一種甘油酯型pufa的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種甘油酯型PUFA的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]多不飽和脂肪酸(PUFA) —般是指含有兩個(gè)或兩個(gè)以上雙鍵且碳鏈長(zhǎng)度為18?22個(gè)碳原子的直鏈脂肪酸。對(duì)人體具有特殊生理功能的常見(jiàn)PUFA主要有二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳六烯酸(DHA)、二十碳五烯酸(DPA)、花生四烯酸(AA)、十八碳四烯酸(SDA)、α -亞麻酸(ALA)、γ -亞麻酸(GLA)。PUFA因具有獨(dú)特的生理功能，在功能性食品、醫(yī)藥、保健品領(lǐng)域有著越來(lái)越多的應(yīng)用。這些PUFA多來(lái)源于海洋魚油、藻油或某些植物油。但是這些來(lái)源的產(chǎn)品中PUFA的含量較低，特別是海洋魚油和藻油中的PUFA含量一般均不高于50%，它們同時(shí)還含有大量的其他脂肪酸。這些脂肪酸的存在，在一定程度上影響了PUFA的生物利用效率；因此，一般采用深加工的技術(shù)將PUFA以脂肪酸或者脂肪酸短鏈醇酯的方式富集出來(lái)，其PUFA含量可以達(dá)到85%以上。但是由于脂肪酸型或者甲酯、乙酯型的PUFA制品其氧化穩(wěn)定性差，不是油脂的最佳存儲(chǔ)和應(yīng)用形式。研究表明甘油酯型的PUFA性質(zhì)穩(wěn)定，生物利用度高，而且更廣泛適用于在食品加工中應(yīng)用；因此，甘油酯型PUFA產(chǎn)品的制備工藝受到越來(lái)越廣泛的重視。
[0003]由于PUFA性質(zhì)較為活潑，很容易發(fā)生氧化或異構(gòu)化而失去其生理活性，因此，目前制備甘油酯型PUFA多采用制備條件比較溫和的酶催化的方法。脂肪酶根據(jù)對(duì)甘油酯位置的催化特異性，人們經(jīng)常將脂肪酶分為Sn-1，3位特異性脂肪酶和非特異性脂肪酶，很多文獻(xiàn)中對(duì)脂肪酶這樣進(jìn)行描述。但是，目前工業(yè)中已經(jīng)廣泛使用的脂肪酶，在制備PUFA甘油酯的過(guò)程中均表現(xiàn)出Sn-1，3位特異性，完全的非特異脂肪酶目前尚未發(fā)現(xiàn)，不同的脂肪酶之間只是位置特異性強(qiáng)弱的差別。這就使得在酶催化PUFA制備過(guò)程中，產(chǎn)物的過(guò)量積累抑制了酶的催化效率，從而導(dǎo)致了 PUFA?；w的轉(zhuǎn)化率低、甘油酯中甘油三酯含量低的問(wèn)題。為了解決這個(gè)問(wèn)題，一般采用延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間、提高反應(yīng)溫度或增加酶的添加量的方法來(lái)進(jìn)行。在生產(chǎn)過(guò)程中，延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間極大地降低了設(shè)備的生產(chǎn)能力；提高反應(yīng)溫度對(duì)酶的活力和PUFA的穩(wěn)定性都有顯著的不利影響；由于脂肪酶的價(jià)格昂貴，增加酶的用量會(huì)降低單位質(zhì)量酶的使用效率，使得該產(chǎn)品的生產(chǎn)成本升高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有甘油酯型PUFA制備方法酶反應(yīng)效率低、底物轉(zhuǎn)化率不高、甘油酯中甘油三酯含量低的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種甘油酯型PUFA的快速制備方法。在本發(fā)明中，通過(guò)在物料與酶接觸反應(yīng)后添加熱處理過(guò)程，將抑制酶反應(yīng)進(jìn)行的產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為有利于反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行的形式，消除了反應(yīng)混合物中產(chǎn)物對(duì)酶反應(yīng)的抑制作用，大大縮短了脂肪酶催化制備甘油酯型PUFA所需的反應(yīng)時(shí)間。該方法制備的甘油酯型PUFA產(chǎn)品，PUFA的轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到90 %以上，甘油酯中甘油三酯含量可以達(dá)到60 %以上。
[0005]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]—種甘油酯型PUFA的制備方法，包括如下步驟:
[0007](l)PUFA的?；w與甘油混合后，與固定化脂肪酶接觸進(jìn)行反應(yīng)，整個(gè)反應(yīng)置于真空條件下；
[0008](2)將步驟⑴反應(yīng)后的物料于90?120°C熱處理至少1.5nmin，n = (150_T)/20，Τ為熱處理的溫度；將物料冷卻至步驟(1)的反應(yīng)溫度后，再加入步驟(1)的混合物料中，循環(huán)步驟⑴和⑵的反應(yīng)；
[0009](3)當(dāng)反應(yīng)基本達(dá)到平衡，分離反應(yīng)產(chǎn)物，回收油相，最后對(duì)油相進(jìn)行純化，獲得甘油酯型的PUFA產(chǎn)物。
[0010]優(yōu)選地，步驟⑴所述PUFA的?；w與甘油的摩爾比為1.0?2.5。
[0011]優(yōu)選地，步驟(1)所述反應(yīng)的溫度為45?55°C，反應(yīng)時(shí)間不低于5min。
[0012]優(yōu)選地，步驟(2)所述熱處理溫度為100?110°C，熱處理時(shí)間為2.5?8min。
[0013]優(yōu)選地，所述PUFA的?；w為富含PUFA的脂肪酸或脂肪酸短鏈醇酯。
[0014]優(yōu)選地，所述真空條件為反應(yīng)系統(tǒng)的壓強(qiáng)為lOOPa以下。
[0015]所述脂肪酶為來(lái)源于根酶屬、曲霉屬、毛酶屬、細(xì)菌、酵母菌、動(dòng)物胰臟中的一種或兩種以上的混合物。
[0016]所述的分離過(guò)程可以是分子蒸餾、溶劑萃取、堿中和、也可以是兩種以上上述分離方法的聯(lián)合。
[0017]本課題組研究發(fā)現(xiàn)，利用脂肪酶催化制備甘油酯型PUFA的過(guò)程中，脂肪酶的甘油酯位置專一性(或選擇性)是限制催化效率、PUFA酰基供體的主要影響因素。但是由于商品化的固定化脂肪酶均具有顯著的甘油酯位置專一性，在催化PUFA酰基供體和甘油反應(yīng)制備PUFA甘油酯時(shí)，PUFA的酰基優(yōu)先結(jié)合在甘油的Sn-1，3位上，產(chǎn)生了 PUFA的Sn_l，3形式的甘油二酯，這一速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于PUFA結(jié)合在甘油Sn-2位的速率，限制了甘油三酯的形成，也降低了酶反應(yīng)效率。目前的解決方向一是通過(guò)脂肪酶的分子改造，這一途徑目前尚未有成果；另一方向是通過(guò)生產(chǎn)工藝的設(shè)計(jì)降低酶反應(yīng)產(chǎn)物中Sn-1，3甘油二酯的比例，消除酶反應(yīng)的底物抑制，從而實(shí)現(xiàn)甘油酯型PUFA產(chǎn)品的酶法快速制備。本發(fā)明研究發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于其他降低酶反應(yīng)產(chǎn)物中Sn-1，3甘油二酯比例的方法，通過(guò)適宜的熱處理溫度，同時(shí)控制在該溫度下的保留時(shí)間可以顯著提高酶催化效率，縮短物料轉(zhuǎn)化的時(shí)間，提高底物的利用率；同時(shí)，該方案簡(jiǎn)單易行，在工業(yè)上具有良好的應(yīng)用前景。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0019](1)本發(fā)明對(duì)酶反應(yīng)后的產(chǎn)物進(jìn)行熱處理，通過(guò)將酶反應(yīng)產(chǎn)物異構(gòu)化，解除酶反應(yīng)的產(chǎn)物抑制效應(yīng)，提高了酶反應(yīng)的催化效率，縮短了制備甘油酯型PUFA產(chǎn)品所需的時(shí)間。
[0020](2)用本發(fā)明方法制造的甘油酯型PUFA產(chǎn)品，提高了 PUFA的轉(zhuǎn)化率，甘油酯產(chǎn)物中甘油三酯的含量在65%以上，PUFA酰基供體的轉(zhuǎn)化率在95%以上，在實(shí)際應(yīng)用中具有更好的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明方法的流程圖；1物料罐2攪拌電機(jī)3流量計(jì)4過(guò)料栗5填充床酶反應(yīng)器6壓力表7熱處理裝置8冷卻裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下通過(guò)實(shí)施例更詳細(xì)地介紹本發(fā)明的實(shí)施。在所述實(shí)施例中，所有百分比均以質(zhì)量計(jì)。
[0023]實(shí)施例1
[0024]將10Kg PUFA濃縮物(來(lái)