℃が好ましく、40~50℃がより好ましい。ワックスエステルの定量性を高めるには、この加水分解及び又はアルコリシスによって、トリグリセリドのみが分解され、ワックスエステルは分解されないような分解条件を設定することが好ましい。このような分解条件としては、例えば、ワックスエステルの融点以下の温度で処理することが挙げられる。
ガスクロマトグラフは、従前公知のものを用いればよく、特に制限なく使用することができる。また、測定用キャピラリーカラムの充填剤の種類は特に制限されないが、ジメチルポリシロキサンやジフェニルジメチルポリシロキサンなどが好ましい。測定用キャピラリーカラムの充填剤の種類は特に制限されないが、ジメチルポリシロキサンやジフェニルジメチルポリシロキサンなどが好ましく、65%ジフェニル/35%ジメチルポリシロキサンがより好ましい。ここで、65%ジフェニル/35%ジメチルポリシロキサンが充填されたカラムが好ましい理由は、独特な極性を有しており、極めて近い炭素数のワックスエステルやトリグリセリドの分離が良いからである。具体的には、Rtx(登録商標)-65TGカラムなどを用いることができる。ガスクロマトグラフは、ワックスエステルの全炭素数の順番にしたがって、ワックスエステルを分離する(図1参照)。例えば、炭素数40、42、44、46、48、50、52のところにピークが見られた場合、この区間の該当ピークのすべて(面積)をカウントし、標準物質のピークと比較することで、油脂中に含まれるワックスエステルの量を算出することができる。但し、同じ炭素数の炭素原子を含んでいるワックスエステルは種類が異なっても分離することができない可能性には留意すべきである。
また、液体クロマトグラフも、従前公知のものを用いればよく、特に制限なく使用することができる。そして、測定用カラムの固定相の種類は特に制限されないが、シリカゲルなどの順相カラムやC18などの逆相カラムが好ましい。液体クロマトグラフ条件は、油脂の分析に用いられているものを特に制限なく採用することができる。
前記「ワックスエステル」としては、例えば、炭素数12以上の長鎖脂肪酸と、同じく炭素数8以上の脂肪族アルコールがエステル結合した、長い鎖状の分子構造を持つものとして定義することができる。従来の方法では、炭素数36~48までのワックスエステルしか定量できなかったが、本発明では、それよりも大きい、炭素数40~60までの広範囲のワックスエステルを定量することが可能になった。これは、本発明によって、トリグリセリドのピークとワックスエステルのピークとを分離することができるようになったからである。このように、従来では定量が困難なワックスエステルまで定量できるようになったので、これまでの定量方法よりも、油脂中のワックスエステルの量を正確に定量できるようになったといえる。また、これまで測定対象とすることができなかった範囲まで測定対象を拡大できることができるようになったことにより、それぞれの油脂にどのような種類のワックスエステルが含まれているかも正確に特定できるようになった。
また、ワックスエステルはピークごとに測定することができるので、炭素数に応じた各ワックスエステルの量を、これまでよりも幅広く別々に分けて定量できるようになった。
なお、ガスクロマトグラフに用いる標準物質としては、例えば、ドコサン酸ドコシル(炭素数44)が用いられる。この標準物質により、測定ピークの位置が特定され、どのピークがどの炭素数のピークに対応しているのかが読み取れる。
油脂の製造工程のうち、精製工程では、原油中に含まれている、ガム質、遊離脂肪酸、色素、臭気成分等が除去される。また、通常の精製工程は、脱ガム工程、脱酸工程、脱色工程、脱臭工程の順に行われる。そして、ワックスエステルが多いと予想される油脂の場合には、脱色工程と脱臭工程の間に、脱ロウ工程を設けることがある。
本発明のワックスエステル量が一定量以下に調整された油脂を製造する方法においては、いったん、油脂中のワックスエステル量を前記<油脂中のワックスエステルの定量方法>に従って定量し、その定量結果に基づいて、脱ロウ工程の条件を決めることができる。例えば、定量結果、原油中または脱ロウ工程前後の油脂中に通常よりも多くのワックスエステルが含まれている場合は、より厳しい冷蔵条件(例えば、より低温及び/又はより長時間処理)でワックスエステルの除去が必要であると判断することができる。
したがって、前記<油脂中のワックスエステルの定量方法>に記載の方法に従い、ワックスエステルの量を定量する工程を含み、脱ロウ工程の冷蔵条件を、定量されたワックスエステル量に基づいて決定する、ワックスエステル量が一定量以下に調整された油脂を製造する方法も本発明の範囲に含まれる。
上記のように、脱ロウ工程における冷蔵条件を調整すれば、ワックスエステル量が一定量以下に調整された油脂を継続的に製造することも可能になる。また、複数の油脂をブレンドする場合、予めワックスエステルの量を定量しておけば、油脂中のワックスエステル量が多いロットと少ないロットとを組み合わせて、一定のワックスエステル量以下に抑えることも可能である。同様に、ワックスエステル量が異なる油脂の製品タンクを複数有している場合、予めワックスエステルの量を定量しておけば、ブレンド油のワックスエステル量を予測することができ、ブレンド油製品に含まれるワックスエステル量を一定量以下に抑えることができる。したがって、上記<油脂中のワックスエステルの定量方法>を用いて、ワックスエステル量が一定量以下に調整された油脂を製造する方法も本発明の範囲に含まれる。例えば、本発明により、これまで測定することができなかった、炭素数40~60のワックスエステルの量が一定量以下に正確に調整された油脂を提供することができる。
試料1~3(実施例1~3)とワックスエステル析出用の溶剤(アセトンを15質量%含有するn-ヘキサン)とを1:1.3の割合で混合し、ビンの中に入れた。次に、この混合試料を冷蔵庫(-20℃)に入れて、16時間以上保管した。そして、同混合試料を冷蔵庫から取り出し、PTFEメンブレンフィルターで吸引ろ過した。また、冷ヘキサンでビンの内部やファンネルの内部を洗浄し、これも併せて吸引ろ過し、ワックスエステルを集めた。なお、常温(25℃)でろ過を行ったため、前記ろ過作業は2~3分以内に完了するようにした。次に、前記ワックスエステルが付着しているPTFEメンブレンフィルターをヘキサンに入れて超音波処理し、ヘキサン溶液を得た。次に、フィルターを取り出して、ヘキサン溶液をエバポレーターで蒸留して、ワックスエステルを濃縮した。前記ワックスエステル濃縮物を試験管に移し、窒素を吹き付け、ヘキサンを完全に除去した。これに、1質量%ナトリウムメチラート溶液を2ml添加し、40℃で30分間加熱し、トリグリセリドをメチルエステル化した。次いで、これにクロロホルム1ml、蒸留水4ml加えて、上下層に分けて、下層部分をバイアルに移して、ガスクロマトグラフ(Agilent社製)に供した。標準物質にドコサン酸ドコシルを用いて、外部標準法でワックスエステルの量を定量した。なお、上記ガスクロマトグラフに用いたカラムは、Rtx(登録商標)-65TG(φ0.25×0.1μm×15m)であり、昇温条件は320℃~355℃(3℃/min)である。
上記試料2(実施例2)としては、脱色工程を経たコーン油、又は脱色工程および/脱ロウ工程を経たコーン油(いずれも日清オイリオグループ株式会社製)を用いた(実施例2)。なお、図中では、「コーン」と表示する。
上記試料3(実施例3)としては、脱色工程を経たハイオレイックサフラワー油、又は脱色工程及び脱ロウ工程を経たハイオレイックサフラワー油(いずれも日清オイリオグループ株式会社製)を用いた(実施例3)。なお、図中では、「ハイオレサフ」と表示する。
以上、実施例1~3のワックスエステルの定量方法を実施した結果を、図1~5に示した。図中、「CN」は炭素数を示し、「pA」はピコアンペアを示す。また、含量の単位は、「μg/g」である。
また、図2~4から明らかであるように、実施例1~3のワックスエステルの定量方法によって、炭素数40~60までのワックスエステルが正確に定量できた。従来は、炭素数48までしか定量できなかったので、炭素数60まで定量できるようになったことによって、より幅広く、ワックスエステルの種類と量を正確に定量できるようになった。
Claims (9)
- 油脂中に含まれるワックスエステルを析出する工程、及び、前記ワックスエステル析出物をガスクロマトグラフあるいは液体クロマトグラフで定量する工程を含み、
前記定量する工程において、カラムに供するサンプルを調製する際、析出したワックスエステルをフィルターで分離することにより、ワックスエステルの濃縮物を得て、さらに前記濃縮物に含まれるトリグリセリドを取り除くことを特徴とする、
油脂中に含まれるワックスエステルの定量方法。 - 前記析出する工程に供される油脂の原料が、大豆、パーム、オリーブ、ナタネ、コーン、綿実、紅花、ヒマワリ、落花生、アマニ、米ぬか、グレープシード及びエゴマからなる群から選ばれる1または2以上の原料であることを特徴とする、請求項1に記載の定量方法。
- 前記析出する工程が、油脂中に溶剤を加えて冷蔵することにより、ワックスエステルを析出させることを特徴する、請求項1または2に記載の定量方法。
- 前記溶剤として、アセトン、ヘキサン、メチルエチルケトン、イソプロピルアルコールからなる群から選択される1または2以上の溶剤が用いられることを特徴とする、請求項3に記載の定量方法。
- 前記トリグリセリドを取り除く際に、加水分解及び/又はアルコリシスによる分解を行うことを特徴とする、請求項1~4のいずれか1項に記載の定量方法。
- 前記定量する工程において、ガスクロマトグラフあるいは液体クロマトグラフの結果のうち、炭素数40~60のワックスエステルを定量の対象とすることを特徴とする、請求項1~5のいずれか1項に記載の定量方法。
- さらに、炭素数に応じた各ワックスエステルの量をそれぞれ定量することを特徴とする、請求項6に記載の定量方法。
- 請求項1~7のいずれか1項に記載の方法の定量方法を用いて、油脂中に含まれるワックスエステルの量を測定し、その結果に基づいて、脱ロウ工程におけるワックスエステルの析出条件を決定する方法。
- 請求項1~7のいずれか1項に記載の方法の定量方法を用いて、油脂中に含まれるワックスエステルの量を測定し、前記ワックスエステルの量が一定量以下であることを確認する、ワックスエステルの量が一定量以下に調整された油脂の製造方法。
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