CN101870989A - 一种超临界状态下酶法制备富含共轭亚油酸甘油酯的方法 - Google Patents

一种超临界状态下酶法制备富含共轭亚油酸甘油酯的方法 Download PDF

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Abstract

一种超临界状态下酶法制备富含共轭亚油酸甘油酯的方法，本发明涉及一种在超临界CO2状态下通过酶法制备富含共轭亚油酸甘油酯的方法。在超临界状态下酶法制备富含共轭亚油酸甘油酯通过以下步骤实现：1.反应前处理；2.酶促酸解；3.终止反应；4.分离纯化，即得到富含共轭亚油酸的甘油酯。用本发明中的方法对甘油三酯和共轭亚油酸进行酸解酯交换，是由于反应物在超临界CO2流体中的溶解度大，脂肪酶和共轭亚油酸在甘三酯中的溶解度增加，使酶更易于催化甘三酯的水解和合成，且在无任何溶剂添加的同时较常规方法得率提高了5～10％。

Description

一种超临界状态下酶法制备富含共轭亚油酸甘油酯的方法
技术领域：
本发明涉及一种制备富含共轭亚油酸的甘油酯的方法。
背景技术：
共轭亚油酸(conjugated linoleic acid，CLA)及其衍生物具有抑癌、减肥、调节血脂、调节血糖、调节血压、抗动脉粥样硬化、免疫调节等多种重要生理功能。自然界中CLA含量较少，主要存在于反刍动物牛和羊的脂肪及其乳制品中，植物食品也含有CLA，但在一般植物油中每克仅含有0.1mg～0.7mgCLA，不能满足特殊人群对CLA的需求。目前国内外市场上出现的CLA产品主要是游离脂肪酸形态，游离型多不饱和脂肪酸(PUFA)易氧化产生对人体有害的过氧化物，且有酸味、口感不好，直接食用难以被人们接受；而甘油酯不仅易被人体消化吸收，而且口感较好。因此制备CLA的甘油酯产品，具有广阔的市场前景。
目前常见的无溶剂酶法酸解制备富含共轭亚油酸甘油酯存在接入率过低的问题，不能满足人们的需要。超临界二氧化碳(SC-CO2)状态下酶反应，是近年来生物工程新开拓的领域。SC-CO2有似液体的密度，似气体的扩散性和粘度，因此显示出较大的溶解能力和较高传递特性，从而大大降低酶反应过程的传质阻力，提高酶反应速率；另外，SC-CO2无毒、不可燃、化学惰性佳、易与反应物底物分离、价格便宜等。这些优点和特点使其在工业上，尤其是在食品行业上的应用具有广阔的发展前景。
发明内容
本发明是为了解决实际反应中酸解酯交换交换率较低的问题，而提出了用游离脂肪酶在超临界状态下催化酸解酯交换反应。用游离脂肪酶在超临界状态下催化酯交换反应通过以下步骤实现：一、将CLA与甘油三酯以1∶1～5∶1的比例添加到反应釜中，再加入1～10％的去离子水，添加5～15％的游离脂肪酶，密封反应釜后充入CO2密换气两至三次，以保证彻底置换除去反应釜中的空气，同时将反应釜置于水中试漏；二、在保证反应釜密封的情况下充入CO2使釜内压力达到7.5Mpa～25Mpa，将反应釜置于恒温水浴锅中，在温度30～80℃，转速30rpm条件下反应24～72小时后得到酸解产物；三、终止反应，将反应釜从水浴锅中取出，降至室温，放出釜内CO2至常压，同时加入硫酸钠终止反应，将反应釜内的全部物质转移到离心管中，在高速离心机的作用下除去水与脂肪酶；四、采用分子蒸馏的方法分离出反应后多余的游离脂肪酸，分子蒸馏提纯CLA-SL粗产品的操作条件为：预热温度60～90℃，进料速率1～5mL/min，加热壁面温度180℃，刮板速率为80～120rpm，冷凝水温度25℃，系统压力1Pa。对一级分子蒸馏得到的重相采用相同的条件进行二级分子蒸馏。经两级分子蒸馏后，即得富含共轭亚油酸的甘油三酯产品。
在超临界CO2状态下进行酯交换反应，共轭亚油酸和甘油三酯的溶解度有显著提高，产品中无有机溶剂残留的危险，同时大大降低酶反应过程的传质阻力，提高酶反应速率，还能使酯交换得率较常规方法提高5～10％。本发明稳定性高、可长时间连续操作，可进行大规模工业操作。
具体实施方式
具体实施方式一：用游离脂肪酶在超临界状态下催化酯交换反应通过以下步骤实现：一、将CLA与甘油三酯以1∶1～5∶1的比例添加到反应釜中，再加入1～10％的去离子水，添加5～15％的游离脂肪酶，密封反应釜后充入CO2密换气两至三次，以保证彻底置换除去反应釜中的空气，同时将反应釜置于水中试漏；二、在保证反应釜密封的情况下充入使釜内压力达到7.5MPa～25Mpa，将反应釜置于恒温水浴锅中，在温度30～80℃，转速30rpm条件下反应24～72小时后得到酸解产物；三、终止反应，将反应釜从水浴锅中取出，降至室温，放出釜内CO2至常压，同时加入硫酸钠终止反应，将反应釜内的全部物质转移到离心管中，在高速离心机的作用下除去水与脂肪酶；四、采用分子蒸馏的方法分离出反应后多余的游离脂肪酸，分子蒸馏提纯CLA-SL粗产品的操作条件为：预热温度60～90℃，进料速率1～5mL/min，加热壁面温度180℃，刮板速率为80～120rpm，冷凝水温度25℃，系统压力1Pa。对一级分子蒸馏得到的重相采用相同的条件进行二级分子蒸馏。经两级分子蒸馏后，即得富含共轭亚油酸的甘油三酯产品。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤一中将CLA与甘油三酯以2∶1～4∶1的比例添加到反应釜中。其它步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤一中将CLA与甘油三酯以1∶1～5∶1的比例添加到反应釜中，再加入2～6％的去离子水。其它步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤一中将CLA与甘油三酯以1∶1～5∶1的比例添加到反应釜中，再加入1～10％的去离子水，添加6～10％的游离脂肪酶。其它步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤二中在保证反应釜密封的情况下充入使釜内压力达到10MPa～20Mpa。其它步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤二中将反应釜置于恒温水浴锅中，在温度40～60℃，转速30rpm条件下反应24小时后得到酸解产物。其它步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤二中将反应釜置于恒温水浴锅中，在温度40～60℃，转速30rpm条件下反应36～48小时后得到酸解产物。其它步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤四中预热温度65～85℃。其它步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤四中进料速率2～4mL/min。其它步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤四中刮板速率为80～120rpm，冷凝水温度25℃，系统压力1Pa。其它步骤与具体实施方式一相同。

Claims (10)

1.一种超临界状态下酶法制备富含共轭亚油酸甘油酯的方法，其特征在于用游离脂肪酶在超临界状态下催化酯交换反应通过以下步骤实现：一、将CLA与甘油三酯以1∶1～5∶1的比例添加到反应釜中，再加入1～10％的去离子水，添加5～15％的游离脂肪酶，密封反应釜后充入CO2密换气两至三次，以保证彻底置换除去反应釜中的空气，同时将反应釜置于水中试漏；二、在保证反应釜密封的情况下充入CO2使釜内压力达到7.5Mpa～25Mpa，将反应釜置于恒温水浴锅中，在温度30～80℃，转速30rpm条件下反应24～72小时后得到酸解产物；三、终止反应，将反应釜从水浴锅中取出，降至室温，放出釜内CO2至常压，同时加入硫酸钠终止反应，将反应釜内的全部物质转移到离心管中，在高速离心机的作用下除去水与脂肪酶；四、采用分子蒸馏的方法分离出反应后多余的游离脂肪酸，分子蒸馏提纯CLA-SL粗产品的操作条件为：预热温度60～90℃，进料速率1～5mL/min，加热壁面温度180℃，刮板速率为80～120rpm，冷凝水温度25℃，系统压力1Pa。对一级分子蒸馏得到的重相采用相同的条件进行二级分子蒸馏。经两级分子蒸馏后，即得富含共轭亚油酸的甘油三酯产品。
2.根据权利要求1所述的在超临界状态下酶法制备富含共轭亚油酸甘油酯，其特征在于步骤一中将CLA与甘油三酯以2∶1～4∶1的比例添加到反应釜中。
3.根据权利要求1所述的在超临界状态下酶法制备富含共轭亚油酸甘油酯，其特征在于步骤一中将CLA与甘油三酯以1∶1～5∶1的比例添加到反应釜中，再加入2～6％的去离子水。
4.根据权利要求1所述的在超临界状态下酶法制备富含共轭亚油酸甘油酯，其特征在于步骤一中将CLA与甘油三酯以1∶1～5∶1的比例添加到反应釜中，再加入1～10％的去离子水，添加6～10％的游离脂肪酶。
5.根据权利要求1所述的在超临界状态下酶法制备富含共轭亚油酸甘油酯，其特征在于步骤二中在保证反应釜密封的情况下充入使釜内压力达到10MPa～20Mpa。
6.根据权利要求1所述的在超临界状态下酶法制备富含共轭亚油酸甘油酯，其特征在于步骤二中将反应釜置于恒温水浴锅中，在温度40～60℃，转速30rpm条件下反应24小时后得到酸解产物。
7.根据权利要求1所述的在超临界状态下酶法制备富含共轭亚油酸甘油酯，其特征在于步骤二中将反应釜置于恒温水浴锅中，在温度40～60℃，转速30rpm条件下反应36～48小时后得到酸解产物。
8.根据权利要求1所述的在超临界状态下酶法制备富含共轭亚油酸甘油酯，其特征在于步骤四中预热温度65～85℃。
9.根据权利要求1所述的在超临界状态下酶法制备富含共轭亚油酸甘油酯，其特征在于步骤四中进料速率2～4mL/min。
10.根据权利要求1所述的在超临界状态下酶法制备富含共轭亚油酸甘油酯，其特征在于步骤四中刮板速率为80～120rpm，冷凝水温度25℃，系统压力1pa。
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