Error message

  • Deprecated function: Unparenthesized `a ? b : c ? d : e` is deprecated. Use either `(a ? b : c) ? d : e` or `a ? b : (c ? d : e)` in include_once() (line 1439 of /home/science2016/public_html/includes/bootstrap.inc).
  • Deprecated function: Array and string offset access syntax with curly braces is deprecated in include_once() (line 3557 of /home/science2016/public_html/includes/bootstrap.inc).

Ферментативне дегумування соєвої, ріпакової та соняшникової олій з українських культур із використанням ферментів purifine

Taras Havrak1, Andriy Karkhut1, Olha Poliak1, Yuriy Demchuk1, Yuriy Prysiazhnyi1, Yurii Lypko1, Iurii Sidun1, Andrii Semchuk1, Sviatoslav Polovkovych1, Volodymyr Gunka1
Affiliation: 
1 Lviv Polytechnic National University, 12 S.Bandery St., Lviv 79013, Ukraine olha.y.poliak@lpnu.ua
DOI: 
https://doi.org/
AttachmentSize
PDF icon full_text.pdf302.51 KB

Keywords:

Abstract: 
. У дослідженні проаналізовано ефективність ферментативної дегумації сирої соєвої, ріпакової та соняшникової олії з використанням фосфоліпази C (PLC), фосфоліпази A₁ (PLA₁), модифікованого ліпазного компонента (LM) препарату Purifine®, а також мультиферментного комплексу Purifine® 3G, який поєднує активності PLC, PLA₁ і LM, та їхніх комбінацій. Основна мета — досягнення низького залишкового вмісту фосфору (<5 ppm), що є критично важливим для подальшої каталізаторної гідрообробки у виробництві гідроочищеної рослинної олії (HVO) та для підвищення ефективності реакції переестерифікації у виробництві метилових і етилових естерів жирних кислот (FAME/FAE). Оцінка ефективності дегумації ґрунтувалась на показниках вмісту фосфору, сірки, вільних жирних кислот (FFA) та сухої маси фосфоліпідного осаду. Найвищу ефективність показали ферментна система Purifine® 3G і комбінація PLC + PLA1 + LM, які забезпечили глибоке очищення, мінімальні втрати нейтральної олії та стабільний рівень FFA. Важливо, що ці ферментні системи не лише дали змогу знизити вміст фосфору до рівня <5 ppm, а й значно зменшили вміст сірки — з початкових значень 60–100 ppm до кінцевих концентрацій 9–27 ppm залежно від типу олії. Таке зменшення вмісту сірки є особливо важливим для захисту каталізаторів гідрообробки та дотримання вимог до палива згідно зі стандартами EN 15940 та ASTM D975. Результати підтверджують доцільність використання ферментативних систем як сталої технології попередньої підготовки сировини як для біопалива другого покоління (HVO), так і для першого покоління (FAME), забезпечуючи підвищення строку служби каталізаторів, чистоти продукту й ефективності процесу.
References: 

[1] Mussa, N.-S.; Toshtay, K.; Capron, M. Catalytic Applications in the Production of Hydrotreated Vegetable Oil (HVO) as a Renewable Fuel: A Review. Catalysts 2024, 14, 452. https://doi.org/10.3390/catal14070452
[2] Khamies, M.; Hagar, M.; Kassem, T. S.; Moustafa, A. H. E. Case Study of Chemical and Enzymatic Degumming Processes in Soybean Oil Production at an Industrial Plant. Sci. Rep. 2024, 14, 4064. https://doi.org/10.1038/s41598-024-53865-9
[3] Cerminati, S.; Paoletti, L.; Aguirre, A.; Peirú, S.; Menzella, H. G.; Castelli, M. E. Industrial Uses of Phospholipases: Current State and Future Applications. Appl. Microbiol. Biotechnol. 2019, 103, 2571–2582. https://doi.org/10.1007/s00253-019-09658-6
[4] Yang, B.; Wang, Y. H.; Yang, J. G. Optimization of Enzymatic Degumming Process for Rapeseed Oil. J. Am. Oil Chem. Soc. 2006, 83, 653–658. https://doi.org/10.1007/s11746-006-1253-4
[5] Aloulou, A.; Rahier, R.; Arhab, Y.; Noiriel, A.; Abousalham, A. Phospholipases: An Overview. In Lipases and Phospholipases. Methods in Molecular Biology, vol 1835; Sandoval, G., Ed.; Humana Press: New York, NY, 2018; pp 69–105. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-8672-9_3
[6] Dijkstra, A. J. Enzymatic Degumming. Eur. J. Lipid Sci. Technol. 2010, 112, 1178–1189. https://doi.org/10.1002/ejlt.201000320
[7] Al Sharqi, S.; Dunford, N. T.; Goad, C. Enzymatic Wheat Germ Oil Degumming. Trans. ASABE 2015, 58, 1867–1872. https://doi.org/10.13031/trans.58.11032
[8] Jiang, X.; Chang, M.; Jin, Q.; Wang, X. Application of Phospholipase A1 and Phospholipase C in the Degumming Process of Different Kinds of Crude Oil. Process Biochem. 2015, 50, 432–437. https://doi.org/10.1016/j.procbio.2014.12.011
[9] Luo, S.; Wang, W.; Zhang, H.; Liu, C.; Wang, N.; Wang, L.; Yu, D. A New Strategy for Magnetic Immobilized Phospholipase A1 and its Application in Soybean Oil Degumming: Multipoint Covalent Binding LWT 2023, 186, 115181. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2023.115181
[10] Schaloske, R.H.; Dennis, E.A. The Phospholipase A2 Superfamily and its Group Numbering System. Biochim Biophys Acta 2006, 1761, 1246–1259. https://doi.org/10.1016/j.bbalip.2006.07.011
[11] dos Passos, R. M.; da Silva, R. M.; de Almeida Pontes, P. V.; Morgano, M. A.; Meirelles, A. J.; Stevens, C. V.; Sampaio, K. A. Phospholipase Cocktail: A New Degumming Technique for Crude Soybean Oil. LWT 2022, 159, 113197. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2022.113197
[12] Mansfeld, J. Plant Phospholipases A2: Perspectives on Biotechnological Applications. Biotechnol Lett. 2009, 31, 1373–1380. http://dx.doi.org/10.1007/s10529-009-0034-1
[13] Manjula, S.; Jose, A.; Divakar, S.; Subramanian, R. Degumming Rice Bran Oil Using Phospholipase-A1. Eur. J. Lipid Sci. Technol. 2011, 113, 658–664. https://doi.org/10.1002/ejlt.201000376
[14] Jahani, M.; Alizadeh, M.; Pirozifard, M.; Qudsevali, A. Optimization of Enzymatic Degumming Process for Rice Brain Oil Using Response Surface Methodology. LWT - Food Sci. Technol. 2008, 41, 1892–1898. http://dx.doi.org/10.1016/j.lwt.2007.12.007
[15] Lamas, D. L.; Crapiste, G. H.; Constenla, D. T. Changes in Quality and Composition of Sunflower Oil During Enzymatic Degumming Process. LWT - Food Sci. Technol. 2014, 58, 71–76. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2014.02.024
[16] Lamas, D. L.; Constenla, D. T.; Raab, D. Effect of Degumming Process on Physicochemical Properties of Sunflower Oil. Biocatal. Agric. Biotechnol. 2016, 6, 138–143. https://doi.org/10.1016/j.bcab.2016.03.007
[17] Nikolaeva, T.; Rietkerk, T.; Sein, A.; Dalgliesh, R.; Bouwman, W. G.; Velichko, E.; van Duynhoven, J. Impact of Water Degumming and Enzymatic Degumming on Gum Mesostructure Formation in Crude Soybean Oil. Food Chem. 2020, 311, 126017. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.126017
[18] Marrakchi, F.; Kriaa, K.; Hadrich, B.; Kechaou, N. Experimental Investigation of Processing Parameters and Effects of Degumming, Neutralization and Bleaching on Lampante Virgin Olive Oil’s Quality. Food Bioprod. Process. 2015, 94, 124–135. https://doi.org/10.1016/j.fbp.2015.02.002
[19] Yang, B.; Zhou, R.; Yang, J. G. Insight into the Enzymatic Degumming Process of Soybean Oil. J. Am. Oil Chem. Soc. 2008, 85, 421–425. https://doi.org/10.1007/s11746-008-1225-y
[20] Roy, S. K.; Rao, B. V. S. K.; Prasad, R. B. N. Enzymatic Degumming of Rice Bran Oil. J. Am. Oil Chem. Soc. 2002, 79, 845–846. http://dx.doi.org/10.1007/s11746-002-0568-5
[21] Clausen, K. Enzymatic Oil-Degumming by a Novel Microbial Phospholipase. Eur. J. Lipid Sci. Technol. 2001, 103, 333–340. https://doi.org/10.1002/1438-9312(200106)103:6<333::AID-EJLT333>3.0.CO;2-F
[22] Sampaio, K. A.; Zyaykina, N.; Wozniak, B.; Tsukamoto, J.; Greyt, W. D.; Stevens, C. V. Enzymatic Degumming: Degumming Efficiency Versus Yield Increase. Eur. J. Lipid Sci. Technol. 2015, 117, 81–86. https://doi.org/10.1002/ejlt.201400218
[23] de Sousa, R. R. D.; dos Santos, M. M.; Medeiros, M. W.; Manoel, E. A.; Berenguer-Murcia, Á.; Freire, D. M. G.; Ferreira-Leitão, V. S. Immobilized Lipases in the Synthesis of Short-Chain Esters: An Overview of Constraints and Perspectives. Catalysts 2025, 15, 375. https://doi.org/10.3390/catal15040375
[24] Bolivar, J. M.; Woodley, J. M.; Fernandez-Lafuente, R. Is Enzyme Immobilization a Mature Discipline? Some Critical Considerations to Capitalize on the Benefits of Immobilization. Chem. Soc. Rev. 2022, 51, 6251–6290. https://doi.org/10.1039/d2cs00083k
[25] Gupta, M. N.; Uversky, V. N. Enzymology: early insights. In Structure and Intrinsic Disorder in Enzymology; Academic Press, 2023; pp 1–29. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-99533-7.00013-3
[26] Polovkovych, S.; Karkhut, A.; Gunka, V.; Blikharskyy, Y.; Nebesnyi, R.; Khomyak, S.; Selejdak, J.; Blikharskyy, Z. Enzymatic Degumming of Soybean Oil for Raw Material Preparation in BioFuel Production. Appl. Sci. 2025, 15, 8371. https://doi.org/10.3390/app15158371
[27] DSTU EN ISO 3675:2012. Crude petroleum and liquid petroleum products. Laboratory determination of density. Hydrometer method.
[28] DSTU EN ISO 3104:2022. Petroleum products. Transparent and opaque liquids. Determination of kinematic viscosity and calculation of dynamic viscosity.
[29] DSTU ISO 2719:2006. Determination of flash point. Pensky. Martens closed cup method.
[30] DSTU ISO 20846:2009. Petroleum products. Determination of sulfur content of automotive fuels. Ultraviolet fluorescence method.
[31] DSTU 7082:2009. Vegetable oils. Methods for determination of mass concentration phosphorated content.
[32] DSTU EN ISO 8534:2019. Animal and vegetable fats and oils. Determination of water content. Karl Fischer method (pyridine free).
[33] DSTU EN ISO 2160:2012. Petroleum products. Corrosiveness to copper. Copper strip test.
[34] DSTU EN 14104:2009. Fat and oil derivates. Fatty acid methyl ester (FAME). Determination of acid value.
[35] DSTU EN ISO 3961:2019. Animal and vegetable fats and oils. Determination of iodine value.