CN104195188A - 以专一性脂酶催化的sn-1(3)-单甘酯制备sn-1,3-DAG的方法 - Google Patents
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Abstract
以专一性脂酶催化的sn-1(3)-单甘酯制备sn-1,3-DAG的方法，步骤如下：（1）按摩尔比为2-4:1比例称取反应底物脂肪酸乙酯、sn-1(3)-单甘脂并放入反应器中；（2）按反应底物脂肪酸乙酯与sn-1(3)-单甘油酯总质量的20%的量，加入脂酶TLIM，密闭反应器，在反应温度50℃、搅拌转速220转/分钟条件下，反应0.5-96h；（3）对步骤（2）中反应得到的产物通过滤膜过滤方式除去固定化的脂酶，得到sn-1,3-DAG。本发明避免了大量抑制酯酶活性的副反应；得到sn-1,3-DAG含量高达73%，反应速度快，纯度较高，且有效地减少了反应的步骤以及试剂的使用，生产成本低。
Description
技术领域
本发明属于食用油技术领域，涉及以无溶剂体系中酶催化合成的sn-1,3甘油二酯制备方法。
背景技术
sn-1,3-DAG是天然油脂中的微量成分，在日常生活中可完全取代食用油脂，不影响口感且能抑制体重的增长，促进体内脂肪减少，防止内脏脂肪堆积，降低人和动物餐后血浆甘油，最重要的是在体内不会产生蓄积作用。因此，成为了近年来食用油的重要选择之一。
制备sn-1,3-DAG主要方法分为化学法和酶法。传统化学法生产sn-1,3-DAG具有成本低、运行经济，容易实现规模生产等特点。然而由于反应缺乏专一性，所得产品为sn-1,2-DAG、1,3-DAG的混合物，反应产率低。虽然通过特异的化学反应也可生产结构特殊的1,3-DAG，但需保护剂，反应步骤繁杂冗长，且需大量的化学试剂或有机溶剂，这显然不符合当今清洁生产、绿色环保的要求。由于脂肪酶具有很强的选择性（脂肪酸专一性、位置专一性、结构专一性、光学异构专一性），酶催化法可对产物实现较为精确的控制，并可方便开发具有特殊结构的产品。酶法反应条件温和，所得产品质量好（如色泽、活性等），而且能耗低，且由于酶的高度选择性，转化率高，副反应少，产品纯度高，使得反应更有效。可达到既降低纯化费用，又可减少环境污染等目的。目前，国内外多采用甘油三酯水解法或甘油与脂肪酸直接酯化法制备sn-1,3-DAG,这些方法设计的实验步骤较为繁琐，试剂的使用较多，且产率都较低，不利于工业化生产。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种以专一性脂酶催化的sn-1(3)-单甘酯制备sn-1,3-DAG的方法，以sn-1(3)-单甘酯为甘油骨架供体，以脂肪酸乙酯为酰基供体，建立一种以专一性脂酶催化的sn-1(3)-单甘酯结合转酯交换机理制备sn-1,3-DAG的方法，且所制备的sn-1,3甘油二酯含量超过73%。所制备的sn-1,3-DAG为淡黄色油状液体，无异味，酸值，过氧化值均符合国家一级食用油标准，亦可用于制作具有保健功能的食品。
本发明所述以专一性脂酶催化的sn-1(3)-单甘酯制备sn-1,3-DAG的工艺步骤如下。
（1）原料准备：按摩尔比为2-4:1比例称取反应底物脂肪酸乙酯、sn-1(3)-单甘脂并放入反应器中。
（2）脂酶催化的转酯交换反应：按反应底物脂肪酸乙酯与sn-1(3)-单甘油酯总质量的20%的量，加入脂酶TLIM（Lipozyme），密闭反应器，在反应温度50℃、搅拌转速220转/分钟条件下，反应0.5-96h。
转酯交换的反应机理：
（3）除酶：对步骤（2）中反应得到的产物通过滤膜过滤方式除去固定化的脂酶，得到sn-1,3-DAG。
本发明产品sn-1,3-DAG的分析、测试。
将小瓶、进样瓶、瓶盖和垫片洗净、超声、烘干，做好标签待用，准备好。将上面得到的样品分别与色谱纯正己烷按照1mg样品：5mL正己烷的比例配制，装于20mL的小瓶中，密封；将样品加热融化，彻底融化后分别用注射剂取出溶液经0.45μm的滤膜过滤注入到相应的进样瓶，准备做液相分析；并采用面积归一法进行计算。
本发明的有益效果。
（1）本发明采用以专一性脂酶催化的sn-1(3)-单甘酯结合转酯交换机理制备sn-1,3-DAG，选用脂肪酸乙酯与sn-1(3)-单甘酯反应而不是采用甘油三酯水解法或甘油与脂肪酸直接酯化法来制备1,3-DAG，避免了大量抑制酯酶活性的副反应。
（2）本发明通过控制反应条件来抑制酰基迁移副反应，采用优化反应时间来综合选择制备sn-1,3-DAG，的较优条件，得到sn-1,3-DAG含量高达73%。且通过sn-1(3)-单甘酯与油脂在酶催化下的酯交换来制备sn-1,3-DAG，以sn-1(3)-单甘酯为原料通过酯交换反应制备sn-1,3-DAG分别属于甘油解反应的中间步骤，所以反应速度快，纯度也较高。而2013年江南大学鲁珊硕士论文中研究在无溶剂体系中利用固定化脂肪酶催化甘油与油酸进行酯化反应合成 1,3-二油酸甘油酯。通过控制影响酯化反应的几个主要因素:底物摩尔比、加酶量、反应温度对酯化反应过程中油酸转化率和1,3-二油酸甘油酯含量的影响。建立的最优工艺条件为:底物摩尔比为2.1:1，酶添加量 6.90%(底物总质量计)，反应温度63 ℃，反应时间1.9 h，该工艺条件下1,3-二油酸甘油酯的含量达到 61.20%。相比较而言，本发明在sn-1,3-DAG的反应得率及纯度上具有优势。
（3）本发明通过控制反应体系的酰基供体、底物比例和时间来调控酰基迁移反应程度，有效减少了反应的步骤以及实验试剂的使用，为利用专一性脂酶绿色催化合成功能性sn-1,3-DAG，提供了一个成功例子。
具体实施方式
本发明将通过以下实施例作进一步说明。
实施例１。
分别计算并称重共轭亚油酸乙酯及sn-1(3)-单甘酯，其中共轭亚油酸乙酯与sn-1(3)-单甘酯的摩尔比为3:1，共轭亚油酸乙酯为9.2550g、sn-1(3)-单甘酯为3.6539g，称20%的脂酶TLIM即2.5817g，放入密闭反应器中，迅速盖上盖子密封，在50℃下反应4h，搅拌速度为220转/分种，反应得到的产物通过滤膜过滤方式除去固定化的脂酶，得到sn-1,3-DAG。
实施例2。
分别计算并称重共轭亚油酸乙酯及sn-1(3)-单甘酯，其中共轭亚油酸乙酯与sn-1(3)-单甘酯的摩尔比为2:1，共轭亚油酸乙酯为6.1700g、sn-1(3)-单甘酯为3.6539g，称20%的脂酶TLIM即1.9647g，放入密闭反应器中，迅速盖上盖子密封，在50℃下反应2h，搅拌速度为220转/分种，其他操作步骤同实例1，得到sn-1,3-DAG。
实施例3。
分别计算并称重共轭亚油酸乙酯及sn-1(3)-单甘酯，其中共轭亚油酸乙酯与sn-1(3)-单甘酯的摩尔比为3:1，共轭亚油酸乙酯为9.2550g、sn-1(3)-单甘酯为3.6539g，称20%的脂酶TLIM即2.5817g，放入密闭反应器中，迅速盖上盖子密封，在50℃下反应2h，搅拌速度为220转/分种，其他操作步骤同实例1，得到sn-1,3-DAG。
实施例4。
分别计算并称重油酸乙酯及sn-1(3)-单甘酯，其中油酸乙酯与sn-1(3)-单甘酯的摩尔比为3:1，油酸乙酯为9.3150g、sn-1(3)-单甘酯为3.6539g，称20%的脂酶TLIM即2.5937g，放入密闭反应器中，迅速盖上盖子密封，在50℃下反应6h，搅拌速度为220转/分种，其他操作步骤同实例1，得到sn-1,3-DAG。
实施例5。
分别计算并称重共轭亚油酸乙酯及sn-1(3)-单甘酯，其中共轭亚油酸乙酯与sn-1(3)-单甘酯的摩尔比为4:1，共轭亚油酸乙酯为12.3400g、sn-1(3)-单甘酯为3.6539g，称20%的脂酶TLIM即3.1987g，放入密闭反应器中，迅速盖上盖子密封，在50℃下反应12h，搅拌速度为220转/分种，其他操作步骤同实例1，得到sn-1,3-DAG。
表1：实验结果
Claims (1)
1.以专一性脂酶催化的sn-1(3)-单甘酯制备sn-1,3-DAG的方法，其特征是步骤如下：
（1）按摩尔比为2-4:1比例称取反应底物脂肪酸乙酯、sn-1(3)-单甘脂并放入反应器中；
（2）按反应底物脂肪酸乙酯与sn-1(3)-单甘油酯总质量的20%的量，加入脂酶TLIM，密闭反应器，在反应温度50℃、搅拌转速220转/分钟条件下，反应0.5-96h；
（3）对步骤（2）中反应得到的产物通过滤膜过滤方式除去固定化的脂酶，得到sn-1,3-DAG。
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| CN1884564A (zh) * | 2006-05-31 | 2006-12-27 | 东莞新宝精化有限公司 | 全酶法生产甘油二酯的方法 |
| CN101270375A (zh) * | 2008-05-22 | 2008-09-24 | 清华大学 | 叔丁醇体系中酶法制备1，3-甘油二酯的工艺 |
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