食用植物油酶法脱胶关键技术
2013-04-09张群
脱胶是植物油精炼中的一个重要工序,效果的好坏直接影响到产品品质。工业上传统的方法多为水化脱胶和酸法脱胶,需多次反复操作方可实现有效脱磷,操作繁琐;而且,需后续加入大量的碱进行脱酸,降低成品油得率;加工过程水耗、汽耗、溶剂消耗较高,同时会产生大量废水、废液。酶法脱胶是利用磷脂酶将毛油中的非水合磷脂水解掉一个脂肪酸生成溶血性磷脂,溶血性磷脂具有良好的亲水性,可以方便地利用水化的方法除去。酶法脱胶与传统脱胶方法相比,具有化学试剂和水电用量少、操作简单、三废排放少等资源节约和环境友好的优点。
植物油的酶法脱胶主要利用的是磷脂酶,根据磷脂酶与磷脂的作用位点的差异可以将其分为磷脂酶A1、磷脂酶A2、磷脂酶C和磷脂酶D。国内外油脂行业科研人员应用酶法脱胶对各种来源的植物油进行大量的研究,结果证明酶法脱胶对不同质量的毛油具有相当强的适用性。EP2118248将PLA或者PLC中至少一种酶与毛油结合来形成磷脂反应物,最终将磷脂反应物从脱胶油成分中脱除掉。Bora,L.(2013)将来自于地衣芽孢杆菌MTCC7445的新型磷脂酶C,先后通过硫酸铵分级沉淀、透析、离子交换色谱和凝胶排阻色谱进行纯化,加入Mn2+或者Mg2+,采用该酶制剂进行植物油脱胶,40℃处理5 h磷含量可以降到4 mg/kg以下。该酶可以去除油中95%的磷脂。Tim Hitchman(2009)将维莱尼姆公司研发的Purifine PLC用于植物油脱胶,以大豆油为例,Purifine PLC与占磷脂70%(即油质量的1.23%)的PC和PE反应。这种PLC脱胶将磷脂转化成DAG和水溶性的磷酸酯,且不产生游离脂肪酸。DIANYU YU(2012)等将磷脂酶A1(PLA1)或者是Lecitase Ultra固定在3种不同的载体上,海藻酸钙(CA)、壳聚糖海藻酸钙(CAC)和海藻酸钙盐凝胶(CAG),与戊二醛交联。脱胶时间分别为:非固定化PLA1 5 h,PLA1-CAC 6 h,PLA1-CA 8 h,而PLA1-CAG处理10 h只能降到15 mg/kg。将PLA1-CA用10 t大豆油进行脱胶中试,处理6.5 h最终磷含量为9.7 mg/kg,大豆油得率为99.1%。CN201210084733.9公开一种磷脂酶催化的大豆油脱胶方法,步骤包括预热,调节pH,加酶混合,酶解,灭酶,分离。其技术特征是:酶解所用磷脂酶为磷脂酶C,大豆毛油预热后进行酸处理;将酸处理后的油水混合物冷却到37~60℃,加NaOH溶液调节pH至3~8,加入油质量约1%~5%的蒸馏水,按100~2 000 U/g油的比例加入磷脂酶C,混合均匀;设定搅拌速度在100~600 r/min,进行酶反应,时间控制在0.5~2 h;将反应体系高温灭酶并高速离心分离即完成脱胶过程。CN201210257043.9提供一种用固定化磷脂酶A2对水化脱胶大豆油进行脱胶。研究了脱胶温度、脱胶起始pH、固定化磷脂酶A2添加量以及脱胶反应时间等不同脱胶条件对大豆油脱胶效果的影响,并采用响应面分析方法对所研究的因素进行优化。采用固定化磷脂酶A2对大豆油进行脱胶,最终得到的酶法脱胶大豆油磷含量可降至9.83×10-6;该固定化酶重复使用7次后活力可以保持54%以上。CN201210256605.8涉及包埋-交联磷脂酶A1聚集体用于大豆油脱胶的方法。CN200810150449.0进行酶法脱胶反应时添加体积分数为45%的柠檬酸0.2%~4%,2%的水,0.01%~0.02%的混合酶制剂,酶解时间为2~4 h,最终离心分离得到含磷量小于5×10-6的菜籽油。CN201210480537.3公开了一种采用磷脂酶对水飞蓟籽油进行脱胶处理、除去非水化磷脂的方法。CN201110289300.2公开了一种改良的植物油酶法脱胶方法,包括如下步骤: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;将脱胶后的植物油升温至70~100℃,保温维持15~90 min;进行胶质分离,得到脱胶油。采用该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。
植物油酶法脱胶技术具有适用性强、经济节约、高效稳定、绿色环保等特点,已引起世界各国油脂工业界的重视,取得了一定的研究成果,但仍需进一步筛选适宜于工业化应用的酶,优化脱胶工艺,为大规模工业化生产打好基础。
(江南大学图书馆 张群)