ЭлБиб

25 / 96

23
ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ 5/2011
A HEALTHY FOOD – A HEALTHY WAY OF LIFE
масла какао (ЭМК) с использованием
1,3 специфических липаз, продуциру
емых некоторыми штаммами грибов.
Так, А.Р. Макреа было описано ис
пользование липазы, адсорбирован
ной на кизельгуре, для конвертации
смеси средней фракции пальмового
масла со стеариновой кислотой в про
дукт, похожий на ЭМК, имеющий по
вышенное содержание желаемых
1 (3) пальмитоил 3 (1) стеароил 2
олеоилглицеринов и 1,3 дистеароил
2 олеоил глицеринов [2]. Катализатор
активировался путем внесения воды
(до 10 %), стеариновая кислота вно
силась в петролейном эфире. Недо
статок этого метода – невысокий вы
ход продукта из за частичного гидро
лиза триацилглицеринов, а также не
обходимость дополнительного внесе
ния воды для поддержания активнос
ти фермента. При этих условиях, по
мимо реакции переэтерификации,
протекала реакция гидролиза масел,
приводящая к образованию свобод
ных жирных кислот, что снижало вы
ход конечного продукта.
Дальнейшие работы в развитии
процессов энзимной переэтерифи
кации были сосредоточены на поис
ке методов иммобилизации фер
ментов для решения следующих за
дач: увеличение термической ста
бильности и времени жизни фер
мента; максимальное сохранение
активности фермента в течение всей
процедуры иммобилизации; воспро
изводимость и экономическая эф
фективность процесса.
Для нового поколения ферментов
в качестве неорганического абсор
бента стали применять ионообмен
ные смолы. Их использование было
лишено недостатка, присущего им
мобилизации на кизельгуре. При
применении ионообменных смол не
требовалось дополнительно вносить
воду, так как они удерживали доста
точное количество воды, необходи
мой для активности фермента. Один
из таких продуктов, Novozyme 435,
широко используется во всем мире в
различных реакциях синтеза. В этом
препарате использована самая рас
пространенная среди 23 тыс. извес
тных на настоящий момент липаз –
липаза Candida Antarctica B. Эта
иммобилизованная форма липазы
способна работать как в присут
ствии органических растворителей,
так и в их отсутствии. Однако доро
говизна материала носителя и
сложность процедуры иммобили
зации приводят к высокой стоимо
сти конечных продуктов и ограни
чивают их применение в синтезе
косметических эфиров или при
производстве омега 3 обогащен
ных масел.
Развитие процесса энзимной пере
этерификации продолжалось как по
пути поиска новых продуцентов ли
паз, так и новых способов их иммо
билизации. С использованием ген
ной инженерии был создан стабиль
ный экономически эффективный
препарат липазы на основе проду
цента Thermomyces lanuginosus с
встраиванием гена из штамма
Aspergillus. Исследования по иммо
билизации этой липазы на силикаге
ле с целью получения бестрансовых
маргаринов методом энзимной пе
реэтерификации показали, что полу
ченный препарат стабилен при тем
пературах 55…85 °C и исходной
влажности 3 %. Применение его в
реакторах периодического действия
в течение 9–11 циклов не требовало
дополнительного внесения воды для
поддержания активности, что, сле
довательно, значительно снижало
образование свободных жирных
кислот в процессе реакции [3].
В настоящее время иммобилизо
ванная на силикагеле липаза
T. lanugiosus выпускается компанией
Новозаймс в виде промышленного
препарата под торговой маркой
Lipozyme TL IM.
В сентябре 2001 г. совместными
усилиями компаний Novozymes и
Karlshamns (сейчас ААК) в Швеции
впервые был запущен процесс эн
зимной переэтерификации в про
мышленном масштабе с использова
нием препарата Lipozyme TL IM для
производства маргаринов. Разрабо
танный для этих целей периодичес
кий реактор был включен в систему
уже имеющегося на заводе оборудо
вания. Реактор был заполнен 400 кг
иммобилизованной липазы, а масло
подавалось сверху через специаль
ную распределительную тарелку,
снизу располагалась сетчатая плас
тина, поддерживающая частицы
фермента и одновременно являю
щаяся фильтром.
Реактор проработал более года.
Это был первый реактор, который
показал, что высокая продуктив
ность работы фермента может быть
достигнута только за счет высокого
качества используемых исходных
масел. Данная разработка проде
монстрировала экономическую при
годность процесса энзимной пере
этерификации для производства та
ких недорогих жировых продуктов,
как маргарины.
Однако в реакторе периодическо
го действия активность фермента,
являясь функцией времени и коли
чества пропущенного через фермент
масла, постепенно снижалась прак
тически до нуля, что было недопус
тимым для широкомасштабного
промышленного производства. Ло
гическим решением этой проблемы
стал переход на несколько последо
вательно соединенных реакторов
непрерывного действия (4–6 шт.).
Это было осуществлено в июле
2002 г. компанией ADM (Archer
Daniels Midland Company). В США
был построен первый завод по эн
зимной переэтерификации, исполь
зующий препарат Lipozyme TL IM
компании Novozymes для производ
ства безтрансовых маргаринов и
шортенингов. Построенный завод
служит моделью для всех последую
щих заводов по энзимной переэте
рификации жиров и масел с приме
нением нескольких реакторов не
прерывного действия.
При последовательном использо
вании серии реакторов нет необхо
димости полной конверсии масла в
первом из них, так как далее масло
подвергается воздействию фермента
и в последующих реакторах. Это дает
возможность увеличить скорость
протока масла через реакторы и по
высить производительность процес
са. Даже если в первом реакторе ак
тивность фермента снизится до нуля,
общая экономическая эффективность
серии агрегатов выше, чем примене
ние отдельного проточного реактора.
В этом случае первый реактор может
быть отключен от общей системы для
перезагрузки фермента без ущерба
для работы всей остальной системы.
За счет системы трубопроводов реак
тор, который был первый и в котором
фермент быстрее всего истощился и
потребовалась его полная замена,
становится последним в общей це
почке. Отработанный фермент, утра
тивший свою активность, может быть
легко удален из реактора и, более
того, его можно далее использовать в
качестве реагента на стадии отбелки
исходных масел.
Для развития процесса энзимной
переэтерификации также тщательно
изучаются факторы, которые могут
оказать негативное действие на ак
В сентябре 2001 г. совместными
усилиями компаний Novozymes
и Karlshamns (сейчас ААК) в
Швеции впервые был запущен
процесс энзимной
переэтерификации
в промышленном масштабе
с использованием препарата
Lipozyme TL IM для производства
маргаринов.
Электр н ая Научная СельскоХозяйственная Библиотека