一种酶法制备油脂的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及酶法油脂的制备、纯化和精炼。具体地，本发明通过预处理脂肪酶、反 应产物分离以及脱臭，对酶法油脂中的氯丙醇酯、缩水甘油酯等杂质进行控制。
【背景技术】
[0002] 为得到自然界中不存在或罕见的特定油脂，可以采用酯交换或酯化法。若采用化 学酯交换方法或化学酯化方法，在丙三醇分子上定位分布某种脂肪酸是不能控制的，因此 常常达不到目的。若采用酶法酯交换或酶法酯化，因为脂肪酶具有位置选择性，可对催化产 品有目的地产生作用，从而从结构上进行分子设计，制备出具有高附加值的油脂产品。而 且，酶法制备可以提高反应效率。然而，酯交换或酯化反应会带来氯丙醇酯和缩水甘油酯含 量的升高，而这两种物质是国际公认的致癌污染物或可能的遗传性致癌物。通过酶法酯交 换或酶法酯化制备的油脂产品，若污染环境或日用品或被人食用，会对人体产生不利的影 响。
[0003] 特别在结构油脂制备领域，这一问题尤为突出。结构油脂是根据脂质在体内消化 和代谢过程中的特征而设计的一种特殊脂肪，其通过改变天然脂质中脂肪酸的组成和各种 脂肪酸在甘油三酯中的位置并将具有特殊营养或生理功能的脂肪酸结合到特定位置，从而 最大限度地发挥各种脂肪酸的物理和功能性质。通过酶法酯交换或酶法酯化生产的结构油 脂可用于母乳替代品、类可可脂、甘油二酯、opo结构脂、中长链脂肪酸食用油等。因此，结 构油脂产品中致癌物例如氯丙醇酯和缩水甘油酯的控制对于人类健康非常重要。
[0004] 对于油脂中氯丙醇酯的含量降低，通常采用控制氯离子含量、增加水洗步骤、控制 脱臭温度等方法。而对于缩水甘油酯，通常使用吸附剂来控制含量。
【发明内容】
[0005] -方面，本发明提供酶法制备油脂的方法，包括以下步骤：
[0006] (1)用反应原料对脂肪酶进行预处理；
[0007] (2)在预处理后的脂肪酶的存在下，使反应原料进行酶法酯交换反应或酶法酯化 反应；
[0008] (3)从反应产物中分离出所需的油脂产物，并使该油脂产物脱臭。
[0009] 在步骤（1)中，可以采用约3倍以上酶量的反应原料对脂肪酶进行预处理，优选采 用约3~5倍酶量、更优选约3~4倍酶量、最优选约3倍酶量。在脂肪酶预处理时，脂肪酶 优选为固定化的酶，并且优选以洗脱固定化酶的方式对脂肪酶进行预处理。在预处理之后， 脂肪酶可以以填充柱或批次反应的形式用于步骤（2)的催化反应中。在本发明中，对脂肪 酶进行预处理的反应原料可以是参与步骤（2)的全部反应原料或部分反应原料，优选全部 反应原料。但是，如果反应原料中包含对酶的活力中心产生不利作用的成分，例如丙三醇， 则使用除此成分之外的反应原料对酶进行预处理。
[0010] 在实施方式中，脂肪酶可以是一种脂肪酶或多种脂肪酶的混合物。在实施方式中， 脂肪酶可以是产碱杆菌属（Alcaligenes)脂肪酶、假丝酵母属（Candida)脂肪酶、根霉菌属 (Rhizopus)脂肪酶、毛霉属（Mucor)脂肪酶或假单胞细菌属（Pseudomonas)脂肪酶、或来自 肝脏的磷脂酶A等。市售可得的脂肪酶可以是Lipozyme RM IM或Lipozyme TL IM等。
[0011] 在步骤（2)中，脂肪酶可以是固定化的酶或游离的酶。反应温度根据脂肪酶来决 定，可以在40~80°C进行，例如在50~70°C、60~70°C进行。
[0012] 酶法酯交换反应的反应产物为原料油脂与脂肪酸和/或脂肪酸酯；酶法酯化反应 的反应产物为脂肪酸与丙三醇。
[0013] 在实施方式中，原料油脂可以是一种油脂或多种油脂的混合物。原料油脂可以是 植物油或动物油或其混合物。植物油可以包括但不限于大豆油、菜籽油、玉米油、葵花油、花 生油、芝麻油、茶籽油、橄榄油、红花油、亚麻油、稻米油、棕榈油、椰子油、棕榈仁油等及其衍 生的植物油。动物油可以包括但不限于猪油、牛油或鱼油等及其衍生的动物油。
[0014] 在实施方式中，脂肪酸可以是一种脂肪酸或多种脂肪酸的混合物。脂肪酸可以包 括但不限于辛酸、癸酸、棕榈酸、油酸、亚油酸、共轭亚油酸、亚麻酸、花生酸、花生四烯酸、 DHA、EPA、神经酸等。
[0015] 在实施方式中，脂肪酸酯可以是一种脂肪酸酯或多种脂肪酸酯的混合物。脂肪酸 酯可以包括但不限于辛酸酯、癸酸酯、棕榈酸酯、油酸酯、亚油酸酯、共轭亚油酸酯、亚麻酸 酯、花生酸酯、花生四烯酸酯、二十二碳六烯酸酯、EPA的酯、神经酸酯等。
[0016] 在实施方式中，酯交换反应中的脂肪酸和脂肪酸酯是指一种或多种脂肪酸与一种 或多种脂肪酸酯的混合物。
[0017] 在步骤（3)中，可以采用分子蒸馏、减压蒸馏、分提、超临界C02萃取等方法来分 离所需的油脂产物，但不限于这些方法，特别优选分子蒸馏法。分子蒸馏可以在约180~ 240°C的温度下进行，优选为180~220°C，例如可以是180~200°C、200~220°C等，或 者可以是180°C、20(TC、22(rC等。分子蒸馏的真空度根据反应产物来决定，可以是KT 3~ KT2mbar。分子蒸馏的内冷温度可以根据反应产物来决定，可以是20~40°C。在实施方式 中，分子蒸馏可以是多级分子蒸馏。
[0018] 此外，脱臭可以在约180~220°C的温度下进行，例如约180~200°C、约200~ 220°C，或是约180°C、约200°C或约220°C。脱臭的真空度为常规脱臭真空度，优选为约 20mbar以下，例如为约10~20mbar，或是约15mbar以下，或是约IOmbar以下。在实施方 式中，脱臭的时间可以为约60~90min、约60~80min、约60~70min，例如为约60min、约 65min、约70min、约75min、约80min等，其中优选为约60min。此外，脱臭介质可以任何常规 的脱臭介质，例如氮气、水蒸汽或惰性气体，优选为氮气或水蒸汽，更优选为氮气。
[0019] 在实施方式中，本发明的方法可以制备得到食用油脂。在实施方式中，本发明的方 法可以制备得到结构油脂。
[0020] 另一方面，本发明提供一种对酶法油脂进行精炼的方法，包括：
[0021] (1)使用反应原料对脂肪酶进行预处理；
[0022] (2)从所得的酶法反应产物中分离出所需的油脂产物，并使该油脂产物脱臭。
[0023] 其中，在步骤（2)中，可以采用分子蒸馏、减压蒸馏、分提、超临界CO2萃取等方法 来分离所需的油脂产物，但是不限于这些方法，特别优选分子蒸馏法。分子蒸馏可以在约 180~240°C的温度下进行，优选为180~220°C。此外，脱臭可以在约180~220°C的温度 下进行。
[0024] 又一方面，本发明提供一种控制酶法油脂中的含皂量的方法，包括在酶法酯交换 反应或酶法酯化反应之前，使用反应原料对脂肪酶进行预处理。在实施方式中，优选以约3 倍以上酶量的反应原料进行预处理。
[0025] 另一方面，本发明还提供一种油脂，其中氯丙醇酯和缩水甘油酯的含量均小于 0. lppm。同时，本发明提供一种油脂，其中氯丙醇酯和缩水甘油酯的含量均小于0. lppm，且 含皂量小于lOppm。在实施方式中，该油脂可以是酶法油脂。在实施方式中，该油脂可以是 结构油脂。在实施方式中，该油脂可以是食用油脂。在实施方式中，该油脂可以由本发明的 方法制备。
[0026] 本发明采用脂肪酶预处理、反应产物分离(例如分子蒸馏）和脱臭，对酶法油脂进 行精炼，省略传统油脂制备工艺中的脱色步骤，大大降低油脂产品中的杂质特别是氯丙醇 酯和缩水甘油酯的含量，并使油脂产品中的含皂量也得到控制。特别