磷脂酶C在大豆油脫膠中的應用實踐

徐振山，鄭有濤，劉寶珍

(1.中糧集團有限公司，北京100020； 2.中紡糧油(東莞)有限公司，廣東 東莞 523147)

應用研究

磷脂酶C在大豆油脫膠中的應用實踐

徐振山1，鄭有濤2，劉寶珍1

(1.中糧集團有限公司，北京100020； 2.中紡糧油(東莞)有限公司，廣東 東莞 523147)

針對毛油直接堿煉工藝酸堿消耗高、皂腳量大、中性油損失大等問題，對現(xiàn)有毛油直接堿煉工藝進行了改造，增加磷脂酶C(PLC)脫膠工藝，將毛油直接堿煉工藝改造為PLC脫膠-堿煉工藝。以大豆毛油為原料，添加PLC進行酶法脫膠，脫膠油經(jīng)堿煉、脫色、脫臭后得到一級大豆油。生產(chǎn)實踐表明，與毛油直接堿煉工藝比較，應用PLC脫膠工藝后，一級大豆油得率增加1.34個百分點。

大豆油；磷脂酶C；酶法脫膠；精煉

經(jīng)膨化浸出生產(chǎn)的大豆毛油中通常含有2.0%～3.0%的磷脂。由于磷脂固有的特殊物化性質如易氧化、耐熱性差，因此在脫臭前應將其脫除。在脫色前，如果磷脂的脫除效果不好，會增加脫色、脫臭的負擔，造成脫色過濾困難、白土消耗量增大、脫臭塔結焦，并對精煉大豆油的質量如煙點、色澤、氧化穩(wěn)定性等產(chǎn)生較大的影響。目前，國內(nèi)的大豆油廠主要采用水化或直接堿煉等傳統(tǒng)脫膠工藝脫除磷脂，雖然傳統(tǒng)脫膠工藝簡單易行、操作性強，但存在中性油損失大、酸堿輔料消耗多等問題，尤其是直接堿煉工藝會產(chǎn)生大量的皂腳和水洗廢水，增加了油廠的環(huán)保壓力。近些年來，隨著酶制劑及其應用技術的開發(fā)，酶法脫膠作為油脂精煉的一項新技術日趨成熟，其在一些油脂加工所體現(xiàn)出的經(jīng)濟、環(huán)保等優(yōu)勢正逐漸被油脂加工者所認可[1-6]。

目前工業(yè)上主要是利用磷脂酶A1(PLA1)和磷脂酶C(PLC)進行脫膠。PLA1可將磷脂(尤其是非水化磷脂)酶解生成溶血磷脂，溶血磷脂可通過傳統(tǒng)水化法除去，因此PLA1被認為是具有較高應用價值的一種磷脂酶。酶法脫膠生產(chǎn)中應用的PLA1主要是Novozymes 公司開發(fā)的Lecitase Novo和Lecitase Ultra，并且Lecitase Ultra可將脫膠油含磷量降低到5 mg/kg[7]，可滿足植物油的物理精煉要求。同時，與傳統(tǒng)水化脫膠相比，PLA1脫膠可減少油腳(膠質)的產(chǎn)出及其夾帶的中性油損失，但會伴隨產(chǎn)生游離脂肪酸。PLC可將磷脂酰膽堿(PC)和磷脂酰乙醇胺(PE)酶解，生成溶于油脂的甘油二酯(DAG)，從而減少油腳的產(chǎn)出及其夾帶的中性油損失，增加了中性油的產(chǎn)出，而且不會伴隨游離脂肪酸的產(chǎn)生，具有良好的應用前景。目前，DSM公司(前身為Verenium公司)開發(fā)的工業(yè)用酶制劑Purifine?-PLC已經(jīng)被應用到植物油的脫膠[2-3,6]，如用于大豆油脫膠時，毛油中每降低500 mg/kg的磷，油的得率可以提高約1%[2,4]。

我公司在現(xiàn)有毛油直接堿煉工藝基礎上，對工藝進行了改造，增加了PLC脫膠工藝，經(jīng)生產(chǎn)實踐證明，PLC脫膠工藝具有較好的技術經(jīng)濟效果，實現(xiàn)了降耗減排、提高經(jīng)濟效益的目的。

1 PLC脫膠生產(chǎn)工藝

1.1 工藝流程

PLC脫膠工藝流程如圖1所示。大豆(美灣)毛油加熱到55～58℃,定量添加PLC酶制劑(Purifine?)和軟水，PLC酶制劑用量180～200 mg/kg，加水量25～35 kg/t。油、酶和水經(jīng)高剪切混合器混合形成乳狀液，在酶反應罐攪拌反應5～6 h，然后加熱至90℃并進行離心分離，脫膠油經(jīng)真空干燥后去下一道堿煉工序。

圖1 PLC脫膠工藝流程圖

1.2 主要設備與參數(shù)

酶反應罐，容積75 m3，攪拌轉速95 r/min；Alfa-Laval PX80自清式離心機，轉鼓最大轉速5 069r/min，功率30 kW；真空干燥罐，容積3.5 m3；IKA Works DR-2000/30高剪切混合器，最大轉速1 500 r/min。

1.3 大豆油質量指標測定(見表1)

表1 大豆油質量指標

由表1可知，大豆毛油經(jīng)過PLC酶法脫膠后，油中含磷量由881.98 mg/kg降至171.89 mg/kg，DAG含量由0.49%增加至1.41%。

2 PLC脫膠堿煉與毛油直接堿煉比較

2.1 能源輔料消耗比較(見表2)

表2 一級大豆油主要能源輔料的消耗比較

由表2可知，與傳統(tǒng)的毛油直接堿煉工藝比較，PLC脫膠-堿煉工藝的能源輔料有所改善，其中磷酸、NaOH、脫色土及蒸汽的消耗均有所減少，軟水及電的消耗有所增加。同時，隨著NaOH與脫色土用量的減少，堿煉、脫色過程中中性油的損失也會相應減少。

2.2 成品油指標比較(見表3)

表3 一級大豆油的指標比較

由表3可知，與傳統(tǒng)的毛油直接堿煉工藝比較，PLC脫膠-堿煉工藝的成品油含磷量有所降低，精煉得率增加了1.34個百分點。

2.3 成品油產(chǎn)出比較

初步測算，在豆粕價格3 100元/t、一級大豆油價格6 800元/t、皂腳價格420元/t、油腳和粕以及不考慮水洗廢水處理費用的情況下，加工1 t毛油可增加收入80元以上。

2.4 廢物產(chǎn)出比較(見表4)

表4 主要廢物產(chǎn)出比較

由表4可知，PLC脫膠-堿煉工藝產(chǎn)生的污染物及廢物較毛油直接堿煉工藝均有所減少，其中皂腳減少50%以上，廢白土減少30%以上，水洗廢水減少10%以上。

PLC脫膠-堿煉工藝具有低耗、少廢特點，符合我國環(huán)保行業(yè)標準HJ/T 184—2006《清潔生產(chǎn)標準 食用植物油工業(yè)(豆油和豆粕)》的要求，并達到了國內(nèi)大豆油精煉清潔生產(chǎn)先進水平。

3 結束語

以美灣大豆為例，與傳統(tǒng)毛油直接堿煉工藝比較，應用PLC脫膠工藝后，成品一級大豆油得率明顯增加，NaOH、脫色土及水洗加水量明顯減少，脫膠產(chǎn)生的油腳添加到DT中，增加了豆粕的產(chǎn)出率。經(jīng)生產(chǎn)實踐證明，PLC酶法脫膠工藝的應用獲得了較好的增收效果，同時減輕了環(huán)保污染物及廢物(水洗廢水、皂腳、廢白土)處理負擔，對固廢、廢水的減排有積極作用。

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TS224.6;Q55

B

1003-7969(2017)11-0152-02

2017-03-07；

2017-07-15

徐振山(1964)，男，高級工程師，主要從事油脂加工及其副產(chǎn)品綜合利用方面的研究工作(E-mail)xzstom@163.com。