CN101979622A

CN101979622A - 一种脂肪酶催化合成鱼油乙酯的方法

Info

Publication number: CN101979622A
Application number: CN 201010281538
Authority: CN
Inventors: 闵瑞; 周浩; 朱琳; 张增伟; 张文波; 顾燕松
Original assignee: BEIJING CTA NEW CENTURY BIOTECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING CTA NEW CENTURY BIOTECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2010-09-13
Filing date: 2010-09-13
Publication date: 2011-02-23
Anticipated expiration: 2030-09-13
Also published as: CN101979622B

Abstract

本发明公开了一种鱼油乙酯的合成方法。该方法包括以下步骤：粗鱼油和乙醇在脂肪酶的催化作用下进行酯交换反应即得所述鱼油乙酯。该方法还包括将得到的鱼油乙酯进行冷冻结晶的步骤。本发明一种脂肪酶催化合成鱼油乙酯的方法，不同于传统的化学法合成鱼油乙酯，大大降低了原材料用量和生产成本，提高了产品的品质，基本上消除了对环境的污染。

Description

一种脂肪酶催化合成鱼油乙酯的方法

技术领域

本发明涉及一种鱼油乙酯的合成方法，具体涉及鱼油乙酯的脂肪酶催化合成方法。

背景技术

深海鱼油中富含二十碳五烯酸(EPA)与二十二碳六烯酸(DHA)等Ω-3系列不饱和脂肪酸(PUFA)，在人体生物学中的重要功能已得到世人的共识。EPA具有预防冠心病、降血压、消除疲劳、预防动脉硬化和脑血栓、抗癌等功效，而DHA能有效地促进婴儿的智力发育，改善大脑机能，提高记忆力。总之，EPA和DHA在预防心血管疾病和婴儿益智方面具有很好的保健作用。

天然鱼油中EPA和DHA含量相对较低(20％～30％)，其医疗和保健效果并不理想。为了提高EPA和DHA的保健和医疗效果，众多研究者将天然鱼油中的EPA和DHA转酯化生成相应的乙酯，然后再通过各种物理或者化学方法提高EPA和DHA含量，以此来增强EPA和DHA的保健功效。

粗鱼油指直接由鱼粉生产时的榨汁经油水分离工序获得的鱼油，其中原料的理化指标为：EPA+DHA含量≥25％，含油量≥98％，酸价0.20-20.00mgKOH/g。

现公开的对鱼油乙酯合成工艺的方法有：2000年9月27日的CN1056827C中国发明专利申请公开了一种“鱼油多烯脂肪酸乙酯生产新工艺”，该公开文件介绍了该工艺以粗鱼油为原料，经预处理后，对原料油进行交酯化处理，得酯化油后，对其进行尿包和精馏处理。2002年5月8日的CN1084380C中国发明专利申请公开说明中公开了一种“从粗鱼油生产高含多烯酸乙酯精鱼油的方法”，该公开文件说明了在酸性催化剂存在下，将粗鱼油直接与无水乙醇进行酯交换反应，一步得粗鱼油乙酯，该乙酯用尿包法处理，再经脱色，即得含有EPA乙酯和DHA乙酯的精制鱼油。

上述我国对于制备高含量多烯酸乙酯的研究主要是采用化学催化剂进行酯交换反应，其具有原料用量大，生产成本高，对环境污染严重等缺点，因此需要研究一种绿色的无污染的鱼油乙酯的合成方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种鱼油乙酯的合成方法。

本发明提供的鱼油乙酯的合成方法包括以下步骤：粗鱼油和乙醇在脂肪酶的催化作用下进行酯交换反应即得所述鱼油乙酯。

上述制备方法中，所述鱼油乙酯为二十碳五烯酸乙酯(EPA-E)和二十二碳六烯酸乙酯(DHA-E)。

上述制备方法中，所述脂肪酶可为亚罗解脂酵母脂肪酶；所述亚罗解脂酵母脂肪酶可以通过商业途径获得，如可以购自北京凯泰新世纪生物技术有限公司，产品目录号为LS-10、LS-17或LS-20。

上述制备方法中，所述乙醇可为95％乙醇或无水乙醇。

上述制备方法中，所述反应还可添加水，水的添加量可为所述粗鱼油的质量的0％～10％，但不为0，如5％或10％。

上述方法还包括将得到的鱼油乙酯进行结晶的步骤；该结晶的温度为-30℃-10℃，如-30℃、0℃、5℃或10℃；时间为20-60min，如20min、30min、40min或60min。

上述制备方法中，所述粗鱼油与乙醇的质量份数比为2-6∶1；具体可为2∶1、4∶1或6∶1。

上述制备方法中，所述脂肪酶的酶活为100000U/g-200000U/g，如100000U/g、170000U/g或200000U/g；所述脂肪酶的添加量为所述粗鱼油的质量的0.1％-5％，具体可为0.1％-3％、1％-5％、0.1％、1％、3％或5％。

上述制备方法中，所述反应在搅拌下进行，该搅拌的速度为30rpm-330rpm，如30rpm、100rpm、230rpm、或330rpm。

上述制备方法中，所述反应的温度为25℃-65℃，如25℃-40℃、25℃、40℃或65℃；所述反应的时间为10-40小时，如10小时、30小时、35小时或40小时。

本发明提供了一种鱼油乙酯的脂肪酶催化合成方法，实现了绿色合成鱼油乙酯，原材料(粗鱼油、乙醇)与传统方法相比，消耗量大幅减少；产品质量提高，EPA乙酯及DHA乙酯总含量可高达86％-92％；由于酶法催化效率高，使用量少，反应条件温和，且反应不需要使用大量溶剂，所以生产成本大大降低；基本上消除了对环境的污染。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

本发明下述实施例中的粗鱼油购买于中化河北进出口公司，EPA+DHA含量≥25％。

本发明下述实施例的EPA乙酯(EPA-E)和DHA乙酯(DHA-E)采用质谱法进行表征：采用Waters Micromass ZMD2000质谱仪进行测定。

本发明的EPA乙酯和DHA乙酯的总含量采用HPLC法进行测定：采用Waters 2690液相色谱仪，色谱分析条件为：色谱柱：Symmetry C8柱；柱温：35℃；流动相：甲醇∶水(80∶20，V/V)；流速为0.3mL/min；进样体积为5μl。

本发明下述实施例的EPA乙酯和DHA乙酯标准品购买于美国sigma公司，纯度均≥99％。EPA乙酯和DHA乙酯标准品在上述液相条件下，EPA的保留时间为8.93min，DHA的保留时间为10.34min。

实施例1、鱼油乙酯的合成

(1)鱼油乙酯的合成

准确称取粗鱼油(含有质量百分数为18.23％的EPA和7.89％的DHA)500g、无水乙醇250g(粗鱼油与无水乙醇的质量份数比为2∶1)和亚罗解脂酵母脂肪酶(酶活为100000U/g，北京凯泰新世纪生物技术有限公司，LS-10)0.5g(亚罗解脂酵母脂肪酶的添加量为粗鱼油的质量的0.1％)置于反应容器中，在25℃，100rpm条件下进行酯交换反应。反应40h后得到含有鱼油乙酯的混合液。利用HPLC检测EPA乙酯及DHA乙酯的含量，EPA乙酯的含量为17.51％，DHA乙酯的含量为7.15％。

(2)鱼油乙酯的分离纯化

将上述含有EPA乙酯和DHA乙酯的鱼油乙酯混合液250g置于低温条件下，温度控制在-30℃，静置20min后，离心，去除晶体物质，采用质谱法对液体样品进行快速分析，检测出EPA的分子离子峰[M-H]⁺ m/z：301.1，DHA的分子离子峰[M-H]⁺ m/z：327.1；然后利用HPLC检测EPA乙酯及DHA乙酯的含量，经反复三次冷冻结晶分离后制得高含量的EPA乙酯、DHA乙酯混合产品，EPA乙酯及DHA乙酯的总含量为86.2％，其中，EPA乙酯的含量为61.21％，DHA乙酯的含量为24.99％。

实施例2、鱼油乙酯的合成

(1)鱼油乙酯的合成

准确称取粗鱼油(含有质量百分数为19.38％的EPA和6.29％的DHA)100kg、95％乙醇17kg(粗鱼油与95％乙醇的质量份数比为6∶1)和亚罗解脂酵母脂肪酶(酶活为200000U/g，北京凯泰新世纪生物技术有限公司，LS-20)3kg(亚罗解脂酵母脂肪酶的添加量为粗鱼油的质量的3％)置于反应容器中，在40℃，30rpm条件下进行酯交换反应。反应10h后得到含有鱼油乙酯的混合液。利用HPLC检测EPA乙酯及DHA乙酯的含量，EPA乙酯的含量为18.76％，DHA乙酯的含量为5.52％。

(2)鱼油乙酯的分离纯化

将上述得到的含有EPA乙酯和DHA乙酯的鱼油乙酯混合液50kg置于低温条件下，温度控制在10℃，静置60min后，离心，去除晶体物质，采用质谱法对液体样品进行快速分析，检测出EPA的分子离子峰[M-H]⁺m/z：301.5，DHA的分子离子峰[M-H]⁺m/z：327.3；然后利用HPLC检测EPA乙酯及DHA乙酯的含量，经反复四次冷冻结晶分离后制得高含量的EPA乙酯、DHA乙酯混合产品，EPA乙酯及DHA乙酯的总含量为88.9％，其中，EPA乙酯的含量为68.69％，DHA乙酯的含量为20.21％。

实施例3、鱼油乙酯的合成

(1)鱼油乙酯的合成

准确称取粗鱼油(含有质量百分数为5.43％的EPA和21.69％的DHA)500kg，无水乙醇83Kg(粗鱼油与无水乙醇的质量份数比为6∶1)和亚罗解脂酵母脂肪酶(酶活为170000U/g，北京凯泰新世纪生物技术有限公司，LS-17)5kg(亚罗解脂酵母脂肪酶的添加量为粗鱼油的质量的1％)置于反应容器中，再加入粗鱼油质量10％的水50Kg，65℃下，230rpm条件下进行酯交换反应。反应30h后得到含有鱼油乙酯的混合液。利用HPLC检测EPA乙酯及DHA乙酯的含量，EPA乙酯的含量为4.88％，DHA乙酯的含量为19.53％。

(2)鱼油乙酯的分离纯化

将上述得到的含有EPA乙酯和DHA乙酯的鱼油乙酯混合液300kg置于低温条件下，温度控制在0℃，静置30min后，离心，去除晶体物质，采用质谱对液体样品进行快速分析，检测出EPA的分子离子峰[M-H]⁺ m/z：301.0，DHA的分子离子峰[M-H]⁺m/z：327.5；然后利用HPLC检测EPA乙酯及DHA乙酯的含量，经反复两次冷冻结晶分离后制得高含量的EPA乙酯、DHA乙酯混合产品，EPA乙酯及DHA乙酯的总含量为86.5％，其中，EPA乙酯的含量为17.29％，DHA乙酯的含量为69.21％。

实施例4、鱼油乙酯的合成

(1)鱼油乙酯的合成

准确称取粗鱼油(含有质量百分数为6.38％的EPA和22.89％的DHA)1000kg、95％乙醇250kg(粗鱼油与95％乙醇的质量份数比为4∶1)和亚罗解脂酵母脂肪酶(酶活为200000U/g，北京凯泰新世纪生物技术有限公司，LS-20)50Kg(亚罗解脂酵母脂肪酶的添加量为粗鱼油的质量的5％)置于反应容器中，再加入粗鱼油质量5％的水50Kg，在65℃，330rpm条件下进行酯交换反应。反应35h后得到含有鱼油乙酯的混合液。利用HPLC检测EPA乙酯及DHA乙酯的含量，EPA乙酯的含量为6.01％，DHA乙酯的含量为20.92％。

(2)鱼油乙酯的分离纯化

将上述得到的含有EPA乙酯和DHA乙酯的鱼油乙酯混合液25g置于低温条件下，温度控制在5℃，静置40min后，离心，去除晶体物质，采用质谱对液体样品进行快速分析，检测出EPA的分子离子峰[M-H]⁺ m/z：301.4，DHA的分子离子峰[M-H]⁺ m/z：327.6；然后利用HPLC检测EPA乙酯及DHA乙酯的含量，经反复六次冷冻结晶分离后制得高含量的EPA乙酯、DHA乙酯混合产品22g，EPA乙酯及DHA乙酯的总含量为87.9％，其中，EPA乙酯的含量为19.16％，DHA乙酯的含量为68.74％。

Claims

1.一种鱼油乙酯的合成方法，包括以下步骤：粗鱼油和乙醇在脂肪酶的催化作用下进行酯交换反应即得所述鱼油乙酯。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述鱼油乙酯为二十碳五烯酸乙酯和二十二碳六烯酸乙酯。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述脂肪酶为亚罗解脂酵母脂肪酶。

4.根据权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于：所述乙醇为95％乙醇或无水乙醇。

5.根据权利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于：所述反应中添加水，所述水的添加量为所述粗鱼油的质量的0％～10％，但不为0。

6.根据权利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于：所述方法还包括将得到的鱼油乙酯进行结晶的步骤。

7.根据权利要求1-6中任一所述的方法，其特征在于：所述粗鱼油与乙醇的质量份数比为2-6∶1；所述脂肪酶的酶活为100000U/g-200000U/g；所述脂肪酶的添加量为所述粗鱼油的质量的0.1％-5％。

8.根据权利要求1-7中任一所述的方法，其特征在于：所述反应在搅拌下进行，该搅拌的速度为30rpm-330rpm。

9.根据权利要求1-8中任一所述的方法，其特征在于：所述反应的温度为25℃-65℃。

10.根据权利要求1-9中任一所述的方法，其特征在于：所述反应的时间为10小时-40小时。