[发明专利]对脂质进行酶处理的连续工艺

说明书

本申请是申请日为2009年12月08日、申请号为200680056895.4、名称为“对脂质进行酶处理的连续工艺和设备”的发明申请的分案。

发明背景

本发明涉及在多个固定床反应器中对含脂质组合物进行连续酶处理的工艺，以及实施该工艺的设备。更具体而言，本发明涉及采用多个固定床反应器对含脂质组合物进行连续酶处理的工艺和设备，其中即使固定床的酶活性随时间改变，并且即使当一个固定床离线例如进行修复、替换或补充时，该含脂质组合物的流速保持基本恒定。此外，本发明涉及通过在脂质接触酶之前对脂质进行预处理以及通过连续工艺运行该设备，从而提供该酶活性出人意料的显著提升的工艺和设备。

脂肪由连接至三碳甘油骨架的脂肪酸构成。脂肪酸由具有末端羟基基团的碳原子链构成。羟基基团可连接至该甘油骨架上的一个、两个或三个羟基基团，从而形成单、双或三酰基甘油，或脂肪。脂肪的功能和营养品质取决于多种因素，包括：其为单酰基甘油(MAG)、二酰基甘油(DAG)还是三酰基甘油(TAG)；脂肪酸链中的碳原子数量；该链是饱和的、单不饱和的还是多不饱和的；该链中是否有任意的不饱和双键呈顺式或反式异构体的形式；任意双键在该链中的位置；以及不同种类的脂肪酸相对于该甘油骨架的三个碳原子的位置。

脂质是包括多种化学物质的一个类别，代表性的种类为脂肪、油、蜡和磷脂。这一广泛的类别中包括了甘油三酯、甘油二酯、甘油单酯、脂肪酸、脂肪醇、皂类和清洁剂、萜烯、类固醇、以及维生素A、E、D₂和K₁。脂质可从含油种子(例如大豆、芸苔、油菜籽、葵花籽、棕榈、和橄榄)、动物产品(例如鱼、猪肉、和牛肉)、以及合成的化合物或合成衍生的组合物(例如用于营养应用的结构脂质、用于工业和药物应用的油脂化学品、和用作能源的生物柴油)中获取。植物油可从含油种子通过压榨或溶剂提取油后获得。粗制油包含了多种微量成分。这些成分中的一部分对于油的性能或观感存在不利影响，而其它的一些成分，如甾醇和生育酚则具有营养价值。

通过溶剂提取或机械压榨从油料籽实(大豆、油菜等)获得的脂质可进行精制以除去可导致最终产品中出现不良颜色和/或味道的杂质。传统的精制包括用氢氧化钠处理该油，以中和游离脂肪酸，并通过离心去除磷脂。然后用热的软化水洗涤该油，并离心去除油中存在的残余皂类和磷脂。然后使用“漂白土”对该“一次精制”的油进行脱色，并进行过滤，以吸附油中存在的叶绿素和叶绿素衍生物，以及任意残留的皂类、磷脂和痕量金属。漂白土或粘土去除脂质中的杂质的用途已为本领域公知。该物质的第一个通用名为“Fuller's土”。目前的漂白土可以是中性的或酸活化的。常用的矿物粘土为斑脱土、蒙脱土、硅镁土、蒙脱石和/或hormite。

称为“改良的碱精制”的替代性工艺为本领域公知，其中完全除去了水洗步骤，并代之以硅胶处理，从而吸附残余的皂类、磷脂和痕量金属。Pryor等人的美国专利号5,336,794和Welsh等人的美国专利号5,231,201披露了一种两相工艺，其中油首先与无定形硅石吸附剂接触，以从油中除去所有的或基本上所有的皂类或树胶，或同时除去两者，并减少磷脂含量，然后通过除色剂填充床过滤对油进行脱色。在碱处理的油被离心后，向浆状的油中添加0.01％至1.0％的硅胶。已知可用于该目的硅胶产品包括W.R.Grace&Co.销售的商标为(硅胶)的产品，该产品为不含无定形硅石的流动性粉末，其包含约60-65％的水分，最小平均颗粒大小约为18.0微米，平均孔径介于约60至堆积密度约为500kg/m³。将油与该硅石混合，随后在真空喷雾干燥器中干燥，然后从油中滤走该硅石。如果过滤器中已经有漂白粘土，则该工艺便为本领域公知的“填充床漂白”。水分保持硅石孔的完整性，并允许杂质吸附在孔内。

近几年来，人们对于传统食物制备中使用的高反式脂肪和催化加氢产品(shorteningproducts)的替代品有着越来越高的兴趣。传统上，液体油通过镍氢化被制成含功能脂肪的固体，以用于各种人造黄油和催化加氢产品。该种氢化工艺导致了反式脂肪酸的形成。据认为反式脂肪酸含量较低的脂肪对于消费者具有特定的健康益处。因此，许多大型食品生产商正以低或者甚至零反式脂肪组合物来取代高反式脂肪。最初，对于提供低反式脂肪产品的努力集中在减少脂肪产品的氢化水平上。最近，这种努力集中在改变液态油的结构，从而改变熔解属性和功能，同时不会改变脂肪酸组成或生成反式脂肪酸。实现这一点的方法之一是已知称为酯交换的工艺。