用離子液體提高酶法酯化富集魚(yú)油n?3脂肪酸的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種用離子液體提高酶法酯化富集魚(yú)油n?3脂肪酸的方法。以甘油型和乙酯型魚(yú)油或甲酯型魚(yú)油為底物，在脂肪酶或酯酶為催化劑條件下，進(jìn)行酯交換反應(yīng)，加入一定濃度范圍的不同種類離子液體，控制反應(yīng)的工藝參數(shù)，達(dá)到富集魚(yú)油中n?3多不飽和脂肪酸的目的。本發(fā)明技術(shù)利用離子液體提高脂肪酶或酯酶催化酯交換的反應(yīng)能力，使魚(yú)油產(chǎn)品的n?3多不飽和脂肪酸含量增加，具有成本低、安全、高效率和節(jié)能等特點(diǎn)，可滿足工業(yè)化生產(chǎn)要求，經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)前景廣闊。
【專利說(shuō)明】
用離子液體提高酶法酯化富集魚(yú)油n-3脂肪酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及食品加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用離子液體提高酶法酯化富集魚(yú)油n-3脂肪酸的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]魚(yú)油中富含二十碳五烯酸(EPA)與二十二碳六烯酸(DHA)等n-3多不飽和脂肪酸，具有許多對(duì)人體有益的生理功能。天然形式存在的魚(yú)油是甘油酯型，它性質(zhì)穩(wěn)定，不易氧化，食用風(fēng)味較好，而且容易被人體消化吸收，但是其中EPA和DHA的含量相對(duì)較低。但是，人工合成的甲酯和/或乙酯型魚(yú)油，EPA和DHA的可以達(dá)到較高的含量，但是可能存在食品安全隱患，同時(shí)人體消化吸收率可能不及魚(yú)油甘油酯類型；而脂肪酸型魚(yú)油直接食用對(duì)人體有害，而且風(fēng)味不易被人們接受，口感差，容易出現(xiàn)酸味。因而，現(xiàn)在有很多學(xué)者通過(guò)研究甘油酯魚(yú)油與含量高的甲酯和/或乙酯型魚(yú)油或脂肪酸型魚(yú)油進(jìn)行酯交換，從而使大量的EPA和DHA經(jīng)過(guò)酯化反應(yīng)，富集到甘油酯上，一舉兩得地解決了 EPA和DHA含量低與人體吸收率低的問(wèn)題。近年來(lái)，研究學(xué)者側(cè)重于研究脂肪酶酯化催化魚(yú)油酯交換反應(yīng)。
[0003]脂肪酶是一類具有多種催化能力的酶，可以催化三酰甘油酯及其他一些水不溶性酯類的水解、醇解、酯化、轉(zhuǎn)酯化及酯類的逆向合成反應(yīng)，它本質(zhì)上是一種蛋白質(zhì)，是由氨基酸通過(guò)肽鍵構(gòu)成的高分子化合物，在蛋白質(zhì)分子中存在著氨基和羧基，因此跟氨基酸相似，也有兩性物質(zhì)，具有親水基團(tuán)和親油基團(tuán)，并且，脂肪酶在油水界面的催化能力最強(qiáng)。離子液體作為反應(yīng)介質(zhì)對(duì)脂肪酶或酯酶催化性能的影響，主要是通過(guò)破壞酶分子周圍的微水相環(huán)境，從而改變酶的空間構(gòu)象和活性位點(diǎn)，與酶直接作用進(jìn)行酯化反應(yīng)。離子液體具有飽和蒸氣壓小，不可燃性、疏水性、可重塑性及良好的熱力學(xué)穩(wěn)定性，同時(shí)通過(guò)不同陰陽(yáng)離子的組合，可以改變極性、疏水性及溶解性等，改善脂肪酶或酯酶的催化活性，是理想的溶劑系統(tǒng)。本發(fā)明通過(guò)在酶法酯交換反應(yīng)中加入離子液體，使脂肪酶或酯酶的催化反應(yīng)能力達(dá)到最高，從而生成更高含量n-3多不飽和脂肪酸的甘油酯型魚(yú)油。
[0004]針對(duì)脂肪酶催化魚(yú)油酯交換的問(wèn)題，劉書(shū)成、張超樺、洪鵬志等人(CN101161819)提出了一種酶法制備n-3多不飽和脂肪酸(n-3PUFA)海洋甘油酯的方法，包括n-3PUFA濃縮物的制備、脂肪酶催化n-3PUFA與甘油合成反應(yīng)、萃取分離n-3PUFA海洋甘油酯的工藝步驟；馬永鈞、楊博、范海星等人(CN 101818176)提出了脂肪酸乙酯轉(zhuǎn)化為甘油酯的方法，包括轉(zhuǎn)化步驟、分子蒸餾分離制備甘油酯型產(chǎn)物的工藝步驟；陳潔、何志勇、陳小娥等人(CN101348807)提出了一種從魚(yú)油中富集n-3多不飽和脂肪酸甘油酯的方法，包括魚(yú)油的化學(xué)水解、EPA及DHA的分離純化、脂肪酶催化合成EPA甘油酯和DHA甘油酯的工藝步驟。
[0005]刑華斌、張肖、楊啟煒等人(CN 103396303 A)發(fā)明了一種以離子液體或離子液體-極性溶劑組成的二元混合溶劑為萃取劑，分餾萃取酯型微藻油或魚(yú)油的脂肪酸混合物，得到純度較高的EPA、DHA型脂肪酸;丁輝、齊金龍(CN 105001997 A)以離子液體為催化劑，以魚(yú)油等動(dòng)植物油脂與甲醇為原料，將油脂預(yù)處理成脂肪酸甲酯型生物柴油，并通過(guò)電磁波減壓精餾耦合技術(shù)，得到高純度的EPA、DHA的脂肪酸甲酯。上述專利的酯交換反應(yīng)體系是以無(wú)水或者水分含量低于1%為主的油相體系或有機(jī)溶劑體系；另一類是魚(yú)油在離子液體參與下的酯化分解反應(yīng)，生成脂肪酸或脂肪酸甲酯產(chǎn)品的相關(guān)研究。但是未涉及到用脂肪酶或酯酶催化合成魚(yú)油甘油酯產(chǎn)品的研究。以上專利及相關(guān)文獻(xiàn)都未提及通過(guò)添加離子液體，來(lái)提高脂肪酶或酯酶催化魚(yú)油酯交換得率，來(lái)富集n-3多不飽和脂肪酸的甘油酯產(chǎn)品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的提供一種用提高酶法酯化離子液體富集魚(yú)油n-3脂肪酸的方法。該方法能夠完善現(xiàn)有技術(shù)存在的反應(yīng)效率不夠尚、底物利用率低等缺點(diǎn)。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種用離子液體提高酶法酯化富集魚(yú)油n-3脂肪酸的方法，包括如下步驟:
(I)將甘油酯型魚(yú)油與乙酯型魚(yú)油或甲酯型魚(yú)油攪拌混勻，得到混合魚(yú)油，在一定攪拌速度和PH值條件下，再加入脂肪酶或酯酶；
(2 )往步驟(I)中添加離子液體、水和乳化劑，攪拌均勻；
(3)在溫度為20-800C，常壓、真空、超臨界流體或充惰性氣體等條件下反應(yīng)5min-48h;
(4)反應(yīng)終止后，分離產(chǎn)物，得到富含n-3脂肪酸的魚(yú)油甘油酯。
步驟(I)中所述優(yōu)選攪拌速度為270-600rpm/min，優(yōu)選PH值為5_9。
[0008]所述甘油酯型魚(yú)油與乙酯型魚(yú)油或甲酯型魚(yú)油的質(zhì)量比為I?9:1?5。
[0009 ] 所述離子液體的添加量為混合魚(yú)油質(zhì)量的0.01-20%，優(yōu)選添加量為1_10%。
[0010]所述的離子液體，指的是由有機(jī)陽(yáng)離子M+與陰離子N—構(gòu)成的，所述的有機(jī)陽(yáng)離子，為單個(gè)或多個(gè)取代基的吡啶類、咪唑類、吡咯啉類、噻唑類、季銨鹽類、季鱗鹽類、胍鹽類陽(yáng)離子中的一種或多種。所述的陰離子，為含PF6—、BF4—、Tf2N—、CF3S〇3—、(CF3S〇2)2C—、C3F7COO-、CF3C00—等有機(jī)離子或配合物離子，或者為含N03—、Cl—、F—、Br-無(wú)機(jī)離子中的一種或多種。
[0011 ]所述的乳化劑為食用級(jí)乳化劑或飼料級(jí)乳化劑。
[0012]所述食用級(jí)乳化劑如單甘油脂肪酸酯、雙甘油脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、吐溫60、山梨醇酐單油酸酯、乙酰化單甘油脂肪酸酯、乙?；p甘油脂肪酸酯和蔗糖脂肪酸酯中的一種或多種。
[0013]所述飼料級(jí)乳化劑為脂肪酸單甘油酯、脂肪酸雙甘油酯、甘油脂肪酸酯、山梨醇酐脂肪酸酯、山梨醇酐單硬脂酸酯、吐溫80和單硬脂酸甘油酯中的一種或多種。
[0014]乳化劑的添加量為混合魚(yú)油質(zhì)量的0-2.0%。
[0015]所述水的添加量為混合魚(yú)油質(zhì)量的0-10%。
[0016]所述的脂肪酶包括來(lái)源于動(dòng)物脂酶、植物脂酶和微生物脂酶，包括胰脂酶、南極假絲酵母黑曲霉、黑曲霉、米根霉、米黑根毛霉、米曲霉、尖孢鐮刀菌米曲霉、雪白根霉和米黑根霉米曲霉等微生物發(fā)酵或產(chǎn)生的脂肪酶中的一種或多種。酯酶包括來(lái)源于黑曲霉、李氏木霉和米黑根毛霉等微生物發(fā)酵或產(chǎn)生的脂酶中的一種或多種。
[0017]脂肪酶或脂酶的添加量為混合魚(yú)油質(zhì)量的0.01-100%，優(yōu)選添加量為混合魚(yú)油質(zhì)量的3-10%。
[0018]本發(fā)明的有益效果:
(I)本發(fā)明通過(guò)添加離子液體，提高了脂肪酶或酯酶催化魚(yú)油酯交換反應(yīng)，從而使所得魚(yú)油的n-3多不飽和脂肪酸含量提高了 10-40%。
[0019](2)本發(fā)明操作簡(jiǎn)便、生產(chǎn)耗能與成本低，而且是建立在常規(guī)生產(chǎn)的工藝步驟上，可行性度高，為新一代的魚(yú)油保健品、魚(yú)油產(chǎn)品的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)、應(yīng)用和工業(yè)化生產(chǎn)提供一個(gè)高效有利的新技術(shù)手段。
[0020](3)本發(fā)明生產(chǎn)的魚(yú)油可應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、飼料等多個(gè)領(lǐng)域，市場(chǎng)前景廣闊，經(jīng)濟(jì)效益高，這對(duì)于高效利用深海魚(yú)油資源具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。
【具體實(shí)施方式】
[0021]實(shí)施例1:
一種用離子液體提高酶法酯化富集魚(yú)油n-3脂肪酸的方法，包括如下步驟:
(1)將60g甘油酯型魚(yú)油與40g乙酯型魚(yú)油攪拌混勻得到混合魚(yú)油；在攪拌速度270rpm和pH值為8的條件下，加入混合魚(yú)油質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的假絲酵母固定化脂肪酶；
(2)往步驟(I)中添加混合魚(yú)油質(zhì)量1%的離子液體(有機(jī)陽(yáng)離子為噻唑，陰離子為Tf2N—)攪拌均勻；
(3)在溫度為50°C，氮?dú)鈼l件下，反應(yīng)5min;
(4)通過(guò)過(guò)濾、離心、蒸餾處理得到的魚(yú)油甘油酯，其n-3多不飽和脂肪酸含量比不添加離子液體的體系提高了 10%。
[0022]實(shí)施例2:
一種用離子液體提高酶法酯化富集魚(yú)油n-3脂肪酸的方法，包括如下步驟:
(1)將50g甘油酯型魚(yú)油與50g甲酯型魚(yú)油攪拌混勻得到混合魚(yú)油；在攪拌速度400rpm和pH值為5的條件下，加入混合魚(yú)油質(zhì)量10%的豬胰脂酶；
(2)往步驟(I)中添加混合魚(yú)油質(zhì)量10%的離子液體(有機(jī)陽(yáng)離子為咪唑；陰離子為PFfO、2%的分子蒸餾單甘脂和10%的水?dāng)嚢杈鶆颍?br> (3)在溫度為200C，抽真空條件下，反應(yīng)48h;
(5)通過(guò)過(guò)濾、離心、蒸餾處理得到的魚(yú)油甘油酯，其n-3多不飽和脂肪酸比不添加離子液體的體系含量提高了 40%。
[0023]實(shí)施例3:
一種用離子液體提高酶法酯化富集魚(yú)油n-3脂肪酸的方法，包括如下步驟:
(1)將47.5g甘油酯型魚(yú)油與26.4g甲酯型魚(yú)油攪拌混勻得到混合魚(yú)油；在攪拌速度600rpm和pH值為9的條件下，加入混合魚(yú)油質(zhì)量2%的諾維信435脂肪酶；
(2)往步驟(I)中添加混合魚(yú)油質(zhì)量5%的離子液體(有機(jī)陽(yáng)離子為吡啶，陰離子為BF4-)和9%的水?dāng)嚢杈鶆颍?br> (3 )在溫度為20 V，常壓條件下，反應(yīng)24h;
(5)通過(guò)過(guò)濾、離心、蒸餾處理得到的魚(yú)油甘油酯，其n-3多不飽和脂肪酸含量比不添加離子液體的體系提高了 30%。
[0024]上述方法所得魚(yú)油甘油酯中n-3脂肪酸的含量均得到顯著的提高。而且操作簡(jiǎn)便、生產(chǎn)耗能與成本低。
[0025]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用離子液體提高酶法酯化富集魚(yú)油n-3脂肪酸的方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)將甘油酯型魚(yú)油與乙酯型魚(yú)油或甲酯型魚(yú)油攪拌混勻，得到混合魚(yú)油，再加入脂肪酶或酯酶； (2)往步驟(I)中添加離子液體、水和乳化劑，攪拌均勻； (3)在溫度為20-80°C，常壓、真空、超臨界流體或充惰性氣體等條件下反應(yīng)5min-48h; (4)反應(yīng)終止后，分離產(chǎn)物，得到富含n-3脂肪酸的魚(yú)油甘油酯。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟(I)中所述甘油酯型魚(yú)油與乙酯型魚(yú)油或甲酯型魚(yú)油的質(zhì)量比為I?9:1?5。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于: 所述離子液體是由有機(jī)陽(yáng)離子M+與陰離子N—構(gòu)成的，其中有機(jī)陽(yáng)離子為吡啶類、咪唑類、吡咯啉類、噻唑類、季銨鹽類、季鱗鹽類、胍鹽類中的一種或多種;所述的陰離子為PF6'BF4—、Tf2N-、CF3SO3-、(CF3SO2) 2C—、C3F7COO—、CF3COO—、N03—、Cl—、F—、Br—中的一種或多種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:離子液體的添加量為混合魚(yú)油質(zhì)量的.0.01-20%ο5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:乳化劑為食用級(jí)乳化劑或飼料級(jí)乳化劑；所述食用級(jí)乳化劑為單甘油脂肪酸酯、雙甘油脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、吐溫60、山梨醇酐單油酸酯、乙?；瘑胃视椭舅狨?、乙酰化雙甘油脂肪酸酯和蔗糖脂肪酸酯中的一種或多種;所述飼料級(jí)乳化劑為脂肪酸單雙甘油酯、甘油脂肪酸酯、山梨醇酐脂肪酸酯、山梨醇酐單硬脂酸酯、吐溫80和單硬脂酸甘油酯中的一種或多種。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:乳化劑的添加量為混合魚(yú)油質(zhì)量的0-2.0% ο7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:水的添加量為混合魚(yú)油質(zhì)量的O-10%。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的脂肪酶包括來(lái)源于動(dòng)物脂酶、植物脂酶和微生物脂酶，包括胰脂酶、南極假絲酵母黑曲霉、黑曲霉、米根霉、米黑根毛霉、米曲霉、尖孢鐮刀菌米曲霉、雪白根霉和米黑根霉米曲霉等微生物發(fā)酵或產(chǎn)生的脂肪酶中的一種或多種;所述的酯酶包括來(lái)源于黑曲霉、李氏木霉和米黑根毛霉等微生物發(fā)酵或產(chǎn)生的酯酶中的一種或多種。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:脂肪酶或酯酶的添加量為混合魚(yú)油質(zhì)量的.0.01-100%o
【文檔編號(hào)】C12P7/64GK106086098SQ201610406406
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月12日
【發(fā)明人】傅紅, 李夢(mèng)琪, 張翠平, 林娟, 葉秀云
【申請(qǐng)人】福州大學(xué)