专利名称：一种植物油脂酶法脱胶的方法
技术领域：
本发明涉及一种植物油脂酶法脱胶的方法，属于植物油脂脱胶领域。
背景技术：
油脂加工业与农牧业发展及食物安全密切相关，世界各国都非常重视。我国是世 界第四大植物油生产国和第一大植物油消费国，在世界植物油生产、消费和进出口贸易中 占有重要地位。20世纪90年代中期以来，我国油脂加工业进入快速增长时期，食用植物油 产量从565万吨增加到1650万吨，增幅达192%。在迅猛增长的同时，国产油脂加工业也面 临着产品质量不稳定，经济技术指标不过硬，脱色、脱臭不过关，消耗大，得率低，特别是“三 废”排放量大，达不到清洁生产和环境保护的要求等问题。脱胶是指将植物油中的胶溶性杂质去除的精炼步骤，植物油中的胶溶性杂质主要 是磷脂，所以“脱胶”也称为“脱磷”。植物油中磷脂的存在会给油脂精炼带来许多问题，如 炼耗增大，后续脱色、脱酸负荷加重等，对油脂精炼设备的影响也较大。故需将植物油的含 磷量降到IOmg. kg—1以下，才能满足油脂精炼工艺的要求。植物油中的磷脂可分为两类，一 类是水化磷脂，具有较强的极性基团，与水接触后能够形成水合物而析出。另一类是非水化 磷脂，主要是一些非脂类性质的含磷物质，具有较强的疏水性，通常以磷脂酸盐和溶血磷脂 酸盐的形式存在。脱胶方法经过几十年的发展，在最初的酸法脱胶的基础上，通过改变操作工艺，发 展了多种脱胶方法，如特殊脱胶、超滤脱胶、吸附脱胶、Top脱胶、S. 0. F. T脱胶、酶法脱胶 等。目前工业化生产中常规的水化脱胶和酸法脱胶均只能去除植物油中的水化磷脂和部分 非水化磷脂，因此脱胶油中残磷量较高，不适合生产高级食用油。超滤和吸附脱胶在某些特 殊应用领域具有一定价值，但目前对于大宗油脂的精炼还尚待解决其经济性问题。酶法脱 胶是20世纪90年代出现的一种脱胶新技术，它通过磷脂酶的水解作用切除非水化磷脂的 一个脂肪酸链生成溶血磷脂，进而利用溶血磷脂较强的亲水性通过水化作用除去。酶法脱 胶不仅具有反应条件温和、油损耗低、经济环保等优点，而且采用酶法脱胶精炼的植物油含 磷低、口感好、贮藏稳定，因此以酶法脱胶替代传统的水化脱胶和酸法脱胶，是植物油精炼 工业的发展趋势。但是目前国内用于植物油酶法脱胶的磷脂酶多依赖进口，价格昂贵，限制 了酶法脱胶的大规模应用。如上所述，酶法脱胶具有反应条件温和、油损耗低、经济环保等优点，是植物油精 炼工业的发展趋势。目前国内用于植物油酶法脱胶的磷脂酶多依赖进口，价格昂贵，限制了 酶法脱胶的大规模应用。
发明内容
本发明的目的是为了解决目前酶法脱胶成本较高，限制了大规模应用的缺点，而 提供一种植物油脂酶法脱胶的方法，该方法在植物油脂精炼过程中能实现节约生产成本和 清洁生产，为植物油脂酶法脱胶的工业化推广打下基础。
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本发明的目的是通过以下技术方案实现的本发明的一种植物油脂酶法脱胶的方法，首先用可产生磷脂酶的微生物分别在种 子培养基和含有大豆磷脂的发酵培养基中培养出相应的磷脂酶，然后将所述的磷脂酶加入 到酸处理后的大豆毛油中，在酶的作用下特异性水解植物油脂中磷脂，生成相应的溶血磷 脂和脂肪酸，再通过水化作用将其除去。具体脱胶方法按如下步骤进行(1)将荧光假单胞菌菌种接入种子培养基中，20 45°C，120 250r/min摇床培 养6 30h，然后以1 % 15%的接种量转入发酵培养基，20 60°C，100 300r/min发酵 20 90h ； (2)将第(1)步得到的发酵液经5000 15000rpm离心5 30min，取上清液，力口 入硫酸铵至30 90%饱和度，静置4 18h，5000 15000rpm离心5 30min，收集沉淀， 透析、冷冻干燥制得酶粉备用；(3)将大豆油水浴加热至50 95°C，加入浓度为20% 60%的柠檬酸，柠檬酸与 大豆油的体积/质量百分比为0. 01% 1%;均质30s 3min (IOOOOrpm)后于200 800r. rniiT1下搅拌反应10 40min ；反应结束后加入蒸馏水，蒸馏水与上述混合液的体积/质量 百分比为20Z0 8%，使得部分磷脂吸水膨胀，形成水合物析出；5000 15000rpm离心5 30min，取反应物中的油相调节pH值至2. 0 10. 0，加入蒸馏水，蒸馏水与上述油相的体积 /质量百分比为20Z0 8%，加酶量为50 500U. kg—1，在20 80°C下搅拌1 12h，脱胶完 成。其中所述的荧光假单胞菌菌种，其在GenBank上的编号为⑶367870。所述的种子培养基为终浓度百分含量(g/mL)0.01 5%牛肉膏，0. 1 10%蛋 白胨，0. 1 10% NaCl，调 pH3. 0 8. 0。所述的发酵培养基为终浓度百分含量(g/mL)0. 01 5%大豆磷脂，0. 1 10% 淀粉，0. 01 5%牛肉膏，0. 01 5%蛋白胨，0. 01 3% NaCl,0. 01 2% MgSO4 ·7Η20，调 pH3. 0 11. 0。有益效果本发明由于采用了微生物酶作为催化剂，脱胶效率高；磷脂酶来源方便，发酵条件 简单，且工艺条件简单，成本低。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步描述实施例1 种子培养基牛肉膏3g，蛋白胨10g，NaCl 5g，蒸馏水lOOOmL，调pH7. 0，121°C灭菌 20min ；发酵培养基大豆磷脂4g，淀粉IOg,牛肉膏7. 5g，蛋白胨7. 5g，NaC13g, 0. 1 % MgSO4 · 7H20，蒸溜水 lOOOmL，调 pH8· 0，121°C 灭菌 2Omin ；荧光假单胞菌斜面菌种接入种子培养基，170r/min，3(TC摇床培养12h，以4%的 接种量转入发酵培养基，3(TC，170r/min摇床培养72h得发酵液。发酵液经IOOOrpm离心 lOmin，取上清液，加入硫酸铵至60%饱和度，静置12h，IOOOOrpm离心lOmin，收集沉淀，透析、冷冻干燥制得酶粉备用。在250mL自制间歇式反应器中加入大豆油100g，水浴加热至80°C，加入45%的柠 檬酸0. 12mL，均质lmin(10000r/min)后于500r/min下搅拌反应20min，反应结束后加入 2mL蒸馏水，使得部分磷脂吸水膨胀，形成水合物析出，IOOOOrpm离心lOmin，取油相调节pH 值至5. 0，加入3mL蒸馏水，加酶量为200U. kg—1，在45°C下搅拌6h。取油样10mL，在80°C水 浴中保持lOmin，然后IOOOOrpm离心lOmin，取5g上层油样采用GB/T 5537-2008钼蓝比色 法进行含磷量分析。大豆油的含磷量由90. lmg. kg"1降至4. 6mg. kg—1，脱胶率达90. 1%。实施例2 种子培养基牛肉膏3g，蛋白胨10g，NaCl 5g，蒸馏水lOOOmL，调pH7. 0，121°C灭菌 20min ；发酵培养基大豆磷脂4g，淀粉10g，牛肉膏7. 5g，蛋白胨7. 5g，NaC13g, 0. 1 % MgSO4 · 7H20，蒸溜水 lOOOmL，调 pH8· 0，121°C 灭菌 2Omin ；荧光假单胞菌斜面菌种接入种子培养基，170r/min，3(TC摇床培养12h，以4%的 接种量转入发酵培养基，3(TC，170r/min摇床培养72h得发酵液。发酵液经IOOOrpm离心 lOmin，取上清液，加入硫酸铵至60%饱和度，静置12h，IOOOOrpm离心lOmin，收集沉淀，透 析、冷冻干燥制得酶粉备用。在250mL自制间歇式反应器中加入大豆油100g，水浴加热至80°C，加入45%的柠 檬酸0. 12mL，均质lmin(10000r/min)后于500r/min下搅拌反应20min，反应结束后加入 2mL蒸馏水，使得部分磷脂吸水膨胀，形成水合物析出，IOOOOrpm离心lOmin，取油相调节pH 值至4. 7，加入5mL蒸馏水，加酶量为200U. kg—1，在40°C下搅拌6h。取油样10mL，在80°C水 浴中保持lOmin，然后IOOOOrpm离心lOmin，取5g上层油样采用GB/T 5537-2008钼蓝比色 法进行含磷量分析。大豆油的含磷量由90. lmg. kg"1降至2. 6mg. kg—1，脱胶率达97. 2%。实施例3 种子培养基牛肉膏3g，蛋白胨10g，NaCl 5g，蒸馏水lOOOmL，调pH7. 0，121°C灭菌 20min ；发酵培养基大豆磷脂4g，淀粉IOg,牛肉膏7. 5g，蛋白胨7. 5g，NaC13g, 0. 1 % MgSO4 · 7H20，蒸溜水 lOOOmL，调 pH8· 0，121°C 灭菌 2Omin ；荧光假单胞菌斜面菌种接入种子培养基，170r/min，3(TC摇床培养12h，以4%的 接种量转入发酵培养基，30°C，170r/min摇床培养72h得发酵液。发酵液经IOOOrpm离心 IOmin,取上清液，加入硫酸铵至60%饱和度，静置12h，IOOOOrpm离心lOmin，收集沉淀，透 析、冷冻干燥制得酶粉备用。在250mL自制间歇式反应器中加入大豆油100g，水浴加热至80°C，加入45%的柠 檬酸0. 12mL，均质lmin(10000r/min)后于500r/min下搅拌反应20min，反应结束后加入 2mL蒸馏水，使得部分磷脂吸水膨胀，形成水合物析出，IOOOOrpm离心lOmin，取油相调节pH 值至4. 7，加入5mL蒸馏水，加酶量为200U. kg—1，在45°C下搅拌8h。取油样10mL，在80°C水 浴中保持lOmin，然后IOOOOrpm离心lOmin，取5g上层油样采用GB/T 5537-2008钼蓝比色 法进行含磷量分析。大豆油的含磷量由90. lmg. kg"1降至3. 7mg. kg—1，脱胶率达95. 9%。实施例4 种子培养基牛肉膏3g，蛋白胨10g，NaCl 5g，蒸馏水lOOOmL，调pH7. 0，121°C灭菌
520min ；发酵培养基大豆磷脂4g，淀粉10g，牛肉膏7. 5g，蛋白胨7. 5g，NaC13g, 0. 1 % MgSO4 · 7H20，蒸溜水 lOOOmL，调 pH8· 0，121°C 灭菌 2Omin ；荧光假单胞菌斜面菌种接入种子培养基，170r/min，3(TC摇床培养12h，以4%的 接种量转入发酵培养基，3(TC，170r/min摇床培养72h得发酵液。发酵液经IOOOrpm离心 lOmin，取上清液，加入硫酸铵至60%饱和度，静置12h，IOOOOrpm离心lOmin，收集沉淀，透 析、冷冻干燥制得酶粉备用。在250mL自制间歇式反应器中加入大豆油100g，水浴加热至80°C，加入45%的柠 檬酸0. 12mL，均质lmin(10000r/min)后于500r/min下搅拌反应20min，反应结束后加入 2mL蒸馏水，使得部分磷脂吸水膨胀，形成水合物析出，IOOOOrpm离心lOmin，取油相调节pH 值至4. 7，加入2mL蒸馏水，加酶量为200U. kg—1，在40°C下搅拌6h。取油样10mL，在80°C水 浴中保持lOmin，然后IOOOOrpm离心lOmin，取5g上层油样采用GB/T 5537-2008钼蓝比色 法进行含磷量分析。大豆油的含磷量由90. lmg. kg—1降至4. 6mg. kg—1，脱胶率达94. 9%。实施例5 种子培养基牛肉膏3g，蛋白胨10g，NaCl 5g，蒸馏水lOOOmL，调pH7. 0，121°C灭菌 20min ； 发酵培养基大豆磷脂4g，淀粉IOg,牛肉膏7. 5g，蛋白胨7. 5g，NaCl 3g，0. 1 % MgSO4 · 7H20，蒸溜水 lOOOmL，调 pH8· 0，121°C 灭菌 2Omin ；荧光假单胞菌斜面菌种接入种子培养基，170r/min，3(TC摇床培养12h，以4%的 接种量转入发酵培养基，30°C，170r/min摇床培养72h得发酵液。发酵液经IOOOrpm离心 IOmin,取上清液，加入硫酸铵至60%饱和度，静置12h，IOOOOrpm离心lOmin，收集沉淀，透 析、冷冻干燥制得酶粉备用。在250mL自制间歇式反应器中加入大豆油100g，水浴加热至80°C，加入45%的柠 檬酸0. 12mL，均质lmin(10000r/min)后于500r/min下搅拌反应20min，反应结束后加入 2mL蒸馏水，使得部分磷脂吸水膨胀，形成水合物析出，IOOOOrpm离心lOmin，取油相调节pH 值至5.0，加入2mL蒸馏水，加酶量为150仏1^1，在401下搅拌611。取油样10mL，在80°C水 浴中保持lOmin，然后IOOOOrpm离心lOmin，取5g上层油样采用GB/T 5537-2008钼蓝比色 法进行含磷量分析。大豆油的含磷量由90. lmg. kg"1降至4. 6mg. kg—1，脱胶率达89. 3%。
权利要求
一种植物油脂酶法脱胶的方法，其特征在于具体脱胶方法如下(1)将荧光假单胞菌菌种接入种子培养基中，20～45℃，120～250r/min摇床培养6～30h，然后以1％～15％的接种量转入发酵培养基，20～60℃，100～300r/min发酵20～90h；(2)将第(1)步得到的发酵液经5000～15000rpm离心5～30min，取上清液，加入硫酸铵至30～90％饱和度，静置4～18h，5000～15000rpm离心5～30min，收集沉淀，透析、冷冻干燥制得酶粉备用；(3)将大豆油水浴加热至50～95℃，加入浓度为20％～60％的柠檬酸，柠檬酸与大豆油的体积/质量百分比为0.01％～1％；均质30s～3min(10000rpm)后于200～800r.min 1下搅拌反应10～40min；反应结束后加入蒸馏水，蒸馏水与上述混合液的体积/质量百分比为2％～8％，使得部分磷脂吸水膨胀，形成水合物析出；5000～15000rpm离心5～30min，取反应物中的油相调节pH值至2.0～10.0，加入蒸馏水，蒸馏水与上述油相的体积/质量百分比为2％～8％，加酶量为50～500U.kg 1，在20～80℃下搅拌1～12h，脱胶完成。
2.根据权利要求1所述的一种植物油脂酶法脱胶的方法，其特征在于所述的荧光假 单胞菌菌种，其在GenBank上的编号为⑶367870。
3.根据权利要求1所述的一种植物油脂酶法脱胶的方法，其特征在于所述的种子培 养基为终浓度百分含量(g/mL)0. 01 5%牛肉膏，0. 1 10%蛋白胨，0. 1 10% NaCl, 调 pH3. 0 8. 0。
4.根据权利要求1所述的一种植物油脂酶法脱胶的方法，其特征在于所述的发酵培养 基为终浓度百分含量(g/mL)0.01 5%大豆磷脂，0. 1 10%淀粉，0.01 5%牛肉膏， 0. 01 5%蛋白胨，0. 01 3% NaCl,0. 01 2% MgSO4 · 7H20，调 pH3. 0 11. 0。
全文摘要
本发明涉及一种植物油脂酶法脱胶的方法，属于植物油脂脱胶领域。本发明的方法，首先用可产生磷脂酶的微生物分别在种子培养基和含有大豆磷脂的发酵培养基中培养出相应的磷脂酶，然后将所述的磷脂酶加入到酸处理后的大豆毛油中，在酶的作用下特异性水解植物油脂中磷脂，生成相应的溶血磷脂和脂肪酸，再通过水化作用将其除去。本发明由于采用了微生物酶作为催化剂，脱胶效率高；磷脂酶来源方便，发酵条件简单，且工艺条件简单，成本低。
文档编号C12R1/39GK101967427SQ201010516210
公开日2011年2月9日 申请日期2010年10月22日 优先权日2010年10月22日
发明者姜芳燕, 戴大章, 李春, 王金梅 申请人:北京理工大学