專利名稱：生物酶法制備低熱大豆油脂的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種低熱大豆油脂的制備方法。
背景技術：
大豆作為我國的主要農作物，在農產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)質植物蛋白源，從20世紀50年代以來大豆加工業(yè)迅速蓬勃發(fā)展起來，世界大豆的產量逐年在增加，隨之而來的出現(xiàn)了大豆加工產品品種多樣化，消費需求迅速增長的趨勢，尤以美國、日本、歐洲為代表，大豆產業(yè)發(fā)展迅速。中國的大豆產業(yè)在進入21世紀后開始了突飛猛進的發(fā)展勢頭，2008年，中國大豆產量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。但在我國大豆產業(yè)飛速發(fā)展的同時，我們在大豆精深加工技術和裝備水平上與美、日等發(fā)達國家相比尚存在一定的差距。 特別是大豆油脂及深加工產品的品種和質量不能滿足國內日益增長的市場需求，如何解決這些問題，促進大豆產業(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)物質的吸收，在食物中替代35%以上的油脂時會引起嚴重的腹瀉。丙酸癸酸二十二碳三酸甘油酯、短長鏈脂肪酸甘油三酯、聚甘油酯等產品工藝比較成熟，產品應用較成功，食用安全性好。由于油脂對食品的口感、風味、質構等起著很重要的作用，而且還是脂溶性維生素和風味物質的載體，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重影響食品的質量。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。低熱量油脂產品的應用，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，該方法避免了化學法油脂改性的隨機性、副反應多等缺點，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，反應到一定時間后終止反應，對反應物進行純化，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品，其中底物脂肪酸/油脂摩爾比為2 14 I，加酶量為底物質量的2 10%，反應溫度為40 80°C，反應時間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，產品的穩(wěn)定性良好，產熱性能試驗表明，改性后的大豆油產生的熱值明顯降低。3、避免了化學法油脂改性的隨機性、副反應多等缺點，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物，副產物少，減少了分離純化的工作，且反應條件溫和，工藝簡捷，對于進一步開發(fā)油脂深加工技術具有重要價值。
4、本發(fā)明的方法可全面提升我國大豆油脂加工業(yè)的整體技術水平，不僅可以延長 大豆加工產業(yè)鏈，優(yōu)化產品結構，擴大產品應用范圍、提高大豆資源轉化率、利用率和大豆產品附加值，增強我國大豆加工企業(yè)的技術及市場競爭力，創(chuàng)造更大的經濟效益，而且可以調整產業(yè)結構，帶動農業(yè)增效和豆農的增收，促進農村發(fā)展；對于發(fā)展循環(huán)經濟、縮小城鄉(xiāng)差距、提高國民生活質量具有十分重要的現(xiàn)實意義和深遠的影響。


圖I為改性產品熱值與丙酸含量的關系圖。
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一步解釋說明一、酶促油脂改性制取結構脂質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，反應到一定時間后終止反應，離心分離除去脂肪酶，加堿皂化，水洗干燥，產品放入冰箱以備分析。二、反應體系的選擇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)明的結構脂質作為脂肪替代品，用于食品的添加劑或食品原料，而產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，有機溶劑對于產物中丙酸的得率雖有貢獻，但貢獻不大?；谝陨显?，本實施方式采用無溶劑體系。3、脂肪酶的選擇兩種1，3_定向酶脂肪酶——LipozymeTUM和LipoZymeRM頂都是經微生物發(fā)酵而制得，用于1，3-位置酷交換反應的固定化脂肪酶。Lip0ZymeTUM催化底物形成的結構脂質中丙酸的含量更高。因此，本實施方式優(yōu)選LIPozymeTLIM作為催化劑。4、反應溫度對改性產物的影響反應溫度對酯交換反應有很大影響，在本試驗的非溶劑反應體系中，高溫有助于反應底物的互溶，增加底物的接觸面積，加快反應速度，縮短反應時間。隨溫度的升高，結合到甘油結構上的丙酸含量增加，但當溫度超過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。本實施方式的反應溫度選擇40 80°C。5、加酶量對改性產物的影響酶量的變化與反應速度直接相關，隨著酶量的增加，底物與酶分子接觸的機會增力口，反應速度加快，酯交換反應程度提高，結合到甘油骨架上的丙酸含量增加，但當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。本實施方式中酶量控制在2 10%。6、反應時間對改性產物的影響在反應初期，隨著反應時間的增加，丙酸含量增加很快，反應一段時間后，產物中丙酸含量變化趨緩，反應達到平衡。隨反應時間的增加，反應體系將最終達到動態(tài)平衡，正反應和逆反應速度趨于一致。本實施方式反應時間為2 10h。 7、底物比對改性產物的影響底物比能夠影響酯交換反應和酸基位移反應的速率。當底物比例小于2 I時，結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，但當底物比例繼續(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、產物的分離純化反應結束后，體系中存在產物、未反應的底物、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增大，為了防止逆反應增大，可以向反應物中添加少量的水以破壞酶的催化活性，或者反應后立刻冷卻，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)藥高分子合成等領域中有著廣泛的用途，且二者都可以被機體利用。因此，產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，產品的穩(wěn)定性良好；產熱性能試驗表明，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，反應到一定時間后終止反應，對反應物進行純化，得到終產物，其中底物脂肪酸/油脂摩爾比為2 14 1，加酶量為底物質量的2 10%，反應溫度為40 80°C，反應時間2 10h，振蕩速率為60 90r/min。
2.根據權利要求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.根據權利要求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，加酶量為底物質量的6.7%，反應溫度70°C，反應時間8h。
4.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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，反應到一定時間后終止反應，對反應物進行純化，其中底物脂肪酸/油脂摩爾比為2～14∶1，加酶量為底物質量的2～10％，反應溫度為40～80℃，反應時間2～10h，振蕩速率60～90r/min，得到的產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品。本發(fā)明避免了化學法油脂改性的隨機性、副反應多等缺點，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物，副產物少，減少了分離純化的工作，且反應條件溫和，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:黑龍江省大豆技術開發(fā)研究中心