一種回收液體脂肪酶的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種回收液體脂肪酶的方法，其是將米糠油和酰基供體混合，并加入液體脂肪酶，混合均勻后，在40～60℃的溫度下反應(yīng)20～28h，邊反應(yīng)邊攪拌，反應(yīng)結(jié)束后，離心，即可回收液體脂肪酶。本發(fā)明提供的回收方法操作簡(jiǎn)便、效率高，酶蛋白回收率最高可達(dá)到95.6％，酶活回收率最高可達(dá)到96.2％，是一種高效、快速、符合綠色化學(xué)的回收方法。
【專利說(shuō)明】
一種回收液體脂肪酶的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于油脂脫酸工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種回收液體脂肪酶的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]米糠油是由水稻加工產(chǎn)生的副產(chǎn)品米糠制得的一種植物油，其脂肪酸組成比例適合人體吸收且含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(如谷維素，維生素E等)，是世界上公認(rèn)的營(yíng)養(yǎng)健康保健油。由于米糠中含有解脂酶，在稻米加工和米糠油生產(chǎn)過(guò)程中，米糠中的脂肪會(huì)被分解為脂肪酸，導(dǎo)致加工的毛米糠油中含有較高的游離脂肪酸(FFA)，有時(shí)可高達(dá)40%。傳統(tǒng)的堿煉脫酸和物理精煉都具有一定的局限性，不適合高酸值米糠油的脫酸。堿煉脫酸不僅精煉率較低，并且營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)會(huì)大量損失，此外，還會(huì)產(chǎn)生大量的有機(jī)廢水，污染環(huán)境。物理精煉法對(duì)于高酸值米糠油同樣也存在精煉率低、油脂伴隨物損失大的問(wèn)題，且該工藝對(duì)設(shè)備的要求比較嚴(yán)格。目前酯化脫酸法主要有化學(xué)法和生物酶法，其中化學(xué)催化劑具有一定毒性，且耗能高，副產(chǎn)物較多，反應(yīng)后油的色澤加深，生產(chǎn)出的油脂難以用于食用油脂;而酶類催化劑條件溫和，反應(yīng)選擇性高，催化效率高，產(chǎn)品比較環(huán)保，并通過(guò)對(duì)酶的回收利用可大大降低成本，應(yīng)用前景良好。脂肪酶分為固定化酶和液體脂肪酶，固定化回收容易，而液體脂肪酶相比于固定化酶成本較低，且可回收利用。近年來(lái)，不少學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了研究。
[0003]由于液體脂肪酶CALB在使用過(guò)程中比較昂貴，因此有人研究將其固定化，降低生產(chǎn)成本。在文獻(xiàn)〈〈Towards a cost-effective immobilized lipase for the synthesisof specialtychemicals》中研究了將液體脂肪酶CALB固定化的技術(shù)。選用粒徑為250_500μm的載體MP 1000分別用乙醇(3ml/g)和磷酸鈉緩沖液清洗后加入液體脂肪酶CALB，震蕩攪拌Sh后分離液體，再次用緩沖液沖洗去除游離蛋白脂肪酶，然后在真空狀況下干燥12h后得到成品。但這種方式工藝復(fù)雜，工業(yè)化成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本部分的目的在于概述本發(fā)明的實(shí)施例的一些方面以及簡(jiǎn)要介紹一些較佳實(shí)施例。在本部分以及本申請(qǐng)的說(shuō)明書(shū)摘要和發(fā)明名稱中可能會(huì)做些簡(jiǎn)化或省略以避免使本部分、說(shuō)明書(shū)摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡(jiǎn)化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。
[0005]鑒于上述和/或現(xiàn)有回收液體脂肪酶的方法中存在的問(wèn)題，提出了本發(fā)明。
[0006]因此，本發(fā)明其中一個(gè)目的是，克服現(xiàn)有回收液體酶方法的不足，提供一種簡(jiǎn)便易控制，不引入其他化學(xué)試劑，使液體脂肪酶能夠多次使用，大大降低工藝成本的綠色高效回收液體脂肪酶的方法。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:一種回收液體脂肪酶的方法，其特征在于，將米糠油和?；w混合，并加入液體脂肪酶，混合均勻后，在40?600C的溫度下反應(yīng)20?28h，邊反應(yīng)邊攪拌，反應(yīng)結(jié)束后，離心，即可回收液體脂肪酶。
[0008]作為本發(fā)明所述回收液體脂肪酶的方法的一種優(yōu)選方案，其中:所述米糠油為經(jīng)脫膠脫蠟工藝處理后的米糠油，其磷脂含量為lOmg/kg以下，蠟質(zhì)含量為lOOOmg/kg以下，酸值為20mg KOH/g以上。
[0009]作為本發(fā)明所述回收液體脂肪酶的方法的一種優(yōu)選方案，其中:所述?；w為甘油。
[0010]作為本發(fā)明所述回收液體脂肪酶的方法的一種優(yōu)選方案，其中:所述?；w的質(zhì)量為米糠油質(zhì)量的1.1?1.6倍。
[0011]作為本發(fā)明所述回收液體脂肪酶的方法的一種優(yōu)選方案，其中:所述加入液體脂肪酶為液體脂肪酶CALB。
[0012]作為本發(fā)明所述回收液體脂肪酶的方法的一種優(yōu)選方案，其中:所述液體脂肪酶CALB，其加入量占底物總質(zhì)量的1%_10%。
[0013]作為本發(fā)明所述回收液體脂肪酶的方法的一種優(yōu)選方案，其中:所述邊反應(yīng)邊攪拌，其攪拌速度為150?250rpm。
[0014]作為本發(fā)明所述回收液體脂肪酶的方法的一種優(yōu)選方案，其中:所述離心是在1500?3000印111的條件下離心4?8111；[11，取油相，再以2000?4000印1]1的條件離心5?10111；[11。
[0015]作為本發(fā)明所述回收液體脂肪酶的方法的一種優(yōu)選方案，其中:所述預(yù)處理，其是高溫高壓蒸汽處理所述稻米，升溫至105°C?115 °C后，保持高溫高壓5?1min;而后降溫至45°C?55°C后，熱風(fēng)35°C?45°C進(jìn)行干燥25?35min，將水分降至質(zhì)量百分比7%?9%。
[0016]本發(fā)明所具有的有益效果:本發(fā)明所提供的回收液體脂肪酶的方法，利用上述各物質(zhì)的特性及其相互作用，能達(dá)到常規(guī)回收液體酶方法所不具備的效果，酶蛋白回收率提高至95.6%，酶活回收率96.2%，回收效率很高。本發(fā)明簡(jiǎn)便易行，不引入其他化學(xué)試劑，降低了米糠油精煉中的成本，優(yōu)化了工藝。由此可見(jiàn)，本發(fā)明提供的回收方法是一種高效、快速、符合綠色化學(xué)的合成方法。
【具體實(shí)施方式】
[0017]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制。
[0018]其次，此處所稱的“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”是指可包含于本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。在本說(shuō)明書(shū)中不同地方出現(xiàn)的“在一個(gè)實(shí)施例中”并非均指同一個(gè)實(shí)施例，也不是單獨(dú)的或選擇性的與其他實(shí)施例互相排斥的實(shí)施例。
[0019]實(shí)施例1:
[0020]將200g磷脂含量為9mg/kg，蠟質(zhì)含量為895mg/kg，酸值為24.0mg ΚΟΗ/g的米糠油與甘油混合，甘油的質(zhì)量為米糠油質(zhì)量的1.2倍，加入底物總質(zhì)量3 %的液體脂肪酶CALB，混合均勻后，在在40 0C的溫度下反應(yīng)25h，以200rpm的速度邊攪拌邊反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，將生成物以2500rpm的速度離心6min，取油相以3500rpm的速度離心8min，S卩可回收液體脂肪酶。測(cè)得液體脂肪酶的酶蛋白回收率為92.1%,酶活回收率93.3 %。
[0021]實(shí)施例2:
[0022]將200g磷脂含量為9mg/kg，蠟質(zhì)含量為895mg/kg，酸值為24.0mg ΚΟΗ/g的米糠油與甘油混合，甘油的質(zhì)量為米糠油質(zhì)量的1.3倍，加入底物總質(zhì)量3 %的液體脂肪酶CALB，混合均勻后，在在40 V的溫度下反應(yīng)25h，以200rpm的速度邊攪拌邊反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，將生成物以2500rpm的速度離心6min，取油相以3500rpm的速度離心8min，S卩可回收液體脂肪酶。測(cè)得液體脂肪酶的酶蛋白回收率為92.4 %，酶活回收率93.6 %。
[0023]實(shí)施例3:
[0024]將200g磷脂含量為9mg/kg，蠟質(zhì)含量為895mg/kg，酸值為24.0mg KOH/g的米糠油與甘油混合，甘油的質(zhì)量為米糠油質(zhì)量的1.6倍，加入底物總質(zhì)量3 %的液體脂肪酶CALB，混合均勻后，在在400C的溫度下反應(yīng)25h，以200rpm的速度邊攪拌邊反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，將生成物以2500rpm的速度離心6min，取油相以3500rpm的速度離心8min，S卩可回收液體脂肪酶。測(cè)得液體脂肪酶的酶蛋白回收率為93.6%,酶活回收率95.1 %。
[0025]實(shí)施例4:
[0026]取0.5kg稻米于粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，粉碎后過(guò)50目篩，立即將稻米粉末置于一容器中，均勻平鋪一層，使粉末均勻分布，然后放入高壓滅菌鍋內(nèi)，設(shè)置溫度105°C，時(shí)間5min，取出，而后降溫至45°C，熱風(fēng)35°C進(jìn)行干燥25min，將水分降至質(zhì)量百分比7%，而后脫膠脫蠟工藝處理得到米糠油。將200g磷脂含量為9mg/kg，錯(cuò)質(zhì)含量為895mg/kg，酸值為24.0mgKOH/g的米糠油與甘油混合，甘油的質(zhì)量為米糠油質(zhì)量的1.3倍，加入底物總質(zhì)量3%的液體脂肪酶CALB，混合均勻后，在在40 0C的溫度下反應(yīng)25h，以200rpm的速度邊攪拌邊反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，將生成物以2500rpm的速度離心6min，取油相以3500rpm的速度離心8min，即可回收液體脂肪酶。測(cè)得液體脂肪酶的酶蛋白回收率為95.6%，酶活回收率96.2%。
[0027]下面酰基供體以甘油為例，對(duì)本發(fā)明回收原理作詳細(xì)說(shuō)明。
[0028]甘油與脂肪酸的反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的甘油酯和水，反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程中，溶液體系逐漸分成水相和油相。液體脂肪酶CALB的催化部位在酶分子內(nèi)部，表面被氨基酸殘基形成的螺旋蓋狀結(jié)構(gòu)所覆蓋。螺旋蓋狀結(jié)構(gòu)在油相中會(huì)打開(kāi)，活性中心顯露，使底物與脂肪酶的結(jié)合增強(qiáng)，催化作用逐漸加強(qiáng)。甘油與水以任意比例互溶，所以當(dāng)受到較大離心力作用時(shí)，過(guò)量的甘油會(huì)分散在水相中，液體酶CALB會(huì)分散在油相中。再取油相進(jìn)行離心，即可回收得到液體脂肪酶CALB。在高酸值的油脂中，液體脂肪酶CALB往往會(huì)在一次精煉中會(huì)被油脂中酸性離子破壞，無(wú)法重復(fù)多次利用。甘油含大量羥基，羥基具有親水性，而液體脂肪酶CALB的螺旋蓋狀結(jié)構(gòu)外表面相對(duì)親水，二者在油相中具有相互作用，即數(shù)量級(jí)大的甘油分子向液體脂肪酶CALB做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在液體脂肪酶CALB周圍形成一層“保護(hù)層”，對(duì)液體脂肪酶CALB起到保護(hù)作用，減少酸性離子對(duì)酶的破壞，達(dá)到重復(fù)多次利用的目的。
[0029]由此可見(jiàn)，本發(fā)明回收過(guò)程不引入有機(jī)試劑，回收過(guò)程簡(jiǎn)單高效，酶蛋白回收率及酶活回收率很高，大大價(jià)格低了工藝成本，是一種經(jīng)濟(jì)環(huán)保的回收途徑，可推廣于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0030]應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種回收液體脂肪酶的方法，其特征在于: 將米糠油和?；w混合，并加入液體脂肪酶，混合均勻后，在40?60°C的溫度下反應(yīng)20?28h，邊反應(yīng)邊攪拌，反應(yīng)結(jié)束后，離心，即可回收液體脂肪酶。2.如權(quán)利要求1所述的回收液體脂肪酶的方法，其特征在于:所述米糠油為經(jīng)預(yù)處理以及脫膠脫錯(cuò)工藝處理后的米糠油，其磷脂含量為10mg/kg以下，錯(cuò)質(zhì)含量為1000mg/kg以下，酸值為20mg KOH/g以上。3.如權(quán)利要求1或2所述的回收液體脂肪酶的方法，其特征在于:所述?；w為甘油。4.如權(quán)利要求3所述的回收液體脂肪酶的方法，其特征在于:所述?；w的質(zhì)量為米糠油質(zhì)量的1.1?1.6倍。5.如權(quán)利要求4所述的回收液體脂肪酶的方法，其特征在于:所述加入液體脂肪酶為液體脂肪酶CALB。6.如權(quán)利要求4或5所述的回收液體脂肪酶的方法，其特征在于:所述液體脂肪酶CALB，其加入量占底物總質(zhì)量的1%-10%。7.如權(quán)利要求6所述的回收液體脂肪酶的方法，其特征在于:所述邊反應(yīng)邊攪拌，其攪摔速度為150?250rpm。8.如權(quán)利要求1、2、4、5或7任一所述的回收液體脂肪酶的方法，其特征在于:所述離心是在1500?3000印111的條件下離心4?8111；[11，取油相，再以2000?4000rpm的條件離心5?1min09.如權(quán)利要求2所述的回收液體脂肪酶的方法，其特征在于:所述預(yù)處理，其是高溫高壓蒸汽處理所述稻米，升溫至105°C?115 °C后，保持高溫高壓5?1min;而后降溫至45 °C?55°C后，熱風(fēng)35°C?45°C進(jìn)行干燥25?35min，將水分降至質(zhì)量百分比7%?9%。
【文檔編號(hào)】C12N9/20GK105821018SQ201610322067
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年5月15日
【發(fā)明人】鄒孝強(qiáng), 金青哲, 王興國(guó), 黃健花, 劉睿杰, 常明, 王小三
【申請(qǐng)人】江南大學(xué)