專利名稱：生物酶法制備低熱大豆油脂的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低熱大豆油脂的制備方法。
背景技術(shù)：
大豆作為我國的主要農(nóng)作物，在農(nóng)產(chǎn)品加工中占有舉足輕重的地位。大豆不僅是很有價值的油料作物，也是人類食用的優(yōu)質(zhì)植物蛋白源，從20世紀(jì)50年代以來大豆加工業(yè)迅速蓬勃發(fā)展起來，世界大豆的產(chǎn)量逐年在增加，隨之而來的出現(xiàn)了大豆加工產(chǎn)品品種多樣化，消費需求迅速增長的趨勢，尤以美國、日本、歐洲為代表，大豆產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。中國的大豆產(chǎn)業(yè)在進(jìn)入21世紀(jì)后開始了突飛猛進(jìn)的發(fā)展勢頭，2008年，中國大豆產(chǎn)量1650萬噸，年加工能力超過8000萬噸,成為世界上最大的大豆加工國。但在我國大豆產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的同時，我們在大豆精深加工技術(shù)和裝備水平上與美、日等發(fā)達(dá)國家相比尚存在一定的差距。 特別是大豆油脂及深加工產(chǎn)品的品種和質(zhì)量不能滿足國內(nèi)日益增長的市場需求，如何解決這些問題，促進(jìn)大豆產(chǎn)業(yè)的發(fā)展就變得非常必要和具有現(xiàn)實意義。目前，在國外正在研究開發(fā)的低熱量油脂(油脂替代品)主要有蔗糖脂肪酸聚酯、聚甘油酯、二酯酰甘油、短長鏈脂肪酸形成的三酸甘油酯、戊糖聚酯、山梨醇聚酯、烷基糖甙聚酯、二元酸酯、丙氧基甘油酯、辛癸酸甘油酯、三烷氧基丙三羧基酯、三烷氧基檸檬酸酯等。從國外的使用情況來看，蔗糖脂肪酸聚酯對消化道有一定潛在的影響，如腹痛、大便變軟或腹瀉，減少脂溶性維生素和一些營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，在食物中替代35%以上的油脂時會引起嚴(yán)重的腹瀉。丙酸癸酸二十二碳三酸甘油酯、短長鏈脂肪酸甘油三酯、聚甘油酯等產(chǎn)品工藝比較成熟，產(chǎn)品應(yīng)用較成功，食用安全性好。由于油脂對食品的口感、風(fēng)味、質(zhì)構(gòu)等起著很重要的作用，而且還是脂溶性維生素和風(fēng)味物質(zhì)的載體，因此，要在人們飲食中完全去掉脂肪是不可能的，甚至減少油脂用量也會嚴(yán)重影響食品的質(zhì)量。為了身體的健康，人們需要控制飲食中油脂攝入量，但許多消費者又無法接受單純減脂或無脂食品粗糙的口感，因此開發(fā)傳統(tǒng)高熱量油脂的替代品——低熱量油脂，就成為時代賦予給食品科技工作者的歷史使命。低熱量油脂產(chǎn)品的應(yīng)用，既可以降低飲食中的熱量攝入，減少高熱量食品對人體的危害，又不影響食品的口感、質(zhì)地和生理功能，已逐漸成為低熱量食品的重要配料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種生物酶法制備低熱大豆油脂的方法，該方法避免了化學(xué)法油脂改性的隨機性、副反應(yīng)多等缺點，且無需添加有機溶劑。本發(fā)明的上述目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的稱取一定量的油脂與酞基供體脂肪酸混合后，加入適量脂肪酶，將其放入恒溫水浴振蕩器中，保持一定的振蕩速率和恒定的溫度，反應(yīng)到一定時間后終止反應(yīng)，對反應(yīng)物進(jìn)行純化，得到具有低反式脂肪酸含量、低熱值的功能性系列大豆油脂產(chǎn)品，其中底物脂肪酸/油脂摩爾比為2 14 I，加酶量為底物質(zhì)量的2 10%，反應(yīng)溫度為40 80°C，反應(yīng)時間2 10h，振蕩速率為60 90r/min。本發(fā)明具有如下有益效果I、本發(fā)明制得的改性產(chǎn)品為淡黃色液體，與普通油脂氣味相同，并且與原料油脂具有良好的相溶性。2、穩(wěn)定性試驗表明，產(chǎn)品的穩(wěn)定性良好，產(chǎn)熱性能試驗表明，改性后的大豆油產(chǎn)生的熱值明顯降低。3、避免了化學(xué)法油脂改性的隨機性、副反應(yīng)多等缺點，且無需添加有機溶劑。酶催化的專一性強，可形成特定的目的產(chǎn)物，副產(chǎn)物少，減少了分離純化的工作，且反應(yīng)條件溫和，工藝簡捷，對于進(jìn)一步開發(fā)油脂深加工技術(shù)具有重要價值。
4、本發(fā)明的方法可全面提升我國大豆油脂加工業(yè)的整體技術(shù)水平，不僅可以延長 大豆加工產(chǎn)業(yè)鏈，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，擴大產(chǎn)品應(yīng)用范圍、提高大豆資源轉(zhuǎn)化率、利用率和大豆產(chǎn)品附加值，增強我國大豆加工企業(yè)的技術(shù)及市場競爭力，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益，而且可以調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，帶動農(nóng)業(yè)增效和豆農(nóng)的增收，促進(jìn)農(nóng)村發(fā)展；對于發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、縮小城鄉(xiāng)差距、提高國民生活質(zhì)量具有十分重要的現(xiàn)實意義和深遠(yuǎn)的影響。


圖I為改性產(chǎn)品熱值與丙酸含量的關(guān)系圖。
具體實施例方式具體實施方式
一本實施方式對生物酶法制備低熱大豆油脂的方法進(jìn)一步解釋說明一、酶促油脂改性制取結(jié)構(gòu)脂質(zhì)方法稱取一定量的油脂與酞基供體置于一具塞三角瓶中，加入適量脂肪酶，將其放入恒溫水浴振蕩器中，保持一定的振蕩速率和恒定的溫度，反應(yīng)到一定時間后終止反應(yīng)，離心分離除去脂肪酶，加堿皂化，水洗干燥，產(chǎn)品放入冰箱以備分析。二、反應(yīng)體系的選擇I、酞基供體的選擇本實施方式的酞基供體采用脂肪酸，短鏈脂肪酸是較受關(guān)注的能夠提供低能的脂肪酸之一，本實施方式選擇丙酸作為酞基供體。2、溶劑體系的選擇本發(fā)明的結(jié)構(gòu)脂質(zhì)作為脂肪替代品，用于食品的添加劑或食品原料，而產(chǎn)品中含有微量的有機溶劑都是不允許的，且本實驗中所選用原料本身的粘度都很小，有機溶劑對于產(chǎn)物中丙酸的得率雖有貢獻(xiàn)，但貢獻(xiàn)不大?；谝陨显颍緦嵤┓绞讲捎脽o溶劑體系。3、脂肪酶的選擇兩種1，3_定向酶脂肪酶——LipozymeTUM和LipoZymeRM頂都是經(jīng)微生物發(fā)酵而制得，用于1，3-位置酷交換反應(yīng)的固定化脂肪酶。Lip0ZymeTUM催化底物形成的結(jié)構(gòu)脂質(zhì)中丙酸的含量更高。因此，本實施方式優(yōu)選LIPozymeTLIM作為催化劑。4、反應(yīng)溫度對改性產(chǎn)物的影響反應(yīng)溫度對酯交換反應(yīng)有很大影響，在本試驗的非溶劑反應(yīng)體系中，高溫有助于反應(yīng)底物的互溶，增加底物的接觸面積，加快反應(yīng)速度，縮短反應(yīng)時間。隨溫度的升高，結(jié)合到甘油結(jié)構(gòu)上的丙酸含量增加，但當(dāng)溫度超過70°C時，丙酸含量呈下降趨勢，這可能與酶的熱失活增加有關(guān)。本實施方式的反應(yīng)溫度選擇40 80°C。5、加酶量對改性產(chǎn)物的影響酶量的變化與反應(yīng)速度直接相關(guān)，隨著酶量的增加，底物與酶分子接觸的機會增力口，反應(yīng)速度加快，酯交換反應(yīng)程度提高，結(jié)合到甘油骨架上的丙酸含量增加，但當(dāng)酶量上升到一定程度，繼續(xù)增加時，丙酸含量隨酶量的增加變化緩慢，這可能與水解加強有關(guān)。本實施方式中酶量控制在2 10%。6、反應(yīng)時間對改性產(chǎn)物的影響在反應(yīng)初期，隨著反應(yīng)時間的增加，丙酸含量增加很快，反應(yīng)一段時間后，產(chǎn)物中丙酸含量變化趨緩，反應(yīng)達(dá)到平衡。隨反應(yīng)時間的增加，反應(yīng)體系將最終達(dá)到動態(tài)平衡，正反應(yīng)和逆反應(yīng)速度趨于一致。本實施方式反應(yīng)時間為2 10h。 7、底物比對改性產(chǎn)物的影響底物比能夠影響酯交換反應(yīng)和酸基位移反應(yīng)的速率。當(dāng)?shù)孜锉壤∮? I時，結(jié)合到大豆油中的丙酸含量隨底物中的丙酸比例增加而迅速升高，但當(dāng)?shù)孜锉壤^續(xù)增大時，丙酸含量上升趨于緩慢。因此，本實施方式底物脂肪酸/油脂摩爾比為2 14 1，底物比優(yōu)選2 5 I。三、產(chǎn)物的分離純化反應(yīng)結(jié)束后，體系中存在產(chǎn)物、未反應(yīng)的底物、酶、游離脂肪酸、甘油一酯酯、甘油二酯酯等。酶的存在可能使逆反應(yīng)增大，為了防止逆反應(yīng)增大，可以向反應(yīng)物中添加少量的水以破壞酶的催化活性，或者反應(yīng)后立刻冷卻，在離心機中離心或過濾以除去酶。甘油一酯酯、甘油二酯酯由于其所具有的親水性羥基，有形成高度分散態(tài)的傾向，可形成小微粒，故單酞甘油酯和二酞甘油酯?？勺鳛槭称啡榛瘎┯糜谑称饭I(yè)中，使食物更均勻，易于加工，作為組織改良劑應(yīng)用于化妝品工業(yè)中，作為防凍劑用于面包制作中，在醫(yī)藥高分子合成等領(lǐng)域中有著廣泛的用途，且二者都可以被機體利用。因此，產(chǎn)物中即便有少量的甘油一酯酯、甘油二酯酯也可以不必除去。本試驗產(chǎn)物中游離脂肪酸的含量較高，采用堿中和、水洗的方法除去其中的游離脂肪酸。制得的改性產(chǎn)品為淡黃色液體，與普通油脂氣味相同，并且與原料油脂具有良好的相溶性。四、熱分析穩(wěn)定性試驗表明，產(chǎn)品的穩(wěn)定性良好；產(chǎn)熱性能試驗表明，改性后的豆油供能明顯降低，熱值降低幅度可達(dá)15%。五、改性前后油脂的脂肪酸組成(表I)表I改性前后脂肪酸組成及含量)
權(quán)利要求
1.生物酶法制備低熱大豆油脂的方法，其特征在于所述低熱大豆油脂制備方法包括步驟稱取一定量的油脂與酞基供體脂肪酸混合后，加入適量脂肪酶，將其放入恒溫水浴振蕩器中，保持一定的振蕩速率和恒定的溫度，反應(yīng)到一定時間后終止反應(yīng)，對反應(yīng)物進(jìn)行純化，得到終產(chǎn)物，其中底物脂肪酸/油脂摩爾比為2 14 1，加酶量為底物質(zhì)量的2 10%，反應(yīng)溫度為40 80°C，反應(yīng)時間2 10h，振蕩速率為60 90r/min。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生物酶法制備低熱大豆油脂的方法，其特征在于所述底物脂肪酸/油脂摩爾比為2 5 I。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生物酶法制備低熱大豆油脂的方法，其特征在于所述底物脂肪酸/油脂摩爾比3. 8 I，加酶量為底物質(zhì)量的6.7%，反應(yīng)溫度70°C，反應(yīng)時間8h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的生物酶法制備低熱大豆油脂的方法，其特征在于所述脂肪酸為短鏈脂肪酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物酶法制備低熱大豆油脂的方法，其特征在于所述短鏈脂肪酸為丙酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的生物酶法制備低熱大豆油脂的方法，其特征在于所述脂肪酶為1，3-定向酶脂肪酶。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生物酶法制備低熱大豆油脂的方法，其特征在于所述I，3-定向酶脂肪酶為 LipozymeTLIM 或 LipoZymeRMIM。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生物酶法制備低熱大豆油脂的方法，其特征在于所述終產(chǎn)物分離提取采用堿中和方法。
全文摘要
生物酶法制備低熱大豆油脂的方法，涉及一種低熱大豆油脂的制備方法。稱取一定量的油脂與酞基供體脂肪酸混合后，加入適量脂肪酶，將其放入恒溫水浴振蕩器中，保持一定的振蕩速率和恒定的溫度，反應(yīng)到一定時間后終止反應(yīng)，對反應(yīng)物進(jìn)行純化，其中底物脂肪酸/油脂摩爾比為2～14∶1，加酶量為底物質(zhì)量的2～10％，反應(yīng)溫度為40～80℃，反應(yīng)時間2～10h，振蕩速率60～90r/min，得到的產(chǎn)物為具有低反式脂肪酸含量、低熱值的功能性系列大豆油脂產(chǎn)品。本發(fā)明避免了化學(xué)法油脂改性的隨機性、副反應(yīng)多等缺點，且無需添加有機溶劑。酶催化的專一性強，可形成特定的目的產(chǎn)物，副產(chǎn)物少，減少了分離純化的工作，且反應(yīng)條件溫和，工藝簡捷。
文檔編號C12P7/64GK102796777SQ20121025104
公開日2012年11月28日 申請日期2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月20日
發(fā)明者孫樹坤, 陳昊, 朱秀清, 江連洲, 李佳棟, 胡立志, 高向陽 申請人:黑龍江省大豆技術(shù)開發(fā)研究中心