водное средство для очистки масла растительного или животного происхождения от фосфор- и железосодержащих компонентов

Формула изобретения

1. ВОДНОЕ СРЕДСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ МАСЛА РАСТИТЕЛЬНОГО ИЛИ ЖИВОТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ ОТ ФОСФОР- И ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ КОМПОНЕНТОВ, содержащее энзим, отличающееся тем, что оно в качестве энзима содержит фосфолипазу A₁, A₂ или B или фосфолипазу в смеси с протеиназой в количестве 0,01 10 мас.

2. Водное средство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит органическую карбоновую кислоту или ее соль в количестве 0,1 20 мас.

3. Водное средство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит буферное вещество в количестве 0,1 20 мас.

4. Водное средство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит водорастворимый эмульгатор в количестве 0,01 5 мас.

5. Водное средство по п.4, отличающееся тем, что оно в качестве водорастворимого эмульгатора содержит додецилсульфат натрия.

6. Водное средство по одному из пп. 1 5, отличающееся тем, что оно имеет значение pH 3 7.

7. Водное средство по одному из пп. 1 5, отличающееся тем, что оно имеет значение pH 4 6.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии обработки масел растительного или животного происхождения, в частности к водному средству для очистки масла растительного или животного происхождения от фосфор- и железосодержащих компонентов.

Известно, что можно обрабатывать жиры или масла растительного или животного происхождения одним или несколькими энзимами в виде водных растворов с тем, чтобы расщеплять и выделять все компоненты, не являющиеся глицеридами [1] В качестве пригодных энзимов упомянуты фосфатазы, пектиназы, целлюлазы, амилазы и протеазы. В качестве примера фосфатазы упоминается фосфолипаза С. При использовании водного раствора фосфолипазы С для очистки масла растительного или животного происхождения от фосфор- и железо- содержащих компонентов результаты очистки неудовлетворительны.

Задачей изобретения является повышение степени очистки масла растительного и животного происхождения от фосфор- и железосодержащих компонентов при использовании содержащего фосфолипазу водного раствора.

Эта задача решается предлагаемым водным средством для очистки масла растительного или животного происхождения от фосфор- и железосодержащих компонентов, содержащим фосфолипазу, за счет того, что оно в качестве фосфолипазы содержит фосфолипазу А₁, А₂ или В или фосфолипазу в смеси с протеиназой в количестве 0,1-10 мас.

Действие предлагаемого средства можно еще усилить путем добавления органической карбоновой кислоты, в частности лимонной кислоты, или ее соли в количестве 0,1-20 мас. Кислотой средство доводят до значения рН 3-7, предпочтительно 4-6. Оптимум имеется примерно при рН 5. Неожиданным оказалось, что значение рН является оптимальным и в том случае, если фосфолипазу используют в виде комплекса энзимов, выделяемого из поджелудочной железы. Этот комплекс энзимов поджелудочной железы обычно имеет оптимум рН 8, а при рН 5 он едва ли еще действует. Предполагается, что на границе раздела фаз, где проявляется действие энзима, имеется более высокое значение рН, чем в водной фазе.

Для перевода фосфолипаз А₁, А₂ и В из жиросодержащего панкреатина или продуктов поджелудочной железы в раствор целесообразно применение эмульгаторов. Пригодными являются водорастворимые эмульгаторы, в частности эмульгаторы со значением гидрофильно-липофильного баланса выше 9, как, например, додецилсульфат натрия. Их добавляют к предлагаемому средству в количестве 0,01-5 мас.

Предлагаемое средство получают путем простого смешивания его соответствующих компонентов.

Предлагаемое средство добавляют к маслу предпочтительно после предварительной очистки от слизистой фазы в количестве, обеспечивающем содержание энзима 0,01-1% от веса масла. Средство эмульгируют в масле как можно мельче, например, путем образования капелек диаметром меньше 10 мкм (среднее значение по весу). Энзиматическая реакция вероятно протекает на границе раздела масляной и водной фаз. Интенсивное перемешивание, например, размешивание с радиальной скоростью выше 100 см/с, и добавление поверхностно-активных веществ способствуют протеканию реакции. Однако масло можно также перемешивать в реакторе при помощи наружного центробежного насоса. Кроме того, энзиматической реакции можно также содействовать путем воздействия ультразвука. Продукты разложения негидратизируемых фосфатидов имеют более высокую гидрофильность и поэтому они переходят в водную фазу. Поэтому их, как и ионы металлов, удаляют из масла одновременно вместе с водной фазой.

Фосфолипазы А₁, А₂ и В являются общеизвестными энзимами. Фосфолипаза А₁ содержится, например, в печени крысы и в поджелудочной железе свиньи. Из культур плесневых грибков Rhizopus arrhizus можно также выделять энзим с активностью фосфолипазы А₁.

В большинстве случаев фосфолипаза А₂, которую раньше также обозначали как лицитиназу А₁, в смеси с другими фосфолипазами содержится почти во всех клетках животных и растений. В большом количестве она содержится в змеином яде гремучей змеи и кобры, а также в яде пчел и скорпиона. Технически ее можно получать из поджелудочной железы после разложения трипсином ингибирующих ее активность сопутствующих протеинов.

Фосфолипаза В имеется в природе в многочисленных источниках. Отчасти она также рассматривается как смесь фосфолипаз А₁ и А₂. Она содержится в печени крысы, и она производится также некоторыми плесневыми грибками, как, например, Penicillum notatum.

Фосфолипазы А₂ и В имеют в качестве торговых продуктов. Как правило, для технического применения не нужно использовать очищенные энзимы. Для осуществления изобретения пригоден препарат фосфолипазы, получаемый из измельченной суспензии поджелудочной железы и содержащий прежде всего фосфолипазу А₂.

При обработке масла предлагаемым средством температура не является критической. Пригодными температурами являются 20-80^оС. Оптимальной температурой является 50^оС, однако кратковременно можно также нагревать до температуры 70^оС. Время обработки зависит от температуры, и оно может сокращаться по мере повышения температуры. Как правило, достаточно проводить обработку в течение 0,1-10, и в частности 1-5 ч. Особенно оправдалась двухстадийная обработка, при которой первую стадию осуществляют при температуре 40-60^оС, а вторую стадию осуществляют при повышенной температуре 50-80^оС. Так, например, перемешивают сначала в течение 3 ч при температуре 50^оС, а затем в течение 1 ч при температуре 75^оС.

После обработки раствор энзима вместе с поглотившимися в нем продуктами разложения негидратизируемых фосфатидов отделяют от масляной фазы предпочтительно путем центрифугирования. Поскольку энзимы имеют высокую стабильность, а количество поглотившихся продуктов разложения является низким, раствор энзима можно многократно использовать.

Обработку предпочтительно проводят непрерывно. Согласно целесообразной непрерывной работе вместе с раствором энзима маслоэмульгируют в первом смесительном сосуде, реакционной смеси дают реагировать при интенсивном перемешивании в одном или нескольких последующих реакторах, в случае необходимости при повышающейся температуре и затем водный раствор энзима отделяют в центрифуге. Для предотвращения обогащения продуктов разложения в растворе энзима часть его можно непрерывно заменять свежим раствором, а остаток можно рециркулировать в процесс.

Получаемое масло имеет содержание фосфора ниже 5 ч/млн. и таким образом оно пригодно для физической рафинации до пищевого масла. Благодаря низкому содержанию железа оно обладает хорошими предпосылками, чтобы при рафинации достичь высокой устойчивости к окислению.

П р и м е р 1. 1 л прошедшего предварительную стадию очистки водой от слизистой фазы соевого масла с содержанием фосфора 130 ч/млн. нагревают в круглодонной колбе до температуры 50^оС. 0,1 г чистой фосфолипазы А₂ с активностью 10 000 ед./г (1 ед. фосфолипазы А₂ высвобождает 1 мкмоль жирной кислоты из яичного желтка в течение минуты при температуре 40^оС и значении рН 8), 1 г цитрата натрия и 20 мг додецилсульфата натрия растворяют в 33,3 г воды и полученный водный раствор эмульгируют в масле до образования капелек диаметром 0,1 мкм. Для этой цели масло перемешивают посредством наружного центробежного насоса примерно три раза в минуту. После 3-часовой обработки температуру повышают до 75^оС и обработку продолжают указанным образом в течение дальнейшего часа. После последующего центрифугирования содержание фосфора составляет 3 ч/млн. Обработанное таким образом масло можно теперь подать на физическую рафинацию.

П р и м е р 2. Повторяют пример 1 с той разницей, что используют водный раствор, содержащий 1 г препарата фосфолипазы В из Corticium species. Содержание фосфора в соевом масле снижается ниже 1 ч/млн.

П р и м е р 3. 1 л прошедшего предварительную стадию очистки водой от слизистой фазы соевого масла с содержанием фосфора 110 ч/млн. нагревают в круглодонной колбе до температуры 75^оС. При интенсивном перемешивании при помощи лопастной мешалки диаметром 5 см при 700 об/мин добавляют 10 мл воды, содержащей 12 г лимонной кислоты, и продолжают перемешивать в течение 1 ч. Затем охлаждают до температуры 40^оС, после чего добавляют водный раствор по примеру 1. После добавления раствора 50 мг хлорида кальция в 20 мл 0,1-молярного ацетатного буфера со значением рН 5,5 интенсивно перемешивают в течение дальнейших 5 ч и затем водную фазу удаляют центрифугированием. Полученное масло содержит 2 ч/млн, и оно пригодно для физической рафинации. Изменения по другим показателем масла приведены в таблице.

П р и м е р 4. Повторяют пример 3 с той разницей, что используют водный раствор, содержащий 1 г препарата поджелудочной железы (панкреатин, 800 ед. фосфолипазы/г), состоящего из фосфолипазы А₂, протеиназы, амилазы и липазы. Содержание фосфора снижается ниже 1 ч/млн. Наличие липазы приводит только к незначительному повышению кислотного числа (от 0,91 до 1,49).

П р и м е р 5. 9 л прошедшего предварительную стадию очистки водой от слизистой фазы рапсового масла с содержанием фосфора 72 ч/млн. смешивают с раствором 8,6 г лимонной кислоты в 250 мл воды и нагревают до температуры 60^оС. Смесь гомогенизируют, а именно за счет того, что ее перемешивают раз в минуту при помощи центробежного насоса. Затем водную фазу доводят до значения рН 5,0 добавлением 30 г 10%-ного натрового щелока. После этого добавляют водный раствор 9 г фосфолипазы А₂ с активностью 400 ед./г в 50 мл 0,1-молярного ацетатного буфера (рН 5,5) с добавкой 100 мг хлорида кальция и смесь далее перемешивают в течение 3 ч при температуре 60^оС. После удаления водной фазы центрифугированием содержание фосфора составляет 3 ч/млн.

П р и м е р 6. Повторяют пример 5 с той разницей, что используют сырое (не прошедшее предварительную стадию очистки от слизистой фазы) подсолнечное масло с содержанием воска 1,64 мас. При этом первоначальное содержание фосфора (233 ч/млн.) снижается до 3 ч/млн.

П р и м е р 7. Сравнительный опыт (согласно прототипу). Повторяют пример 1 с той разницей, что используют водный раствор, содержащий фосфолипазу С. При этом содержание фосфора в обработанном соевом масле составляет еще 45 ч/млн.