CN1066679A - 降低动植物油中含磷成分含量的方法 - Google Patents

Abstract

根据本发明，通过磷脂酶A1、A2或B的酶催化 化解作用，降低经精炼除粘的植物油和动物油(如豆 油)中的含磷成分，特别是磷脂，如卵磷脂的含量，以 及油中的含铁量。

Description

本发明涉及一种经酶促分解降低植物油和动物油，特别是精炼除粘油中含磷成分之含量的方法。

精炼生豆油和其他生植物油以除去粘质，从而清除磷脂，如卵磷脂和其它亲水的伴随成分。如用水提取可称为湿炼除粘法。经此法处理，部分磷脂将剩留油中;这部分磷脂通称为“非水合磷脂”（NHP）。在食用油的制作中，除去此成分是必要的，通常认为磷含量应不超过5ppm（阅Hermann“Die  pflanzenlecithine”，Verlag  fur  Chemische  Industrie  H·Ziolkowsky  KG，Augsburg，1988，181-194页）。

非水合磷脂是通过植物中所固有的几种酶所起的作用而形成的，在“Alcon过程”中，通过用蒸汽处理大豆屑片使之失活来抑制非水合磷脂形成，当生油经湿炼除粘时，磷脂几乎全部能清除。

从精炼除粘的油中，可用表面活性剂水溶液提取大部分非水合磷脂，但含量通常达不到低于30ppm，用酸或碱处理较能成功，但需要多个操作步骤。

大家知道，用各种酶处理植物油和动物油以分解酶催化可分解的成分，以形成易于提取的水溶性物质。例如DE-A16，17，001指示，使用蛋白水解酶类，除掉用于制造肥皂的油臭。按照GB1，440，462，通过淀粉分解和果胶分解酶来澄清菜籽油。按照EP-A70，269，动物或菜籽脂肪或生油在清炼工序中，用一至多种酶处理，以裂解和清除所有非甘油脂的成分，如被引证过的磷酸酯酶、果胶酶、纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶都是适用的酶。曾论述过的磷脂酶C，即是磷脂酶的一例。在预制过程中，清除油中非水合磷脂和粘质，也即是全部地清除卵磷脂和粘质的炼制过程。不知道用酶类来达此目的。

非水合磷脂的性质还未准确了解，按照Pardum（在上述引文中），非水合磷脂是由溶血磷脂、磷脂酸及其钙盐和镁盐组成，在原存于植物中的磷脂酶作用下，磷脂被分解时，上述这些成分形成。

本发明目的是提供一种方法，即在精炼除粘油类中，用酶催化工艺减少含磷和含铁成分的含量。

业已发现，精炼除粘的油，用磷脂酶A1、A2或B来进行处理，油中的磷含量能低于5ppm，铁含量低于1ppm，低铁含量可望增加油的稳定性。磷含量的减少是令人惊奇的，因为据信磷脂酶型的酶类能控制非水合磷脂的形成，而磷脂酶C或D却不能达此目的。

由于磷脂酶A1、A2或B能作用于卵磷脂，所以将本发明的方法应用于高卵磷脂油，如生豆油无甚意义。为此，原料由经过精炼除粘的油组成且通常含50至250ppm磷。用同种植物可加工不同质量的油。优选的是用经过精炼除粘的油类，特别是葵花籽油、油菜籽油，尤其是豆油。且事前不必将油弄干。

磷脂酶适用于水溶液中，乳化于油中，使呈最佳分散状态。据信，酶催化反应发生于油相和水相的分界面处。用涡动拌搅和添加表面活性剂，使其彻底混合能促进反应。非水合磷脂的分解产物为更亲水的，据此使其进入水相，并正象金属离子那样与水相一起从油中除去。

磷脂酶A1、A2和B是已知的酶类（阅Pardum，在上述引文中，135-141页）。磷脂酶A1将裂解在磷脂分子碳原子1上的脂肪酸酯基，例如在大鼠肝脏和猪的胰脏中所发现的。一种具有磷脂酶A1活性的酶被从少根根霉（Rhizopus  arrihizus）的霉菌培养物中分离出来。

磷脂酶A2早先也被描述为卵磷脂酶A，并裂解在磷脂分子中碳原子2上的脂肪酸酯基。在大多数与其他磷脂酶相关的情况下，在几乎所有动物和植物细胞中都有此发现。响尾蛇、眼镜蛇和蝎子的毒液中磷脂酶都很丰富，经过抑制用胰蛋白酶分解伴生的蛋白质的活性，可从胰腺中回收磷脂酶。

磷脂酶B在自然界中广泛存在，并能裂解由磷脂酶A1作用而形成的溶血卵磷脂的第二个脂肪酸酯残基。磷脂酶B可被认为是磷脂酶A1和A2的混合物，它被发现于大鼠肝脏中，是由某些霉菌如 特异青霉（Penicillium  notatum）所产生的。

磷脂酶A2和B是可买到的市售产品。在本发明方法中，可用一种主要含有磷脂酶A2从磨碎的胰腺中回收的磷脂酶制品。根据它的活性，使用的酶量是油重量的0.001至1%。如用油重量的0.5至5%的水溶解酶，则保证酶在油中充分分布，并以该形式乳化于油中，形成直径在10μm以下的油滴（重量平均值）。超过100cm/s径向速度的涡动搅拌证明是满意的。还可选择使用一种外离心泵，使油在反应器中循环回流。超声声音也可促进酶促反应。

在酶处理之前或之后，最好在进行过程中，添加一种有机羧酸，将能加强酶催化作用，最好是用柠檬酸;添加量以油重量的0.01至1%为宜，最好为0.1%。用酸的话，pH值调在3至7，以4至6为宜，而pH5最佳。意外地发现，即使磷脂酶作为一种胰脏的酶配合物来添加，上述pH值也将是一种最佳选择。另外，胰脏酶配合物具有一个最佳pH值8，并在pH5时几乎无活性，看来在发生酶催化作用的相界面的pH值比水相的pH值要高些。

溶解含脂肪的胰酶或胰脏产物的磷脂酶A1、A2和B，需用乳化添加剂，可用水溶性乳化剂，特别是若它们的HLB值高于9，如十二烷基硫酸钠。如在酶溶液乳化于油中之前，根据油的重量计算，其有效添加量为0.001%。

添加其他酶类，通常希望主要用蛋白酶和淀粉酶。因蛋白具有表面活性剂活性，也可作为添加物。

酶处理过程中的温度不是关键的，20℃至80℃之间较宜，50℃为佳，但短时间升至70℃也允许，处理时间的长短将取决于温度，高温时，处理时间较短。通常0.1小时至10小时的处理时间就足够了，最好是1至5小时。分步进行证明是满意的，第一步在40℃至60℃下进行，第二步在50℃至80℃之间的较高的温度下进行。例如在50℃时搅拌3小时，75℃时搅拌1小时。

当处理终止时，由于从油相中分离出来，酶溶液与非水合磷脂分解产物一起开始产生，所以最好用离心过滤法从油相中分离出来。由于酶类具有高稳定性，且其产生的分解产物量少，同样的酶溶液可复用数次。

工艺最好持续进行，处于较理想的持续操作模式，油在第一个添有酶溶液的混合器里乳化，并允许在一个或多个连续反应器里在搅拌下进行反应，必要时可升温，用离心机分离酶的水溶液。为避免酶溶液中有太多的分解产物，部分酶溶液持续不断地被新的酶溶液置换，余量可在此过程中再循环。

由于回收的油含低于5ppm磷，可望进行物理精炼，成为食用油。由于已获得低铁含量，所以可获精炼成具高抗氧化性产品的良机。

实施例1：

将1升经湿炼除粘并含130ppm剩余磷的豆油置于一圆形烧瓶内加热至50℃，将0.1克具有10，000单位/克活性的纯磷脂酶A2（1个磷脂酶A2单位在40℃和8pH时每分钟可从蛋黄中释放1微摩尔的脂肪酸），1克柠檬酸钠和20克十二烷基硫酸钠溶解于33.3克水中，将该溶液乳化于油中，以形成0.1μm直径的油滴。为达此目的，通过一个外离心泵，每分钟约循环油三次。处理三小时后，发现经离心分离出来的样品  非水合磷脂含量为34ppm磷。当温度升至75℃，并持续处理1小时，非水合磷脂含量下降至3ppm磷。对经过如此处理的油进行物理精炼。

实施例2

重复实施例1的方法，所不同的是，用1克伏革菌种的磷脂酶B制剂替代磷脂酶A2（B作为一种实验产物，没有活性数据，得自A-mano），使豆油中磷含量降低到1ppm以下。

控制实验

重复实施例1的方法，所不同的是，用1克磷脂酶C制剂替代磷脂酶A2（得自Amano，作为一种实验产物，没有活性数据）。使豆油中磷含量只减少至45ppm。

当使用1克具有1250单位/克磷脂酶活性的磷脂酶D制剂（Sigma  Chemie  GmbH，Deisenhofen）制剂，磷含量可达48ppm。若使用1克酸性磷酸酯酶（Sigma  Chemie  GmbH，Deisenhofen），结果磷含量达47ppm。

如工艺进行中没有添加酶，将发现大致相同的磷含量。

实施例3：

将1升湿炼除粘并含110ppm剩余磷的豆油放在圆形烧瓶中， 加温至75℃，在用直径50cm的叶片式混合器，在700r.p.m下强烈搅拌过程中添加10毫升水，水中含1克柠檬酸，然后继续搅拌1小时。接着冷却至40℃，添加0.1克如实施例1所述那种质量的磷脂酶A2和20毫升0.1摩尔的乙酸盐缓冲溶液（pH5.5）。再进一步强搅拌5小时，离心清除水相。得到的油含2ppm磷，适于进行物理精炼。下表显示其它参数的变化：

开始时的油  处理后的油

磷  110ppm  2ppm

铁  3.3ppm  ＜0.1ppm

钙  65.4ppm  5.3ppm

镁  38.4ppm  ＜0.1ppm

过氧化值  18.3  18.50

酸值  0.91  1.10

皂化值  191.2  190.4

实施例4：

重复实施例3的方法，所不同的是用1克胰脏制剂（Pankreatin800磷脂酶单位/克）替代磷脂酶A2。该制剂含有磷脂酶A2、蛋白酶、淀粉酶、脂酶，磷含量降至小于1ppm。在脂酶作用下，酸值只有微量增加，从0.91增至1.49。

Claims (15)

1、一种通过酶催化分解降低植物油和动物油中含磷成分之含量的方法，其特征在于磷脂酶Al、A2或B作为一种酶添加。

2、根据权利要求1的方法，其特征在于使用经精炼，特别是经湿炼除粘的油。

3、根据权利要求1或2的方法，其特征在于使用柠檬酸盐，诸如柠檬酸的碱金属盐、钙盐或铵盐。

4、根据权利要求1至3任一项的方法，其特征在于使用乳化剂。

5、根据权利要求1至4任一项的方法，其特征在于在温度20℃至80℃进行操作。

6、根据权利要求1至5任一项的方法，其特征在于pH值是3-7，以4-6为宜。

7、根据权利要求1至6任一项的方法，其特征在于使用精炼除粘的豆油。

8、根据权利要求1至6任一项的方法，其特征在于使用精炼除粘的油菜籽油或葵花籽油。

9、根据权利要求1至8任一项的方法，其特征在于使用的磷脂酶是一种水溶液，使其乳化于油中，形成低于10微米大小的油滴。

10、根据权利要求9的方法，其特征在于作用于油的磷脂酶水溶液从处理过的油中分离出来，并可再次使用。

11、根据权利要求1至10任一项的方法，其特征在于分批进行操作。

12、根据权利要求1至10任一项的方法，其特征在于连续进行操作。

13、根据权利要求1至12任一项的方法，其特征在于分两步进行，第一步在40℃至60℃下进行，第二步在50℃至80℃的较高温度下进行。

14、根据权利要求1至13任一项的方法，其特征在于，也使用柠檬酸。

15、根据权利要求1至14任一项的方法，其特征在于，当油中含磷成分减少时，同时也减少油中含铁量。