专利名称：一种改良的植物油酶法脱胶方法
技术领域：
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：
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。针对油脂中非水化磷脂，人们开发了各种脱胶方法，如⑴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. 0. 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。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。酶法脱胶通常的工艺路线如下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°C温度下进行。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。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。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。
5)胶质分离。经过酶反应后，油脂升温至75 90°C，进入离心机分离除去胶质， 得到脱胶油。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
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。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勻分散状态，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。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(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°C，保温维持15 90min ；(3)进行胶质分离，得到脱胶油。优选地，步骤(1)所述脱胶反应时间为1 池。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°C以上时，破乳的速度才可以大幅度提高，超过70°C，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°C，优选地，升温至75 90°C。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。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。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~、 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20088000^94. 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。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。同传统的酶法脱胶相比，本发明技术具有以下优点1)缩短酶反应时间；2)具有更好的脱胶效果。
图1为磷脂酶作用示意图。
具体实施例方式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。实施例1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°C，然后加入0. 30ml 45%的柠檬酸溶液，均质混合均勻，放回至80°C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°C，然后加入1. 60ml 4% NaOH溶液和5mL蒸馏水，搅拌混合均勻，然后加入轻微均质10秒，然后再加入约5ml水， 均质10秒混合均勻，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Al活力)磷脂酶，均质混合均勻。将三角瓶置于50°C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°C，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。实施例2本实施例与实施例1的不同之处在于将三角瓶置于50°C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°C，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。实施例3本实施例与实施例1的不同之处在于将三角瓶置于50°C的水浴中，300 500rpm机械搅拌下进行酶反应1.证！·，反应结束后水浴加热至70°C，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。实施例4本实施例与实施例1的不同之处在于将三角瓶置于50°C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°c，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。实施例5本实施例与实施例1的不同之处在于将三角瓶置于50°C的水浴中，300 500rpm机械搅拌下进行酶反应1.证！·，反应结束后水浴加热至75°C，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。实施例6本实施例与实施例1的不同之处在于将三角瓶置于50°C的水浴中，300 500rpm机械搅拌下进行酶反应1.证！·，反应结束后水浴加热至85°C，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。实施例7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800C，然后加入0. 30ml 45 %的柠檬酸溶液，均质混合均勻，放回至80°C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°C，然后加入 1. 60ml 4% NaOH溶液和5mL蒸馏水，搅拌混合均勻，然后加入轻微均质10秒，然后再加入约5ml水，均质10秒混合均勻，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Al活力)和IOmg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)，均质混合均勻。将三角瓶置于50°C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°C，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。实施例8本实施例与实施例7的不同之处在于将三角瓶置于50°C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°C，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。实施例9本实施例与实施例7的不同之处在于将三角瓶置于50°C的水浴中，300 500rpm机械搅拌下进行酶反应1.证！·，反应结束后水浴加热至85°C，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。表 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°C，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( 升温至75 90°C。
5.根据权利要求4所述的脱胶方法，其特征在于，步骤( 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。
全文摘要
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。
文档编号C11B3/00GK102399627SQ201110289300
公开日2012年4月4日 申请日期2011年9月26日 优先权日2011年9月26日
发明者杨博, 王卫飞, 王小宁, 王永华, 陈华勇 申请人:华南理工大学