CN109943411A - 一种脱胶助剂组合物及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于酶法脱胶的脱胶助剂组合物以及一种油脂脱胶方法。本发明提供的脱胶助剂组合物包括阳离子交换剂和多孔粉末分散剂。本发明提供的油脂脱胶方法包括在待脱胶油脂中加入磷脂酶C,水,以及脱胶助剂组合物,进行脱胶反应;固液分离。采用本发明的方法,简化了脱胶步骤,脱胶效率提高,并可将部分非水化磷脂变成水化磷脂,并增加了磷脂酶的分散性。

Description

一种脱胶助剂组合物及其应用
技术领域
本发明属于油脂技术领域,具体涉及一种脱胶助剂组合物及其应用。
背景技术
磷脂酶C(phospholipase C)简称PLC,是一种来源广泛的,作用于磷脂C3位点第一个甘油磷酸酯键的酶。其在油脂精炼中可以将磷脂水解成甘二酯和磷酸基团,提高脱胶效率,有着巨大的应用潜力。目前脱胶工艺的研究主要集中在不同磷脂酶的复合以扩大底物范围,提高磷脂的水解率,加螯合剂以螯合金属离子,使非水化磷脂变成水化磷脂,然后进行脱胶步骤。将磷脂酶固定化以反复使用提高酶寿命,以及各种从工艺中改变参数以提高得率的方法,例如:
CN 101445764公开了一种不用乳化的脱胶方法。在含非水化磷脂的油中加入固定化磷酸酶以完成非水化磷脂向水化磷脂的转变,然后加水搅拌,分离。
CN201210084733.9公开了一种磷脂酶催化的大豆油脱胶方法,步骤包括预热,调节PH,加酶,酶解,灭酶,分离,该专利采用的酶为磷脂酶C。
US 2245537公开了一种磷脂酶脱胶的方法,该方法中,除磷脂之外的胶状物先用部分水沉淀,然后磷脂被显酸性的溶液所沉淀。采用该方法,在脱胶之前水化磷脂被增加,从而促进了脱胶的进程。
毛油中的磷脂分为水化磷脂和非水化磷脂,磷脂酰胆碱,磷脂酰乙醇胺,磷脂酰丝氨酸水化速度较快,在脱胶时可以快速从油相进入水相从而与酶接触,进行水解反应。而磷脂酸可以和油中残留的钙镁离子形成稳定的盐,变成非水化磷脂,磷脂酶接触不到该底物,造成脱胶的不彻底。在油脂精炼过程中,通常采用加柠檬酸等螯合剂将磷脂酸盐变成可水化的磷脂酸,然后调节ph至酶可反应的区间进行脱胶,该方法加过量酸碱造成原料的浪费,而且带来二次污染。
以上脱胶方法,步骤繁琐,其过程中的工艺都是加快反应速度,或者加入其它酶辅助脱胶,目前缺少一种简便易行的方法,可将水化磷脂和非水化磷脂均转变成可脱去的反应产物。从而提高脱胶效率,降低精炼成本。
发明内容
本发明提供了一种用于酶法脱胶的脱胶助剂组合物。
本发明提供的脱胶助剂组合物包括阳离子交换剂和多孔粉末分散剂。
在本发明的一个具体实施方案中,使用的阳离子交换剂包括无机阳离子交换剂以及有机阳离子交换剂。
在本发明的一个优选实施方案中,使用的无机阳离子交换剂包括沸石,人造沸石,硅酸盐化合物,人工合成分子筛,水滑石类化合物,骨炭,膨润土,黏土,蒙皂石,蛭石中的一种或多种。
在本发明的一个优选实施方案中,使用的有机阳离子交换剂包括磺酸基团或者磷酸交换基团的以丙烯酸或聚苯乙烯为骨架的有机高分子材料中的一种或多种。
在本发明的一个具体实施方案中,使用的多孔粉末分散剂包括无机多孔分散剂和有机多孔分散剂。
在本发明的一个优选实施方案中,使用的无机多孔分散剂包括三硅酸镁,硅藻土,二氧化硅或其衍生物为骨架的粉末,例如气相白炭黑,沉淀白炭黑,硅胶,经烷烃化等接枝改性的二氧化硅,中的一种或多种。
在本发明的一个优选实施方案中,使用的有机多孔分散剂包括聚苯乙烯粉末或聚丙烯酸,聚脲醛,聚酚醛粉末中的一种或多种。
在本发明的一个具体实施方案中,以所述脱胶助剂组合物重量计,所述阳离子交换剂含量为1-70%(W/W),所述多孔粉末分散剂含量为50-99%(W/W)。
在本发明的一个优选实施方案中,以所述脱胶助剂组合物重量计,所述阳离子交换剂含量为10-30%(W/W)。
在本发明的一个优选实施方案中,以所述脱胶助剂组合物重量计,所述多孔粉末分散剂含量为70-90%(W/W)。
本发明还提供了一种油脂脱胶方法。
本发明提供的脱胶方法包括在酶脱胶过程中,将前述的脱胶助剂组合物与酶及油脂接触。或将前述阳离子交换剂和多孔粉末分散剂与酶及油脂接触。
在本发明的一个具体实施方案中,以所述油脂为100%计,所述脱胶助剂组合物为0.02-5%(W/W)。在本发明的一个优选实施方案中,以所述油脂为100%计,所述脱胶助剂组合物为0.6-1.8%(W/W)。
在本发明的一个具体实施方案中,以所述油脂为100%计,所述阳离子交换剂和多孔粉末分散剂的重量之和为0.02-5%(W/W)。在本发明的一个优选实施方案中,以所述油脂为100%计,所述阳离子交换剂和多孔粉末分散剂的重量之和为0.6-1.8%(W/W)。
在本发明的一个具体实施方案中,所述方法还包括固液分离步骤,以将胶质与油脂分离。
在本发明的一个优选实施方案中,所述固液分离为离心、过滤。
在本发明的一个具体实施方案中,所述油脂为毛油。
在本发明的一个优选实施方案中,所述油脂为植物油毛油。
在本发明的一个优选实施方案中,植物油为大豆油、菜籽油、玉米油、葵花籽油、棕榈油、棕榈仁油、椰子油、稻米油、花生油、芝麻油、棉籽油、茶籽油、蓖麻油、红花籽油、亚麻油、杏仁油中的一种或多种。
本发明还提供了一种磷脂酶C脱胶的方法。
本发明提供的方法包括:在待脱胶油脂中加入磷脂酶C,水,以及前述的脱胶助剂组合物,进行脱胶反应;固液分离。
在本发明的一个具体实施方案中,以待脱胶油脂重量为100%计,所述磷脂酶C的重量为0.01%-1%,优选0.01%-0.2%,所述水的重量为0.1-10%,优选1-3%。所述脱胶助剂组合物重量为0.02-5%,优选0.6-1.8%。
在本发明的一个具体实施方案中,所述油脂为毛油。
在本发明的一个优选实施方案中,所述油脂为植物油毛油。
在本发明的一个优选实施方案中,植物油为大豆油、菜籽油、玉米油、葵花籽油、棕榈油、棕榈仁油、椰子油、稻米油、花生油、芝麻油、棉籽油、茶籽油、蓖麻油、红花籽油、亚麻油、杏仁油中的一种或多种。
本发明还提供了前述的脱胶助剂组合物用于增强油脂酶法脱胶的用途。
与现有技术相比,采用本发明的方法,简化了脱胶步骤,脱胶效率提高,并可将部分非水化磷脂变成水化磷脂,并增加了磷脂酶的分散性,从而提高了脱胶效率和脱胶水平,降低了生产成本。
具体实施方式
在本发明中,除非另外说明,所有的百分数和比例均以质量计。另外,本发明描述的所有数值范围均包括端值并且可以包括将公开的范围的上限和下限互相任意组合得到的新的数值范围。例如,如果公开了某种组分的质量百分含量为10~30质量%,优选15~25质量%,更优选20~23质量%,则相当于同时公开了以下的数值范围:10~15质量%、10~25质量%、10~20质量%、10~23质量%、15~30质量%、15~20质量%、15~23质量%、20~25质量%、23~25质量%。
本发明提供了一种用于酶法脱胶的脱胶助剂组合物。
在本发明中,术语“酶法脱胶”指的是在油脂精炼的脱胶步骤中,使用磷脂酶,例如磷脂酶C,进行脱胶处理。具体可采用本领域的常规酶法脱胶方法,例如,可采用的脱胶温度40-60℃,优选50℃,加水量0.3%-10%,优选1-3%。本发明中使用的磷脂酶C(PLC),可以是自然来源的PLC或者基因重组表达的PLC,可以是商品来源的PLC也可以是自主发酵生产的PLC,作为其非限制性的例子可以是包含PLC的发酵液上清或发酵浓缩液。
本发明提供的脱胶助剂组合物包括阳离子交换剂和多孔粉末分散剂。
在本发明的一个具体实施方案中,使用的阳离子交换剂包括无机阳离子交换剂以及有机阳离子交换剂。
在本发明的一个优选实施方案中,使用的无机阳离子交换剂包括沸石,人造沸石,硅酸盐化合物,人工合成分子筛,水滑石类化合物,骨炭,膨润土,黏土,蒙皂石,蛭石中的一种或多种。在本发明的一个优选实施方案中,使用的无机阳离子交换剂的粒径为50-150微米。
在本发明的一个优选实施方案中,使用的有机阳离子交换剂包括磺酸基团或者磷酸交换基团的以丙烯酸或聚苯乙烯为骨架的有机高分子材料中的一种或多种,例如,包括但不限于:人工合成的丙烯酸阳离子交换树脂,苯乙烯阳离子交换树脂。
在本发明的一个具体实施方案中,使用的多孔粉末分散剂包括无机多孔分散剂和有机多孔分散剂。在本发明中,术语“多孔分散剂”和“多孔粉末分散剂”可互换使用,指的是:比表面积在100-1000㎡/g、粒径在1-100μm的粉末状物质。
在本发明的一个优选实施方案中,使用的无机多孔分散剂包括三硅酸镁,硅藻土,二氧化硅或其衍生物为骨架的粉末,例如气相白炭黑,沉淀白炭黑,硅胶,经烷烃化等接枝改性的二氧化硅,中的一种或多种。
在本发明的一个优选实施方案中,使用的有机多孔分散剂包括聚苯乙烯粉末或聚丙烯酸,聚脲醛,聚酚醛粉末中的一种或多种。
在本发明的一个具体实施方案中,以所述脱胶助剂组合物重量计,所述阳离子交换剂含量为1-70%(W/W),所述多孔粉末分散剂含量为50-99%(W/W)。
在本发明的一个优选实施方案中,以所述脱胶助剂组合物重量计,所述阳离子交换剂含量为10-30%(W/W)。
在本发明的一个优选实施方案中,以所述脱胶助剂组合物重量计,所述多孔粉末分散剂含量为70-90%(W/W)。
本发明还提供了一种油脂脱胶方法。
本发明提供的脱胶方法包括在酶法脱胶过程中,将前述的脱胶助剂组合物与酶及油脂接触,或将前述阳离子交换剂和多孔粉末分散剂与酶及油脂接触。
在本发明的一个具体实施方案中,以所述油脂为100%计,所述脱胶助剂组合物为0.02-5%(W/W)。在本发明的一个优选实施方案中,以所述油脂为100%计,所述脱胶助剂组合物为0.6-1.8%(W/W)。
在本发明的一个具体实施方案中,以所述油脂为100%计,所述阳离子交换剂和多孔粉末分散剂的重量之和为0.02-5%(W/W)。在本发明的一个优选实施方案中,以所述油脂为100%计,所述阳离子交换剂和多孔粉末分散剂的重量之和为0.6-1.8%(W/W)。
在本发明的一个具体实施方案中,所述方法还包括固液分离步骤,以将胶质与油脂分离。
在本发明的一个优选实施方案中,所述固液分离为离心、过滤。
在本发明的一个具体实施方案中,所述油脂为毛油。
在本发明的一个优选实施方案中,所述油脂为植物油毛油。
在本发明的一个优选实施方案中,植物油为大豆油、菜籽油、玉米油、葵花籽油、棕榈油、棕榈仁油、椰子油、稻米油、花生油、芝麻油、棉籽油、茶籽油、蓖麻油、红花籽油、亚麻油、杏仁油中的一种或多种。
本发明还提供了一种磷脂酶C脱胶的方法。
本发明提供的方法包括:在待脱胶油脂中加入磷脂酶C,水,以及前述的脱胶助剂组合物,进行脱胶反应;固液分离。
在本发明的一个具体实施方案中,以待脱胶油脂重量为100%计,所述磷脂酶C的重量为0.01-2%,所述水的重量为1-3%,所述脱胶助剂组合物重量为0.6-1.8%。
在本发明的一个具体实施方案中,所述油脂为毛油。
在本发明的一个优选实施方案中,所述油脂为植物油毛油。
在本发明的一个优选实施方案中,所述植物油为大豆油、菜籽油、玉米油、葵花籽油、棕榈油、棕榈仁油、椰子油、稻米油、花生油、芝麻油、棉籽油、茶籽油、蓖麻油、红花籽油、亚麻油、杏仁油中的一种或多种。
本发明还提供了前述的脱胶助剂组合物用于增强油脂酶法脱胶的用途。
下文将以具体实施例的方式阐述本发明。应理解,这些实施例仅仅是阐述性的,并非意图限制本发明的范围。实施例中所采用的方法和试剂,除非另有说明,否则为本领域常规的方法和试剂。此外,“含有”、“包含”、“包括”等类似术语在本文中也包括“由……组成”、“由……构成”、“由……制成”之意;本文各实施方案中提及的各范围均可任意组合。
在本发明中,采用的检测方法如下:
丙酮不溶物含量:国标GB/T21493-2008
甘二酯DG含量及增加量:HPLC-ELSD法AOCS cd 11d-96
在本发明中,使用的:
大豆毛油:购自益海嘉里食品有限公司品管处
葵籽毛油:上海嘉里食品有限公司品管处
菜籽毛油:上海嘉里食品有限公司品管处
磷脂酶C:购自DSM,蛋白含量22mg/ml;
稀释的磷脂酶C:为将磷脂酶C使用水稀释而获得。
实施例1
取大豆毛油(丙酮不溶物含量3%)50g,加入稀释200倍的磷脂酶C 0.5ml,水1ml,均质机(德国fluka)均质30s,然后加热台上50℃反应1h。反应结束升温至85℃,保持0.5h。将油于8000rpm离心20min,取上层样品液相分析甘二酯DG的增加量,结果如表1所示。
实施例2
取大豆毛油(丙酮不溶物含量3%)50g,加入稀释200倍的磷脂酶C 0.5ml,水1ml,加入脱胶助剂组合物阳离子交换剂人造沸石P103640(阿拉丁试剂公司)0.03g,白炭黑德固赛Aerosil 200,0.27g,然后加热台上50℃反应1h。反应结束升温至85℃,保持0.5h。将油于8000rpm离心20min,上层样品液相分析甘二酯DG的增加量,结果如表1所示。
实施例3
将稀释200倍的磷脂酶C取0.5ml,加入人造沸石P103640(阿拉丁试剂公司)0.03g,白炭黑德固赛Aerosil 200 0.27g,水3ml,室温混合过夜,除去上清液,剩余部分置于通风处干燥,将干燥后的粉末置于50g大豆毛油中(丙酮不容物含量3%),加入1ml水,加热台上50℃反应1h,反应结束后升温至85℃,保持0.5h,将油于8000rpm离心20min,取上层油样分析甘二酯DG的增加量,结果如表1所示。
实施例4
取大豆毛油(丙酮不溶物含量3%)50g,加入稀释200倍的磷脂酶C 0.5ml,水1ml,脱胶助剂组合物阳离子交换剂人造沸石P103640(阿拉丁试剂公司)0.15g,瓦克气相白炭黑200 0.35g,然后加热台上50℃反应1h。反应结束升温至85℃,保持0.5h。将油于8000rpm离心20min,取上层样品液相分析甘二酯DG的增加量,结果如表1所示。
实施例5
将稀释200倍的磷脂酶C取0.5ml,加入人造沸石P103640(阿拉丁试剂公司)0.15g,瓦克气相白炭黑0.35g,水3ml,室温混合过夜,除去上清液,剩余部分置于通风处干燥,将干燥后的粉末置于50g大豆毛油中(丙酮不容物含量3%),加入1ml水,加热台上50℃反应1h,反应结束后升温至85℃,保持0.5h,将油于8000rpm离心20min,取上层油样分析甘二酯DG的增加量,结果如表1所示。
实施例6
取大豆毛油(丙酮不溶物含量3%)50g,加入稀释200倍的磷脂酶C 0.5ml,水1ml,加入脱胶助剂蒙脱土K30(沪试)0.1g,白炭黑德固赛Aerosil 200 0.7g,然后加热台上50℃反应1h。反应结束升温至85℃,保持0.5h。将油于8000rpm离心20min,上层样品液相分析甘二酯DG的增加量,结果如表1所示。
实施例7
将稀释200倍的磷脂酶C取0.5ml,加入蒙脱土K30(沪试)0.09g,瓦克气相白炭黑0.81g,水3ml,室温混合过夜,除去上清液,剩余部分置于通风处干燥,将干燥后的粉末置于50g大豆毛油中(丙酮不容物含量3%),加入1ml水,加热台上50℃反应1h,反应结束后升温至85℃,保持0.5h,将油于8000rpm离心20min,取上层油样分析甘二酯DG的增加量,结果如表1所示。
实施例8
取大豆毛油(丙酮不溶物含量3%)50g,加入稀释200倍的磷脂酶C 0.5ml,水1ml,加入脱胶助剂蒙脱土K30(沪试)0.2g,瓦克气相白炭黑0.2g,然后加热台上50℃反应1h。反应结束升温至85℃,保持0.5h。将油于8000rpm离心20min,取上层样品液相分析甘二酯DG的增加量,结果如表1所示。
实施例9
将稀释200倍的磷脂酶C取0.5ml,加入蒙脱土K30(沪试)0.27g,瓦克气相白炭黑0.63g,水3ml,室温混合过夜,除去上清液,剩余部分置于通风处干燥,将干燥后的粉末置于50g大豆毛油中(丙酮不容物含量3%),加入1ml水,加热台上50℃反应1h,反应结束后升温至85℃,保持0.5h,将油于8000rpm离心20min,取上层油样分析甘二酯DG的增加量,结果如表1所示。
实施例10
按取大豆毛油(丙酮不溶物含量3%)50g,加入稀释200倍的磷脂酶C0.5ml,水1ml,加入人造沸石80目(沪试)0.1g,然后加热台上50℃反应1h。反应结束升温至85℃,保持0.5h。将油于8000rpm离心20min,取上层样品液相分析甘二酯DG的增加量,结果如表1所示。
实施例11
将稀释200倍的磷脂酶C取0.5ml,加入人造沸石80目(沪试)0.1g,水3ml,室温混合过夜,除去上清液,剩余部分置于通风处干燥,将干燥后的粉末置于50g大豆毛油中(丙酮不容物含量3%),加入1ml水,加热台上50℃反应1h,反应结束后升温至85℃,保持0.5h,将油于8000rpm离心20min,取上层油样分析甘二酯DG的增加量,结果如表1所示。
实施例12
按取大豆毛油(丙酮不溶物含量3%)50g,加入稀释200倍的磷脂酶C0.5ml,水1ml,加入瓦克气相白炭黑V15 0.9g,然后加热台上50℃反应1h。反应结束升温至85℃,保持0.5h。将油于8000rpm离心20min,取上层样品液相分析甘二酯DG的增加量,结果如表1所示。
实施例13
将稀释200倍的磷脂酶C取0.5ml,加入瓦克气相白炭黑V15 0.9g,水3ml,室温混合过夜,除去上清液,剩余部分置于通风处干燥,将干燥后的粉末置于50g大豆毛油中(丙酮不容物含量3%),加入1ml水,加热台上50℃反应1h,反应结束后升温至85℃,保持0.5h,将油于8000rpm离心20min,取取上层油样分析甘二酯DG的增加量,结果如表1所示。
实施例14
取葵籽毛油(丙酮不溶物含量2.5%)50g,加入稀释100倍的磷脂酶C0.25ml,水1.5ml,加入膨润土(国药集团化学试剂公司,产品编号xwl13027891)0.45g,三硅酸镁1.05g,然后加热台上55℃反应1h。反应结束升温至85℃,保持0.5h。将油于8000rpm离心20min,取上层样品液相分析甘二酯DG的增加量,结果如表1所示。
实施例15
取菜籽毛油(丙酮不溶物含量1.8%)50g,加入稀释100倍的磷脂酶C 0.3ml,水2ml,加入黏土(国药集团化学试剂公司,产品编号20008728)0.3g,硅藻土(阿拉丁试剂产品编号K131662)0.7g,然后加热台上48℃反应1.5h。反应结束升温至85℃,保持1h。将油于8000rpm离心20min,取上层样品液相分析甘二酯DG的增加量,结果如表1所示。
表1、分析检测DG含量结果
磷脂酶能够将磷脂水解成DG和磷酰胆碱基团,因此,磷脂酶活力越高,生成的DG越多。
根据表1结果,加入脱胶组合物后进行脱胶,比不加脱胶组合物和单独加分散剂或阳离子交换剂的效果要好。将脱胶组合物直接用于脱胶过程中,比先将磷脂酶和脱胶组合物接触干燥再用于脱胶的效果好,说明脱胶组合物在脱胶的过程中不是依靠固定化磷脂酶而起作用而是在脱胶过程中帮助酶分散和更好的接触磷脂从而使脱胶过程更为彻底。

Claims (10)

1.一种用于酶法脱胶的脱胶助剂组合物,其特征在于,所述脱胶助剂组合物包括阳离子交换剂和多孔粉末分散剂。
2.如权利要求1所述的脱胶助剂组合物,其特征在于,所述阳离子交换剂包括无机阳离子交换剂以及有机阳离子交换剂,所述无机阳离子交换剂优选包括沸石,人造沸石,硅酸盐化合物,人工合成分子筛,水滑石类化合物,骨炭,膨润土,黏土,蒙皂石,蛭石中的一种或多种,所述有机阳离子交换剂优选包括磺酸基团或者磷酸交换基团的以丙烯酸或聚苯乙烯为骨架的有机高分子材料中的一种或多种;和/或,
所述多孔粉末分散剂包括无机多孔分散剂和有机多孔分散剂,所述无机多孔分散剂优选包括三硅酸镁,硅藻土,二氧化硅或其衍生物为骨架的粉末,例如气相白炭黑,沉淀白炭黑,硅胶,经烷烃化等接枝改性的二氧化硅,中的一种或多种;所述有机多孔分散剂优选包括聚苯乙烯粉末或聚丙烯酸,聚脲醛,聚酚醛粉末中的一种或多种。
3.如权利要求1或2所述的脱胶助剂组合物,其特征在于,以所述脱胶助剂组合物重量计,所述阳离子交换剂含量为1-70%(W/W),优选为10-30%(W/W),所述多孔粉末分散剂含量为50-99%(W/W),优选为70-90%(W/W)。
4.一种油脂脱胶方法,其特征在于,所述方法包括在酶脱胶过程中,将权利要求1-3中任一项所述的脱胶助剂组合物与酶及油脂接触,或将权利要求1-3中任一项中的阳离子交换剂和多孔粉末分散剂与酶及油脂接触。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,以所述油脂为100%计,所述脱胶助剂组合物为0.02-5%(W/W),优选为1-3%(W/W);或,以所述油脂为100%计,所述阳离子交换剂和多孔粉末分散剂的重量之和为0.02-5%(W/W),优选为0.6-1.8%(W/W)。
6.如权利要求4或5所述的方法,其特征在于,所述方法还包括固液分离步骤,所述固液分离优选为离心、过滤,以将胶质与油脂分离。
7.一种磷脂酶C脱胶的方法,其特征在于,所述方法包括:在待脱胶油脂中加入磷脂酶C,水,以及权利要求1-3任一项所述的脱胶助剂组合物,进行脱胶反应;固液分离。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述方法包括:以待脱胶油脂重量为100%计,所述磷脂酶C的重量为0.01-1%,优选0.01-2%,所述水的重量为0.1-10%,优选1-3%,所述脱胶助剂组合物重量为0.02-5%,优选0.6-1.8%。
9.如权利要求4-8中任一项所述的方法,其特征在于,所述油脂为毛油,优选为植物油毛油,所述植物油优选为大豆油、菜籽油、玉米油、葵花籽油、棕榈油、棕榈仁油、椰子油、稻米油、花生油、芝麻油、棉籽油、茶籽油、蓖麻油、红花籽油、亚麻油、杏仁油中的一种或多种。
10.权利要求1-3中任一项所述的脱胶助剂组合物用于增强油脂酶法脱胶的用途。
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