CN104981167A - 卵磷脂的纯化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纯化卵磷脂的方法,包括以下步骤:a.将所述卵磷脂的粘度降低至小于约10Pa.s的粘度;然后b.将所述卵磷脂与粒状活性炭混合;然后c.分离所述卵磷脂和所述粒状活性炭,并回收经纯化的卵磷脂。本发明还公开了一种基本上不含多环芳烃的卵磷脂,以及含有所述卵磷脂的食品或饲料产品。
Description
相关专利申请的交叉引用
本申请要求于2012年12月20日提交且名称为“METHOD FOR THE PURIFICATION OF LECITHIN”(卵磷脂的纯化方法)的美国专利申请序列号61/739,818以及于2013年3月13日提交且名称为“METHOD FOR THE PURIFICATION OF LECITHIN”(卵磷脂的纯化方法)的欧洲专利申请序列号13001273.5的权益,所述专利申请据此全文以引用方式并入本文。
技术领域
本发明涉及一种纯化卵磷脂的方法、经纯化的卵磷脂和含有经纯化的卵磷脂的食品。
背景技术
在从油料种子中提取卵磷脂的过程中,卵磷脂可能被(例如)多环芳烃(PAH)、杀虫剂和其他污染物污染。当卵磷脂用于食品和动物饲料,特别是婴儿食品时,这些污染物中的一些(尤其是PAH)可能会致癌并引发问题。
本领域中曾经记述过除去液体中PAH的方法。例如,美国专利6,270,676描述了一种除去水中的醚类和/或多环芳烃的方法。该方法要求用二乙烯基苯/苯乙烯共聚物制成的吸附树脂吸附污染物,然后用蒸汽将吸附的污染物解吸,最后重生吸附树脂。然而,现有技术的方法无法直接应用于卵磷脂。其原因是卵磷脂过于黏稠。同理,让卵磷脂通过填充柱或过滤器也非常困难。
因此,本发明的目的在于提供一种纯化卵磷脂的方法,以便能够高效而经济地除去污染物,例如PAH。
发明内容
本发明的第一方面涉及一种纯化卵磷脂的方法。该方法包括以下步骤:
a.将卵磷脂的粘度降低至小于约10Pa.s的粘度;然后
b.将卵磷脂与粒状活性炭混合;然后
c.分离卵磷脂和粒状活性炭,并回收经纯化的卵磷脂。
本发明的第二方面涉及基本上不含多环芳烃,并且优选地也基本上不含杀虫剂、有机溶剂或颗粒的卵磷脂。
本发明的第三方面涉及一种含有经纯化的卵磷脂的食品或饲料产品。所述食品优选地为婴儿食品。
具体实施方式
本发明涉及一种纯化卵磷脂的方法。
卵磷脂包括极性脂质的一个家族,其中包括磷脂。磷脂通常存在于细胞膜结构中,并有聚集成诸如层状结构和六边形结构等结构的趋势。磷脂或磷脂质是一种类似于三甘油酯的分子,不同的是sn3位置连接有磷酸酯基团和官能团,而不是第三条脂肪酰链。存在于植物油中的主要磷脂包括例如磷脂酰胆碱(PC)、磷脂酰乙醇胺(PE)、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰甘油、磷脂酰肌醇(PI)和磷脂酸(PA)。卵磷脂还包含非磷脂组分,包括例如三甘油酯、固醇、生育酚和糖类。
卵磷脂可能是植物油生产过程的副产物。卵磷脂通常是在提取之后、油精炼过程之前产生的。由于卵磷脂是一种副产物,因此在很大程度上,它的质量会随着产油的种子的质量和类型而变化。卵磷脂可从任何植物油中制得,包括但不限于大豆油、向日葵油、玉米油、棉籽油、棕榈油和油菜籽油。卵磷脂也可以是动物来源的,诸如鱼或蛋类。市售的卵磷脂可能来源于大豆、油菜籽和向日葵籽,并且既可以液体形式(如,溶解于大豆油或其他食用油)获得,也可以干燥粉末状形式获得。许多卵磷脂是从植物油中获取的,方法是将植物油与水混合,让卵磷脂水化并使其基本上不溶于植物油,从而可将水合卵磷脂(胶质)从油中离心分离出来。分离后的胶质可进行干燥以得到卵磷脂,也可重新溶解于合适的食用油中,以提 供所需粘度的卵磷脂。本发明的方法中所用的优选卵磷脂为液体形式的卵磷脂。
在一些实施例中,卵磷脂可以是改性的卵磷脂。改性的卵磷脂的例子包括但不限于水解卵磷脂、乙酰化卵磷脂和羟基化卵磷脂。卵磷脂含有使其在多种化学反应中具有反应性的官能团(例如双键)。在此所用的术语“改性的卵磷脂”是指通过磷脂的一个或多个官能团(例如双键)与一种或多种可对磷脂的化学组成进行改性的试剂或酶发生反应,从而被改性的卵磷脂分子。
在一些实施例中,卵磷脂是富含PC的卵磷脂。在一些实施例中,富含PC的卵磷脂经过PC富集,这意味着该卵磷脂经历了分馏过程并进行了PC分馏。分馏卵磷脂的典型方法是将醇加入卵磷脂,以将卵磷脂分为富含PC的馏分和缺乏PC的馏分。此方法所形成的富含PC的卵磷脂是经过醇分馏、PC富集的卵磷脂。在一些实施例中,富含PC的卵磷脂是含有一定量的磷脂酰胆碱(PC)的卵磷脂,但所述卵磷脂并没有经过分馏。在一些实施例中,富含PC的卵磷脂中PC的浓度为至少约30重量%。如下文进一步详细描述,卵磷脂中的PC浓度是基于卵磷脂中的丙酮不溶性馏分的。已经认识到,富含PC的卵磷脂可通过其他已知方法形成,例如,调节pH。
卵磷脂可通过卵磷脂中磷脂的量来表征,该量可通过美国油脂化学家学会(American Oil Chemists’Society(AOCS))方法Ja 4-46中定义的“丙酮不溶性(AI)”方法来确定。因此,所有类型的卵磷脂均可用丙酮不溶物百分比的形式表示。例如,标准大豆基卵磷脂的AI通常为约62重量%至64重量%;而塑性大豆卵磷脂的AI最小值通常为约65重量%至69重量%。AI为62%的大豆卵磷脂通常由12%至18%的PC、10%至15%的PE、8%至11%的PI、3%至8%的PA、5%至7%的糖脂、2%至3%的固醇、5%的糖类、36%的三甘油酯和1%的水分组成。AI馏分与卵磷脂的极性馏分相同,并且包含磷脂、糖脂、固醇和糖类。
在一些实施例中,卵磷脂组合物中丙酮不溶物的百分比介于约50重量%和约98重量%之间。通常,改性的卵磷脂的丙酮不溶性为约50重量%或更大,例如,约52重量%或更大、约54重量%或更大、约56重量%或更大、约58重量%或更大或者约60重量%或更大。在具有富含PC的卵磷脂的一些实施例中,PC浓度为丙酮不溶物总量的至少约30重量%;在其他实 施例中,PC浓度为丙酮不溶物总量的至少约40重量%、丙酮不溶物总量的至少约50重量%、丙酮不溶物总量的至少约60重量%、和丙酮不溶物总量的至少约70重量%。
本发明的方法中的第一步包括将卵磷脂的粘度降低至小于10Pa.s,优选地小于8Pa.s,甚至更优选地小于6Pa.s。最优选地,将卵磷脂的粘度降低至40mPa.s至2Pa.s。
在一个实施例中,通过升高其温度来降低卵磷脂的粘度。优选地,通过将温度升高至约20℃至约95℃的温度、优选地升高至约20℃至约80℃的温度、更优选地升高至约50℃至约60℃的温度,来降低卵磷脂的粘度。
在另一个实施例中,通过在约10℃至约90℃的温度下、优选地约15℃至约60℃的温度下、更优选地约20℃至约30℃的温度下、最优选地在大约室温下,将卵磷脂与植物油混合来降低卵磷脂的粘度。植物油可以是任何类型的植物油,包括但不限于橄榄油、油菜籽油、向日葵油、棕榈油、玉米油、米糠油、研磨花生油、大豆油以及它们的混合物。植物油可以是低温压榨或精炼制成的油。植物油可以经过改性。改性油的例子包括但不限于交酯化油。
在另一个实施例中,通过将卵磷脂与有机溶剂混合来降低卵磷脂的粘度。优选的有机溶剂为己烷、乙醇和甲苯。最优选的有机溶剂为己烷。卵磷脂可以在从约5℃至低于有机溶剂沸点的温度下、优选地在从约20℃至约30℃的温度下、更优选地在大约室温下与有机溶剂混合。
降低粘度后,将卵磷脂与粒状活性炭混合,以便吸附其上的污染物。优选地,约90重量%的粒状活性炭的直径为约0.2mm至约4mm、优选地为约0.3mm至约3mm、甚至更优选地为约0.4mm至约2mm。
优选地,卵磷脂以约0.05重量%至约3重量%的粒状活性炭对卵磷脂比率,优选地以约0.05重量%至约2重量%的比率,甚至更优选地以约0.1重量%至约1.5重量%的粒状活性炭对卵磷脂比率与粒状活性炭混合。
应对粒状活性炭进行混合,使其在卵磷脂中有效地散布足够长的时间,以便污染物能够与粒状活性炭接触并被吸附到其上。混合条件应当使得粒状活性炭优选地均匀分散在卵磷脂中,并且保持分散(不沉淀)。混合条件也应当防止粒状活性炭附着,否则之后很难将活性炭除去。通常,混合时间的范围是约1小时至约100小时,优选地约12小时至约72小时, 更优选地约24小时。均匀分散体可通过例如使用桨式搅拌器在100rpm下混合而获得。
污染物被粒状活性炭吸附后,将卵磷脂与粒状活性炭分离,以便回收经纯化的卵磷脂。优选地,可以使用重力进行分离。合适的分离设备包括滗析器,例如GEA Westfalia CA 225型滗析器(GEA Westfalia Model CA 225)(德国鄂尔德(Oelde,Germany));和离心机,例如GEA Westfalia SC 6型离心机(GEA Westfalia Model SC 6)(德国鄂尔德(Oelde,Germany));滗析器是优选的。
任选地,回收的卵磷脂还可进行过滤。
通过本发明的方法回收的卵磷脂是经纯化的,并且优选地基本上不含污染物。具体地讲,经纯化的卵磷脂基本上不含PAH。基本上不含是指,卵磷脂中包含的PAH4的湿重小于约10μg/kg。PAH4是指下列化学品的组合:苯并(a)芘、苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽和。利用本发明的方法,还可获得PAH4含量小于约1.0μg/kg湿重,优选地甚至小于约0.5μg/kg湿重,更优选地甚至小于约0.3μg/kg湿重的经纯化的卵磷脂。
经纯化的卵磷脂中苯并(a)芘的含量优选地小于约2μg/kg湿重,更优选地小于约1μg/kg湿重,甚至更优选地小于约0.05μg/kg湿重。
本发明的方法还能够除去PAH之外的污染物,例如杀虫剂。同样地,经纯化的卵磷脂也优选地基本上不含杀虫剂。
卵磷脂还可含有也应当有利地被除去的小颗粒。根据本发明的方法,卵磷脂中颗粒的除去优选地在回收经纯化的卵磷脂之后进行,以确保粒状活性炭的任何残余物都被除去。除去颗粒的方法包括通过将卵磷脂与有机溶剂混合,使回收的经纯化的卵磷脂的粘度降低至小于约1.5Pa.s,更优选地小于约1.0Pa.s。优选的溶剂为己烷或乙醇,其中己烷是最优选的。优选地,如果使用的是乙醇,混合物中有机溶剂的量不超过混合物的约33重量%,并且优选地介于混合物的约20重量%至25重量%之间。如果使用的是己烷,有机溶剂的量则不应超过约99重量%,并且优选地为混合物的约60重量%至80重量%。之后,利用重力除去卵磷脂中残余的颗粒或污染物。合适的分离设备包括滗析器和离心机。优选的离心机是离心分杂机,例如得自德国鄂尔德的基伊埃韦斯伐里亚公司(GEA Westfalia(Oelde,Germany))的SC 6。最终,通过例如蒸发除去溶剂,并回收卵磷脂。
作为另一种选择,颗粒的除去可以在本发明的方法的步骤a)之前进行。
优选地,除去PAH的过程和除去颗粒的过程可以按顺序合并为一个完整的过程。回收的卵磷脂因此也优选地基本上不含有机溶剂,并且也优选地基本上不含颗粒。基本上不含有机溶剂是指,卵磷脂中有机溶剂的含量在使用乙醇作为溶剂时小于约5000ppm,优选地小于约3000ppm,并且在使用己烷作为溶剂时小于约10ppm,优选地小于约1ppm。优选地,所得卵磷脂显示出浊度(己烷中1重量%的卵磷脂)小于约100比浊法(nephelometric)浊度单位(NTU)。在一个高度优选的实施例中,回收的卵磷脂是透明的,这表明己烷中1重量%的卵磷脂的浊度小于约10NTU。卵磷脂的NTU值可用例如比浊计18900或2100(Ratio Turbidimeter 18900or 2100)进行测量。向玻璃烧杯中加入1g(+/-0.01)卵磷脂,并加入己烷至100mL。然后将溶液混合均匀。向测量管中填充入混合物,并将其插入浊度计中。可通过设备读取以NTU为单位的结果。但是,除去颗粒的过程也可单独进行。同样地,在一个实施例中,从卵磷脂中除去颗粒的方法包括通过将卵磷脂与有机溶剂混合,使卵磷脂的粘度降低至小于1.5Pa.s,优选地小于1.0Pa.s。优选的溶剂为己烷、乙醇或甲苯,其中己烷为优选的溶剂。之后,利用重力除去卵磷脂中残余的颗粒或污染物。合适的分离设备包括滗析器和离心机。优选的离心机是离心分杂机。最终,通过(例如)蒸发除去溶剂,并回收基本上不含颗粒的卵磷脂。
在一个实施例中,本发明涉及含有经纯化的卵磷脂的食品和饲料产品。在一个高度优选的实施例中,本发明涉及含有经纯化的卵磷脂的婴儿食品。
实例
实例1:
将AI含量为63%且被6.3μg/kg苯并(a)芘污染的液态向日葵卵磷脂和总共27ppb的重质PAH加入搅拌夹套罐,并加热至50℃(+/-5℃)。
将1.0重量%的粒状活性炭(Norit GAC 1240)与卵磷脂混合。以100rpm的速度搅拌20小时后,将液态卵磷脂/粒状活性炭混合物泵送到CA 225-00-33型滗析器(基伊埃韦斯伐里亚公司,德国鄂尔德(GEA Westfalia,Oelde Germany))中。在以5400rpm的速度运行的滗析器中,卵磷脂与粒状活性炭分离。收集所得的卵磷脂并分析PAH。
苯并(a)芘的浓度低于检测限(<0.5μg/kg)。其他所有重质PAH也低于检测限。
实例2:
将AI含量为63%且被6.3μg/kg苯并(a)芘污染的液态向日葵卵磷脂和总共27ppb的重质PAH加入搅拌夹套罐,并加热至50℃(+/-5℃)。
将1.0重量%的粒状活性炭(Norit GAC 1240)与卵磷脂混合。以100rpm的速度搅拌20小时后,将液态卵磷脂/粒状活性炭混合物泵送到SC 6-06-576型滗析器(基伊埃韦斯伐里亚公司,德国鄂尔德(GEA Westfalia,Oelde Germany))中。在以12000rpm的速度运行的滗析器中,卵磷脂与粒状活性炭分离。收集所得的卵磷脂并分析PAH。
苯并(a)芘的浓度低于检测限(<0.5μg/kg)。其他所有重质PAH也低于检测限。
实例3:
将40重量%的液态向日葵卵磷脂(己烷不溶物含量为1.44重量%)与60%的己烷混合。该混合物在10℃下的粘度为6mPa.s。在24℃的温度下将该混合物以750升/小时的速率送入通过SC 6型离心机(基伊埃韦斯伐里亚公司,德国鄂尔德(GEA Westfalia,Oelde Germany))中。随后除去轻相中的溶剂,所得的卵磷脂中残余的己烷不溶物的含量为0.001重量%。
实例4:
将20重量%的液态向日葵卵磷脂(己烷不溶物含量为1.44重量%)与80%的己烷混合。该混合物在10℃下的粘度为3mPa.s。在9℃的温度下将该混合物以375升/小时的速率送入通过SC 6型离心机(基伊埃韦斯伐里亚公司,德国鄂尔德(GEA Westfalia,Oelde Germany))中。随后除去轻相中的溶剂,所得的卵磷脂中残余的己烷不溶物的含量为0.006重量%。
Claims (18)
1.一种纯化卵磷脂的方法,包括以下步骤:
a.将所述卵磷脂的粘度降低至小于约10Pa.s;然后
b.将所述卵磷脂与粒状活性炭混合;然后
c.分离所述卵磷脂和所述粒状活性炭,并回收经纯化的卵磷脂。
2.根据权利要求1所述的方法,其中将所述卵磷脂的粘度降低至约40mPa.s至约2Pa.s。
3.根据前述任一项权利要求所述的方法,其中通过将温度升高至约20℃至95℃来降低所述卵磷脂的粘度。
4.根据前述任一项权利要求所述的方法,其中通过在约10℃至约90℃的温度下将所述卵磷脂与植物油混合来降低所述卵磷脂的粘度。
5.根据前述任一项权利要求所述的方法,其中通过与有机溶剂混合来降低所述卵磷脂的粘度。
6.根据前述任一项权利要求所述的方法,其中90重量%的所述粒状活性炭的直径为约0.2mm至约4mm。
7.根据前述任一项权利要求所述的方法,其中所述卵磷脂和粒状活性炭以约0.05重量%至约3重量%的粒状活性炭对卵磷脂比率进行混合。
8.根据前述任一项权利要求所述的方法,其中通过重力来分离所述卵磷脂和所述粒状活性炭。
9.根据前述任一项权利要求所述的方法,其中利用滗析器或离心机来分离所述卵磷脂和所述粒状活性炭。
10.根据前述任一项权利要求所述的方法,还包括以下步骤:
d.过滤所述回收的卵磷脂。
11.根据前述任一项权利要求所述的方法,在权利要求1所述的步骤c或权利要求10所述的步骤d之后,还包括以下步骤:
e.通过将所述卵磷脂与有机溶剂混合,使所述回收的经纯化的卵磷脂的粘度降低至小于约1.5Pa.s;然后
f.利用重力除去所述卵磷脂中残余的颗粒或污染物;然后
g.除去所述卵磷脂中的所述溶剂并回收所述卵磷脂。
12.根据权利要求1至权利要求10所述的方法,在权利要求1所述的步骤a之前,还包括以下步骤:
i.通过将所述卵磷脂与有机溶剂混合,使所述卵磷脂的粘度降低至小于约1.5Pa.s;然后
ii.利用重力除去所述卵磷脂中的颗粒或污染物;然后
iii.除去所述卵磷脂中的所述溶剂并回收所述卵磷脂。
13.一种液体形式的卵磷脂,所述卵磷脂基本上不含多环芳烃。
14.根据权利要求13所述的卵磷脂,所述卵磷脂基本上不含有机溶剂。
15.根据权利要求13至权利要求14所述的卵磷脂,所述卵磷脂基本上不含颗粒。
16.根据权利要求13至权利要求15所述的卵磷脂,其中所述卵磷脂是透明的。
17.一种含有根据权利要求13至权利要求16所述的卵磷脂的食品或饲料产品。
18.根据权利要求17所述的食品,其中所述食品为婴儿食品。
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PB01 | Publication | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |