食用油脂は、一般に有機溶媒には溶けるが、水には溶けない脂質物質である。油脂はトリグリセリドから構成されている点で化学的に類似しているが、油脂が常温で固体であるのに対し、油脂は液体のままである点が異なる。
食用油を含む食用油脂は日常生活に欠かせないものであり、動物性、植物性、あるいは合成由来のものがあり、これらを摂取することで体内の構造的、代謝的な機能を満たすことができる。食用油脂は、直接摂取することも、調理済み食品の成分として摂取することもでき、風味や食感を与えることができる。食用油脂は、石鹸やスキンケア製品、ろうそく、香水などの製造にも使用されます。
油脂を加工する際には、しっかりとした品質管理が必要です。メトラー・トレドは、粗悪品を避けるための原料の純度検査から、味や保存性などを保証するための最終製品検査まで、油脂のバリューチェーンにおけるさまざまなステップをサポートする革新的なラボおよび産業用ソリューションを提供し、堅牢な分析技術の開発を支援します。
メトラー・トレドでは、食用油脂を扱う方々を支援するために、「究極の油脂ガイド」を作成しました。このガイドでは、品質管理のための方法、アプリケーションノート、測定を簡略化するためのヒントについて、360度の概要と詳細な説明を提供しています。
油脂の製造の最初のステップは抽出であり、通常、天然の油生成物（ナッツ、種子、オリーブなどの果実など）を機械的に圧搾、溶媒抽出、またはオートクレーブ処理することが含まれます。得られた油脂は、通常、その後の精製工程を経て、物理化学的性質を目的のために調整します。
石油の溶媒抽出装置の概略図。
抽出機 - 機械的にプレスし粉砕/焙煎する。
無溶媒のふすまを得るためのふすまロースター
原油を得るための連続蒸発器
溶媒コンデンサーで溶媒溜りを得る
抽出プロセスを通じて、いくつかの分析パラメータを使用し、望ましい特性が維持されていることを確認することができます。オイル抽出の前に、種子やナッツのバッチの品質、特に長期間保存されていた場合の品質を分析することは重要です。また、細菌やカビの繁殖などの問題を避けるために、水分含有量を確認することをお勧めします。保管中の定期的な水分分析が必要なため、水分計を使用することで、簡単かつ正確に水分含有量をモニターすることができます。
その他、油とその使用目的に応じて品質を確保するために重要な分析として、滴定、pH測定、導電率測定、近赤外分光法、屈折率などがある。食用油脂の品質を検査するためのこれらの分析技術のいくつかについて、以下のセクションで説明する。
食用油脂を得るための重要な工程のひとつに精製がある。19世紀末の時点では、油は単純な沈殿によって得られていた。現在、食用油脂の大半は、化学的精製や物理的精製が行われている。
油脂を精製する最大の理由は、不純物の除去である。原油には、遊離脂肪酸、モノグリセリド、ジグリセリド、色素、金属、トコフェロール、ワックスなどの不純物が含まれています。また、抽出工程で使用した化学物質が溶剤や沈殿物として残り、製品の匂いや風味に悪影響を及ぼすこともある。そこで、精製工程では、品質を損なう成分を取り除くことで、油の外観、香り、風味などを改善することを目的としている。
石油精製の処理段階は、原料油や未精製油の初期品質と最終製品の用途によって異なる。
食用油精製工程の簡略化したフローチャート。
粗製食用油
脱ガム（酵素的または化学的）：コロイド状不純物の除去を目的とする。
脱酸：遊離脂肪酸を中和する。
洗浄：残留アルカリ性の除去
脱色：色素を除去し、品質を向上させる。
脱臭：揮発性物質、カロテノイド、遊離脂肪酸を除去します。
ろ過：残留する微粒子を除去します。
食用油の精製
以下に、食用油脂の製造における研究開発、プロセスモニタリング、品質管理で使用される分析技術の代表的なものを紹介する。
密度や屈折率は、石油精製におけるファーストパスの品質管理によく使用されます。一般に、精製所には様々な産地の油脂が集められ、未精製の製品が貯蔵施設に移される前に、屈折率、密度、遊離脂肪酸（FFA）、過酸化物価、色などのパラメータが評価される。密度や屈折率によって対象製品の同一性を迅速に確認することができる。また、密度は混合物の特性を特定したり、プロセス配管や貯蔵タンクの設計に利用されることもある。
| オイルの種類 | 屈折率 | 温度 |
| パーム油 | 1.458 - 1.460 | 40 °C |
| ピーナッツオイル | 1.460 - 1.465 | 20 °C |
| ひまわり油 | 1.461 - 1.468 | 20 °C |
| マスタードシードオイル | 1.461 - 1.469 | 20 °C |
| トウモロコシ油 | 1.465 - 1.468 | 20 °C |
| ごま油 | 1.465 - 1.469 | 20 °C |
| 大豆油 | 1.466 - 1.470 | 20 °C |
出典コーデックス規格。脂肪、油および関連製品 - FAO, ローマ
滴定は、適切な溶媒に溶解した特定の物質を定量的に測定することができる古典的な分析手法である。食用油脂の品質管理では、以下のようないくつかのパラメータが使用される。
これらは、油の保存期間、ひいては経済価値を決定するため、重要なパラメータである。多くの公式標準法では、ガラスビュレットとカラーインジケータを使用した手動滴定手順が、これらのパラメータの測定に使用されています。しかし、滴定は目覚しい発展を遂げてきました。現在では、自動滴定装置により食用油脂の完全な分析が可能です。
自動滴定では、電極やセンサーを使用して滴定の進行状況を表示します。また、手動で計算する代わりに、最新の自動滴定装置は自動的に結果を評価し、食用油脂の品質を保証するために必要な書類を作成します。カールフィッシャー（KF）滴定も可能な自動滴定装置は、新鮮な油に含まれる非常に低いレベルの汚染物質を評価できるため、水分分析プロセスの精度向上とスピードアップに大きな価値をもたらすと思われます。
食用油脂は混合トリグリセリドで構成されている。一般に、純物質は鋭い融点を持つが、複雑な混合物は温度が上がると徐々に軟化し、比較的大きな温度間隔で融解する。そのため、滴点試験は、初期品質の判定や、規制要件に適合するための不純物の混入の有無の判定に用いることができる。
目視による落下点の測定は、誤差が生じやすく、測定に30分以上かかることもあり、また複数のサンプルの落下点を検出するのは面倒な作業です。メトラー・トレドの滴点測定装置 DP90を使用すれば、測定時間を15分に最適化でき、滴点を自動的に検出するため、オペレータは他の作業に専念でき、エラーやオペレータの偏りのリスクを軽減することができます。
正しい測定のためには、加熱開始時の室温が製品の典型的な滴点値より低くなければなりません（例えば、ココアバターの値は29℃です）。これは、DP90 Excellence滴点システムの独立した測定セルを市販の冷蔵庫または冷凍庫に保管することで簡単に確保できます。測定セルが目的の温度まで冷却されると、プログラムされた方法に沿って制御された加熱が開始され、滴点が検出されます。
天然かつ再生可能な原料として、ステアリン酸、パーム油、およびその誘導体は、アイスクリーム、焼き菓子、マーガリンなど、さまざまな加工食品に使用されています。これらの製品は、食品および医薬品の規制を満たす必要があるため、品質管理（QC）手順が確立されています[2]。USP、ISO 6321、AOCS Cc 3-25 は、食品や医薬品に含まれる物質の純度を特定し、確認するための QC 手段として SMP を使用する方法の一例です。
スリップ融点（SMP）は、試料の現象論的な総合特性を表し、上記の油脂のような生・調合ワックス状製品の特性評価に使用することができる。バターでさえもこの方法で特性評価を行うことができます。従来の分析技術の多くは適用が困難であったり、特性評価に十分な情報を得られなかったりするため、これらは有用である。
人間の目で測定すると、物質によっては透明なため、SMPの検出が困難な場合があります。Melting Point Excellence MP55およびMP80では、ビデオ処理アルゴリズムによってSMPの結果が保証されており、完全自動の無人測定が可能です。SMPの規格や標準では通常、複数の測定値の算術平均が求められるため、この装置で重複して測定すると測定時間が短縮されます。
熱分析技術の一つである示差走査熱量計（DSC）は、食品加工において最も広く用いられているルーチンアプリケーションの一つである。DSCは、油脂の特性をよりよく理解するための貴重な洞察を与えてくれます。
DSCの幅広い実験の可能性を利用して、固形油脂の結晶化や融解特性だけでなく、固形油脂の多形構造や固化特性も調べることが可能です。
DSCを用いて、以下のような試験を行うことができます。
油脂の含水率は、その品質と保存性の重要な指標である。 水分には水と揮発分があり、従来は天秤と乾燥炉を用いたロスオンドライで評価されてきました。しかし、ハロゲン水分計は、AOAC公定法926.12油脂中の水分および揮発性物質のような参照法と一致する結果を提供する、信頼できる水分測定の迅速な代替方法を提供します。
ハロゲン水分計は、従来の乾燥炉と天秤を用いた測定に比べ、わずかな時間で正確な水分測定結果を得ることができます。下表は、バターの水分測定における両手法の比較ですが、乾燥炉を使用した場合、240分かかるのに対し、ハロゲン水分計はわずか9分で測定結果が得られます。
| 測定結果 | ハロゲン水分計 | 乾燥オーブン |
| 結果（平均値、%MC） | 15.11 | 15.13 |
| 標準偏差 | 0.09 | 0.07 |
| 測定時間（平均、分） | 9 | 240 |
ハロゲン水分計は、乾燥炉を使用した場合と比較して、わずかな時間で正確な水分測定結果を得ることができます。
サンプル乾燥チャート
UV Vis分光法は、食用油脂の品質を管理するための一般的な分析方法である。油の重要な品質要因の一つはその色です。油の色は、油の品質、純度、鮮度に関する情報を提供します。ガードナーカラー、アニシジン値、ヨウ素カラーナンバーなど、いくつかのカラースケールは、国際標準手順に従い、UV Vis分光法で簡単に測定することが可能です。
例えば、国際オリーブ協会による酸化度や、DOBI（Deterioration of Bleachability Index）による粗パーム油の品質などです。さらに、分光法はオイルのビタミン含有量（ベータカロチンの有無など）を測定する経済的な分析法でもある。
油脂の色彩測定が有益である理由は、以下のように多くあります。
| カラースケール | 参考文献 | 範囲 | 範囲 |
ベータカロテン | BS684 2.20項 | 直接測定 | ppm |
| クロロフィルA及びB | AOCS Cc 13d-55 | 直接測定 | ppm |
| FACカラー | AOCS Cc 13a-43 | 色の濃い油脂及び獣脂の等級付け | 1-45 |
| ガードナー色 | ASTM D 1544, ASTM D 6166, AOCS Td 1a-64 | 淡黄色から赤色までの油脂 | 1-18 |
| ヘイアイヴスカラーユニット | 界面活性剤液体 | ||
| ヨウ素カラー | DIN 6162 | 黄色から褐色までの範囲の油。 | 1-500 |
| クライス値 | クライス値 | ||
| コバルト/ハゼ/APHAカラー | ISO 6271、AOCS Ea 9-65、AOCS Td 1b-64 | クリアオイル | 0～500 mg Pt/l |
| イエローネス指数 | アストムD1925、アストムE313 | 昼光下での黄色度の測定、X Y Z の三刺激値から算出。 |
ほとんどすべての分析法では、様々な濃度の校正用標準溶液を使用する必要があります。試料、参照標準液、校正用標準液は、極めて正確な計量と希釈が必要です。最終的な各成分の純度を決定するために必要な計算の数は、各分析の複雑さに拍車をかけています。データのトレーサビリティを確保することも要求され、各計量結果、計算、希釈の各ステップを綿密に文書化する必要があります。
メトラー・トレドの自動天秤とExcellenceレベルの分析天秤の優れた計量性能と低い最小重量は、高精度の標準溶液の調製をサポートします。保存された秤量方法、結果のメモ帳、プリンターやバーコードリーダーなどの周辺機器への簡単な接続などの便利な機能は、プロセスの簡素化とスピードアップに貢献します。
自動天秤では、物質や溶媒を天秤上の容器に直接自動で分注しますが、その精度は手作業とは比較にならないレベルです。実際に投与された物質の量に応じて正確な量の溶媒を分注することで、正確な濃度が達成されます。最大10,000の希釈倍率をワンステップで達成することができます。
さらに、天秤をLabX™ラボラトリーソフトウェアに接続することで、食用油脂の生産者は包括的なデータ管理、自動計算、サンプルの追跡などの恩恵を受けることができます。
油脂の試験で使用される2つの重要な分析方法について読むことで、効率的なサンプルと標準の準備について知ることができます。
食用油の容器やボトルを毎日何千本も充填する場合、たった1グラムの過剰充填で、何トンもの材料が無駄になることがあります。統計的品質管理（SQC）ソリューションは、管理された容器ごとに充填プロセスの結果を示すことができ、過剰充填と材料コストの削減を可能にします。メトラー・トレドの充填制御のオプションは、以下のとおりです。
フリーウエイト・ネット
この強力なネットワーク型SQCシステムは、工場全体のデータ取得を可能にし、MS SQLデータベースを搭載しています。このモジュラーシステムは、プロセスの最適化のためのいくつかの方法を提供し、食用油脂の生産能力に合わせて拡張することができます。
IND930SQC
IND930SQCは、シングルステーションSQCに必要なすべての機能を備えた完全なスタンドアロンソリューションです。ITインフラストラクチャや熟練した技術者は必要なく、法的要件を満たすことができます。タッチスクリーンターミナルはIP69kに対応しており、過酷な洗浄プロセスにも耐えることができます。
法的要件の遵守、食用油脂の充填工程における品質の監視、生産性の向上を目的とした充填量の制御について、詳しくはこちらをご覧ください。
オリーブ、キャノーラ、大豆など人気のある油の精製や、カカオバターのような油脂の製造など、食用油脂の製造にはいくつかの重要な規制があります。
全般
UV Vis:
屈折率。
滴点
水分
滴定
ヨウ素価
過酸化物価
ケン化価
酸価、遊離脂肪酸
食用油脂は、主に脂肪酸のグリセリドとして存在する。グリセロール分子に3つの脂肪酸分子がエステル化されて形成される。脂肪酸の構造が、油脂の特性を決定する。例：グリセロール1個に完全飽和のパルミチン酸、二重結合が1個のオレイン酸、二重結合が2個のリノール酸がエステル結合の形で結合したグリセリンなど。
脂肪はグリセロールと3つの脂肪酸のエステルであり、脂肪酸の不飽和度によって脂肪の安定性が決まる。不飽和度の違いにより、食用脂肪は3つのタイプに分類される。
食用油脂の主要な試験分野に対するメトラー・トレドのラボソリューションについて、詳しくはこちらをご覧ください。
メトラー・トレドは、食用油脂の開発および試験をサポートする幅広い機器を提供しています。食用油脂の品質を評価するために重要なパラメータは、以下の通りです。
メトラー・トレドは、多くの分析手順で使用されるサンプルや標準物質の調製に最適な実験用天秤やピペット、また不ケン化物留分の測定など、開発・試験工程で使用するための幅広いラインアップも提供しています。
食用油脂の製造および加工には、レンダリング、圧搾または排出、溶媒抽出、脱ガム、精製、漂白、脱臭、水素添加、分別、可塑化および焼戻しなどが含まれる。各工程では、以下のような判定が行われます。
メトラー・トレドの密度計、屈折計、一般滴定装置を用いた過酸化物価、FFA含量、アニシジン値などの主要パラメータのアットライン監視と維持、カールフィッシャー滴定、熱重量分析計、水分分析計による水分・湿分の検出など。UV Vis分光光度計による色の判定は、製造中の油脂の品質維持に役立ちます。
リキッドハンドリング装置を必要とするメーカーには、XLS+ピペット、半自動ピペッティング装置、Disp-Xボトルトップ・ディスペンサーなどのオプションを提供し、ラボでのサンプリングや特性評価の円滑化を支援しています。
