磷脂对食用油品质的影响及酶法脱胶技术的研究

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。