一种改良的植物油酶法脱胶方法

摘要

本发明公开了一种改良的植物油酶法脱胶方法，包括如下步骤：(1)采用磷脂酶对植物油进行脱胶反应，所述磷脂酶至少含有磷脂酶A1、磷脂酶A2、磷脂酶B中的一种；(2)将脱胶后的植物油升温至70～100℃，保温维持15～90min；(3)进行胶质分离，得到脱胶油。采用本方法可以缩短酶法脱胶的酶反应时间，具有易于实施，脱胶效果好的优点。

权利要求

1.一种改良的植物油酶法脱胶方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)采用磷脂酶对植物油进行脱胶反应，所述磷脂酶至少含有磷脂酶A1、磷脂酶A2、磷脂酶B中的一种；

(2)将脱胶后的植物油升温至70～100℃，保温维持15～90min；

(3)进行胶质分离，得到脱胶油。

2.根据权利要求1所述的脱胶方法，其特征在于，所述磷脂酶中还含有磷脂酶C。

3.根据权利要求1或2所述的脱胶方法，其特征在于，步骤(1)所述脱胶反应时间为

1～2h。

4.根据权利要求3所述的脱胶方法，其特征在于，步骤(2)升温至75～90℃。

5.根据权利要求4所述的脱胶方法，其特征在于，步骤(2)保温维持15～45min。

6.根据权利要求5所述的脱胶方法，其特征在于，步骤(3)所述胶质分离采用离心分离的方法。

7.根据权利要求6所述的脱胶方法，其特征在于，步骤(3)所述离心分离的速度为

4000转/分，时间为5分钟。

8.根据权利要求7所述的脱胶方法，其特征在于，步骤(1)所述植物油为大豆油、菜籽油、花生油、棕榈油、葵花籽油、玉米油和米糠油中的一种或一种以上的混合物。

说明书

一种改良的植物油酶法脱胶方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种植物油脱胶方法，尤其是一种改良的植物油酶法脱胶方法。 背景技术

[0002] 植物油中的胶质主要是磷脂，在植物油精炼加工中，磷脂是一种需要去除的杂质，油脂脱色前，一般要求含磷量水平低于30mg/kg，最好低于10mg/kg，去除磷脂的过程通常被称为“脱胶”。磷脂分水化磷脂和非水化磷脂。水化磷脂可以通过简单的水化方式去除，而非水化磷脂的去除则是油脂加工业的难题。

[0003] 针对油脂中非水化磷脂，人们开发了各种脱胶方法，如：(1)简单酸脱胶法(simple degumming process)；(2)特殊脱胶法(special degumming process)；(3)超级脱胶法(Super/uni-degummingprocess)；(4)顶级脱胶法(Top degumming process)；(5)IMPAC脱胶工艺(IMPAC degumming process)；(5)SOFT脱胶法(S.O.F.T degumming process)等脱胶方法。酶法脱胶是另外一种脱胶新方法，如图1所示，其原理是采用磷脂酶对磷脂中的部分基团进行水解，从而将磷脂变成更加亲水的分子或者将磷脂的极性基团水解，从而使得非水合磷脂得以除去。

[0004] 酶法脱胶最早是在二十世纪90年代开发成功，最早的工业应用是使用猪 胰脏来源的磷脂酶A2，由于猪胰脏磷脂酶A2的来源有限，而且酶学性质也存在一些不足，酶法脱胶应用范围很有限。之后，人们又开发了来源于微生物的酶制剂，代表性的产品如Novozymes公司Lecitase Novo和Lecitase Ultra，这种酶制剂兼具有脂肪酶和磷脂酶A1的活力，但在植物油酶法脱胶反应体系中，可以高度特异性的表现为磷脂酶活力。微生物来源的酶制剂的供应不受限制，因此具有更高的推广价值。

[0005] 酶法脱胶通常的工艺路线如下：

[0006] 1)对毛油进行酸反应。酸反应本身具有脱胶效果，但脱胶效果不一定可以达到物理精炼的需要。在酶法脱胶中，通过酸反应，可以改变磷脂的状态，使其更有利于进一步酶反应；另外，酸反应可以去除油脂中的金属离子，对于提高油脂的稳定性具有好处。酸反应通常是加入柠檬酸或者磷酸，也可以加入其它的有机酸或者无机酸。为提高酸反应的效果，通常酸反应在70～90℃温度下进行。

[0007] 2)调整pH和水分。酸反应后的油脂中pH很低，不适于酶作用，因此，需要加入碱性物质调整pH至更适合于酶作用的数值。水分也是酶作用的重要影响条件之一，因此，也需要加入适量的水分。

[0008] 3)加酶。经过以上前处理的油脂，可以加入酶制剂进行反应，由于磷脂酶是界面催化的酶制剂，在加入酶制剂时，需要通过充分的混合以使得酶制剂作用更有效率。加酶前还需要将油脂的温度调整至合适的温度，以适合酶作用。

[0009] 4)酶反应。根据毛油性质差异，酶反应时间通常需要4～6小时以上的反应时间。 [0010] 5)胶质分离。经过酶反应后，油脂升温至75～90℃，进入离心机分离除去胶质，得到脱胶油。

[0011] 上述酶法脱胶过程，由于需要很长的酶反应时间，酶反应罐尺寸大，造成设备投资增加，生产周期延长，在实际应用中带来很大不方便，成为酶法脱胶产业化实施的主要瓶颈问题。

发明内容

[0012] 本发明提供一种改良的植物油酶法脱胶方法，该方法通过对胶质分离前的油脂进行保温滞留处理，可以提高脱胶效果和缩短酶法脱胶中酶反应所需要的时间，从而减小酶反应罐体积，有利于产业化实施。

[0013] 本发明发现，在酶反应时间为6小时左右的传统的酶法脱胶过程中，采用工业碟片离心机分离，随着反应时间的延长，酶法脱胶的效率也逐步增加，该现象完全符合通常的预期。但是，对酶反应过程中磷脂进行分析时意外地发现，其实上述酶反应在2小时以内，甚至在1小时以内已经基本发生完全，但取反应2小时以内的油脂进行胶质分离，却达不到预期的脱胶效果。针对上述现象，本发明认为，油脂中的胶质的存在状态是造成上述现象的主要原因。因为酶法脱胶时，油脂经过了高剪切乳化，磷脂起始时多处于均匀分散状态，经过一段时间的酶反应，尽管已经和磷脂酶发生作用，但仍处于乳化分散状态，此时，不容易分离；当经历更长的酶反应时间后，磷脂逐步聚集，转化成容易分离的状态，因此，实际达到的脱胶效果更为显著。热作用可以加速破乳和促进磷脂的聚集，本发明发现，可以对酶反应后的油脂采用一定时间的升温维持处理，即可大幅度减少酶反应所需要的时间。 [0014] 根据以上发现，本发明提供一种改良的植物油酶法脱胶方法，包括如下步骤： [0015] (1)采用磷脂酶对植物油进行脱胶反应，所述磷脂酶至少含有磷脂酶A1、磷脂酶A2、磷脂酶B中的一种；

[0016] (2)将脱胶后的植物油升温至70～100℃，保温维持15～90min； [0017] (3)进行胶质分离，得到脱胶油。

[0018] 优选地，步骤(1)所述脱胶反应时间为1～2h。

[0019] 本发明研究发现，对于酶法脱胶所形成乳化体系，温度越高，越有利于破乳，但只有温度达到70℃以上时，破乳的速度才可以大幅度提高，超过70℃，破乳速度仍有进一步提高，本发现选择将采用磷脂酶反应后的植物油升温至70～100℃，优选地，升温至75～90℃。保温时间是另一关键参数，本发明发现15min以上的维持时间即可发挥显著效果，随时保温时间的延长，脱胶效果仍有小幅度提升，本发明选择保温维持15～90min，优选地，保温维持15～45min。

[0020] 胶质分离过程是将脱胶反应物分离成为脱胶油和以磷脂为主的胶质，分离过程是个传统单元操作，可以采用自然沉降分层的方法，也可以采用离心机快速分离，由于离心分离更适合工业化应用，本发明优选采用离心分离。优选的离心分离的速度为4000转/分，时间为5分钟。

[0021] 优选地，步骤(1)所述磷脂酶中还含有磷脂酶C。磷脂酶A1、磷脂A2、磷脂酶B和磷脂酶C可以水解磷脂，具有脱胶效果，是行业一般常识。本发 明所述的磷脂酶为磷脂酶A1、磷脂A2、磷脂酶B可以通过水解磷脂上的脂肪酸链，从而提高水解产物的亲水性，使得水解产物在水相中被分离除去；磷脂酶C可以将磷脂分解成为甘油二酯和极性基团，甘油二酯性质和油脂的主要成分甘油三酯的性质很相近，成为油脂的一部分，而极性基团则在水相中被除去，因此，磷脂酶C也可以作为一种脱胶用酶。通常，单独采用磷脂酶C进行脱胶，并不能达到良好的效果，本发明不单独采用磷脂酶C进行脱胶。在本发明中，所述的磷脂酶为磷脂酶A1、磷脂酶A2、磷脂酶B中的一种或一种以上的混合物，或者磷脂酶A1、磷脂酶A2、磷脂酶B中任何一种或一种以上与磷脂酶C的混合物。由于磷脂酶C可以催化磷脂转化为甘油二酯，因此，采用磷脂酶C可以提高油脂得率。对于共用磷脂酶C进行酶法脱胶的过程，在中国专利(申请号200880009294.7，公开号CN101663382A)使用PLA和PLC磷脂酶混合物进行的酶法脱胶中公开，且对于酶法脱胶的背景技术有详细的描述。 [0022] 本发明一种改良的酶法脱胶方法，优选适用于以下植物油：大豆油、菜籽油、花生油、棕榈油、葵花籽油、玉米油和米糠油中的一种或一种以上的混合物。 [0023] 同传统的酶法脱胶相比，本发明技术具有以下优点：

[0024] 1)缩短酶反应时间；

[0025] 2)具有更好的脱胶效果。

附图说明

[0026] 图1为磷脂酶作用示意图。

[0027] 具体实施方式

[0028] 下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述，但本发明的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。

[0029] 实施例1

[0030] 在500ml三角烧瓶中称量250g大豆毛油，大豆毛油的含磷量为128.5mg/kg，水浴加热至80℃，然后加入0.30ml 45％的柠檬酸溶液，均质混合均匀，放回至80℃的水浴中保温进行酸反应20min，反应过程中不时振荡。酸反应后的样品降温至55℃，然后加入1.60ml4％NaOH溶液和5mL蒸馏水，搅拌混合均匀，然后加入轻微均质10秒，然后再加入约5ml水，均质10秒混合均匀，然后加入0.75mL的10倍稀释Lecitase Ultra(诺维信公司产品，具有磷脂酶A1活力)磷脂酶，均质混合均匀。

[0031] 将三角瓶置于50℃的水浴中，300～500rpm机械搅拌下进行酶反应6小 时，反应结束后水浴加热至80℃，然后4000转/分离心分离5分钟，取上层油相分析含磷量，结果如表1。

[0032] 实施例2

[0033] 本实施例与实施例1的不同之处在于：

[0034] 将三角瓶置于50℃的水浴中，300～500rpm机械搅拌下进行酶反应1.5小时，反应结束后水浴加热至80℃，然后4000转/分离心分离5分钟，取上层油相分析含磷量，结果如表1。

[0035] 实施例3

[0036] 本实施例与实施例1的不同之处在于：

[0037] 将三角瓶置于50℃的水浴中，300～500rpm机械搅拌下进行酶反应1.5hr，反应结束后水浴加热至70℃，维持90min，然后4000转/分离心分离5分钟，取上层油相分析含磷量，结果如表1。

[0038] 实施例4

[0039] 本实施例与实施例1的不同之处在于：

[0040] 将三角瓶置于50℃的水浴中，300～500rpm机械搅拌下进行酶反应6小时，反应结束后加热至100℃，维持15分钟，然后4000转/分离心分离5分钟，取上层油相分析含磷量，结果如表1。

[0041] 实施例5

[0042] 本实施例与实施例1的不同之处在于：

[0043] 将三角瓶置于50℃的水浴中，300～500rpm机械搅拌下进行酶反应1.5hr，反应结束后水浴加热至75℃，维持45min，然后4000转/分离心分离5分钟，取上层油相分析含磷量，结果如表1。

[0044] 实施例6

[0045] 本实施例与实施例1的不同之处在于：

[0046] 将三角瓶置于50℃的水浴中，300～500rpm机械搅拌下进行酶反应1.5hr，反应结束后水浴加热至85℃，维持30min，然后4000转/分离心分离5分钟，取上层油相分析含磷量，结果如表1。

[0047] 实施例7

[0048] 在500ml三角烧瓶中称量250g菜籽毛油，大豆毛油的含磷量为176.3mg/kg，水浴加热至80℃，然后加入0.30ml 45％的柠檬酸溶液，均质混合均匀，放回至80℃的水浴中保温进行酸反应20min，反应过程中不时振荡。 酸反应后的样品降温至55℃，然后加入1.60ml 4％NaOH溶液和5mL蒸馏水，搅拌混合均匀，然后加入轻微均质10秒，然后再加入约5ml水，均质10秒混合均匀，然后加入0.75mL的10倍稀释Lecitase Ultra磷脂酶(诺维信公司产品，具有磷脂酶A1活力)和10mg磷脂酶C(西格玛奥德里奇公司产品，来源于蜡样芽胞杆菌，活力1000U/mg)，均质混合均匀。

[0049] 将三角瓶置于50℃的水浴中，300～500rpm机械搅拌下进行酶反应6小时，反应结束后水浴加热至80℃，然后4000转/分离心分离5分钟，取上层油相分析含磷量，结果如表2。

[0050] 实施例8

[0051] 本实施例与实施例7的不同之处在于：

[0052] 将三角瓶置于50℃的水浴中，300～500rpm机械搅拌下进行酶反应2小时，反应结束后水浴加热至80℃，然后4000转/分离心分离5分钟，取上层油相分析含磷量，结果如表2。

[0053] 实施例9

[0054] 本实施例与实施例7的不同之处在于：

[0055] 将三角瓶置于50℃的水浴中，300～500rpm机械搅拌下进行酶反应1.5hr，反应结束后水浴加热至85℃，维持30min，然后4000转/分离心分离5分钟，取上层油相分析含磷量，结果如表2。

[0056] 表1

[0057]实施例 脱胶油含磷(mg/kg)
实施例1 8.3
实施例2 21.6
实施例3 7.2
实施例4 8.6
实施例5 7.8
实施例6 6.3

[0058] 由表1结果可见，实施例1和2胶质离心分离前不采用保温处理时，实施例1采用6小时酶反应时间，脱胶油含量达到了8.3mg/kg，而1.5小时酶反应时间时，脱胶油含磷量则高达21.6mg/kg，说明该条件下，需要延长酶反应时间才可以提高脱胶效果。实施例3～
6在胶质离心分离前均采用了保温维持处理，酶反应时间虽然也和实施例2一致，但脱胶效果有明显提升，和实施例1 脱胶效果接近，说明离心前的保温维持对于脱胶效果具有重要影响。

[0059] 表2

[0060]实施例 脱胶油含磷(mg/kg) 脱胶油得率(％)
实施例7 11.3 97.6
实施例8 25.9 97.3
实施例9 9.2 97.9

[0061] 由表2结果可见，实施例7和8胶质离心分离前不采用保温处理时，实施例7采用6小时酶反应时间，脱胶油含量达到了11.3mg/kg，而实施例8为2小时酶反应时间，脱胶油含磷量则高达25.9mg/kg，说明该条件下，需要延长酶反应时间才可以提高脱胶效果。实施例9在胶质离心分离前采用了保温维持处理，酶反应时间仅用1.5h(比实施例8时间还短)，却达到了比实施例7更好的脱胶效果。