劉瑞利，張傳許，沈益烈，占劍峰,2

(1.中糧糧油工業(yè)(黃岡)有限公司，湖北 黃州 438000；2.黃岡師范學(xué)院 大別山特色資源開(kāi)發(fā)湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北 黃州 438000)

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磷脂酶在濃香菜籽油脫膠中的應(yīng)用研究

劉瑞利1，張傳許1，沈益烈1，占劍峰1,2

(1.中糧糧油工業(yè)(黃岡)有限公司，湖北 黃州 438000；2.黃岡師范學(xué)院 大別山特色資源開(kāi)發(fā)湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北 黃州 438000)

利用磷脂酶進(jìn)行濃香菜籽毛油的脫膠研究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室小試及生產(chǎn)車(chē)間中試，確定濃香菜籽油的脫膠工藝為：檸檬酸添加量為0.04%，攪拌時(shí)間為50 min，加酶量0.013%，酶反應(yīng)時(shí)間為25 min，加水量2.5%，脫膠后磷含量降低到24.4ppm，與傳統(tǒng)工藝相比，酶法脫膠磷含量降低了16.2%，反應(yīng)溫度降低了10～15 ℃，磷脂沉降時(shí)間縮短了2～6 h。

濃香菜籽油；脫膠；磷脂酶

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)繁榮，國(guó)民生活水平的不斷提高，居民的飲食理念也發(fā)生了巨大變化，由溫飽型向營(yíng)養(yǎng)型和保健型發(fā)展[1]。與之相隨，制取濃香型菜籽油的新技術(shù)不斷地發(fā)展著。濃香菜籽油具有其特有的香味和滋味，香味濃郁、口感滑爽、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高[2]。在濃香油的精制中，為了使成品油具有令人滿意的風(fēng)味和質(zhì)量，要確保成品油脂具有充分的儲(chǔ)存穩(wěn)定性，并且要使下游的加工工序能夠方便的進(jìn)行，含磷脂質(zhì)等物質(zhì)都要被除去[3]。

脫膠過(guò)程主要采用兩種方法，即化學(xué)脫膠和酶法脫膠[4]?，F(xiàn)在化學(xué)脫膠仍然占主要地位，但由于酶法脫膠對(duì)于環(huán)境更友好，因此，總的趨勢(shì)是采用酶法脫膠[5]。要使酶法脫膠得到成功，一個(gè)重要的先決條件是開(kāi)始時(shí)的脫膠工序必須高度有效，使?jié)庀忝椭兴嬖诘暮琢拷档偷?0ppm以下的水平[6]。磷脂酶脫膠技術(shù)主要用于植物油精制脫膠階段，其基本原理是通過(guò)磷脂酶水解作用切掉非水化磷脂的一個(gè)脂肪酸鏈生成溶血磷脂，而溶血磷脂具有很強(qiáng)的親水性，可通過(guò)水化作用方便的除去[7-8]。使用磷脂酶的優(yōu)點(diǎn)是脫膠處理的條件溫和，操作更容易，生產(chǎn)過(guò)程更經(jīng)濟(jì)環(huán)保[9-10]。

中糧糧油工業(yè)(黃岡)有限公司在濃香菜籽油的加工過(guò)程中，成品油磷含量偏高，用現(xiàn)有工藝很難達(dá)到滿意的水平，嚴(yán)重影響了濃香菜籽油的風(fēng)味。本文采用實(shí)驗(yàn)室自制的磷脂酶，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室小試，后在中糧糧油工業(yè)(黃岡)有限公司進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)酶法脫膠工藝各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行試驗(yàn)分析，優(yōu)化了濃香菜籽油的脫膠工藝。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

菜籽毛油：中糧糧油工業(yè)(黃岡)有限公司，含磷量550～650ppm；磷脂酶：實(shí)驗(yàn)室自制；檸檬酸等試劑均為分析純。

1.2儀器與設(shè)備

磁力攪拌器：上海司樂(lè)儀器有限公司；移液槍：德國(guó)Wertheim；馬弗爐：上海洪紀(jì)儀器設(shè)備有限公司；分光光度計(jì)：上海儀電分析儀器有限公司。

1.3實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1磷脂酶脫膠實(shí)驗(yàn)室小試

(1)檸檬酸添加量對(duì)去除磷脂的影響。稱200 g毛油樣于潔凈的500 mL碘量瓶里，放在磁力攪拌器上攪拌，1 min后加入檸檬酸(濃度為50%)。檸檬酸添加量設(shè)置梯度為0、0.02%、0.04%、0.06%、0.08%，快速攪拌45 min，攪拌不停，加入蒸餾水2.0%，加酶200 uL后，開(kāi)始快速攪拌反應(yīng)30 min后，慢速反應(yīng)15 min，靜置30 min離心，取上層清液分別測(cè)定磷含量。

(2)檸檬酸攪拌時(shí)間對(duì)去除磷脂的影響。稱200 g毛油樣于潔凈的500 mL碘量瓶里，放在磁力攪拌器上攪拌，1 min后加入檸檬酸0.04%，攪拌時(shí)間梯度設(shè)置為0、30、60、90、120 min，攪拌不停，加入蒸餾水2.0%，加酶200 uL后，開(kāi)始快速攪拌反應(yīng)30 min后，慢速反應(yīng)15 min，靜置30 min離心，取上層清液分別測(cè)定磷含量。

(3)酶的添加量對(duì)去除磷脂的影響。稱200 g毛油樣于潔凈的500 mL碘量瓶里，放在磁力攪拌器上攪拌，1 min后加入檸檬酸0.04%，快速攪拌45 min，攪拌不停，加入蒸餾水2.0%，加酶量設(shè)置梯度為0、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%，加酶后開(kāi)始快速攪拌反應(yīng)30 min后，慢速反應(yīng)15 min，靜置30 min離心，取上層清液檢測(cè)。

(4)酶反應(yīng)時(shí)間對(duì)去除磷脂的影響。稱200 g毛油樣于潔凈的500 mL碘量瓶里，放在磁力攪拌器上攪拌，1 min后加入檸檬酸0.04%，快速攪拌45 min，攪拌不停，加入蒸餾水2.0%，快速攪拌反應(yīng)時(shí)間梯度設(shè)置為15、20、25、30、35 min，慢速反應(yīng)15 min，靜置30 min離心，分別測(cè)定磷脂含量。

(5)加水量對(duì)去除磷脂的影響。稱200 g毛油樣于潔凈的500 mL碘量瓶里，放在磁力攪拌器上攪拌，1 min后加入檸檬酸0.04%，快速攪拌45 min，攪拌不停，加入蒸餾水梯度設(shè)置為0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%，開(kāi)始快速攪拌反應(yīng)30 min后，慢速反應(yīng)15 min，靜置30 min離心，取上層清液分別測(cè)定磷含量。

1.3.2生產(chǎn)車(chē)間中試

根據(jù)前期實(shí)驗(yàn)室小試結(jié)果，在原有工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行改良，確定生產(chǎn)車(chē)間工藝并進(jìn)行試驗(yàn)，并優(yōu)化生產(chǎn)車(chē)間工藝。

1.3.3磷脂含量的測(cè)定

GB/T 5537-2008鉬藍(lán)比色法[11]。

2　結(jié)果與分析

2.1檸檬酸添加量對(duì)去除磷脂的影響

如圖1所示，檸檬酸添加量對(duì)于去除油脂中的磷脂效果明顯，但是檸檬酸本身特性會(huì)干擾濃香菜籽油固有風(fēng)味，因此檸檬酸添加量不宜超過(guò)油重的0.04%。

圖1　檸檬酸的添加量和含磷量的關(guān)系

2.2檸檬酸攪拌時(shí)間對(duì)去除磷脂的影響

由圖2可知，檸檬酸加入后的攪拌時(shí)間對(duì)去除磷脂的效果影響明顯，時(shí)間越長(zhǎng)磷脂去除越徹底，但是攪拌時(shí)間超過(guò)60 min后趨于平緩，故攪拌時(shí)間選擇為60 min。

圖2　檸檬酸攪拌時(shí)間和含磷量的關(guān)系

2.3酶的添加量對(duì)去除磷脂的影響

如圖3所示，磷脂酶的添加量對(duì)于去除磷脂效果顯著，加入0.01%磷脂酶即能將成品油中磷脂降至較低的水平， 但是繼續(xù)增加添加量后，含磷量的降低趨于平緩，故選擇磷脂酶添加量為0.01%。

圖3　酶的添加量和含磷量的關(guān)系

2.4酶反應(yīng)時(shí)間對(duì)去除磷脂的影響

如圖4所示，加入磷脂酶后，反應(yīng)時(shí)間超過(guò)20 min后磷脂顯著降低，再繼續(xù)反應(yīng)磷脂含量接近平穩(wěn)，故選擇磷脂酶反應(yīng)時(shí)間為20 min。

圖4　酶反應(yīng)時(shí)間和含磷量的關(guān)系

2.5加水量對(duì)去除磷脂的影響

由圖5可知，水是去除磷脂不可缺少的，加水量在油重的1.0%時(shí)能夠很明顯的降低成品油磷脂含量，在一定范圍內(nèi)加水量越大去除效果越好，但綜合考慮后續(xù)除水等因素，加水量不宜超過(guò)2%。

圖5　加水量和含磷量的關(guān)系

2.6生產(chǎn)車(chē)間中試結(jié)果

根據(jù)實(shí)驗(yàn)室小試的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行生產(chǎn)車(chē)間的中試，綜合實(shí)際操作可行性及生產(chǎn)成本等多方面因素，確定加檸檬酸量為油重0.04%，反應(yīng)時(shí)間為50 min，加酶量為油重0.013%，反應(yīng)時(shí)間為25 min，加水量為油重2.5%，并在濃香油車(chē)間進(jìn)行中試，與傳統(tǒng)工藝對(duì)比結(jié)果見(jiàn)圖6、7和表1。

圖6　濃香菜子油傳統(tǒng)脫膠工藝

圖7　濃香菜子油改良脫膠工藝

工藝磷脂/ppm去除率/%傳統(tǒng)127.280.0改良24.496.2

由圖6和圖7可以看出，與傳統(tǒng)脫膠方法相比，酶法脫膠反應(yīng)溫度較傳統(tǒng)工藝降低了10～15 ℃，沉降時(shí)間也大大縮短，4～6 h后能進(jìn)行過(guò)濾。如表1所示，從脫膠效果方面看，酶法脫膠后磷含量為24.4ppm，低于目標(biāo)要求，并且相比傳統(tǒng)方法磷含量降低了16.2%。

綜上，利用磷脂酶去除磷脂的工藝較傳統(tǒng)工藝去除效果更好，滿足成品油含磷量的要求，更好的保存濃香菜籽油特有風(fēng)味，同時(shí)有效的降低了能耗和提高了生產(chǎn)效率。在降低生產(chǎn)成本等方面有著顯著的成效，該方法能為同行業(yè)進(jìn)行更深入的研究提供參考。

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責(zé)任編輯王菊平

A study on enzymatic degumming of aroma rapeseed oil with phospholipase

LIU Rui-li1, ZHANG Chuan-xu1, SHEN Yi-lie1, ZHAN Jian-feng1,2

(1.COFCO Huanggang Co. Ltd. Huangzhou 438000, Hubei, China;2.Hubei Collaborative Innovation Center for the Characteristic Resources Exploitation of Dabie Mountains,Huangzhou 438000, Hubei, China)

Aroma rapeseed oil degumming by phospholipase was studied in this paper. The process was determined in a laboratory and then a pilot plant. Optimum operation parameters were discovered: citric acid content of 0.04%, churning time of 50 minutes, enzyme dosage of 0.013%, enzyme reaction time of 25 minutes, and water content of 2.5%. The residual phosphorus content decreased to 24.4ppm. Compared with the traditional technology, the residual phosphorus content was reduced by 16.2%, the reaction temperature by 10～15 ℃, and the phosphorus settling time by 2～6 hours.

aroma rapeseed oil; degumming; phosphlipase

TS224

A

1003-8078(2016)03-0047-03

2015-12-23

10.3969/j.issn.1003-8078.2016.03.12

劉瑞利，男，河南周口人，工程師，主要研究方向?yàn)橘|(zhì)量安全管理的研究。

占劍峰，男，湖北黃岡人，副教授，博士，主要研究方向?yàn)橛椭阜ň珶挼难芯俊?/p>

黃岡師范學(xué)院科學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(2014015203)；大別山特色資源開(kāi)發(fā)湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(2015TD07)。