一種酶法合成中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種酶法合成中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯的方法，將長鏈甘油三酯和中鏈甘油三酯按一定質(zhì)量比混合，在無溶劑體系下，加入脂肪酶，在一定溫度下攪拌反應(yīng)一段時(shí)間，進(jìn)行酯交換反應(yīng)，得到含有中長碳鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯的產(chǎn)物。本發(fā)明提供的合成方法反應(yīng)速率快，轉(zhuǎn)化率高，反應(yīng)條件溫和，是一種高效、快速、符合綠色化學(xué)、便于大規(guī)模工業(yè)化推廣的合成方法，其應(yīng)用潛力巨大。
【專利說明】
一種酶法合成中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于油脂合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種酶法合成中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯(MLCT)是通過酯化或酯交換方式合成的結(jié)構(gòu)甘油三酯，其甘油骨架上連接的脂肪酸中同時(shí)含有中碳鏈脂肪酸和長碳鏈脂肪酸。其中，中鏈脂肪酸是指碳數(shù)從C6?C12的脂肪酸，主要來自于棕櫚油、椰子油，它具有獨(dú)特的消化代謝特點(diǎn):在體內(nèi)由門靜脈直接進(jìn)入血液，可以更快速的水解和吸收;不會(huì)在脂肪組織貯存和肝臟積累;代謝生成的酮體物質(zhì)對機(jī)體免疫功能具有促進(jìn)作用;不依賴于肉毒堿直接進(jìn)線粒體進(jìn)行氧化分解;在體內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)不需要白蛋白的參與。但中鏈脂肪酸不是必需脂肪酸，大量攝入后會(huì)導(dǎo)致酮體過量中毒，不能取代長碳鏈脂肪酸。MLCT可以實(shí)現(xiàn)脂肪酸的同步運(yùn)輸，可以將中碳鏈脂肪酸在一個(gè)更可控制的水解速率釋放到血液中，減輕了中碳鏈脂肪酸的毒性;不僅能提供必需脂肪酸，且能提高對長碳鏈脂肪酸的吸收利用。MLCT具有快速供能，減少脂肪積累，利于體重控制的特點(diǎn)，同時(shí)具有煙點(diǎn)低，不易起泡的優(yōu)良煎炸特性。目前，MLCT廣泛應(yīng)用于制藥、食品等彳丁業(yè)。
[0003]其制備方法通常有以下幾種途徑:
[0004](I)化學(xué)法合成。
[0005]化學(xué)酯交換一般指在以堿金屬、堿金屬氫氧化物等作為催化劑下進(jìn)行的，其優(yōu)勢是價(jià)格低廉，工藝成熟，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。但化學(xué)法存在反應(yīng)溫度高，隨機(jī)性強(qiáng)，特異性弱，產(chǎn)物難以控制，因而不能把所需脂肪酸結(jié)合到甘油三酯特定的位置上的缺點(diǎn)。
[0006](2)直接酯化法
[0007]直接酯化法是指甘油分子和長鏈脂肪酸以及中鏈脂肪酸在特異性脂肪酶催化下生產(chǎn)結(jié)構(gòu)脂質(zhì)和水，該法的主要缺點(diǎn)是必須隨時(shí)地除去酯化反應(yīng)過程中生成的水，以防止產(chǎn)品水解導(dǎo)致結(jié)構(gòu)脂質(zhì)的產(chǎn)率降低，因此該方法在應(yīng)用方面受到了限制。
[0008](3)酸解法
[0009]酸解法是指游離脂肪酸與甘油三酯上的?；谥久傅淖饔孟逻M(jìn)行反應(yīng)，此方法中多采用snl，3特異性脂肪酶作為催化劑，在保持原有油脂sn2位上的脂肪酸不變，在snl，3位上插入具有特殊功能的脂肪酸形成結(jié)構(gòu)脂質(zhì)。但是反應(yīng)需要加入過量脂肪酸，脂肪酸價(jià)格高，會(huì)增加成本與后續(xù)分離操作難度。
[0010](4)酯交換法
[0011]酯交換法是指在特異性脂肪酶催化作用下，兩種不同組成的甘油三酯或甘油三酯與簡單脂肪酸酯之間發(fā)生的反應(yīng)，酯類分子間的?；l(fā)生交換而得到目的結(jié)構(gòu)脂質(zhì)的方法。酯交換的原料可以是價(jià)格相對便宜的天然油脂，成本降低，同時(shí)反應(yīng)條件易于控制，工藝簡單，是生產(chǎn)非特異構(gòu)型結(jié)構(gòu)脂的最佳方法。MLCT消化代謝的獨(dú)特優(yōu)勢，在臨床醫(yī)用營養(yǎng)補(bǔ)充劑領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。隨著食品營養(yǎng)學(xué)和油脂營養(yǎng)科學(xué)的發(fā)展，在食用領(lǐng)域，MLCT除了為人們提供必需的能量和營養(yǎng)外，還可潛在的治療和預(yù)防某些疾病，具有重要的實(shí)際意義和應(yīng)用潛力。因此有必要研究生產(chǎn)MLCT的低成本、工藝簡單的生產(chǎn)方法，其中使用低價(jià)的天然油脂或者含有特殊營養(yǎng)價(jià)值的脂肪酸(EPA、DHA)的天然油脂為原料，選擇具有操作簡單，易于分離的酯交換方式是優(yōu)選方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本部分的目的在于概述本發(fā)明的實(shí)施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實(shí)施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發(fā)明名稱中可能會(huì)做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。
[0013]鑒于上述和/或現(xiàn)有合成中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯的方法中存在的問題，提出了本發(fā)明。
[0014]因此，本發(fā)明目的是，克服現(xiàn)有常規(guī)化學(xué)法合成的不足，提供一種在有機(jī)單相體系中用生物酶催化合成中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯的方法。
[0015]為解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:一種酶法合成中長鏈脂肪酸結(jié)構(gòu)甘油三酯的方法，其特征在于，包括，將長鏈甘油三酯和中鏈甘油三酯按質(zhì)量比1:0.2?5混合，在無溶劑體系下，加入脂肪酶，在溫度為40?100 0C、攪拌轉(zhuǎn)速為50?800r/min的條件下攪拌反應(yīng)0.5?15h，得到含有中長碳鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯的產(chǎn)物。
[0016]作為本發(fā)明所述酶法合成中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯的方法的一種優(yōu)選方案，其中:所述長鏈甘油三酯包括菜籽油、大豆油、花生油、玉米油、茶籽油、紅花籽油、橄欖油、米糠油、高油酸葵花籽油、魚油或藻油中的一種或幾種。
[0017]作為本發(fā)明所述酶法合成中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯的方法的一種優(yōu)選方案，其中:所述藻油包括富含花生四烯酸的藻油或富含二十二碳六烯酸的藻油。
[0018]作為本發(fā)明所述酶法合成中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯的方法的一種優(yōu)選方案，其中:所述中鏈甘油三酯為C6?C12脂肪酸的?；视腿グ?，己酸甘油三酯、辛酸甘油三酯、癸酸甘油三酯、辛癸酸甘油三酯、月桂酸甘油三酯中的一種或幾種。
[0019]作為本發(fā)明所述酶法合成中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯的方法的一種優(yōu)選方案，其中:所述將長鏈甘油三酯和中鏈甘油三酯按質(zhì)量比1:0.2?5混合優(yōu)選為將長鏈甘油三酯和中鏈甘油三酯按質(zhì)量比1:0.4?I混合。
[0020]作為本發(fā)明所述酶法合成中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯的方法的一種優(yōu)選方案，其中:所述脂肪酶包括固定化酶Lipozyme RM IM、固定化酶NS 40086、固定化酶Lipozyme TL IM、固定化酶Novozym 435、固定化酶Lipozyme 435中的一種或幾種，其加入量占甘油三酯總質(zhì)量的1%?15%。
[0021]作為本發(fā)明所述酶法合成中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯的方法的一種優(yōu)選方案，其中:所述加入量占甘油三酯總質(zhì)量的I %?15%優(yōu)選為5?10%。
[0022]作為本發(fā)明所述酶法合成中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯的方法的一種優(yōu)選方案，其中:所述溫度為40?100°C優(yōu)選為50?80°C。
[0023]作為本發(fā)明所述酶法合成中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯的方法的一種優(yōu)選方案，其中:所述攬摔轉(zhuǎn)速為50?800r/min優(yōu)選為200?500r/min。
[0024]作為本發(fā)明所述酶法合成中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯的方法的一種優(yōu)選方案，其中:所述反應(yīng)0.5?15h優(yōu)選為I?5h。
[0025]本發(fā)明所具有的有益效果為，本發(fā)明所提供的酶法合成中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯的方法，是通過利用酶法制備的特異性與高效性并通過優(yōu)選優(yōu)化物料因素、反應(yīng)條件因素，使得本發(fā)明擁有反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)高效以及工藝簡單的優(yōu)勢，能達(dá)到常規(guī)化學(xué)法合成所不具備的效果。同時(shí)，本發(fā)明不引入多余的有機(jī)試劑，增加了酶與底物的相互作用，提高了反應(yīng)效率;使用價(jià)格較低的天然油脂，所選用脂肪酶可回收利用，成本大大降低；制備過程中沒有副產(chǎn)物的產(chǎn)生，降低了后續(xù)純化操作的難度。由此可見，本發(fā)明提供的合成方法反應(yīng)速率快，轉(zhuǎn)化率高，反應(yīng)條件溫和，是一種高效、快速、符合綠色化學(xué)、便于大規(guī)模工業(yè)化推廣的合成方法。
【附圖說明】
[0026]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。其中:
[0027]圖1為實(shí)施例1的大豆油和辛癸酸甘三酯酶法酯交換反應(yīng)原料混合物的反相液相色譜。
[0028]圖2為實(shí)施例1的大豆油和辛癸酸甘三酯酶法酯交換反應(yīng)產(chǎn)物的反相液相色譜。
[0029]圖3為實(shí)施例5的高油酸葵花籽油和癸酸甘油酯酶法酯交換反應(yīng)產(chǎn)物的反相液相色譜。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。
[0031]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。
[0032]其次，此處所稱的“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”是指可包含于本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。在本說明書中不同地方出現(xiàn)的“在一個(gè)實(shí)施例中”并非均指同一個(gè)實(shí)施例，也不是單獨(dú)的或選擇性的與其他實(shí)施例互相排斥的實(shí)施例。
[0033]實(shí)施例1
[0034]間歇式酶反應(yīng)在分批式攪拌罐反應(yīng)釜中進(jìn)行，大豆油和辛癸酸甘三酯按質(zhì)量比為6:4，無溶劑體系下，加入8 %固定化脂肪酶Lipozyme 435，常壓85°C下攪拌反應(yīng)3h，攪拌速度為400r/min，反應(yīng)結(jié)束后，4000r/min條件下離心1min除去脂肪酶，得到中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯，經(jīng)HPLC分析，中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯的含量達(dá)到82.26%。
[0035]實(shí)施例2
[0036]間歇式酶反應(yīng)在分批式攪拌罐反應(yīng)釜中進(jìn)行，菜籽油和辛癸酸甘三酯按質(zhì)量比為
I: I，在無溶劑體系下，加入5%固定化脂肪酶Novozym 435，常壓80°C下攪拌反應(yīng)4h，攪拌速度為300r/min，反應(yīng)結(jié)束后，4000r/min條件下離心1min除去脂肪酶，得到中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯，經(jīng)HPLC分析，中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯的含量達(dá)到73.26%。
[0037]實(shí)施例3
[0038]間歇式酶反應(yīng)在分批式攪拌罐反應(yīng)釜中進(jìn)行，魚油和辛酸甘三酯按質(zhì)量比為1:2，在無溶劑體系下，加入10 %固定化脂肪酶NS 40086，常壓60 V下攪拌反應(yīng)2h，攪拌速度為500r/min，反應(yīng)結(jié)束后，4000r/min條件下離心1min除去脂肪酶，得到中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯，經(jīng)HPLC分析，中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯的含量達(dá)到65.82%o
[0039]實(shí)施例4
[0040]間歇式酶反應(yīng)在分批式攪拌罐反應(yīng)釜中進(jìn)行，二十二碳六烯酸(DHA)的藻油和癸酸甘油三酯按質(zhì)量比為1:3，在無溶劑體系下，加入6%固定化脂肪酶Lipozyme RM IM，常壓55 0C下攪拌反應(yīng)4h，攪拌速度為400r/min，反應(yīng)結(jié)束后，4000r/ min條件下離心1min除去脂肪酶，得到富含二十二碳六烯酸(DHA)的中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯，經(jīng)HPLC分析，中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯的含量達(dá)到56.45%。
[0041 ] 實(shí)施例5
[0042]間歇式酶反應(yīng)在分批式攪拌罐反應(yīng)釜中進(jìn)行，高油酸葵花籽油和癸酸甘油酯按質(zhì)量比為3:1，無溶劑體系下，加入5%固定化脂肪酶Lipozyme TL頂，常壓50°C下攪拌反應(yīng)3h，攪拌速度為400r/min，反應(yīng)結(jié)束后，4000r/min條件下離心1min除去脂肪酶，得到中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯，經(jīng)HPLC分析，中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯的含量達(dá)到59.28 %。
[0043]實(shí)施例6
[0044]間歇式酶反應(yīng)在分批式攪拌罐反應(yīng)釜中進(jìn)行，富含花生四烯酸(ARA)的藻油和己酸甘油三酯按質(zhì)量比為2:1，無溶劑體系下，加入10%固定化脂肪酶Lipozyme 435，常壓70°C下攪拌反應(yīng)5h，攪拌速度為300r/min，反應(yīng)結(jié)束后，4000r/min條件下離心1min除去脂肪酶，得到富含花生四烯酸(ARA)的中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯，經(jīng)HPLC分析，中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯的含量達(dá)到78.33%。
[0045]由此可見，本發(fā)明利用酶的特異性與高效性催化酯交換反應(yīng)，同時(shí)發(fā)揮有機(jī)單相體系的優(yōu)勢，使得反應(yīng)效率高，工藝簡單，無副產(chǎn)物生成，降低了后續(xù)純化操作的難度，適合隨機(jī)中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)推廣；原料為天然植物油，價(jià)格低，安全性高，同時(shí)，通過對酶的回收利用可大大降低成本。可見，本發(fā)明是一種高效、快速、符合綠色化學(xué)、便于大規(guī)模工業(yè)化推廣的合成方法，其應(yīng)用前景十分廣闊。
[0046]應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種酶法合成中長鏈脂肪酸結(jié)構(gòu)甘油三酯的方法，其特征在于:包括， 將長鏈甘油三酯和中鏈甘油三酯按質(zhì)量比1:0.2?5混合，在無溶劑體系下，加入脂肪酶，在溫度為40?100°C、攪拌轉(zhuǎn)速為50?800r/min的條件下攪拌反應(yīng)0.5?15h，得到含有中長碳鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯的產(chǎn)物。2.如權(quán)利要求1所述的酶法合成中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯的方法，其特征在于:所述長鏈甘油三酯包括菜籽油、大豆油、花生油、玉米油、茶籽油、紅花籽油、橄欖油、米糠油、高油酸葵花籽油、魚油或藻油中的一種或幾種。3.如權(quán)利要求2所述的酶法合成中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯的方法，其特征在于:所述藻油包括富含花生四烯酸的藻油或富含二十二碳六烯酸的藻油。4.如權(quán)利要求1或2所述的酶法合成中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯的方法，其特征在于:所述中鏈甘油三酯為C6?C12脂肪酸的?；视腿グ?，己酸甘油三酯、辛酸甘油三酯、癸酸甘油三酯、辛癸酸甘油三酯、月桂酸甘油三酯中的一種或幾種。5.如權(quán)利要求1或2所述的酶法合成中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯的方法，其特征在于:所述將長鏈甘油三酯和中鏈甘油三酯按質(zhì)量比1:0.2?5混合優(yōu)選為將長鏈甘油三酯和中鏈甘油三酯按質(zhì)量比1:0.4?I混合。6.如權(quán)利要求1或2所述的酶法合成中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯的方法，其特征在于:所述脂肪酶包括固定化酶Lipozyme RM IM、固定化酶NS 40086、固定化酶Lipozyme TL IM、固定化酶Novozym 435、固定化酶Lipozyme 435中的一種或幾種，其加入量占甘油三酯總質(zhì)量的1% ?15%。7.如權(quán)利要求6所述的酶法合成中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯的方法，其特征在于:所述加入量占甘油三酯總質(zhì)量的I %?15%優(yōu)選為5?10%。8.如權(quán)利要求1或2所述的酶法合成中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯的方法，其特征在于:所述溫度為40?100°C優(yōu)選為50?80°C。9.如權(quán)利要求1或2所述的酶法合成中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯的方法，其特征在于:所述攪拌轉(zhuǎn)速為50?800r/min優(yōu)選為200?500r/min。10.如權(quán)利要求1或2所述的酶法合成中長鏈結(jié)構(gòu)甘油三酯的方法，其特征在于:所述反應(yīng)0.5?15h優(yōu)選為I?5h。
【文檔編號(hào)】C12P7/64GK105821089SQ201610411832
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年6月12日
【發(fā)明人】王小三, 陸繼源, 楊潔, 金青哲, 王興國
【申請人】江南大學(xué)