專利名稱：一種植物油脂酶法脫膠的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種植物油脂酶法脫膠的方法，屬于植物油脂脫膠領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
油脂加工業(yè)與農(nóng)牧業(yè)發(fā)展及食物安全密切相關(guān)，世界各國都非常重視。我國是世 界第四大植物油生產(chǎn)國和第一大植物油消費國，在世界植物油生產(chǎn)、消費和進出口貿(mào)易中 占有重要地位。20世紀90年代中期以來，我國油脂加工業(yè)進入快速增長時期，食用植物油 產(chǎn)量從565萬噸增加到1650萬噸，增幅達192%。在迅猛增長的同時，國產(chǎn)油脂加工業(yè)也面 臨著產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，經(jīng)濟技術(shù)指標不過硬，脫色、脫臭不過關(guān)，消耗大，得率低，特別是“三 廢”排放量大，達不到清潔生產(chǎn)和環(huán)境保護的要求等問題。脫膠是指將植物油中的膠溶性雜質(zhì)去除的精煉步驟，植物油中的膠溶性雜質(zhì)主要 是磷脂，所以“脫膠”也稱為“脫磷”。植物油中磷脂的存在會給油脂精煉帶來許多問題，如 煉耗增大，后續(xù)脫色、脫酸負荷加重等，對油脂精煉設(shè)備的影響也較大。故需將植物油的含 磷量降到IOmg. kg—1以下，才能滿足油脂精煉工藝的要求。植物油中的磷脂可分為兩類，一 類是水化磷脂，具有較強的極性基團，與水接觸后能夠形成水合物而析出。另一類是非水化 磷脂，主要是一些非脂類性質(zhì)的含磷物質(zhì)，具有較強的疏水性，通常以磷脂酸鹽和溶血磷脂 酸鹽的形式存在。脫膠方法經(jīng)過幾十年的發(fā)展，在最初的酸法脫膠的基礎(chǔ)上，通過改變操作工藝，發(fā) 展了多種脫膠方法，如特殊脫膠、超濾脫膠、吸附脫膠、Top脫膠、S. 0. F. T脫膠、酶法脫膠 等。目前工業(yè)化生產(chǎn)中常規(guī)的水化脫膠和酸法脫膠均只能去除植物油中的水化磷脂和部分 非水化磷脂，因此脫膠油中殘磷量較高，不適合生產(chǎn)高級食用油。超濾和吸附脫膠在某些特 殊應(yīng)用領(lǐng)域具有一定價值，但目前對于大宗油脂的精煉還尚待解決其經(jīng)濟性問題。酶法脫 膠是20世紀90年代出現(xiàn)的一種脫膠新技術(shù)，它通過磷脂酶的水解作用切除非水化磷脂的 一個脂肪酸鏈生成溶血磷脂，進而利用溶血磷脂較強的親水性通過水化作用除去。酶法脫 膠不僅具有反應(yīng)條件溫和、油損耗低、經(jīng)濟環(huán)保等優(yōu)點，而且采用酶法脫膠精煉的植物油含 磷低、口感好、貯藏穩(wěn)定，因此以酶法脫膠替代傳統(tǒng)的水化脫膠和酸法脫膠，是植物油精煉 工業(yè)的發(fā)展趨勢。但是目前國內(nèi)用于植物油酶法脫膠的磷脂酶多依賴進口，價格昂貴，限制 了酶法脫膠的大規(guī)模應(yīng)用。如上所述，酶法脫膠具有反應(yīng)條件溫和、油損耗低、經(jīng)濟環(huán)保等優(yōu)點，是植物油精 煉工業(yè)的發(fā)展趨勢。目前國內(nèi)用于植物油酶法脫膠的磷脂酶多依賴進口，價格昂貴，限制了 酶法脫膠的大規(guī)模應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決目前酶法脫膠成本較高，限制了大規(guī)模應(yīng)用的缺點，而 提供一種植物油脂酶法脫膠的方法，該方法在植物油脂精煉過程中能實現(xiàn)節(jié)約生產(chǎn)成本和 清潔生產(chǎn)，為植物油脂酶法脫膠的工業(yè)化推廣打下基礎(chǔ)。
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本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的本發(fā)明的一種植物油脂酶法脫膠的方法，首先用可產(chǎn)生磷脂酶的微生物分別在種 子培養(yǎng)基和含有大豆磷脂的發(fā)酵培養(yǎng)基中培養(yǎng)出相應(yīng)的磷脂酶，然后將所述的磷脂酶加入 到酸處理后的大豆毛油中，在酶的作用下特異性水解植物油脂中磷脂，生成相應(yīng)的溶血磷 脂和脂肪酸，再通過水化作用將其除去。具體脫膠方法按如下步驟進行(1)將熒光假單胞菌菌種接入種子培養(yǎng)基中，20 45°C，120 250r/min搖床培 養(yǎng)6 30h，然后以1 % 15%的接種量轉(zhuǎn)入發(fā)酵培養(yǎng)基，20 60°C，100 300r/min發(fā)酵 20 90h ； (2)將第(1)步得到的發(fā)酵液經(jīng)5000 15000rpm離心5 30min，取上清液，力口 入硫酸銨至30 90%飽和度，靜置4 18h，5000 15000rpm離心5 30min，收集沉淀， 透析、冷凍干燥制得酶粉備用；(3)將大豆油水浴加熱至50 95°C，加入濃度為20% 60%的檸檬酸，檸檬酸與 大豆油的體積/質(zhì)量百分比為0. 01% 1%;均質(zhì)30s 3min (IOOOOrpm)后于200 800r. rniiT1下攪拌反應(yīng)10 40min ；反應(yīng)結(jié)束后加入蒸餾水，蒸餾水與上述混合液的體積/質(zhì)量 百分比為20Z0 8%，使得部分磷脂吸水膨脹，形成水合物析出；5000 15000rpm離心5 30min，取反應(yīng)物中的油相調(diào)節(jié)pH值至2. 0 10. 0，加入蒸餾水，蒸餾水與上述油相的體積 /質(zhì)量百分比為20Z0 8%，加酶量為50 500U. kg—1，在20 80°C下攪拌1 12h，脫膠完 成。其中所述的熒光假單胞菌菌種，其在GenBank上的編號為⑶367870。所述的種子培養(yǎng)基為終濃度百分含量(g/mL)0.01 5%牛肉膏，0. 1 10%蛋 白胨，0. 1 10% NaCl，調(diào) pH3. 0 8. 0。所述的發(fā)酵培養(yǎng)基為終濃度百分含量(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，調(diào) pH3. 0 11. 0。有益效果本發(fā)明由于采用了微生物酶作為催化劑，脫膠效率高；磷脂酶來源方便，發(fā)酵條件 簡單，且工藝條件簡單，成本低。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步描述實施例1 種子培養(yǎng)基牛肉膏3g，蛋白胨10g，NaCl 5g，蒸餾水lOOOmL，調(diào)pH7. 0，121°C滅菌 20min ；發(fā)酵培養(yǎng)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，調(diào) pH8· 0，121°C 滅菌 2Omin ；熒光假單胞菌斜面菌種接入種子培養(yǎng)基，170r/min，3(TC搖床培養(yǎng)12h，以4%的 接種量轉(zhuǎn)入發(fā)酵培養(yǎng)基，3(TC，170r/min搖床培養(yǎng)72h得發(fā)酵液。發(fā)酵液經(jīng)IOOOrpm離心 lOmin，取上清液，加入硫酸銨至60%飽和度，靜置12h，IOOOOrpm離心lOmin，收集沉淀，透析、冷凍干燥制得酶粉備用。在250mL自制間歇式反應(yīng)器中加入大豆油100g，水浴加熱至80°C，加入45%的檸 檬酸0. 12mL，均質(zhì)lmin(10000r/min)后于500r/min下攪拌反應(yīng)20min，反應(yīng)結(jié)束后加入 2mL蒸餾水，使得部分磷脂吸水膨脹，形成水合物析出，IOOOOrpm離心lOmin，取油相調(diào)節(jié)pH 值至5. 0，加入3mL蒸餾水，加酶量為200U. kg—1，在45°C下攪拌6h。取油樣10mL，在80°C水 浴中保持lOmin，然后IOOOOrpm離心lOmin，取5g上層油樣采用GB/T 5537-2008鉬藍比色 法進行含磷量分析。大豆油的含磷量由90. lmg. kg"1降至4. 6mg. kg—1，脫膠率達90. 1%。實施例2 種子培養(yǎng)基牛肉膏3g，蛋白胨10g，NaCl 5g，蒸餾水lOOOmL，調(diào)pH7. 0，121°C滅菌 20min ；發(fā)酵培養(yǎng)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，調(diào) pH8· 0，121°C 滅菌 2Omin ；熒光假單胞菌斜面菌種接入種子培養(yǎng)基，170r/min，3(TC搖床培養(yǎng)12h，以4%的 接種量轉(zhuǎn)入發(fā)酵培養(yǎng)基，3(TC，170r/min搖床培養(yǎng)72h得發(fā)酵液。發(fā)酵液經(jīng)IOOOrpm離心 lOmin，取上清液，加入硫酸銨至60%飽和度，靜置12h，IOOOOrpm離心lOmin，收集沉淀，透 析、冷凍干燥制得酶粉備用。在250mL自制間歇式反應(yīng)器中加入大豆油100g，水浴加熱至80°C，加入45%的檸 檬酸0. 12mL，均質(zhì)lmin(10000r/min)后于500r/min下攪拌反應(yīng)20min，反應(yīng)結(jié)束后加入 2mL蒸餾水，使得部分磷脂吸水膨脹，形成水合物析出，IOOOOrpm離心lOmin，取油相調(diào)節(jié)pH 值至4. 7，加入5mL蒸餾水，加酶量為200U. kg—1，在40°C下攪拌6h。取油樣10mL，在80°C水 浴中保持lOmin，然后IOOOOrpm離心lOmin，取5g上層油樣采用GB/T 5537-2008鉬藍比色 法進行含磷量分析。大豆油的含磷量由90. lmg. kg"1降至2. 6mg. kg—1，脫膠率達97. 2%。實施例3 種子培養(yǎng)基牛肉膏3g，蛋白胨10g，NaCl 5g，蒸餾水lOOOmL，調(diào)pH7. 0，121°C滅菌 20min ；發(fā)酵培養(yǎng)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，調(diào) pH8· 0，121°C 滅菌 2Omin ；熒光假單胞菌斜面菌種接入種子培養(yǎng)基，170r/min，3(TC搖床培養(yǎng)12h，以4%的 接種量轉(zhuǎn)入發(fā)酵培養(yǎng)基，30°C，170r/min搖床培養(yǎng)72h得發(fā)酵液。發(fā)酵液經(jīng)IOOOrpm離心 IOmin,取上清液，加入硫酸銨至60%飽和度，靜置12h，IOOOOrpm離心lOmin，收集沉淀，透 析、冷凍干燥制得酶粉備用。在250mL自制間歇式反應(yīng)器中加入大豆油100g，水浴加熱至80°C，加入45%的檸 檬酸0. 12mL，均質(zhì)lmin(10000r/min)后于500r/min下攪拌反應(yīng)20min，反應(yīng)結(jié)束后加入 2mL蒸餾水，使得部分磷脂吸水膨脹，形成水合物析出，IOOOOrpm離心lOmin，取油相調(diào)節(jié)pH 值至4. 7，加入5mL蒸餾水，加酶量為200U. kg—1，在45°C下攪拌8h。取油樣10mL，在80°C水 浴中保持lOmin，然后IOOOOrpm離心lOmin，取5g上層油樣采用GB/T 5537-2008鉬藍比色 法進行含磷量分析。大豆油的含磷量由90. lmg. kg"1降至3. 7mg. kg—1，脫膠率達95. 9%。實施例4 種子培養(yǎng)基牛肉膏3g，蛋白胨10g，NaCl 5g，蒸餾水lOOOmL，調(diào)pH7. 0，121°C滅菌
520min ；發(fā)酵培養(yǎng)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，調(diào) pH8· 0，121°C 滅菌 2Omin ；熒光假單胞菌斜面菌種接入種子培養(yǎng)基，170r/min，3(TC搖床培養(yǎng)12h，以4%的 接種量轉(zhuǎn)入發(fā)酵培養(yǎng)基，3(TC，170r/min搖床培養(yǎng)72h得發(fā)酵液。發(fā)酵液經(jīng)IOOOrpm離心 lOmin，取上清液，加入硫酸銨至60%飽和度，靜置12h，IOOOOrpm離心lOmin，收集沉淀，透 析、冷凍干燥制得酶粉備用。在250mL自制間歇式反應(yīng)器中加入大豆油100g，水浴加熱至80°C，加入45%的檸 檬酸0. 12mL，均質(zhì)lmin(10000r/min)后于500r/min下攪拌反應(yīng)20min，反應(yīng)結(jié)束后加入 2mL蒸餾水，使得部分磷脂吸水膨脹，形成水合物析出，IOOOOrpm離心lOmin，取油相調(diào)節(jié)pH 值至4. 7，加入2mL蒸餾水，加酶量為200U. kg—1，在40°C下攪拌6h。取油樣10mL，在80°C水 浴中保持lOmin，然后IOOOOrpm離心lOmin，取5g上層油樣采用GB/T 5537-2008鉬藍比色 法進行含磷量分析。大豆油的含磷量由90. lmg. kg—1降至4. 6mg. kg—1，脫膠率達94. 9%。實施例5 種子培養(yǎng)基牛肉膏3g，蛋白胨10g，NaCl 5g，蒸餾水lOOOmL，調(diào)pH7. 0，121°C滅菌 20min ； 發(fā)酵培養(yǎng)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，調(diào) pH8· 0，121°C 滅菌 2Omin ；熒光假單胞菌斜面菌種接入種子培養(yǎng)基，170r/min，3(TC搖床培養(yǎng)12h，以4%的 接種量轉(zhuǎn)入發(fā)酵培養(yǎng)基，30°C，170r/min搖床培養(yǎng)72h得發(fā)酵液。發(fā)酵液經(jīng)IOOOrpm離心 IOmin,取上清液，加入硫酸銨至60%飽和度，靜置12h，IOOOOrpm離心lOmin，收集沉淀，透 析、冷凍干燥制得酶粉備用。在250mL自制間歇式反應(yīng)器中加入大豆油100g，水浴加熱至80°C，加入45%的檸 檬酸0. 12mL，均質(zhì)lmin(10000r/min)后于500r/min下攪拌反應(yīng)20min，反應(yīng)結(jié)束后加入 2mL蒸餾水，使得部分磷脂吸水膨脹，形成水合物析出，IOOOOrpm離心lOmin，取油相調(diào)節(jié)pH 值至5.0，加入2mL蒸餾水，加酶量為150仏1^1，在401下攪拌611。取油樣10mL，在80°C水 浴中保持lOmin，然后IOOOOrpm離心lOmin，取5g上層油樣采用GB/T 5537-2008鉬藍比色 法進行含磷量分析。大豆油的含磷量由90. lmg. kg"1降至4. 6mg. kg—1，脫膠率達89. 3%。
權(quán)利要求
一種植物油脂酶法脫膠的方法，其特征在于具體脫膠方法如下(1)將熒光假單胞菌菌種接入種子培養(yǎng)基中，20～45℃，120～250r/min搖床培養(yǎng)6～30h，然后以1％～15％的接種量轉(zhuǎn)入發(fā)酵培養(yǎng)基，20～60℃，100～300r/min發(fā)酵20～90h；(2)將第(1)步得到的發(fā)酵液經(jīng)5000～15000rpm離心5～30min，取上清液，加入硫酸銨至30～90％飽和度，靜置4～18h，5000～15000rpm離心5～30min，收集沉淀，透析、冷凍干燥制得酶粉備用；(3)將大豆油水浴加熱至50～95℃，加入濃度為20％～60％的檸檬酸，檸檬酸與大豆油的體積/質(zhì)量百分比為0.01％～1％；均質(zhì)30s～3min(10000rpm)后于200～800r.min 1下攪拌反應(yīng)10～40min；反應(yīng)結(jié)束后加入蒸餾水，蒸餾水與上述混合液的體積/質(zhì)量百分比為2％～8％，使得部分磷脂吸水膨脹，形成水合物析出；5000～15000rpm離心5～30min，取反應(yīng)物中的油相調(diào)節(jié)pH值至2.0～10.0，加入蒸餾水，蒸餾水與上述油相的體積/質(zhì)量百分比為2％～8％，加酶量為50～500U.kg 1，在20～80℃下攪拌1～12h，脫膠完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種植物油脂酶法脫膠的方法，其特征在于所述的熒光假 單胞菌菌種，其在GenBank上的編號為⑶367870。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種植物油脂酶法脫膠的方法，其特征在于所述的種子培 養(yǎng)基為終濃度百分含量(g/mL)0. 01 5%牛肉膏，0. 1 10%蛋白胨，0. 1 10% NaCl, 調(diào) pH3. 0 8. 0。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種植物油脂酶法脫膠的方法，其特征在于所述的發(fā)酵培養(yǎng) 基為終濃度百分含量(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，調(diào) pH3. 0 11. 0。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種植物油脂酶法脫膠的方法，屬于植物油脂脫膠領(lǐng)域。本發(fā)明的方法，首先用可產(chǎn)生磷脂酶的微生物分別在種子培養(yǎng)基和含有大豆磷脂的發(fā)酵培養(yǎng)基中培養(yǎng)出相應(yīng)的磷脂酶，然后將所述的磷脂酶加入到酸處理后的大豆毛油中，在酶的作用下特異性水解植物油脂中磷脂，生成相應(yīng)的溶血磷脂和脂肪酸，再通過水化作用將其除去。本發(fā)明由于采用了微生物酶作為催化劑，脫膠效率高；磷脂酶來源方便，發(fā)酵條件簡單，且工藝條件簡單，成本低。
文檔編號C12R1/39GK101967427SQ201010516210
公開日2011年2月9日 申請日期2010年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月22日
發(fā)明者姜芳燕, 戴大章, 李春, 王金梅 申請人:北京理工大學(xué)