大豆油酶催化脱胶初探

大豆油酶催化脱胶初探

1999年第24卷第4期　　　　　　　　　　　　　中　国　油　脂17

大豆油酶催化脱胶初探

裘爱泳,张绪媛,刘　晔,王兴国

(无锡轻工大学食品学院,214036江苏省无锡市惠河路170号;第一作者:女,59岁,教授)

摘要:利用特殊的生物化学反应——酶催化水解磷脂分子,采用NOVO(丹麦)公司Lecitase10L,初探了大豆油酶催化脱胶的可行性。通过对酶浓度、反应温度、反应时间、激活剂Ca浓度、缓冲液浓度等多项单因素试验以及酶浓度,,,得出大豆油酶法脱胶的最佳工艺条件:酶活度量20IU l,1),反应温度50℃。反应结果,含磷小于10m关键词:;;　　大豆毛油经一般水化脱胶处理后仍含有012%～016%的非水化磷脂(NHP),可通过酶法(加磷脂酶A2除去)、ALCON法(此法是将压坯后的坯料用湿热处理)、SPECIAL法(主要是采用磷酸,氢氧化钠的处理),使毛油中NHP转变成水化磷脂,然后进行水化脱胶、超级脱胶法或硅法脱胶法。在物理精炼过程中,要得到比较好的产品质量及精炼得率,最为关键的是要掌握好脱胶技术。如果脱胶不完全,则加重了后段脱色、脱酸、脱臭的负担。对设备影响也比较大,如设备容易结焦,影响传热效果,过滤机滤网容易堵塞,影响过滤速度,脱色困难,必须加大白土量。同时,由于成品油中含磷量大而造成成品油回色现象。采用的一般水化脱胶方法是难以达到物理精炼要求的。因此,需寻求一种新的脱胶方法来达到物理精炼对大豆油含磷量的要求。目前,国际上所推出的一些新颖预处理方法,如前所述,包括:酶法,

硅法、超级脱胶法等,就完全能达到工ALCON法、

艺要求。其中酶法脱胶以其显著的特点,受到越来越多的厂家青睐。1　材料与方法111　原料与试剂

大豆油:浸出毛油(常州油厂)。

磷脂A2酶:NOVO公司提供,Lecitase10L,酶活力1000IU g。

其他试剂:分析纯或化学纯。112　主要仪器

DZ—1型滴定装置,WMZK—01温度指示控制仪,721分光光度计,电热恒温水浴锅,6×15ml型离心沉淀器。113　分析方法

11311　方法　分光光度法

11312　磷标准液　称取无水KH2PO4014391g,溶于水中,并稀释至100ml,混匀。溶液含磷011mg

收稿日期:1999—10—29

ml。取上述磷标准贮备液10ml,加水准确稀释至100ml,混匀,此溶液含磷0101mg ml。

1131

3　缓冲液的配制　本实验选用1molTRIS(三羟甲基氨甲烷)和011NHCl,以不同体积比配制

不同浓度的缓冲液。

11314　钝化剂的配制　根据所用酶必须以Ca离子为激活剂,且不能被其他金属Mg离子等取代的特点,本实验选用0185molMg离子和011molHCl配制钝化剂。11315　含磷量的计算

4

磷脂%=(A-A0)×26131(m×V2 V1×10)式中:A—油样吸光度从标准曲线上查得的含磷量

A0—空白样吸光度从标准曲线上查得的含磷量

26131—1Λg磷相当于磷脂的微克数V1—加入的甲醇—冰醋酸提取液V2—测定时吸取提取液的体积m—样品重量。2　工艺过程211　水化脱胶

100ml大豆浸出毛油进反应器开恒温水浴加热75℃时加入适量热水和3%浓度NaCl

搅拌反应保温静置3h倒出上层清油。

212　酶法脱胶

取一定量水化脱胶油至反应器水浴加热到预定温度加入反应液到达反应时间后加入钝化剂搅拌5min离心

称取上层清油1g测定含磷量。3　结果与讨论311　单因素试验

31111　反应时间对脱胶效果的影响　在其他条件相同的情况下,从0～180min范围测定反应时间对脱胶效果的影响。经过5次反复试验得出以下数据及曲线。

大豆油酶催化脱胶初探

18中　国　油　脂　　　　　　　　　　　　　1999年第24卷第4期

由图2可知,在酶活度20IU ml油时,含磷量显著下降,大于20I由此U ml油,含磷量变化不大。可见,酶催化反应速度直接与酶浓度有关。随着反应体系中酶浓度的增大,反应速度加快,但并非总是如此,酶浓度太大,一方面会使磷脂与蛋白质(酶)结合;另一方面,使用过量的酶,将增加生产成本。31113　水相量对脱胶效果的影响　在存在足够量底物与酶的情况下,改变水相的加入量,测出相应的含磷量。经过3次反复试验,结果见图3和表3。

图1　反应时间与含磷量关系图表1　反应时间对脱胶效果的影响

时间酶活度Ca离子TRIS缓冲液温度(min)(I(mol)(℃)U ml)(mol)0400150113540015506540015115095400

15115012540015011501554001501150磷

(mgkg)171885611618483

1618737H2O()255075100125图3　水相量与含磷量关系图

表3　水相的加入量对脱胶效果的影响酶活度Ca离子TRIS缓冲液(IU (mol)ml)(mol)40015011400150114001501140015

01140015011时间

(min)

6060606060　　由图1可知,一定温度下,大部分非水化磷脂在较短时间内转化为水化磷脂,但随着反应时间的延长非水化磷脂的转化率的增加十分缓慢。反应时间超过1h后,脱胶效果基本上不变。这表明反应时间取决于酶的催化活力。即酶催化反应速度的大小。时间过短,底物未充分反应;时间过长,不利于工业化生产。

31112　酶浓度对脱胶效果的影响　相同的反应体系中,在不同的磷脂A2酶量:0,5,10,15,20,25IU ml油作用下,测油脂中含磷量。经过8次反复试验,其结果见图2和表2。

磷(mg kg)3510987130154474261509019137987191

63391　　由图3可知,当水相量为100Λl时,含磷量降到最低点。由此可见,此反应是一种油水界面反应,水油比对反应的进行、完成有极重要的影响。与此同时,当非水化磷脂转变为水化磷脂后,再进行水化脱胶,适量的水才能形成稳定的水化混合双分子层结构,胶粒絮凝良好。水量不足,磷脂水化不完全,胶粒絮凝不好;水量过多,则有可能形成局部的水 油或油 水乳化现象,难以分离。

31114　激活剂Ca++浓度对脱胶效果的影响　在存在足够量底物和酶的情况下,改变激活Ca++浓度,测定含磷量。经过2次试验,结果见图4和表4。

图2　酶浓度与含磷量关系图酶活度Ca离子(IU ml)(mol)001550151001515

01520015TRIS缓冲液

(mol)

011011011011011温度(℃)

5050505050磷(mg kg)36188202514239191633915124931216518时间(min)

6060606060图4　激活剂Ca++与含磷量关系图

大豆油酶催化脱胶初探

1999年第24卷第4

期　　　　　　　　　　　　　中　国　油　脂19

表4　Ca++浓度对脱胶效果的影响

Ca++酶活度TRIS缓冲液

(mol)(mol)(IU ml)

01120011012200110132001101420011时间

(min)

60606060温度(℃)

50505050磷(mg kg)18118453181563692019496822117002　　由图4可知,Ca++浓度对本实验影响不大,但当Ca++浓度大于012mol,含磷量逐渐上升。磷脂

++

A2酶必须有Ca以1∶1的摩尔比结合于蛋白质的活性部位,而Ca++不能由其他金属离子如++++++

Mg,Ba或Sr取代,Ca浓度过小,不能使酶完全激活,Ca++浓度太大,残留于油中,对油脂后加工工艺及油脂品质不利。献,本实验选用Ca++0mo31115相同的情况下,选℃,对反应效果的影响

。

6l。由图6可知,缓。根据单因素实验结果,选定反应,酶浓度,水相量三个因素为自变量,各选三个水平,以含磷量为衡量标准,进行正交试验。反应条件为:反应温度50℃,Ca++浓度012mol,缓冲液浓度011mol。经2次反复试验,其实验结果及分析如表7、8及图7所示。

表7　正交试验

酶活度(IU ml)

1

21020H2O(Λl)75100时间(min)

3090表8　正交试验体系

试验号

12345678图5　反应温度与含磷量关系图表5　温度对脱胶效果的影响

温度(℃)4050酶活度Ca离子时间(IU ml)(mol)(min)20012602001260TRIS缓冲液

(mol)

011011磷(mg kg)17189091618194酶活度(IU ml)

E11122233K1

H2O(Λl)H

12312312时间(min)磷(mg kg)

TP1221950022110980319157522817150361612911414900310152141619909141062111156731513726318053

14181031319552121236521

5738

由图5可知,温度对本反应影响不大,随着温度

的升高,含磷量基本不变。温度影响酶的催化活力,稳定性,而且影响底物的状态以及反应体系的传递速度。

31116　缓冲液浓度对脱胶结果的影响　在其他条件相同的情况下,从0105,011,013mol范围内测定不同缓冲液浓度对脱胶结果的影响。

表6　缓冲液浓度对脱胶效果的影响

TRIS缓冲液

(mol)

010501121120779193939185491113528

P(mg kg)

K2K3R

酶活度Ca离子时间

(IU ml)(mol)(min)20012602001260温度磷

(℃)(mg kg)50101248350914954图7　正交试验结果直观分析

一种酶仅在一个狭窄的pH范围内才具有最高

的活力。本实验所用酶的最适pH在810左右。

故

大豆油酶催化脱胶初探

20中　国　油　脂　　　　　　　　　　　　　1999年第24卷第4期

由以上对实验结果的分析可得出以下结论:31211　各反应因素对衡量指标的影响大小如下:酶浓度>水相量>时间

31212　从酶浓度对指标的影响来看,随酶浓度的升高含磷量在20IU ml油以前下降显著,在20IU ml油以后下降很不明显。

31213　从水相量对指标的影响来看,随水相量的升高,含磷量在100Λl处有一最低值。

31214　从时间对指标的影响来看,随着反应时间的延长,含磷量有所下降,但不十分明显。

通过正交试验可初步确定出酶法脱胶的最佳工艺条件为:酶活度20IU ml油,水相量为012%(按油的体积计算),反应温度50℃。4　小　结

酶法脱胶作为一种新方法,同,具有十分显著的特点。首先,比较柔和,反应温度、碱、高温所破坏,。其次

三废污染少,酶法脱胶相对于常规脱胶工艺排酸碱

等废水量急剧下降,适合于现代化企业的发展。再次,酶法脱胶工业不需要再添加任何复杂、昂贵设备,且可避免油皂化所造成的大量原油损失。最重要的一点是,酶法脱胶工艺可达到常规工艺无法达到的效果,脱胶油中含磷量小于10mg kg。油品色泽有所下降,酸值、过氧化值基本不变。

参考文献

1　D1斯沃恩著,秦洪万主译1贝雷:油脂化学与工艺学,第四版,第二册,北京:轻工业出版社,1989

2　狄济乐1降低大豆油物理精炼含磷量的方法1西部粮油科技,1997,(3):14～17

3　D1斯沃恩著,秦洪万主译:油脂化学与工艺学,第,,,1991

4( )1中国油

(51中国油脂,1998,

23(1):31～32

6　韩世温1植物油的酶催化脱胶过程分析1中国油脂,

1998,23(2):7～8

StudyonFeasibilityofEnzymeCatalyzedDegummingofSoybeanOil

QiuAiyong,ZhangXuyuan,LiuYe,WangXingguo

(FoodCollege,WuxiUniversityofLightIndustry,Wuxi214056)

Abstract:Thefeasibitityofenzyme-catalyzeddegummingofsoybeanoilhasbeenresearchedtenta2tivelybyusingspecialbiochemicalreaction,thatis,enzyme-catalyzedofphospholipid,inwhichlecitase10LfromNOVO(denmark)companywasadoptedastheenzyme.Bysingle-factortestinwhichthefactorsareconcentrationofenzyme,reactiontemperature,reactiontime,quantityofaqueousphase,andtheconcen2trationofactivator(Ca)andbuffer,andorthorhomictestincludingthreefactors,namelyconcentrationofenzyme,reactiontimeandcontentofaqueousphase,theoptimumprocessconditionsofenzyme-catalyzeddegummingofsoybeanoilhavebeenachievedandtheyareenzymeactivity20IU ml(oil),quantityofaque2ousphase0.2%(accordingtothevolummofoilphase),reactiontemperature50C.theresultingofphos2phorlevelislessthan10mg kg.

Keywords:enzyme;phospholipid;degumming

两段脱色脱臭工艺的应用

左　青1,窦维强2,刘先云2,胡恒亮3

(11安徽省合肥粮校,230031;21肥东县食用油脂厂,231645;31灵壁县油厂,234200;第一作者:男,40岁,高级工程师)

摘要:对于色深质差的毛菜籽油,采取两段脱色脱臭工艺,达到色拉油色泽标准。

关键词:两段脱色脱臭工艺;色拉油;菜籽油

1998年安徽省春季阴雨绵绵,菜籽含水量大,均在18%～32%,含油≤32%,色深质差,有些运进油厂已发霉,按传统生产工艺和精炼工艺——制取

收稿日期:1999—01—28

后脱胶、脱酸、脱色和脱臭工艺,无法生产色拉油和高烹油。实际生产工序油色太深,见表

1。我们根据菜籽油色泽的特点,选择活性白土脱色的最佳效应期,进行两段脱色,使精炼油达到色拉油标准。1　两段脱色脱臭工艺的依据

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/m35i.html