CN108410916A - 花生四烯酸油脂的生产方法 - Google Patents

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    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/64—Fats; Fatty oils; Ester-type waxes; Higher fatty acids, i.e. having at least seven carbon atoms in an unbroken chain bound to a carboxyl group; Oxidised oils or fats
    • C12P7/6436—Fatty acid esters
    • C12P7/6445—Glycerides
    • C12P7/6472—Glycerides containing polyunsaturated fatty acid [PUFA] residues, i.e. having two or more double bonds in their backbone
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Abstract

本发明涉及生物发酵领域，具体涉及一种利用高山被孢霉发酵生产花生四烯酸油脂的方法，以及通过该方法制备得到的花生四烯酸油脂。所述方法包括以下步骤中的一步或多步的组合：对发酵液在发酵过程中的氮源含量进行实时采集和调整的步骤；对发酵液的pH值、溶氧含量、葡萄糖浓度进行实时采集和调整的步骤；对发酵液的生物量、总油量和花生四烯酸含量进行定时或不定时的采集的步骤。采用上述方法，通过实现了采用高山被孢霉发酵制备花生四烯酸的精确控制，提高了制备效率，降低了生产成本；制备得到的花生四烯酸油脂杂质含量低，不要经过复杂的后处理，能够适用于作为婴幼儿配方食品的添加剂。

Description

花生四烯酸油脂的生产方法
技术领域
本发明涉及生物发酵领域，具体涉及一种利用高山被孢霉发酵生产花生四烯酸油脂的方法，以及通过该方法制备得到的花生四烯酸油脂。
背景技术
花生四烯酸(ARA)属于ω-6系列不饱和脂肪酸，***命名为全顺Δ-5,8,11,14-二十碳四烯酸，是一种具有20个碳原子和4个双键的长链多不饱和脂肪酸。ARA作为母乳的组成部分，在神经生理学和神经病学上，对婴儿的成长是必须的，***粮农组织/世界卫生组织联合推荐，ARA的油脂形式应该作为婴儿食品配方的补充。
在对婴幼儿配方食品严格管控日益严格的背景下，特别是我国对婴幼儿配方食品采取注册制后，对婴幼儿配方食品各成分的比例要求非常严格，这对添加进婴幼儿配方食品的所有原材料都提出了非常严格的要求。ARA采用高山被孢霉发酵生产。传统发酵工艺中，尽管随着设备自动化程度的提高，在温度和通气量控制、物料补加等方面可达到的较为精准的水平，但发酵产物的总量及组分还是会出现较大波动，导致生产得到的ARA油脂纯度低、杂质含量高；如果无法控制每一批发酵产品的组分保持一致，而又要保持ARA成品每个批次的成分保持一致，则会加大了发酵后处理环节的工作量及工作难度，不仅提高了生产成本，还有可能因产品的品质控制较难而导致质量风险的产生。
为解决此问题，现有技术一般是通过繁杂的后处理过程，来保证作为商品销售的ARA油脂成品的杂质含量符合规定，不仅增加了工艺环节，也造成部分ARA油脂产品被浪费。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，一方面提供了一种精确控制高山被孢霉发酵生产花生四烯酸油脂的方法，另一方面提供了通过前述方法制备得到的花生四烯酸油脂。
所述方法包括以下步骤中的一步或多步的组合：
对发酵液在发酵过程中的氮源含量进行实时采集和调整的步骤；
对发酵液的pH值、溶氧含量、葡萄糖浓度进行实时采集和调整的步骤；
对发酵液的生物量、总油量和花生四烯酸含量进行定时或不定时的采集的步骤。
进一步地，所述调整采用包括补料、调整通气量、调整发酵液温度在内的一种或多种方式实现。
进一步地，所述氮源含量控制为：
初始 9～25g/L
72h至发酵结束 0.00～2.00g/L。
进一步地，所述溶氧含量通过调节通入发酵罐的压缩空气的成分进行调节。具体为，在维持压缩空气通气量不变的前提下，通过以下手段中的一种或多种进行调节：提高压缩空气中氧气的含量、提高压缩空气中二氧化碳的含量、或提高压缩空气中氮气含量。
进一步地，所述葡萄糖浓度控制为：
进一步地，所述生物量控制为：
进一步地，所述总油量控制为：
进一步地，所述花生四烯酸占发酵液的重量百分比控制为：
进一步地，所述生物量、总油量和/或花生四烯酸含量通过调整压缩空气组分的方式进行控制。
进一步地，所述生物量、总油量和/或花生四烯酸含量通过控制葡萄糖浓度的方式进行控制。
进一步地，从发酵第72h开始添加作为碳源的植物油和/或消泡剂。
进一步地，所述的植物油包括大豆油、菜籽油、葵花籽油中的一种或多种。
进一步地，所述植物油的浓度控制为：
通过上述一项或多项的方法，在发酵结束后，每升发酵液的总油量不低于10g；发酵完成后所获得的油脂中花生四烯酸的含量不低于40wt.％；全部油脂中，甘油三酯的比例不低于90％。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
1、实现了采用高山被孢霉发酵制备花生四烯酸的精确控制，提高了制备效率，降低了生产成本。
2、制备得到的花生四烯酸油脂杂质含量低，不要经过复杂的后处理，能够适用于作为婴幼儿配方食品的添加剂。
具体实施方式
下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例采用以下工艺流程制备花生四烯酸油脂。
先将营养成分投入发酵罐中，进行实消后，再接入高山被孢霉菌种，控制初始总氮含量为15g/L、初始葡萄糖浓度为100g/L，升温以促进发酵过程进行。
随着发酵的进行，氮源逐渐消耗，在72h内逐渐消耗完毕。从72h至发酵结束，将氮源浓度维持在1.00±0.05g/L。并通过改变压缩空气中氧分量控制发酵液溶氧。在发酵过程中，对葡萄糖、生物量、总油量进行控制，具体为：
葡萄糖：0～72h 50g/L，73～96h 45g/L，97～168h 15g/L，169～216h 10g/L，217～240h 5g/L，241h至发酵结束2g/L。
生物量：88h 20g/L，96h 25g/L，104h 45g/L，112h 50g/L，113～196h 65g/L，197h至发酵结束95g/L。
总油量：88h 0.5g/L，96h 1.0g/L，104h 1.2g/L，112h 1.8g/L，120h 4.5g/L，128h6.0g/L，136h 7.0g/L，144h 8.5g/L，152h 13.7g/L，160h至发酵结束20.0g/L。
发酵结束后，发酵液的总油量为15.4g/L，所得油脂的花生四烯酸含量为52wt.％、甘油三酯的比例为93％。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.花生四烯酸油脂的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤中的一步或多步的组合：
对发酵液在发酵过程中的氮源含量进行实时采集和调整的步骤；
对发酵液的pH值、溶氧含量、葡萄糖浓度进行实时采集和调整的步骤；
对发酵液的生物量、总油量和花生四烯酸含量进行定时或不定时的采集的步骤。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氮源含量控制为：
初始 9-25g/L
72h至发酵结束 0.00-2.00g/L。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述葡萄糖浓度控制为：
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述生物量控制为：
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述总油量控制为：
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述花生四烯酸占发酵液的重量百分比控制为：
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，从发酵第72h开始添加作为碳源的植物油和/或消泡剂。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述植物油的浓度控制为：
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在发酵结束后，每升发酵液的总油量不低于10g。
10.根据权利要求1-9任一项所述的制备方法，其特征在于：
每升发酵液总油不低于10g；
发酵完成后所获得的油脂中花生四烯酸的含量不低于40wt.％；
全部油脂中，甘油三酯的比例不低于90％。
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