CN110894516A - 一种生物法制备功能性牛油的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物法制备功能性牛油的方法，牛脂肪原料经过蛋白酶水解获得粗制毛牛油，通过胆固醇氧化酶和脂肪酶等处理制得。其中采用蛋白酶水解牛脂肪原料获得毛牛油，避免牛油在传统高温熬制过程中，长期处于高温状态被氧化，生成杂质较多的情况。使用安全无毒的胆固醇氧化酶快速降低了牛油中胆固醇含量，并且使用脂肪酶催化不同的酰基受体同牛油的游离脂肪酸发生酰化反应，降低牛油的酸价的同时获得功能性的高品质牛油。本发明方法相较于传统工艺具有成本低、操作方便、健康无污染、风味无损失、操作步骤少等优势。
Description
技术领域
本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种生物法制备功能性牛油的方法。
背景技术
牛油因其具有良好的稳定性、持气性及特有的纯正风味广泛应用于食品加工业，如人造奶油、起酥油、煎炸油、香精香料、调味酱包和烘焙食品中。但是牛油因胆固醇和游离脂肪酸含量较高，在储藏过程中容易发生变质影响风味，并且过多食用会诱发高血脂、冠心病和其他潜在心血管疾病的发生。因此需要对牛油进行精炼以满足食用标准。
目前牛油主要的传统制备工艺为高温熬制，再经过物理或化学方法进行除杂、降胆固醇、降酸价、除臭、脱色等精炼获得品质较好的牛油。但传统的制备工艺存在一定的弊端，首先，高温熬制即采用高温将牛油脂从脂肪组织细胞中释放出来，再经过滤分离油渣获得粗牛油，在熬制过程中温度不易控制和长时间的高温加热，导致牛油的色泽深、酸价高、胆固醇含量高、杂质较多、口感较差、有难闻异味等缺点；其次，传统工艺精炼牛油除胆固醇的方式为采用如下方法：有机溶剂法去除胆固醇时会存在有机溶剂残留于产品中的安全性问题；β-环状糊精包埋法存在炼制时间长，耗能较高等问题；水蒸气蒸馏法、超临界二氧化碳萃取法存在设备要求高，成本高等问题。
牛油脱酸工艺是精制牛油的关键步骤，直接关系到产品品质的高低。传统工艺有两种:中和法和蒸馏法。中和法是利用加碱中和油脂中的游离脂肪酸，生成脂肪酸盐和水，但是在碱作用下会使得中性油发生水解，造成大量油脂损耗和产生大量的工业废水，同时皂脚夹带中性油也会造成中性油损失；蒸馏法是利用甘油三酸酯和游离脂肪酸相对挥发度的不同，在高温、高真空下进行水蒸气蒸馏，使游离脂肪酸及低分子物质随着蒸汽一起排出，但是这种方法所需的人员比较多，生产设备投入较大，还会产生一些高聚物和反式酸的产生，反式酸可以降低血清中高密度胆固醇，而增加低密度胆固醇，因此其应用受到限制。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种生物法制备功能性牛油的方法。通过蛋白酶水解提取毛牛油，然后使用胆固醇氧化酶降低牛油胆固醇含量，最后使用脂肪酶和酰基受体酯化反应牛油中游离脂肪酸，获得降胆固醇、神经保护作用或其它功能的高品质牛油。
本发明采用的技术方案如下：
一种生物法制备功能性牛油的方法，包括以下步骤：
S1.原料处理：将牛脂肪切碎；
S2.粗牛油制备：在S1步骤所得切碎的牛脂肪中加入水和蛋白酶进行酶解反应，反应温度为50～80℃，反应时间为2～6h，离心并回收蛋白酶和粗制牛油；优选反应温度为50℃，反应时间为5h。
S3.降低胆固醇：在S2步骤所得粗制牛油中加入胆固醇氧化酶进行酶解反应，反应温度为50～80℃，酶解反应4～6h后，离心并分离出胆固醇氧化酶，得低胆固醇的牛油；优选反应温度为55℃，反应时间为6h。
S4.功能性牛油制备：在S3步骤所得低胆固醇牛油中加入脂肪酶和酰基受体进行反应，反应温度为50℃～80℃，酶解反应时间为8～12h，离心分离出脂肪酶，即得；优选反应温度为70℃，反应时间为8h。
生物法提取油脂具有出油率高、质量较好、生产耗能低，不对环境造成污染等优点，可作为一种新型的提取油脂方式，并且由于反应条件温和，其产品质量较高，可不做除臭和脱色处理，简化了油脂的制备步骤。
胆固醇氧化酶降低油脂中胆固醇含量，具有反应条件温和，产品质量较高等优点。
传统的脱酸工艺只是降低油脂中的酸价，并没有其它功能性的物质产生。酶法酯化脱酸具有反应条件温和，催化效率高，不会产生大量废水，对环境的污染少，并且根据酰基受体的不同，在降低牛油中酸价的同时生成具有特殊性功能的物质。
进一步地，S2步骤中牛脂肪与水按质量比为1:1～2进行混合，所述蛋白酶添加量为牛脂肪的1～3wt％；优选牛脂肪与水的质量比为1:2，蛋白酶添加量为牛脂肪的2wt％。
进一步地，S2步骤中蛋白酶为碱性蛋白酶、中性蛋白酶、肽酶和胰蛋白酶中的至少一种。采用的蛋白酶为固定化的蛋白酶。
进一步地，S3步骤中，胆固醇氧化酶的添加量为所述粗制牛油的2～4wt％。采用的胆固醇氧化酶为固定化的胆固醇氧化酶；优选胆固醇氧化酶的添加量为所述粗制牛油的2wt％。
进一步地，S4步骤中，酰基受体的添加量由下式计算得到：
式中，m：酰基受体添加量，g；A：牛油酸值，mg/g；m1：反应牛油质量，g；M1：酰基受体的摩尔质量，g/mol；M2：KOH的摩尔质量，56.1g/mol；n：酰化反应的官能团数。
酰基受体同牛油中游离脂肪酸反应原理如下：
R1(COOH)n+nR2OH→R1(COR2)n+nH2O。
进一步地，S4步骤中酰基受体为植物甾醇。通过酶解反应获得低酸价具有降胆固醇作用的植物甾醇酯牛油。
进一步地，S4步骤中酰基受体为乙醇胺。牛油中脂肪酸包括亚油酸、花生四烯酸等，通过酰化反应低酸价的同时又获得具有神经保护作用的脂肪酸乙醇酰胺牛油。
进一步地，S4步骤中脂肪酶为球形马拉色菌脂肪酶、褶皱假丝酵母脂肪酶中的至少一种。采用的脂肪酶为固定化的脂肪酶。
上述的方法制备得到的功能性牛油。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明通过生物法提取牛油，在分解过程中，反应条件温和，副产物少，污染低，耗能低，牛油无不良风味产生，保持原香风味；
2、本发明采用生物法胆固醇氧化酶去除牛油中胆固醇，相较于传统方式更安全，耗能低、效果好；
3、本发明采用脂肪酶降低牛油的酸价，相较于传统降低酸价方式更安全和高效，并且根据酰化受体的不同可制备具有降胆固醇功能的植物甾醇酯牛油或神经保护作用的脂肪酸乙醇酰胺牛油；
4、本发明所使用的蛋白酶、胆固醇氧化酶和脂肪酶采用的是固定化的蛋白酶、固定化的胆固醇氧化酶和固定化的脂肪酶，使得酶的重复利用率得到显著提升，降低了在生产过程中酶的经济投入。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，以下对提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本发明较佳实施例提供的一种生物法制备功能性牛油的方法，具体步骤如下：
1.牛脂肪使用食用水洗净晾干，使用切割粉碎机绞碎牛脂肪；
2.酶解提取：将步骤1所得绞碎的牛脂肪与水按质量比为1:1.5进行混合，固定化的比例为1：2：1的碱性蛋白酶、中性蛋白酶和胰蛋白酶进行酶解反应，蛋白酶添加量为牛脂肪质量分数的2％，反应温度为50℃，酶解反应时间为5h，离心分离回收蛋白酶，得粗制牛油；
3.降低胆固醇处理：在步骤2所得牛油中加入固定化的胆固醇氧化酶，胆固醇氧化酶添加量为牛油质量的2％，反应温度为55℃，酶解反应6h后，离心分离回收胆固醇氧化酶，得低胆固醇的牛油；
4.功能性牛油制备：在步骤3所得低胆固醇牛油中加入固定化的褶皱假丝酵母脂肪酶和植物甾醇，脂肪酶添加量为牛油质量的2％，植物甾醇添加量由等式计算得到，酶解反应温度为70℃，酶解反应时间为8h，离心分离出脂肪酶，获得低酸价具有降胆固醇作用的植物甾醇酯牛油。
5.包装：将上述步骤4所得低酸价具有降胆固醇作用的植物甾醇酯牛油于0℃条件下，快速冷却密封保存。
实施例2
本发明较佳实施例提供的一种生物法制备功能性牛油的方法，具体步骤如下：
1.牛脂肪使用食用水洗净晾干，使用切割粉碎机绞碎牛脂肪；
2.酶解提取：将步骤1所得绞碎的牛脂肪与水按质量比为1:1.5进行混合，固定化的比例为1：2：1的碱性蛋白酶、中性蛋白酶和胰蛋白酶进行酶解反应，蛋白酶添加量为牛脂肪质量分数的2％，反应温度为50℃，酶解反应时间为5h，离心分离回收蛋白酶，得粗制牛油；
3.降低胆固醇处理：在步骤2所得牛油中加入固定化的胆固醇氧化酶，胆固醇氧化酶添加量为牛油质量的2％，反应温度为55℃，酶解反应6h后，离心分离回收胆固醇氧化酶，得低胆固醇的牛油；
4.功能性牛油制备：在步骤3所得低胆固醇牛油加入固定化的球形马拉色菌脂肪酶和乙醇胺，脂肪酶添加量为牛油质量的2％，乙醇胺添加量由等式计算得到，酶解反应温度为70℃，酶解反应时间为8h，离心分离脂肪酶，获得低酸价具有神经保护功能的脂肪酸乙醇酰胺牛油。
5.包装：将上述步骤4所得低酸价具有神经保护功能的脂肪酸乙醇酰胺牛油于0℃条件下，快速冷却密封保存。
实施例3
本发明较佳实施例提供的一种生物法制备功能性牛油的方法，具体步骤如下：
1.牛脂肪使用食用水洗净晾干，使用切割粉碎机绞碎牛脂肪；
2.酶解提取：将步骤1所得绞碎的牛脂肪与水按质量比为1:2进行混合，固定化的比例为1：1：1的碱性蛋白酶、中性蛋白酶和肽酶进行酶解反应，蛋白酶添加量为牛脂肪质量分数的2％，反应温度为50℃，酶解反应时间为5h，离心分离回收蛋白酶，得粗制牛油；
3.降低胆固醇处理：将步骤2所得牛油中加入固定化的胆固醇氧化酶，胆固醇氧化酶添加量为牛油质量的3％，反应温度为60℃，酶解反应6h后，离心分离回收胆固醇氧化酶，得低胆固醇的牛油；
4.功能性牛油制备：在步骤3所得低胆固醇牛油中加入固定化的褶皱假丝酵母脂肪酶和植物甾醇，脂肪酶添加量为牛油质量的2％，植物甾醇添加量由等式计算得到，酶解反应温度为75℃，酶解反应时间为8h，离心分离出脂肪酶，获得低酸价具有降胆固醇作用的植物甾醇酯牛油。
5.包装：将上述步骤4所得到低酸价具有降胆固醇作用的植物甾醇酯牛油于0℃条件下，快速冷却密封保存.
实施例4
本发明较佳实施例提供的一种生物法制备功能性牛油的方法，具体步骤如下：
1.牛脂肪使用食用水洗净晾干，使用切割粉碎机绞碎牛脂肪；
2.酶解提取：将步骤1所得绞碎的牛脂肪与水按质量比为1:2进行混合，固定化的比例为1：1：1的碱性蛋白酶、中性蛋白酶和肽酶进行酶解反应，蛋白酶添加量为牛脂肪质量分数的2％，反应温度为50℃，酶解反应时间为5h，离心分离回收蛋白酶，得粗制牛油；
3.降低胆固醇处理：将步骤2所得牛油中加入固定化的胆固醇氧化酶，胆固醇氧化酶添加量为牛油质量的3％，反应温度为60℃，酶解反应6h后，离心分离回收胆固醇氧化酶，得低胆固醇的牛油；
4.功能性牛油制备：在步骤3所得低胆固醇牛油加入固定化的球形马拉色菌脂肪酶和乙醇胺，脂肪酶添加量为牛油质量的2％，乙醇胺添加量由等式计算得到，酶解反应温度为75℃，酶解反应时间为8h，离心分离脂肪酶，获得低酸价具有神经保护功能的脂肪酸乙醇酰胺牛油。
5.包装：将上述步骤4所得到低酸价具有神经保护的作用的脂肪酸乙醇酰胺牛油于0℃条件下，快速冷却密封保存。
实验例
对实施例1和实施例2制备得到的牛油与市场上售卖的牛油的理化指标进行测试，采用的试验方法如下：
胆固醇含量检验：GB 5009.128-2016；
酸值检验：GB 5009.229-2016；
过氧化值检验：GB 5009.227-2016。
结果如下表1所示：
表1牛油的理化指标表
由上表1可知，采用本发明的制备方法制备得到的牛油的风味保存良好，过氧化值、胆固醇、酸价等指标得到了明显的降低，显著提高了牛油的品质。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种生物法制备功能性牛油的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.原料处理：将牛脂肪切碎；
S2.粗牛油制备：在S1步骤所得切碎的牛脂肪中加入水和蛋白酶进行酶解反应，反应温度为50～80℃，反应时间为2～6h，离心并回收蛋白酶和粗制牛油；
S3.降低胆固醇：在S2步骤所得粗制牛油中加入胆固醇氧化酶进行酶解反应，反应温度为50～80℃，酶解反应4～6h后，离心并分离出胆固醇氧化酶，得低胆固醇的牛油；
S4.功能性牛油制备：在S3步骤所得低胆固醇牛油中加入脂肪酶和酰基受体进行反应，反应温度为50℃～80℃，酶解反应时间为8～12h，离心分离出脂肪酶，即得。
2.根据权利要求1所述的生物法制备功能性牛油的方法，其特征在于：所述S2步骤中牛脂肪与水按质量比为1:1～2进行混合，所述蛋白酶添加量为牛脂肪的1～3wt％。
3.根据权利要求1所述的生物法制备功能性牛油的方法，其特征在于：所述S2步骤中蛋白酶为碱性蛋白酶、中性蛋白酶、肽酶和胰蛋白酶中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的生物法制备功能性牛油的方法，其特征在于：所述S3步骤中，胆固醇氧化酶的添加量为所述粗制牛油的2～4wt％。
5.根据权利要求1所述的生物法制备功能性牛油的方法，其特征在于：所述S4步骤中，酰基受体的添加量由下式计算得到：
式中，m：酰基受体添加量，g；A：牛油酸值，mg/g；m1：反应牛油质量，g；M1：酰基受体的摩尔质量，g/mol；M2：KOH的摩尔质量，56.1g/mol；n：酰化反应的官能团数。
6.根据权利要求1所述的生物法制备功能性牛油的方法，其特征在于：所述S4步骤中酰基受体为植物甾醇。
7.根据权利要求1所述的生物法制备功能性牛油的方法，其特征在于：所述S4步骤中酰基受体为乙醇胺。
8.根据权利要求1所述的生物法制备功能性牛油的方法，其特征在于：所述S4步骤中脂肪酶为球形马拉色菌脂肪酶、褶皱假丝酵母脂肪酶中的至少一种。
9.权利要求1-8中任一项所述的方法制备得到的功能性牛油。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200320 |
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