CN105802739A - 油脂脱酸方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供油脂脱酸方法，包括：油脂在脂肪酶的存在下进行酯化反应，其中，在所述方法中不添加外源性酰基受体，所述酰基受体结构中含有可以与羧基发生缩合反应的基团，优选为含羟基的化合物，优选为甘油、单甘酯、甘二酯、丙二醇、甲醇、山梨醇、甾醇、甾烷醇、柠檬酸及其混合物或者衍生物。本发明的油脂脱酸方法不添加任何酰基受体，仅使用油脂中残留的酰基受体，在酶的催化作用下，进行酯化反应脱酸，不但简化了操作步骤，而且大幅降低了油脂的酸值。
Description
技术领域
本发明属于食用油脂加工工艺领域，涉及一种油脂脱酸方法。
背景技术
稻米油是利用大米加工的副产物米糠制备的一种油脂。稻米油富含甾醇、生育酚、谷维素等多种营养物质，营养价值高。食用稻米油能够降低人体血清的胆固醇，研究发现，稻米油富含的谷维素有助于小鼠胆固醇过少活性。此外，稻米油风味清淡，深受亚洲国家消费者的喜爱，具有广阔的市场前景。
当前，油脂加工业常用的油脂脱酸方法主要有化学碱炼脱酸和物理脱酸两种。化学碱炼脱酸具有产品品质高的优点，但是，化学碱炼脱酸会造成谷维素等营养物质的大量损失。物理脱酸往往无法保证生产出高品质的油脂，且能耗比较高。因此，采用这两种方法进行高酸值油脂脱酸，往往都存在损耗过高的问题。
酶法脱酸是一种新型的油脂脱酸方法，主要是利用脂肪酶在一定的条件下催化油脂中的游离脂肪酸(FFA)与甘油发生酯化反应，将FFA转化为甘油酯，从而降低油脂酸值，减少化学碱炼脱酸和物理脱酸中FFA的损失，提高油脂的得率。
关于酶法脱酸工艺，已进行了如下研究。
专利文献1公开了一种高酸值油脂的加工方法，其通过利用酶或者酸性催化剂，将高酸值油脂与低级醇选择性酯化，将油脂中的游离脂肪酸降低至以重量计的1～5％。
非专利文献1公开了高酸值油的酶法脱酸方法，其通过将高酸值油脂与甲醇在酶的催化下，进行甲酯化脱酸，发现Novozyme435具有良好的脱酸能力，其酸值酯化效率为93.72％。
非专利文献2公开了一种高酸值米糠油的脱酸方法，其通过米糠油与甘油在LipozymeRMIM酶的作用下，进行酯化脱酸，FFA酯化率为82.72％。
专利文献2公开了一种高酸价鱼油的酶法脱酸精炼方法，该方法通过采用固定化酶作为催化剂对鱼油中的游离脂肪酸和乙醇反应选择性酯化，大大降低了油脂的酸价，精炼得率大幅提高。
专利文献3公开了一种用高酸价米糠油生产甘油二酯的方法，该方法主要通过利用脂肪酶酶促高酸价米糠油进行甘油解和酯化合成甘油二酯，并分离得到甘油二酯。
专利文献4公开了一种富含甘油二酯的米糠油的制备方法，主要通过油酸甘油一酯和高酸值米糠油在脂肪酶LipozymeRMIM的催化下，反应制备甘油二酯米糠油，主要以油酸单甘酯作为酰基受体。
然而，在上述方法中，在稻米油中添加外源性的酰基受体例如甘油、单甘酯或者有机溶剂甲醇等来进行反应，这样操作一方面增加生产成本，另一方面，不管是有机溶剂、还是甘油、单甘酯或者甘二酯，外源性的物质均会增加消费者的安全性顾虑。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：中国专利申请CN100999695A
专利文献2：中国专利申请CN101824364A
专利文献3：中国专利CN102268464B
专利文献4：中国专利申请CN101974575A
非专利文献
非专利文献1：甄达文、杨博等人，高酸值油酶法脱酸的研究，粮油加工，2010年第11期第23-27页
非专利文献2：杨博等人，米糠油酶法酯化脱酸的研究，中国油脂，2005年第30卷第7期第22-24页
发明内容
本发明旨在提供一种油脂脱酸方法，其中，不添加任何酰基受体，仅使用油脂中残留的酰基受体，在酶的催化作用下，进行酯化反应脱酸，不但简化了操作步骤，而且大幅降低了油脂的酸值。
根据本发明的油脂脱酸方法包括：油脂在脂肪酶的存在下进行酯化反应，其中，在所述方法中不添加外源性酰基受体，所述酰基受体结构中含有可以与羧基发生缩合反应的基团，优选为含羟基的化合物，优选为甘油、单甘酯、甘二酯、丙二醇、甲醇、山梨醇、甾醇、甾烷醇、柠檬酸及其混合物或者衍生物。
所述脂肪酶为固定化酶WL-821-005或南极假丝酵母脂肪酶。
其中，基于所述油脂的质量，所述脂肪酶的量为0.5～10％，优选1～8％，进一步优选3～5％。
所述油脂在60～80℃、优选75～80℃下反应。
所述油脂在压力小于500mbar、优选小于300mbar，进一步优选小于10mbar下反应。
在本发明的油脂脱酸方法中，反应时间为1h以上、优选6h以上且24h以下。
在本发明的油脂脱酸方法中，进一步包括精炼处理，所述精炼处理包括碱炼、脱胶、脱酸、脱蜡、脱色、脱臭、干燥、过滤中的至少一种。
本发明还提供一种油脂脱酸方法，包括：油脂在脂肪酶的存在下进行酯化反应，所述脂肪酶为固定化酶WL-821-005。
本发明还提供一种根据上述油脂脱酸方法制备的油脂。
本发明还提供一种强乳化能力的油脂，该强乳化能力的油脂含有根据上述油脂脱酸方法制备的油脂，或采用酯化脱酸的方法制备得到；所述酯化脱酸方法优选酶法酯化脱酸，和/或化学酯化脱酸，进一步优选酶法酯化脱酸，更进一步优选上述油脂脱酸方法。
将本发明的方法与传统酶法酯化脱酸方法相比，具有以下优点：
1.不添加任何酰基受体。
2.缩短反应流程，避免高速剪切。
3.按照常规方法精炼后的精炼油脂含有较低的3-氯-1,2-丙二醇(3-MCPD)以及缩水甘油酯(GE)。
本发明进一步提供了一种强乳化能力的油脂，这种强乳化能力的油脂的乳化能力大于大豆油、菜籽油的乳化能力，而且其乳化能力大于外加乳化剂的其他油脂。
所述强乳化能力的油脂通过前述油脂脱酸的方法制备得到。
附图说明
图1为当使用不同酶进行催化时油脂的酸值变化的图式；以及
图2为当使用不同稻米油时的酸值变化的图式。
具体实施方式
脂肪酶是一类具有多种催化能力的酶，可以催化三酰甘油酯及其他一些水不溶性酯类的水解、醇解、酯化、转酯化及酯类的逆向合成反应，除此之外还表现出其他一些酶的活性，如磷脂酶、溶血磷脂酶、胆固醇酯酶、酰肽水解酶活性等(Hara；Schmid)。脂肪酶不同活性的发挥依赖于反应体系的特点，如在油水界面促进酯水解，而在有机相中可以酶促合成和酯交换。
常见脂肪酶有以下几种：曲霉属(Aspergillus)脂肪酶；黑曲霉(Aspergillusniger)脂肪酶；细毛嗜热霉(Thermomyceslanugmosa)脂肪酶；南极假丝酵母(CandidaAntarctica)脂肪酶A；南极假丝酵母(CandidaAntarctica)脂肪酶B；柱状假丝酵母(Candidacylindracae)脂肪酶；畸形假丝酵母(Candidadeformans)脂肪酶；解脂假丝酵母(Candidalipolytica)脂肪酶；近平滑假丝酵母(Candidaparapsilosis)脂肪酶；皱落假丝酵母(Candidarugosa)脂肪酶；痤疮棒杆菌(Corynebacteriumacnes)脂肪酶；隐球菌属菌种(Cryptococcusspp.)S-2脂肪酶；大刀镰孢(Fusariumculmorum)脂肪酶；异孢镰孢(Fusariumheterosporum)脂肪酶；尖镰孢(Fusariumoxysporum)脂肪酶；爪哇毛霉(Mucorjavanicus)脂肪酶；曼赫根毛霉(Rhizomucormiehei)脂肪酶；德氏根毛霉(Rhizomucordelemar)脂肪酶；洋葱伯克霍尔德氏菌(假单胞菌)(Burkholderia(Pseudomonas)cepacia)脂肪酶；沙门柏干酪假单胞菌(Pseudomonascamembertii)脂肪酶；萤光假单胞菌(Pseudomonasfluorescens)脂肪酶；根霉属(Rhizopus)脂肪酶；少根根霉(Rhizopusarrhizus)脂肪酶；金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)脂肪酶；白地霉(Geotrichiumcandidum)脂肪酶；Hyphozyma属菌种脂肪酶；产酸克雷伯氏菌(Klebsiellaoxytoca)脂肪酶；和它们的野生型直向同源物和同源物；和它们的具有与任何这些野生型酶至少60％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少92％、至少94％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％或至少99％相同的氨基酸序列的变体。
也有源自以下以下述登录号保藏于NCBI的Genebank数据库中的微生物的组：YP_890535(GID：118468600，亦描述于WO05/056782；耻垢分枝杆菌(M.smegmatis))；NP_436338.1(GID：16263545；苜蓿中华根瘤菌(Sinorhizobiummeliloti))；ZP_01549788.1(GID：118592396；Stappiaaggregate)；NP_066659.1(GID：10954724；发根土壤杆菌(Agrobacteriumrhizogenes))；YP_368715.1(GID：78065946；伯克霍尔德氏菌属菌种(Burkholderiasp))；YP_674187.1(GID：110633979；Mesorhizobiumsp.)；NP_532123.1(GID：17935333；根癌土壤杆菌(Agrobacteriumtumefaciens))；发根土壤杆菌(Q9KWA6)；发根土壤杆菌(Q9KWB1)；根癌土壤杆菌(Q8UFG4)；根癌土壤杆菌(Q8UAC0)；根癌土壤杆菌(Q9ZI09)；根癌土壤杆菌(ACA)；Prosthecobacterdejongeii(RVM04532)；百脉根瘤菌(Rhizobium.loti)(Q98MY5)；苜蓿根瘤菌(R.meliloti)(Q92XZ1)；苜蓿根瘤菌(Q9EV56)，发根根瘤菌(R.rhizogenes)(NF006)，发根根瘤菌(NF00602875)，R.solanacerarum(Q8XQI0)；苜蓿中华根瘤菌(RSM02162)；苜蓿中华根瘤菌(RSM05666)；Mesorhizobiumloti(RMLO00301)；发根土壤杆菌(Q9KWA6)；发根土壤杆菌(Q9KWB1)；根癌土壤杆菌(AAD02335)；Mesorhizobiumloti(Q98MY5)；Mesorhizobiumloti(ZPOO197751)；Ralstoniasolanacearum(Q8XQI0)；Ralstoniaeutropha(ZPOO166901)；牛莫拉氏菌(Moraxellabovis)(AAK53448)；洋葱伯克霍尔德氏菌(ZP00216984)；紫色色杆菌(Chromobacteriumviolaceum)(Q7NRP5)；小小梨形菌属菌种(Pirellulasp.)(NP_865746)；创伤弧菌(Vibriovulnificus)(AA007232)；鼠伤寒沙门氏菌(Salmonellatyphimurium)(AAC38796)；苜蓿中华根瘤菌(SMal993)；苜蓿中华根瘤菌(Q92XZ1)；苜蓿中华根瘤菌(Q9EV56)；和它们的直向同源物和同源物；和它们具有与任何这些野生型酶至少60％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少92％、至少94％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、或至少99％相同的氨基酸序列的变体。
在本发明中，所述脂肪酶优选为固定化酶WL-821-005或南极假丝酵母脂肪酶(CALB)。选用固定化酶WL-821-005或者CALB作为酶制剂，能够在不外加酰基受体的情况下反应并降低油脂的酸值，不外加酰基受体可以降低反应成本。另外，以根据本发明的方法制备的油脂为原料，经过碱炼、脱胶、脱酸、脱蜡、脱色、脱臭、干燥、过滤等精炼工艺制备的精炼油脂，其3-MCPD和GE的含量比其他油脂在相同的精炼工艺下制备的精炼油脂的3-MCPD和GE的含量低。
本发明所述的固定化酶WL-821-005，有关制备方法参考中国专利申请CN201310656064.2。
本发明所述的固定化酶WL-821-005，其载体具有以下特征：载体的功能基团是与C8-15的烷烃末端连接的伯胺基，所述功能基团的含量为0.5～6mmol/g，孔径分布为12～80nm。
所述脂肪酶选自下组菌产生的脂肪酶：疏棉状嗜热丝孢菌(Thermomyceslanuginose)、米黑根毛霉(Rhizomucormiehei)、米黑毛霉(Mucormiehei)、假单胞菌(Pseudomonassp.)、根霉(Rhizopussp.)、黑曲霉(Aspergillusniger)、伯克霍尔德氏产脂肪酶15(Burkholderiasp.)；通过基因工程或蛋白质工程改造而得的脂肪酶；或市售的脂肪酶。
用于本发明的酶液可包括(但不限于)：
1)通过培养发酵产酶菌株获得的发酵液；
2)市售的商品液体脂肪酶，例如诺维信公司的LipozymeTL100L；
3)通过在如上所述的脂肪酶液或酶粉的溶液中加入酸碱调节酶液到合适的pH值和/或加入水(如蒸馏水、去离子水或双蒸水)调节到合适的蛋白浓度的酶液。
本发明的固定化酶WL-821-005的一个示例性制备方法如下：
1)载体的预处理
用低浓度(0.05～1mol/L)的碱液(例如NaOH、KOH)和酸液(例如HCl、H2SO4或H3PO4)(0.05～1mol/L)交替处理载体1～5次[处理方法可为例如：先用碱液浸泡载体1～3h(优选2h)，然后洗至中性，再用酸液浸泡或冲洗1～3h(优选2h)后，洗至中性，重复上述过程1～5次]，最后一次处理为碱液，每次处理时间为1～24h，处理完毕后用水(优选去离子水、蒸馏水或双蒸水)洗至水呈中性，再浸泡在水(优选去离子水、蒸馏水或双蒸水)中保存备用。
2)酶的固定化
将载体和酶液按照一定比例置于容器中，于恒温气浴摇床中一定转速进行固定，载体在固定化之前可根据需要进行处理。期间每隔一定时间取上清液测定剩余蛋白含量来判断酶蛋白的吸附程度。
3)固定化酶的干燥
在固定化步骤以后，通过干燥除去体系中多余的水分，干燥方式可以为放在自然通风的地方的自然干燥，也可以是冷冻真空干燥或流化床法干燥。
在本发明中，油脂脱酸方法包括：油脂在脂肪酶的存在下进行酯化反应，其中，在所述方法中不添加外源性酰基受体，所述酰基受体结构中含有可以与羧基发生缩合反应的基团，优选为含羟基的化合物，优选为甘油、单甘酯、甘二酯、丙二醇、甲醇、山梨醇、甾醇、甾烷醇、柠檬酸及其混合物或者衍生物。
所述脂肪酶为固定化酶WL-821-005或南极假丝酵母脂肪酶。
在本发明中，术语“衍生物”是指含有相同分子骨架和至少一个羟基基团，其他氢原子或原子团被取代、酯化、醚化、聚合而得到的产物。例如甘油的衍生物可以为单甘脂、甘二酯、聚甘油、或氯丙醇等。柠檬酸的衍生物可以为柠檬酸三甲酯、柠檬酸三丁酯、或柠檬酸盐等。
在本发明中，所述油脂优选为毛稻米油、脱胶稻米油、脱胶脱蜡稻米油或大豆油。
在本发明中，基于所述油脂的质量，所述脂肪酶的量为0.5～10％，优选1～8％，进一步优选3～5％。如果酶的量小于0.5％，则催化效果较差，如果酶的量大于10％，则生产成本增加，在经济上是不优选的。
在本发明中，所述油脂在60～80℃、优选75～80℃下反应。
在本发明中，所述油脂在压力小于500mbar、优选小于300mbar、进一步优选小于10mbar下反应。
在本发明中，反应时间为1h以上、优选6h以上且24h以下。反应时间越长，酶的催化效果越好，但是酸值降低的程度会减慢，因此，综合考虑时间成本，反应时间优选为6h以上且24h以下。
在本发明中，进一步包括在反应后，进行精炼处理。
所述精炼处理包括碱炼、脱胶、脱酸、脱蜡、脱色、脱臭、干燥、过滤中的至少一种。
在本发明中，优选在反应前对所述油脂进行加热预处理，加热温度为60～80℃，优选75℃或80℃。
在本发明中，所述油脂在搅拌下反应，所述搅拌速度优选为小于1000rpm，更优选为500rpm。
在本发明中，进一步包括在反应后，在80～85℃水浴下酶灭活30min。
本发明还提供一种油脂脱酸方法，包括：油脂在脂肪酶的存在下进行酯化反应，所述脂肪酶为固定化酶WL-821-005。
本发明还提供一种根据上述油脂脱酸方法制备的油脂。
本发明进一步提供了一种强乳化能力的油脂，所述强乳化能力的油脂的乳化能力大于大豆油、菜籽油的乳化能力，而且其乳化能力大于外加乳化剂的其他油脂。
在本发明中，所述强乳化能力的油脂，含有本发明所述的油脂，或采用酯化脱酸的方法制备得到。
在本发明中，基于所用的强乳化能力的油脂，所述水的用量为5～25％，优选10～20％，进一步优选12～18％。
在本发明中，高速剪切速率为10000～30000rpm，优选15000～25000rpm，进一步优选18000～22000rpm。
本发明人发现，通过酯化脱酸得到的油脂，其乳化稳定性要强于外加同种乳化剂的常规精炼油脂。采用酯化脱酸制备得到的油脂，将其中游离脂肪酸与甘油原位生成了甘油酯乳化剂，其乳化能力较外源性的乳化剂乳化稳定性要好。因此，无论通过化学酯化脱酸抑或是酶法酯化脱酸，都可以使游离脂肪酸与游离的甘油生成甘油酯乳化剂。借助化学酯化脱酸工艺或者酶法酯化脱酸工艺，经过或不经过后续精炼步骤都可以得到乳化稳定性好的油脂。
在本发明中，所述强乳化能力的油脂优选通过化学酯化脱酸工艺制备，和/或通过酶法酯化脱酸工艺制备；进一步优选通过酶法酯化脱酸工艺制备；更进一步优选通过前述酶法酯化脱酸工艺制备得到。
以下给出本发明的实施例。需要说明的是，这些实施例仅是说明性的，本发明不限于这些实施例。
酸值的测定
酸值的测定按照GB/T5009.37-2003食用植物油卫生标准的分析方法进行。
甘油二酯、单甘脂的测定
甘油二酯、单甘脂的测定按照AOCSOfficialMethodCd11d-96进行。
甘油的测定
甘油的测定参照GB/T22328-2008进行测定。
3-MCPD、GE的测定
3-MCPD、GE的测定参照德国油脂科学协会(DGF)检测方法DGFCVI2010《Fatty-acid-bound2-chloropropane-1,2-diol(3-MCPD)and2,3-epoxipropane-1-ol(glycidol)DeterminationinoilsandfatsbyGC/MS(Differentialmeasurement》进行测定。
乳化稳定性的检测仪器：FormulactionTurbiscanLab多重光散射仪
乳化稳定性的测试方法：
1)将配制好的乳化体系迅速放置于测试玻璃瓶中；
2)将温度设定在25℃，每5min自动扫描检测，检测时长为1h；
3)将检测后的样品按照仪器自带设备转化并测算稳定性系数。
脱胶稻米油、毛稻米油、大豆油购自秦皇岛金海粮油有限公司；单硬脂酸单甘脂购自上海嘉里油化工业有限公司；其他单甘脂如：TYPE-SF、HS-C、HP-C、U/J购自丹尼斯克(中国)有限公司。
CALB(南极假丝酵母脂肪酶)购自诺维信(中国)生物技术有限公司。
实施例1
将50g脱胶稻米油(含水量为0.15％)置于100ml三口平底瓶中，加热至75℃。基于脱胶稻米油的质量，添加5％WL-821-005，使用真空泵抽真空，维持压力小于10mbar，在搅拌速度为500rpm、温度为75℃下反应6h。反应结束后，在85℃的水浴下酶灭活30min。然后，在10000rpm转速下离心5min分离样品。测定酯化后的油脂的酸值，结果示于表1。
实施例2
将50g脱胶稻米油(含水量为0.41％)置于100ml三口平底瓶中，加热至80℃。基于脱胶稻米油的质量，添加3％CALB，使用真空泵抽真空，维持压力小于10mbar，在搅拌速度为500rpm、温度为80℃下反应6h。反应结束后，在85℃的水浴下酶灭活30min。然后，在10000rpm转速下离心5min分离样品。测定酯化后的油脂的酸值，结果示于表1。
实施例3
将50g毛稻米油(含水量为1.21％)置于100ml三口平底瓶中，加热至75℃。基于毛稻米油的质量，添加5％WL-821-005，使用真空泵抽真空，维持压力小于10mbar，在搅拌速度为500rpm、温度为75℃下反应6h；反应结束后，在85℃的水浴下酶灭活30min。然后，在10000rpm转速下离心5min分离样品。测定酯化后的油脂的酸值、DAG含量、MAG含量，并计算得到Gly含量，结果示于表2。
实施例4
将50g大豆油样品置于100ml三口平底瓶中，加热至75℃。基于大豆油的质量，添加5％WL-821-005，使用真空泵抽真空，维持压力小于10mbar，在搅拌速度为500rpm、温度为75℃下反应6h。反应结束后，在85℃的水浴下酶灭活30min。然后，在10000rpm转速下离心5min分离样品。测定酯化后的大豆油的酸值，0、2、4、6h时的酸值分别为22.58mgKOH/g、21.58mgKOH/g、18.62mgKOH/g、16.18mgKOH/g。
实施例5
将50g脱胶稻米油(含水量为0.15％)置于100ml三口平底瓶中，加热至75℃。基于脱胶稻米油的质量，添加0.5％WL-821-005，使用真空泵抽真空，维持压力小于10mbar，在搅拌速度为500rpm、温度为75℃下反应6h。反应结束后，在85℃的水浴下酶灭活30min。然后，在10000rpm转速下离心5min分离样品。测定酯化后的油脂的酸值，0、2、4、6h时的酸值分别为20.66mgKOH/g、17.66mgKOH/g、15.68mgKOH/g、14.03mgKOH/g。
实施例6
将50g脱胶稻米油(含水量为0.15％)置于100ml三口平底瓶中，加热至75℃。基于脱胶稻米油的质量，添加10％WL-821-005，使用真空泵抽真空，维持压力小于10mbar，在搅拌速度为500rpm、温度为75℃下反应6h。反应结束后，在85℃的水浴下酶灭活30min。然后，在10000rpm转速下离心5min分离样品。测定酯化后的油脂的酸值，0、2、4、6h时的酸值分别为19.88mgKOH/g、13.90mgKOH/g、11.03mgKOH/g、8.59mgKOH/g。
实施例7
将50g脱胶稻米油(含水量为0.15％)置于100ml三口平底瓶中，加热至75℃。基于脱胶稻米油的质量，添加5％WL-821-005，使用真空泵抽真空，维持压力小于300mbar，在搅拌速度为500rpm、温度为75℃下反应6h。反应结束后，在85℃的水浴下酶灭活30min。然后，在10000rpm转速下离心5min分离样品。测定酯化后的油脂的酸值，0、2、4、6h时的酸值分别为20.76mgKOH/g、21.02mgKOH/g、12.41mgKOH/g、10.29mgKOH/g。
实施例8
将50g脱胶稻米油(含水量为0.15％)置于100ml三口平底瓶中，加热至75℃。基于脱胶稻米油的质量，添加5％WL-821-005，使用真空泵抽真空，维持压力小于10mbar，在搅拌速度为1000rpm、温度为75℃下反应6h。反应结束后，在85℃的水浴下酶灭活30min。然后，在10000rpm转速下离心5min分离样品。测定酯化后的油脂的酸值，0、2、4、6h时的酸值分别为19.15mgKOH/g、16.60mgKOH/g、12.61mgKOH/g、10.45mgKOH/g。
实施例9
将50g脱胶稻米油(含水量为0.15％)置于100ml三口平底瓶中，加热至75℃。基于脱胶稻米油的质量，添加5％WL-821-005，使用真空泵抽真空，维持压力小于10mbar，在搅拌速度为500rpm、温度为75℃下反应1h。反应结束后，在85℃的水浴下酶灭活30min。然后，在10000rpm转速下离心5min分离样品。测定酯化后的油脂的酸值为16.46mgKOH/g。
实施例10
将50g脱胶稻米油(含水量为0.41％)置于100ml三口平底瓶中，加热至80℃。基于脱胶稻米油的质量，添加3％CALB，使用真空泵抽真空，维持压力小于10mbar，在搅拌速度为500rpm、温度为80℃下反应24h。反应结束后，在85℃的水浴下酶灭活30min。然后，在10000rpm转速下离心5min分离样品。测定酯化后的油脂的酸值为2.06mgKOH/g。
实施例11
将50g脱胶稻米油(含水量为0.15％)置于100ml三口平底烧瓶中，加热至75℃。基于脱胶稻米油的质量，添加5％WL-821-005，使用真空泵抽真空，维持压力小于500mbar，在搅拌速度为500rpm、温度为75℃下反应6h。反应结束后，在85℃的水浴下酶灭活30min。然后在10000rpm转速下离心5min分离样品。测定酯化后的油脂的MAG含量为1.97％。
对比例1
将50g脱胶稻米油(含水量为0.15％)置于100ml三口平底烧瓶中，不添加酶制剂，加热至75℃，使用真空泵抽真空，维持压力小于10mbar，在搅拌速度为500rpm下搅拌反应6h。反应结束后，在85℃的水浴下酶灭活30min。然后，在10000rpm转速下离心5min分离样品。测定酯化后的油脂的酸值，测定结果见表1。
对比例2
将50g脱胶稻米油(含水量为0.15％)置于100ml三口平底瓶中，加热至75℃。基于脱胶稻米油的质量，添加5％Novozyme435，使用真空泵抽真空，维持压力小于10mbar，在搅拌速度为500rpm、温度为75℃下反应6h；反应结束后，在85℃的水浴下酶灭活30min；然后，10000rpm高速离心5min分离样品。测定酯化后的油脂的酸值，0、2、4、6h时的酸值分别为18.19mgKOH/g、17.4mgKOH/g、15.7mgKOH/g、14.83mgKOH/g。
对比例3
将50g脱胶稻米油(含水量为0.15％)置于100ml三口平底瓶中，加热至75℃。基于脱胶稻米油的质量，添加5％LipozymeRMIM，使用真空泵抽真空，维持压力小于10mbar，在搅拌速度为500rpm、温度为75℃下反应6h。反应结束后，在85℃的水浴下酶灭活30min。然后，在10000rpm转速下离心5min分离样品。测定酯化后的油脂的酸值，0、2、4、6h时的酸值分别为18.19mgKOH/g、21.83mgKOH/g、20.64mgKOH/g、19.66mgKOH/g。
对比例4
将50g脱胶稻米油(含水量为0.15％)置于100ml三口平底瓶中，加热至75℃。基于脱胶稻米油的质量，添加5％LipozymeTLIM，使用真空泵抽真空，维持压力小于10mbar，在搅拌速度为500rpm、温度为75℃下反应6h。反应结束后，在85℃的水浴下酶灭活30min。然后，在10000rpm转速下离心5min分离样品。测定酯化后的油脂的酸值，0、2、4、6h时的酸值分别为20.19mgKOH/g、20.4mgKOH/g、18.06mgKOH/g、16.03mgKOH/g。
对比例5
将50g脱胶稻米油(含水量为0.15％)置于100ml三口平底瓶中，并按照甘油：脱胶稻米油中的游离脂肪酸(2:1)理论添加量添加甘油(0.52g)，利用高速剪切机在10000rpm下剪切1min，加热至75℃。基于脱胶稻米油的质量，添加5％WL-821-005，使用真空泵抽真空，维持压力小于10mbar，在搅拌速度为500rpm、温度为75℃下反应6h。反应结束后，在85℃的水浴下酶灭活30min；然后，在10000rpm转速下离心5min分离样品。
表1
从表1中可以看出，实施例1和实施例2均发生了酯化反应，但是对比例1非但没有发生酯化反应，而且其酸值还略微升高，这是由于稻米油原料中的微量水分促使发生少量水解反应。
表2为根据实施例3的毛稻米油反应前后酸值(AV)、单甘酯(MAG)、甘二酯(DAG)、甘油(Gly)含量的变化。
表2
| AV(mgKOH/g) | MAG(％) | DAG(％) | Gly(％) | |
| 反应前 | 18.19 | 0.42 | 6.74 | 0.58 |
| 反应后 | 10.42 | 未检出 | 7.67 | 0.19 |
由表2可以看出，反应后，稻米油的酸值大幅降低，并且在反应后的样品中，并未检测到单甘酯，甘油的含量也减小，说明在本发明的方法中，稻米油使用自带的酰基受体，在酶的催化作用下，进行酯化反应脱酸，从而具有简化了操作步骤等优势。
将根据实施例1和对比例5得到的酯化后的油脂以及常规脱胶稻米油分别加热至80℃，根据酸值计算量分别添加20％的超碱量的NaOH，进行碱炼30min。反应结束后在5000rpm转速下离心5min脱皂并水洗至中性。在110℃下真空干燥，然后，分别基于根据实施例1和对比例5得到的酯化后的油脂以及常规脱胶稻米油的质量，添加2％的白土脱色30min，接着，在240℃下真空脱臭2h，得到不同的精炼油脂。检测各精炼油脂的3-MCPD和GE的含量，结果见表3。
表3
| 实施例1 | 对比例5 | 常规脱胶稻米油 | |
| 3-MCPD(ppm) | 1.26 | 1.31 | 1.54 |
| GE(ppm) | 2.32 | 5.85 | 12.12 |
由表3可见，在实施例1中，由于脱胶稻米油中自带的甘油作为反应物参加了反应，最终经过反应生成的精炼油脂的3-MCPD和GE的含量均最小。
此外，如图1所示，在使用LipozymeRMIM的情况下，例如对比例3，稻米油的酸值升高，几乎完全发生了水解反应。在使用Novozyme435的情况下，例如对比例2，发生了酯化反应，酸值下降至约14.83。在使用LipozymeTLIM的情况下，例如对比例4，酸值下降至约16.18。然而，使用本发明限定的酶，例如实施例1，酸值降低最多，下降至约10.45。
在图2中，DRBO-1批次、DRBO-2批次是指不同的时间收到的脱胶稻米油，CRBO-1批次、CRBO-2批次是指不同的时间收到的毛稻米油，如图2所示，根据本发明的方法，不同的时间收到的脱胶稻米油以及不同的时间收到的毛稻米油均发生了酯化反应且酯化后的酸值均下降。
强乳化能力的油脂的制备
实施例12
将根据实施例11制备得到的油脂42.5g与7.5g超纯水混合，20000rpm高速剪切3min，制备得到乳化油脂，检测稳定性系数。
对比例6-15
按表4所述内容分别称取不同油脂42.5g、超纯水7.5g，按表4所述加入2％乳化剂，20000rpm高速剪切3min，制备得到乳化油脂，检测稳定性系数。
表4
| 序号 | 油脂 | 乳化剂 | 稳定性系数 |
| 实施例12 | 稻米油 | - | 10.06 |
| 对比例6 | 精炼大豆油 | 单硬脂酸甘油酯 | 11.41 |
| 对比例7 | 精炼菜籽油 | 单硬脂酸甘油酯 | 26.95 |
| 对比例8 | 精炼大豆油 | TYPE-SF | 25.37 |
| 对比例9 | 精炼菜籽油 | TYPE-SF | 11.62 |
| 对比例10 | 精炼大豆油 | HS-C | 18.25 |
| 对比例11 | 精炼菜籽油 | HS-C | 22.08 |
| 对比例12 | 精炼大豆油 | HP-C | 23.93 |
| 对比例13 | 精炼菜籽油 | HP-C | 23.21 |
| 对比例14 | 精炼大豆油 | U/J | 15.28 |
| 对比例15 | 精炼菜籽油 | U/J | 11.19 |
其中，TYPE-SF、HS-C、HP-C、U/J为不同牌号的单甘脂，由丹尼斯克(中国)有限公司制造。
从表4可以看出，实施例12的乳化油脂的乳化稳定性要强于其他任何对比例，由此可见，实施例11的油脂体系内部产生的乳化剂，此时的乳化能力要大于外部添加乳化剂，其乳化能力要大于外加乳化剂的其他油脂。
Claims (10)
1.一种油脂脱酸方法，其特征在于，包括：油脂在脂肪酶的存在下进行酯化反应，其中，在所述方法中不添加外源性酰基受体，所述酰基受体结构中含有可以与羧基发生缩合反应的基团，优选为含羟基的化合物，优选为甘油、单甘酯、甘二酯、丙二醇、甲醇、山梨醇、甾醇、甾烷醇、柠檬酸及其混合物或者衍生物。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脂肪酶为固定化酶WL-821-005或南极假丝酵母脂肪酶。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，基于所述油脂的质量，所述脂肪酶的量为0.5～10％，优选1～8％，进一步优选3～5％。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述油脂在60～80℃、优选75～80℃下反应。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述油脂在压力小于500mbar、优选小于300mbar，进一步优选小于10mbar下反应。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，反应时间为1h以上、优选6h以上且24h以下。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括精炼处理，所述精炼处理包括碱炼、脱胶、脱酸、脱蜡、脱色、脱臭、干燥、过滤中的至少一种。
8.一种油脂脱酸方法，其特征在于，包括：油脂在脂肪酶的存在下进行酯化反应，所述脂肪酶为固定化酶WL-821-005。
9.一种根据权利要求1至8中任一项所述的方法制备的油脂。
10.一种强乳化能力的油脂，其特征在于，含有权利要求9所述的油脂，或采用酯化脱酸的方法制备得到；所述酯化脱酸方法优选酶法酯化脱酸，和/或化学酯化脱酸，进一步优选酶法酯化脱酸，更进一步优选权利要求1至8中任一项所述的方法。
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