酶法脱胶油脚中大豆磷脂组成及乳化性能研究

武德银，王翔宇，孔 录，黄蔚霞，王满意，杨 丹

(1. 中粮营养健康研究院有限公司，营养健康与食品安全北京市重点实验室，北京 102209；2.中粮农业产业管理服务有限公司， 北京 102209)

酶法脱胶油脚中大豆磷脂组成及乳化性能研究

武德银2，王翔宇1，孔 录1，黄蔚霞1，王满意1，杨 丹1

(1. 中粮营养健康研究院有限公司，营养健康与食品安全北京市重点实验室，北京 102209；2.中粮农业产业管理服务有限公司， 北京 102209)

利用核磁共振磷谱法测定酶法脱胶大豆油油脚中大豆磷脂的组成成分及含量。结果显示与传统水化方法相比较，经含有PLA1和PLC磷脂酶脱胶的大豆油油脚中，卵磷脂(PC)和脑磷脂(PE)含量及总磷脂含量显著降低。经含有PLA1磷脂酶脱胶的大豆油油脚中含有大量的溶血磷脂(1-LPC、2-LPC、LPE、LPI),分别为3.37、1.46、4.21,、1.72 g/100 g 油脚。经含有PLA1磷脂酶脱胶的大豆油脚的分散力、乳化能力及乳化稳定性均显著高于经传统水化方法及PLC磷脂酶脱胶的油脚。

大豆磷脂；酶法脱胶；磷脂组成；核磁共振磷谱；乳化性能

脱胶是植物油物理精炼中非常重要的一步, 它是指将各种溶解在油脂中的磷脂类物质加以去除的过程。植物油中磷脂含量不宜过高, 因为高磷脂含量会加重植物油的后续加工过程。如果脱胶不完全，没有达到磷脂残留量的要求,会加重脱色负担，不仅会对产品的氧化稳定性和风味等带来不良影响而且还会增大精炼的经济损失[1]。为了确保脱胶后磷残留量控制在5～10 mg/kg以下，提高油脂精炼效率，目前人们正在积极寻求新的脱胶方法。

酶法脱胶主要利用的是磷脂酶。根据磷脂酶与磷脂作用位点的差异可以将其分为磷脂酶A1( PLAl)、磷脂酶A2( PLA2)、磷脂酶C( PLC )、磷脂酶D( PLD )4种。其中PLA1和PLA2[2]能特异性水解磷脂1位或2位脂肪酸链而生成相应的溶血磷脂[3]，而溶血磷脂具有很强的亲水性，可以通过水合作用方便的除去。PLC是一种专一作用于甘油磷脂C3位上甘油磷酸酯键的脂类水解酶，水解产物为甘油二酯( DAG )及有机磷酸酯类(磷酸胆碱、磷酸丝氨酸、磷酸乙醇胺以及磷酸肌醇等),因为它不能对甘油三酯( TAG )、甘油二酯( DAG )和单甘酯( MAG )等中性油部分起作用，故使用PLC进行脱胶不会产生其他副产品，安全性显得更好[4]。

本文旨在研究Novozymes公司生产的主要含有PLA1酶的商业化产品Lecitase®Ultra和DSM公司生产的含有PLC酶的商业化产品Purifine®作为脱胶酶产生的酶改性磷脂的组成成分及乳化性能。通过比较不同脱胶方法得到油脚的磷脂含量和乳化性能，探索酶法脱胶产生油脚的商业利用价值，推动酶法脱胶工艺产业化应用。

1 材料与方法

1.1材料

不同生产线酶法脱胶大豆油油脚由中国粮油股份有限公司提供；磷酸三苯酯(TPP)，色谱级甲醇(MeOH)，氘代氯仿(CDCl3)，EDTA, CsOH, bis-tris (bis[2-hydroxyethyl]amino-tris-[hydroxymethyl]methane), Sigma-Aldric(中国)。

1.2主要仪器

400 M核磁共振，瑞士布鲁克有限公司，AVANCE III HD 400 M， 5 mm CPPBBO超低温探头；紫外分光光度计，HITACHI U 3900；均质机，天津东康科技有限公司。

1.3方法

1.3.1核磁共振磷脂成分分析。

采用核磁共振波谱法(31P-NMR)对样品进行定性定量分析，采用内标法进行定量[5]。

样品前处理：精确称取磷酸三苯酯(TPP)约0.010 0 g，溶于氘代三氯甲烷(CDCl3)中(2 mg/ml)，称取待测样品0.050 0 mg于1.5 ml离心管中，加入甲醇水溶液MeOH-H2O(0.2 mol/L EDTA-Cs+,pH7；0.5 ml:0.5 ml)，再加入0.5 ml含有TPP的CDCl3溶液，充分混合至所有样品溶解后离心(4 000 r/min，5 min,室温)，小心取下层至核磁管中(0.5 ml)，待测分析。

测定:核磁波谱条件：反门控去耦，90°脉冲，采样点数：32 K；扫描次数：128；采样时间：12 s，弛豫时间：14 s，无旋转，温度：24℃。

结果计算：试样中磷脂酰胆碱(PC)、溶血磷脂酰胆碱(1-LPC，2-LPC)、磷脂酰乙醇胺(PE)、溶血磷脂酰乙醇胺(1-LPE，2-LPE)、磷脂酰肌醇(PI)、溶血磷脂酰肌醇(LPI)、磷脂酸(PA)、溶血磷脂酸(LPA)的含量以内标TPP计算而来，其计算公式为：

MOLIS=CIS×0.5÷MWIS，

MOLTI=ITI×MOLIS÷IIS，

CTI=MOLTI×MWTI×106÷IWTI，

式中,MWTI为样品相对应磷脂的摩尔质量，g/mol；MWIS为内标摩尔质量，g/mol；IWTI为样品初始质量，mg；IWIS为内标初始质量，mg；CTI为样品含量，g/g；CIS为内标含量，mg/ml；MOLTI为样品摩尔量，mmol；MOLIS为内标摩尔量，mmol；ITI，IIS分别为样品和内标的积分。

1.3.2磷脂的乳化能力分析

1.3.2.1分散力的测定

将不同磷脂样品配制成2 g/L的水溶液，吸取5 ml该于10 ml容量瓶中，再分别加入0.5 ml浓度为5 g/L油酸钠溶液，1 ml浓度为0.342 g/L标准硬水，用蒸馏水稀释至刻度，充分摇匀后，以蒸馏水做空白调零，在波长为700 nm，b=1 cm条件下测定吸光度值A，每组数据测4次[6]。

1.3.2.2乳化能力及乳化稳定性的测定

取10 ml的大豆油，300 mg左右的磷脂样品，90 ml的Tris-HCl缓冲液于烧杯中超声20 min左右，使磷脂样品分散。将混合溶液转移到均质机下，80 r/min均质2 min，得到乳液B。

(1)乳化力的测定。取上述乳液B (400 μl)于试管中，加入3 ml Tris-HCl缓冲液稀释，以Tris-HCl缓冲溶液为空白，在波长540 nm下进行UV-Vis测定，并记录数据，每组数据重复测定4次[7]。

(2)乳化稳定性的测定。上述乳液B分装4管，在3 000 r/min下离心，共离心20 min，每离心5 min，取其中一个试管吸取下层液400 μl，加入3 ml Tris-HCl缓冲液稀释，以Tris-HCl缓冲溶液为空白，在540 nm下测定吸光度值，每次测定取样，要取同一高度，共取样品4次，每组数据重复测定4次。

式中，EA0为初始时间的吸光度(t=0 min),EA是指定时间的吸光度(t=0、5、10、15、20 min)，代表磷脂的乳化能力，EA越大，其乳化能力越强。kd是衰减常数，是ln(EA/EA0)对t的斜率，kd越小，ES越大。ES代表磷脂制成的乳化溶液的稳定性，ES越大，溶液的乳化稳定性越强。

1.4统计分析

本研究所有实验数据均为“平均值±标准差”n=4，组间数据差异比较采用SPSS 19.0软件邓肯检验分析，显著性水平为P<0.05。采用Excel 2013绘制试验图表，图中不同小写英文字母表征0.05水平的显著性差异。

2 结果与分析

2.1不同脱胶酶生成的磷脂组成成分及含量

Novozymes公司生产的Lecitase®Ultra主要含有磷脂酶A1，DSM公司生产的Purifine®主要含有磷脂酶C，不同磷脂酶的作用位点如图1。不同磷脂酶生成的磷脂种类及含量见图2。由图2可以看出，与传统水化方法相比，利用Novozymes公司生产的Lecitase®Ultra进行酶法脱胶的大豆油油脚中PC、PI、PE和PA含量均显著降低，并生成其相应的溶血磷脂，而经DSM公司生产的Purifine®脱胶的大豆油油脚除PC、PE及总磷脂含量显著降低外，并无溶血磷脂生成。由结果可以看出，经含有PLA1磷脂酶脱胶的大豆油油脚中含有大量的溶血磷脂(1-LPC、2-LPC、LPE、LPI),分别为3.37、1.46、4.21、1.72 g/(100 g油脚)。由于溶血磷脂有很好的水分散性，适合于制备水包油(O/W)型乳状液，并且其乳化稳定性远大于普通磷脂[8]，因此我们推断，含有PLA1磷脂酶脱胶的大豆油油脚的乳化性能要高于经PLC酶及传统脱胶方法得到的大豆油油脚。

图1 不同磷脂酶的作用位点

图2 不同磷脂酶生成的油脚中磷脂种类及含量(n=8)

2.2不同脱胶酶生成的磷脂分散能力

吸光度大小与单位体积中粒子数成正比，吸光度越大表明悬浮液中粒子浓度越高，则粒子在悬浮体系中的分散、悬浮及稳定性能越好。由图3可以看出，利用Novozymes公司生产的Lecitase®Ultra进行酶法脱胶的大豆油油脚的分散性能显著高于由传统水化方法和DSM公司生产的Purifine®脱胶得到的大豆油油脚(P<0.05)，而由DSM公司生产的Purifine®脱胶得到的大豆油油脚的分散性与传统水化方法得到的大豆油油脚的分散性相比无显著性差异(P>0.05)。

图3 不同磷脂酶生成的油脚的分散性能

2.3不同磷脂酶生成的油脚的乳化能力及乳化稳定性

由图4和图5可看出利用Novozymes公司生产的Lecitase®Ultra进行酶法脱胶的大豆油油脚的乳化能力及乳化稳定性显著高于由传统水化方法和DSM公司生产的Purifine®脱胶得到的大豆油油脚(P<0.05)，而由DSM公司生产的Purifine®脱胶得到的大豆油油脚的分散性与传统水化方法得到的大豆油油脚的乳化能力及乳化稳定性相比无显著性差异(P>0.05)。

图4 不同磷脂酶生成的油脚的乳化性能EA

图5 不同磷脂酶生成的油脚的乳化稳定性ES

3 结论

利用核磁共振磷谱法测定酶法脱胶大豆油油脚中大豆磷脂的组成成分及含量,结果显示与传统水化方法相比较，经含有PLA1和PLC磷脂酶脱胶的大豆油油脚中，卵磷脂(PC)和脑磷脂(PE)含量及总磷脂含量显著降低。经含有PLA1磷脂酶脱胶的大豆油油脚中含有大量的溶血磷脂(1-LPC、2-LPC、LPE、LPI),分别为3.37、1.46、4.21、1.72 g/(100 g油脚)。经含有PLA1磷脂酶脱胶的大豆油油脚的分散力、乳化能力及乳化稳定性均显著高于经传统水化方法及PLC磷脂酶脱胶的油脚。

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[7] YANG D,WANG X Y,GAN L J,et al.Effects of flavonoid glycosides obtained from a ginkgo biloba extract fraction on the physical and oxidative stabilities of oil-in-water emulsions prepared from a stripped structured lipid with a low omega-6 to omega-3 ratio [J]. Food Chemistry,2015(174)：124-131.

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(责任编辑：舒莲梅)

Compositionandemulsifyingpropertiesofsoybeanlecithinfromenzymaticdegumming

WU De-yin2,WANG Xiang -yu1,KONG Lu1,HUANG Wei-xia1,WANG Man-yi1,YANG Dan1

(1.Nutrition & Health Research Institute,COFCO Corporation， Beijing Key Laboratory of Nutrition &Health and Food Safety，Beijing 102209,China; 2.COFCO AGRI-Industries Management Co.,LTD, Beijing 102209,China)

The phospholipid composition and its content of soybean lecithin from enzymatic degumming were determined by31P-NMR.The results showed that PC,PI,PE and total phospholipid content in the soybean lecithin which were enzymatically modified by PLA1and PLC were significantly lower than that of the lecithin obtained from traditional degumming method. Meanwhile, the soybean lecithin which was modified by PLA1contained large amounts of 1-LPC,2-LPC,LPE and LPI, which were 3.37,1.46,4.21 and 1.72 g/100 g soybean lecithin. The emulsification activity, emulsion stability and the dispersion ability of the lecithin obtained from PLA1degumming method were significantly higher than the others.

soybean lecithin; enzymatic degumming;lecithin composition;31P-NMR；emulsifying properties

2017-03-31；

2017-04-20

北京市科技计划(Z171100001317004)。

武德银 (1982-)，男，硕士，研究方向为食品质量安全管理。

杨 丹(1984-)， 女，博士，研究方向为食品质量与安全。

10.7633/j.issn.1003-6202.2017.08.008

TQ644.46+4;TQ646.2

：A

：1003-6202(2017)08-0031-04