CN105274156A - 制备微生物油脂的方法及微生物油脂 - Google Patents
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Abstract
制备微生物油脂的方法，包括如下步骤：发酵获得产油微生发酵液；将发酵液进行浓缩，获得固含量高于10%的浓缩发酵液；将浓缩发酵液的PH值调节在5～8.1之间，然后向发酵液中加入磷脂酶C，将温度控制在38℃～51℃之间进行搅拌、剪切2～6h；分离油相和水相，获得磷含量低于5ppm的微生物油脂。本发明将脱胶工序与微生物破壁工序相结合，从而减少油脂的制备工序,降低了生产成本；进一步的，将脱胶工艺前置到毛油的制备工序中，使生产出的毛油品质更高。另一方面，磷脂酶C可以将甘油磷脂水解成甘油二酯，从而提高油脂中甘油二酯的含量，由于甘油二酯具有较好的乳化性能，其不仅对制备微生物油脂微胶囊的乳化过程有促进作用，还可以提高微生物油脂的包埋率，进而可降低微胶囊的表面油含量，提高微胶囊的抗氧化能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种制备微生物油脂的方法以及通过该制备方法制得的微生物油脂。
背景技术
目前微生物油脂的获得方式是将微生物菌种通过发酵得到获得大量微生物，然后进行预处理，通过有机溶剂提取、脱溶得到微生物毛油。该微生物毛油中已经含有特定的微生物油脂成分，因此已经可以在市面上作为产品进行销售。但是，该微生物毛油的杂质较多，感官也不好，因此，常常需要进一步将其精炼，制得品质更好的微生物油脂。油脂精炼通常分为脱胶、碱炼、脱色、脱臭等工序，其中脱胶是整个油脂精炼工艺的基础，主要作用是去除油脂中的磷脂(水化磷脂和非水化磷脂)类物质。传统脱胶方法分为物理法和化学法，主要是通过消耗大量的水、酸、碱等化学物质，来去除油脂中的磷脂等胶质。其工艺相对简单，但易造成磷脂脱除效果差、油脂损耗过多、产生废水多、油脂品质不稳定等不良影响。酶法脱胶是一种高效、经济、无污染的脱胶方法，它是利用微生物发酵提取的磷脂酶，催化磷脂水解。与传统脱胶工艺相比，酶法脱胶工艺具有脱磷效果好、炼耗小、能耗低、产生污水少、收率高等优点。早在20世纪中叶Rohm等人就开发了利用磷脂酶A的酶法脱胶工艺，当时采用一种从猪胰脏提取的磷脂酶A2，此方法称为“Enzymax”工艺。但由于磷脂酶A2的来源有限、价格昂贵以及性能上的缺陷，酶法脱胶一直没有得到大规模的应用。近年来，随着酶制剂技术的创新，磷脂酶A活性提升的同时成本也得到大幅降低，使用磷脂酶A脱胶的工艺逐渐受到重视，涌现出大量专利和研究论文。
专利CN102936533A公开了一种酶法脱胶精制水飞蓟籽油的方法，包括以下步骤：水飞蓟籽经压榨或浸出方法制得水飞蓟毛油，利用悬浮杂质与油脂的密度不同，在自然静置状态下，或将水飞蓟毛油于50℃干燥箱内保持1h，使杂质与油脂分离，过滤，制得毛油。采用磷脂酶对水飞蓟毛油进行脱胶处理，然后进行脱酸、脱色、脱臭，得到精制水飞蓟籽油。该发明还使用硅胶作为吸附剂进行脱色脱臭处理，避免了传统工艺中的高温真空脱色和高温真空脱臭处理，减少了水飞蓟籽油中有效成分的损失，缩短了工艺流程。
专利CN101323815在进行酶法脱胶反应时添加0.01%～0.02%的混合酶制剂制备得到含磷量小于5ppm的菜籽油，其中混合酶制剂是由磷脂酶A2和LecitaseUltra按照1：1的体积比配制而成。该方法比使用单一酶进行酶法脱胶的工艺简单，并降低了多次分离带来的油脂损失，减少的设备的投资费用和后期能源消耗。
但是，现有的酶法脱胶工艺都是在制得毛油后进行的。结合微生物发酵过程中酶解破壁与酶法脱胶工艺的特点，本发明考虑将脱胶工序与微生物破壁工序相结合，一方面减少油脂的制备工序，另一方面提高了油脂的得率和品质。更进一步的，使用磷脂酶C可有效提高油脂中甘油二酯的含量，提升油脂的乳化性能，有利于包埋。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种工序简单，产品品质优良的制备微生物油脂的方法。
本发明的另一目的是提供一种品质和乳化性能优良的微生物油脂。
为实现上述主要目的，本发明提供制备微生物油脂的方法，包括如下步骤：发酵获得产油微生发酵液；将发酵液进行浓缩，获得固含量高于10%的浓缩发酵液；将浓缩发酵液的PH值调节在5～8.1之间，然后向发酵液中加入磷脂酶C，将温度控制在38℃～51℃之间进行搅拌、剪切2～6h；分离油相和水相，获得磷含量低于5ppm的微生物油脂。
本发明制备微生物油脂的方法具有如下有益效果：将脱胶工序与微生物破壁工序相结合，从而减少油脂的制备工序,降低了生产成本；进一步的，将脱胶工艺前置到毛油的制备工序中，使生产出的毛油品质更高。另一方面，磷脂酶C可以将甘油磷脂水解成甘油二酯，从而提高油脂中甘油二酯的含量，由于甘油二酯具有较好的乳化性能，其不仅对制备微生物油脂微胶囊的乳化过程有促进作用，还可以提高微生物油脂的包埋率，进而可降低微胶囊的表面油含量，提高微胶囊的抗氧化能力。
进一步的，步骤（1）中，所述产油微生物包括酵母、裂殖壶菌、、双鞭甲藻、微球藻、破囊壶菌，这体现了本发明的制备方法应用范围比较广泛。
进一步的，步骤（3）中，进一步加入碱性蛋白酶、几丁质酶、蜗牛酶中的一种或多种。这一类酶的作用主要是促进细胞壁的破碎，从而提高油脂的产率。
为实现上述另一目的，本发明提供一种微生物油脂，甘油三酯的含量不高于95%，甘油二酯含量不低于3%，且磷含量低于5ppm。
本发明的微生物油脂具有以下有益效果：油脂中的磷含量低，油脂的品质更好。另一方面，油脂中含有适量的甘油二酯，因此具有较好的乳化性能，可以提高微生物油脂的包埋率，降低微胶囊的表面油含量，提高微胶囊的抗氧化能力。
具体实施方式
下面结合具体实例，对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
以双鞭甲藻作为发酵菌种，依次按下列步骤操作：
(1)发酵获得富含二十二碳六烯酸的微生物发酵液;
(2)将上述发酵液经离心机处理后，得到固形物含量为25.1%浓缩发酵液；
(3)取500g该浓缩发酵液投入到1L的玻璃反应瓶中，调节pH值至8.01，加入1.01g碱性蛋白酶，控温45℃，剪切2h，再加入2.5g磷脂酶C，进一步搅拌反应2h，得到酶解液。
(4)将上述酶解液升温至97℃，然后用10000rpm的高速离心机离心，分离出上层油相进行真空脱水，得到41.3g富含二十二碳六烯酸的微生物油脂。
(5)经检测，该微生物油脂中磷含量为1.9ppm,甘油三酯的含量为90.9%，甘油二酯的含量为6.3%。
实施例2
以微球藻作为发酵菌种，依次按下列步骤操作：
(1)发酵获得富含二十碳五烯酸的微生物发酵液;
(2)将上述发酵液经膜分离后，得到固形物含量为17.1%浓缩发酵液；
(3)取5kg该浓缩发酵液投入到25L的玻璃反应釜中，调节pH值至7.01，加入5.1g碱性蛋白酶、5.1g蜗牛酶，控温51℃，10g磷脂酶C，搅拌、剪切反应4h，得到酶解液。
(4)向酶解液中加入10L正己烷和5L乙醇提取1h，沉降得分离得到萃取液，将萃取液进行真空脱溶，得到377.3g富含二十碳五烯酸的微生物油脂。
(5)经检测，该微生物油脂中磷含量为1.7ppm,甘油三酯的含量为92.7%，甘油二酯的含量为5.1%。
实施例3
以酵母作为发酵菌种，依次按下列步骤操作：
(1)发酵获得富含亚麻酸的微生物发酵液;
(2)将上述发酵液经离心后，得到固形物含量为29.7%浓缩发酵液；
(3)取51kg该浓缩发酵液投入到300L反应釜中，调节pH值至5，控温48℃，加入100.5g蜗牛酶，127.5g磷脂酶C，搅拌、剪切2h，得到酶解液。
(4)向上述酶解液中加入100L正己烷和50L乙醇提取1.5h，沉降分离得到萃取液，将萃取液进行真空脱溶，得到4179.1g富含亚麻酸的微生物油脂。
(5)经检测，该微生物油脂中磷含量为2.9ppm,甘油三酯的含量为94.1%，甘油二酯的含量为3.9%。
实施例4
以金黄色破囊壶菌为发酵菌种，依次按下列步骤操作：
(1)发酵获得富含二十二碳六烯酸的微生物发酵液;
(2)将上述发酵液经离心分离处理后，得到固形物含量为10%浓缩发酵液；
(3)取150kg该浓缩发酵液投入到500L的反应釜中，调节pH值至7.1，加入300g碱性蛋白酶、225.1g几丁质酶，控温45℃，150g磷脂酶C，搅拌反应5h，得到酶解液。
(4)向上述酶解液中加入150L己烷和100L乙醇，搅拌反应1.5h，经蝶式离心机离心，将得到的油相进行真空脱溶，得到6973.9g富含二十二碳六烯酸的微生物油脂。
(5)经检测，该微生物油脂中磷含量为4.9ppm,甘油三酯的含量为94.7%，甘油二酯的含量为3.1%。
实施例5
以裂殖壶菌为发酵菌种，依次按下列步骤操作：
（1）发酵获得富含二十二碳六烯酸和二十二碳五烯酸的微生物发酵液;
（2）将上述发酵液经离心处理后，得到固形物含量为25.9%浓缩发酵液；
（3）取500kg该浓缩发酵液投入到1000L反应釜中，调节pH值至8.1，加入1000.5g碱性蛋白酶，，750.3g磷脂酶C，控温45℃，搅拌反应6h，得到酶解液。
（4）将上述酶解液升温至95℃，然后经12000rpm蝶式离心机离心，将得到的油相进行真空脱水，得到45.9kg富含二十二碳六烯酸和二十二碳五烯酸的微生物油脂。
（5）经检测，该微生物油脂中磷含量为2.1ppm,甘油三酯的含量为92.9%，甘油二酯的含量为5.1%。
以上实施例中，磷脂酶C的用量越多，脱磷效果越好，但是生产成本也越高。发明人多次试验后发现，磷脂酶C与浓缩发酵液的质量比小于0.5%的条件下，特别是在0.1%至0.5%之间时，能同时兼顾生产效率和生产成本。另一方面，当磷脂酶C与浓缩发酵液的质量比在小于0.1%时，也能制备出磷含量低于5ppm的微生物油脂，但此时生产的效率为受到较大影响。本说明书实施例中，磷脂酶C与浓缩发酵液的质量比，是结合了生产效率和生产成本等多方面因素后，列举的较佳比例。
Claims (10)
1.制备微生物油脂的方法，包括如下步骤：
（1）发酵获得产油微生物发酵液；
（2）将发酵液进行浓缩，获得固含量高于10%的浓缩发酵液；
（3）将步骤（2）获得的浓缩发酵液PH值调节至5～8.1之间，然后向发酵液中加入适量磷脂酶C，将温度控制在38℃～51℃之间对发酵液进行搅拌及剪切；
（4）分离油相和水相，获得磷含量低于5ppm的微生物油脂。
2.根据权利要求1所述的制备微生物油脂的方法，其特征在于：所述的微生物油脂包括亚麻酸、二十碳五烯酸、二十二碳五烯酸和二十二碳六烯酸。
3.根据权利要求1所述的制备微生物油脂的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述产油微生物为单细胞微生物。
4.根据权利要求1所述的制备微生物油脂的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述产油微生物为酵母、裂殖壶菌、双鞭甲藻、微球藻、破囊壶菌。
5.根据权利要求1所述的制备微生物油脂的方法，其特征在于：步骤（3）中，磷脂酶A的添加量与浓缩发酵液的质量比优选的不高于0.5%，更优选的为0.1%至0.5%之间。
6.根据权利要求1所述的制备微生物油脂的方法，其特征在于：步骤（3）中，进一步加入碱性蛋白酶、几丁质酶、蜗牛酶中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的制备微生物油脂的方法，其特征在于：步骤（3）中，搅拌及剪切时间为2～6h。
8.根据权利要求1所述的制备微生物油脂的方法，其特征在于：步骤（4）中，不使用溶剂分离油相和水相。
9.根据权利要求1所述的制备微生物油脂的方法，其特征在于：步骤（4）中，使用溶剂分离油相和水相。
10.一种微生物油脂，其特征在于：甘油三酯的含量不高于95%，甘油二酯含量不低于3%，且磷含量低于5ppm。
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