磷脂对食用油品质的影响及酶法脱胶技术的研究

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现代的油脂精炼是以脱胶为基础的,毛油中的胶质以磷脂为主,故脱胶也称为脱磷。本文围绕磷脂与油脂风味及色泽的关系,研究了磷脂组成对油脂品质的影响,在此基础上通过研究不同磷脂酶的脱胶机理,对酶法脱胶工艺进行改进,为酶法脱胶技术在油脂工业中的应用提供理论基础。主要研究内容包括:首先,研究了大豆油“鱼腥味”产生的原因。通过感官评定和顶空固相微萃取气质联用(HS SPME GC MS)相结合的方法,发现形成的三甲胺(TMA)是大豆油产生“鱼腥味”的主要原因,而磷脂中的磷脂酰胆碱(PC)是TMA的前体物质,当大豆油中PC含量达到1450mg/kg时,110°C反应18h,能闻到明显的“鱼腥味”;同时发现:TMA浓度与油脂中PC含量、储藏温度和储藏时间呈正相关,而磷脂中其它组分,如磷脂酰乙醇胺(PE),磷脂酰肌醇(PI)和磷脂酸(PA),能提高PC的热稳定性,减少TMA的产生;通过加速氧化试验发现,PC不会显著增加油品的色泽,而PE等其他磷脂组分对油品的色泽加深较明显。其次,研究了磷脂酶A1(PLA1)对脱胶效果的影响。通过实验确定了PLA1脱胶的最适条件为:PLA1添加量40mg/kg(PLA1酶活为8670U/g),反应时间4h,反应温度50oC,pH5.0,加水量33.5%,经PLA1脱胶后油中的磷含量能降至10mg/kg以内;通过超声波辅助作用发现,在PLA1添加量40mg/kg(酶活同前),反应温度55oC,pH5.0,加水量2.5%,超声强度0.07W/cm3的条件下,可使脱胶时间缩短一半,说明适度的超声处理能提高PLA1的催化效率。采用HPLC对PLA1脱胶过程中各磷脂组分跟踪分析发现,PLA1脱胶形成的溶血磷脂会通过自动酰基转移生成甘油酰磷脂。然后,研究了磷脂酶C(PLC)对脱胶效果和油脂得率的影响。通过实验确定了PLC脱胶的最适条件为:PLC添加量300mg/kg(PLC酶活为150U/g),反应时间2h,反应温度55oC,pH5.45.5,加水量3%,在最适反应条件下,磷含量可降至15mg/kg以内,油脂得率提高约0.9%;采用HPLC对PLC脱胶过程中各磷脂组分进行分析发现:PLC对PC和PE具有强的催化效率,只需1.52h就能使大部分PC和PE水解为甘二酯(DAG),但PLC对PI和PA没有催化作用,因此经PLC脱胶后的油很难直接满足物理精炼的要求;将PLC在超声辅助下直接用于水解大豆油脚,结果发现:在温度55oC,PLC添加量800mg/kg(酶活同前),超声强度1.20W/cm3,油脚与水质量比1/2.0,反应5h的条件下,中性油的回收率能够达到145%。最后,将PLA1和PLC联合用于各种毛油的脱胶。通过实验确定了大豆油复合酶脱胶的最适条件为:pH5.5,反应温度55°C,加水量3%,PLC添加量300mg/kg(酶活同前),在PLC反应1h后加入40mg/kg PLA1(酶活同前)继续反应1h,能使磷含量从697.9mg/kg降至8.7mg/kg,油脂得率提高约0.9%;同时采用柠檬酸预处理结合复合酶(PLC+PLA1)脱胶的方式对8种不同来源、不同批次的毛油进行脱胶,结果发现,在酶反应2h内,可将毛油的磷含量降至10mg/kg以内,且酶法脱胶可使初始磷含量203.81087.8mg/kg的毛油得油率提高0.31.5%;同时发现对于初始磷含量较高且非水化磷脂(NHP)含量较低的毛油,采用柠檬酸预处理与PLC脱胶相结合的工艺能降低反应成本,简化脱胶工艺;对于初始磷含量较低且NHP含量不高的毛油,采用柠檬酸预处理与PLA1脱胶相结合的工艺,能在满足物理精炼要求的同时保持较高的得油率。
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