一种酶法脱胶方法
【技术领域】
[0001]本发明属于生物工程与食品技术领域，涉及到酶的分离与应用技术，特别涉及到利用酶法脱胶的方法。
【背景技术】
[0002]近年来，选择性水解以脱除油中磷脂受到了广泛的关注。由于油中的磷脂会引起油的酸败和反色，因此全球每年要通过水洗、酸洗以及酶解等复杂工艺处理4500万吨以上大豆油，使含磷量降至lOppm以下。而经水解后的功能多样的磷脂尤其是改性磷脂在食品、医药、化妆品、饲料等多个领域均有广泛的应用(20万吨以上)。
[0003]在诸多脱除及改性磷脂的方法中，利用磷脂酶选择性水解油中磷脂，使其失去脂肪酸而形成极性更强的功能性溶血磷脂或甘油磷脂酰胆碱由于具有条件温和、能耗低、副产物少等优势受到了广泛的关注。但是，由于传统油水体系过低的酶催化效率，导致整个酶催化过程耗时过久，效率极低，加上磷脂成分复杂，因此加大了工艺对分离的要求，难度大。近年来，为了解决这些难题，科学家进行了大量的尝试。例如，Jiang等利用超声辅助磷脂酶从大豆油中脱除磷脂，可将总反应时间从5h降低至3h，另外，这种方法会导致油的氧化稳定性减弱，并且酶易失活，产物分离难度加大，同时，反应的速率依然较慢(Ultrasonics Sonochemistry 21，2014，142-148)。Maiti 等利用反胶束体系获得较高的酶活力，但是体系后期油水分离以及酶的回用困难限制了其进一步实际应用(Chem.Commun.，2011, 47，9864.)。但是上述绝大部分尝试均难于解决现有技术难题，导致整个过程工艺极端复杂，成本极高等难题，很多的精加工改性磷脂价格比粗品价格增长了数百至上千倍。因此亟需开发新型反应体系已适应相关行业的大规模应用需求。
[0004]在双水相体系中添加疏水性溶剂可以形成一种新型三液相体系。该体系既具有双水相体系的分离极性产物的诸多优点，而且还增加了对疏水性物质的选择性分离，可同步分离多种物质，因此具有较广阔的发展前景。目前已在抗生素、酶和中药成分提取等研究中取得了较为满意的结果。由于该三液相体系可同步去除疏水性和亲水性催化产物，既可从粗酶液中纯化酶，也可解除产物的抑制，提高酶催化的效率，因而特别适用于界面酶法水解体系。利用这种方法既可大幅降低酶的生产成本；又可解决产物和酶分离能耗大、成本高、污染大、副产物多等问题。具有能耗小、原料利用率高、反应条件温和等优点，有望解决现有利用磷脂酶脱除并同步回收油中磷脂难于工业化的技术难题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对目前酶法脱除并同步回收油中磷脂过程中，存在的成本高，连续化生产困难，产物抑制带来的反应效率低、反应时间长等问题，提供了一种高效快速的酶法脱胶方法。
[0006]本发明的目的通过以下技术方案实现:
[0007]一种酶法脱胶方法，包括以下步骤:
[0008](1)配置磷脂酶浓度为l-30000U/mL的酶液，向酶液中添加可溶性盐、亲水性溶剂和脂类，配成三液相体系；所述可溶性盐、亲水性溶剂和脂类与酶液的质量比分别为
0.1-0.9、0.1-5 和 0.1-10 ；
[0009](2)将三液相体系置于带搅拌反应器中反应，反应结束后，静置或离心至分为四层，从上自下依次为上液层、类固层、中液层和下液层，磷脂主要富集于类固层，收集上液层产物即为脱除磷脂的脂类产品。酶受体系类型决定其可分配于中液层或下液层的其中一层，可直接作为下次反应应用，也可经超滤或吸附的方法得到纯酶产品；富磷脂固相，经通过离心或板框过滤等方式加以回收利用。
[0010]步骤(1)所述亲水性溶剂为亲水性有机溶剂，选自聚乙二醇、聚丙二醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、乙二醇和丙酮中的一种或两种以上。
[0011]步骤(1)所述亲水性溶剂为亲水性离子液体，选自[BMnOBr、[BMIM]BF4, [ΕΜΙΜ]ETSOjP [0MIM]C1中的一种或两种以上。
[0012]步骤(1)所述可溶性盐是柠檬酸钠、氯化钠、硫酸铵、碳酸钠、磷酸氢二钾、磷酸钾、磷酸二氢钾和磷酸氢二钾中的一种或两种以上。
[0013]步骤(2)的反应条件为:温度20_90°C，反应时间为0.01_50h。
[0014]反应操作一般在低于溶剂易挥发的温度下进行。为了使磷脂的脱除和改性效果尽可能达到最佳，可以调节体系的pH值。所述三液相体系的pH值为3-13。优选地，所述三液相体系的pH值为4-8。
[0015]优选地，步骤(1)所述磷脂酶浓度为5-2000U/mL。
[0016]优选地，所述可溶性盐、亲水性溶剂和脂类与酶液质量比分别为0.2-0.8,0.2-0.8和 0.2-4。
[0017]所述脂类为高磷脂含量油脂，如鱼油、大豆毛油、水化脱胶油或南极磷虾油。
[0018]上述磷脂酶催化反应中，磷脂酶可以来自天然，也可以通过人工发酵产生。可以是发酵液，可以是经简单纯化后的粗酶，也可是经纯化后纯酶。
[0019]本发明的有益效果如下:
[0020]本发明克服了目前酶法脱除并同步回收油中磷脂过程中，存在的成本高，连续化生产困难，产物抑制带来的反应效率低、反应时间长等难题，提供了一种从粗酶液中分离磷脂酶以及利用磷脂酶脱胶的方法。使工艺得以简化，分离时间短，成本降低，经济可行。具体表现在:利用三液相体系可将油脂分配在上相，脂肪酶分配在富溶剂相或富盐相，改性磷脂富集于油相和富溶剂相之间的中间相，经简单离心或板框过滤等方式即可将产物回收利用。该过程既有利于酶的纯化与回收，也有提高催化效率，大幅降低酶的损耗与纯化成本。该方法具有能耗小、原料利用率高、反应条件温和等优点，解决了现有酶法脱除并同步回收油中磷脂难于工业化的技术难题。
【具体实施方式】
[0021]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。
[0022]本实施例中本实施例中所用Ultra磷脂酶购于Novozyme公司。
[0023]实施例1
[0024]取适量Ultra磷脂酶置于锥形瓶中，加入100倍体积的水，混匀后，取2g粗酶液(酶浓度50U/mL)，1.5g的梓檬酸钠，混勾后加入1.5g聚乙二醇400和2.5g大豆毛油，装入具塞三角瓶中混合均匀，混合溶液的pH值为7.7，并置于转速为200rpm的恒温摇床上，控制在50°C下反应3h。反应结束后，设定4600rpm转速离心5min