专利名称：生物酶法制备低热大豆油脂的方法
技术领域：
本发明涉及一种低热大豆油脂的制备方法。
背景技术：
大豆作为我国的主要农作物，在农产品加工中占有举足轻重的地位。大豆不仅是很有价值的油料作物，也是人类食用的优质植物蛋白源，从20世纪50年代以来大豆加工业迅速蓬勃发展起来，世界大豆的产量逐年在增加，随之而来的出现了大豆加工产品品种多样化，消费需求迅速增长的趋势，尤以美国、日本、欧洲为代表，大豆产业发展迅速。中国的大豆产业在进入21世纪后开始了突飞猛进的发展势头，2008年，中国大豆产量1650万吨，年加工能力超过8000万吨,成为世界上最大的大豆加工国。但在我国大豆产业飞速发展的同时，我们在大豆精深加工技术和装备水平上与美、日等发达国家相比尚存在一定的差距。 特别是大豆油脂及深加工产品的品种和质量不能满足国内日益增长的市场需求，如何解决这些问题，促进大豆产业的发展就变得非常必要和具有现实意义。目前，在国外正在研究开发的低热量油脂(油脂替代品)主要有蔗糖脂肪酸聚酯、聚甘油酯、二酯酰甘油、短长链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、三烷氧基柠檬酸酯等。从国外的使用情况来看，蔗糖脂肪酸聚酯对消化道有一定潜在的影响，如腹痛、大便变软或腹泻，减少脂溶性维生素和一些营养物质的吸收，在食物中替代35%以上的油脂时会引起严重的腹泻。丙酸癸酸二十二碳三酸甘油酯、短长链脂肪酸甘油三酯、聚甘油酯等产品工艺比较成熟，产品应用较成功，食用安全性好。由于油脂对食品的口感、风味、质构等起着很重要的作用，而且还是脂溶性维生素和风味物质的载体，因此，要在人们饮食中完全去掉脂肪是不可能的，甚至减少油脂用量也会严重影响食品的质量。为了身体的健康，人们需要控制饮食中油脂摄入量，但许多消费者又无法接受单纯减脂或无脂食品粗糙的口感，因此开发传统高热量油脂的替代品——低热量油脂，就成为时代赋予给食品科技工作者的历史使命。低热量油脂产品的应用，既可以降低饮食中的热量摄入，减少高热量食品对人体的危害，又不影响食品的口感、质地和生理功能，已逐渐成为低热量食品的重要配料。
发明内容
本发明的目的是提供一种生物酶法制备低热大豆油脂的方法，该方法避免了化学法油脂改性的随机性、副反应多等缺点，且无需添加有机溶剂。本发明的上述目的是通过如下技术方案实现的称取一定量的油脂与酞基供体脂肪酸混合后，加入适量脂肪酶，将其放入恒温水浴振荡器中，保持一定的振荡速率和恒定的温度，反应到一定时间后终止反应，对反应物进行纯化，得到具有低反式脂肪酸含量、低热值的功能性系列大豆油脂产品，其中底物脂肪酸/油脂摩尔比为2 14 I，加酶量为底物质量的2 10%，反应温度为40 80°C，反应时间2 10h，振荡速率为60 90r/min。本发明具有如下有益效果I、本发明制得的改性产品为淡黄色液体，与普通油脂气味相同，并且与原料油脂具有良好的相溶性。2、稳定性试验表明，产品的稳定性良好，产热性能试验表明，改性后的大豆油产生的热值明显降低。3、避免了化学法油脂改性的随机性、副反应多等缺点，且无需添加有机溶剂。酶催化的专一性强，可形成特定的目的产物，副产物少，减少了分离纯化的工作，且反应条件温和，工艺简捷，对于进一步开发油脂深加工技术具有重要价值。
4、本发明的方法可全面提升我国大豆油脂加工业的整体技术水平，不仅可以延长 大豆加工产业链，优化产品结构，扩大产品应用范围、提高大豆资源转化率、利用率和大豆产品附加值，增强我国大豆加工企业的技术及市场竞争力，创造更大的经济效益，而且可以调整产业结构，带动农业增效和豆农的增收，促进农村发展；对于发展循环经济、缩小城乡差距、提高国民生活质量具有十分重要的现实意义和深远的影响。
图I为改性产品热值与丙酸含量的关系图。
具体实施例方式具体实施方式
一本实施方式对生物酶法制备低热大豆油脂的方法进一步解释说明一、酶促油脂改性制取结构脂质方法称取一定量的油脂与酞基供体置于一具塞三角瓶中，加入适量脂肪酶，将其放入恒温水浴振荡器中，保持一定的振荡速率和恒定的温度，反应到一定时间后终止反应，离心分离除去脂肪酶，加碱皂化，水洗干燥，产品放入冰箱以备分析。二、反应体系的选择I、酞基供体的选择本实施方式的酞基供体采用脂肪酸，短链脂肪酸是较受关注的能够提供低能的脂肪酸之一，本实施方式选择丙酸作为酞基供体。2、溶剂体系的选择本发明的结构脂质作为脂肪替代品，用于食品的添加剂或食品原料，而产品中含有微量的有机溶剂都是不允许的，且本实验中所选用原料本身的粘度都很小，有机溶剂对于产物中丙酸的得率虽有贡献，但贡献不大。基于以上原因，本实施方式采用无溶剂体系。3、脂肪酶的选择两种1，3_定向酶脂肪酶——LipozymeTUM和LipoZymeRM頂都是经微生物发酵而制得，用于1，3-位置酷交换反应的固定化脂肪酶。Lip0ZymeTUM催化底物形成的结构脂质中丙酸的含量更高。因此，本实施方式优选LIPozymeTLIM作为催化剂。4、反应温度对改性产物的影响反应温度对酯交换反应有很大影响，在本试验的非溶剂反应体系中，高温有助于反应底物的互溶，增加底物的接触面积，加快反应速度，缩短反应时间。随温度的升高，结合到甘油结构上的丙酸含量增加，但当温度超过70°C时，丙酸含量呈下降趋势，这可能与酶的热失活增加有关。本实施方式的反应温度选择40 80°C。5、加酶量对改性产物的影响酶量的变化与反应速度直接相关，随着酶量的增加，底物与酶分子接触的机会增力口，反应速度加快，酯交换反应程度提高，结合到甘油骨架上的丙酸含量增加，但当酶量上升到一定程度，继续增加时，丙酸含量随酶量的增加变化缓慢，这可能与水解加强有关。本实施方式中酶量控制在2 10%。6、反应时间对改性产物的影响在反应初期，随着反应时间的增加，丙酸含量增加很快，反应一段时间后，产物中丙酸含量变化趋缓，反应达到平衡。随反应时间的增加，反应体系将最终达到动态平衡，正反应和逆反应速度趋于一致。本实施方式反应时间为2 10h。 7、底物比对改性产物的影响底物比能够影响酯交换反应和酸基位移反应的速率。当底物比例小于2 I时，结合到大豆油中的丙酸含量随底物中的丙酸比例增加而迅速升高，但当底物比例继续增大时，丙酸含量上升趋于缓慢。因此，本实施方式底物脂肪酸/油脂摩尔比为2 14 1，底物比优选2 5 I。三、产物的分离纯化反应结束后，体系中存在产物、未反应的底物、酶、游离脂肪酸、甘油一酯酯、甘油二酯酯等。酶的存在可能使逆反应增大，为了防止逆反应增大，可以向反应物中添加少量的水以破坏酶的催化活性，或者反应后立刻冷却，在离心机中离心或过滤以除去酶。甘油一酯酯、甘油二酯酯由于其所具有的亲水性羟基，有形成高度分散态的倾向，可形成小微粒，故单酞甘油酯和二酞甘油酯常可作为食品乳化剂用于食品工业中，使食物更均匀，易于加工，作为组织改良剂应用于化妆品工业中，作为防冻剂用于面包制作中，在医药高分子合成等领域中有着广泛的用途，且二者都可以被机体利用。因此，产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。本试验产物中游离脂肪酸的含量较高，采用碱中和、水洗的方法除去其中的游离脂肪酸。制得的改性产品为淡黄色液体，与普通油脂气味相同，并且与原料油脂具有良好的相溶性。四、热分析稳定性试验表明，产品的稳定性良好；产热性能试验表明，改性后的豆油供能明显降低，热值降低幅度可达15%。五、改性前后油脂的脂肪酸组成(表I)表I改性前后脂肪酸组成及含量)
权利要求
1.生物酶法制备低热大豆油脂的方法，其特征在于所述低热大豆油脂制备方法包括步骤称取一定量的油脂与酞基供体脂肪酸混合后，加入适量脂肪酶，将其放入恒温水浴振荡器中，保持一定的振荡速率和恒定的温度，反应到一定时间后终止反应，对反应物进行纯化，得到终产物，其中底物脂肪酸/油脂摩尔比为2 14 1，加酶量为底物质量的2 10%，反应温度为40 80°C，反应时间2 10h，振荡速率为60 90r/min。
2.根据权利要求I所述的生物酶法制备低热大豆油脂的方法，其特征在于所述底物脂肪酸/油脂摩尔比为2 5 I。
3.根据权利要求I所述的生物酶法制备低热大豆油脂的方法，其特征在于所述底物脂肪酸/油脂摩尔比3. 8 I，加酶量为底物质量的6.7%，反应温度70°C，反应时间8h。
4.根据权利要求1、2或3所述的生物酶法制备低热大豆油脂的方法，其特征在于所述脂肪酸为短链脂肪酸。
5.根据权利要求4所述的生物酶法制备低热大豆油脂的方法，其特征在于所述短链脂肪酸为丙酸。
6.根据权利要求I或3所述的生物酶法制备低热大豆油脂的方法，其特征在于所述脂肪酶为1，3-定向酶脂肪酶。
7.根据权利要求6所述的生物酶法制备低热大豆油脂的方法，其特征在于所述I，3-定向酶脂肪酶为 LipozymeTLIM 或 LipoZymeRMIM。
8.根据权利要求I所述的生物酶法制备低热大豆油脂的方法，其特征在于所述终产物分离提取采用碱中和方法。
全文摘要
生物酶法制备低热大豆油脂的方法，涉及一种低热大豆油脂的制备方法。称取一定量的油脂与酞基供体脂肪酸混合后，加入适量脂肪酶，将其放入恒温水浴振荡器中，保持一定的振荡速率和恒定的温度，反应到一定时间后终止反应，对反应物进行纯化，其中底物脂肪酸/油脂摩尔比为2～14∶1，加酶量为底物质量的2～10％，反应温度为40～80℃，反应时间2～10h，振荡速率60～90r/min，得到的产物为具有低反式脂肪酸含量、低热值的功能性系列大豆油脂产品。本发明避免了化学法油脂改性的随机性、副反应多等缺点，且无需添加有机溶剂。酶催化的专一性强，可形成特定的目的产物，副产物少，减少了分离纯化的工作，且反应条件温和，工艺简捷。
文档编号C12P7/64GK102796777SQ20121025104
公开日2012年11月28日 申请日期2012年7月20日 优先权日2012年7月20日
发明者孙树坤, 陈昊, 朱秀清, 江连洲, 李佳栋, 胡立志, 高向阳 申请人:黑龙江省大豆技术开发研究中心