CN105331648A - 一种高纯度α-亚麻酸单甘酯及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高纯度α-亚麻酸单甘脂及其制备方法，所述高纯度α-亚麻酸单甘脂的制备方法包括以下步骤：(1)将Sn-1，3位专一性脂肪酶与吸附剂混合得到催化系统；(2)将植物油、催化系统与反应底物混合搅拌反应，所述反应底物为低浓度醇；(3)反应得到的混合物经过滤、分子蒸馏得到高纯度α-亚麻酸单甘脂。本发明充分利用植物油Sn-2位为高不饱和脂肪酸的特点，结合α-亚麻酸提纯与单甘脂化位一体，同时给单甘脂赋予了α-亚麻酸的特殊功效。与传统的工艺相比，极大的减少了生产工序、缩短工时、降低了生产成本。

Description

一种高纯度α-亚麻酸单甘酯及其制备方法

技术领域

本发明涉及食品添加剂领域，具体是涉及一种高纯度α-亚麻单甘脂及其制备方法。

背景技术

单脂肪酸甘油酯(Monoglyceride，简称MG)又称单甘酯，按照结构可分为α-单甘酯和β-单甘酯，按照脂肪酸组成又可分为饱和脂肪酸单甘酯和不饱和脂肪酸单甘酯，它在天然油脂中存在但含量很低，因此单甘酯产品几乎都为工业制备。单甘酯分子中既存在疏水基团又存在亲水基团，具有优良的乳化性能，是一种多元醇型非离子表面活性剂，能在水中形成稳定的水合分散体，单甘酯具有乳化、稳定、品质改良等多种性能，已被广泛应用于食品、化妆品、医药、精细化工等工业中。

亚麻酸简称LNA，属ω-3系列多烯脂肪酸(简写PUFA)，为全顺式9、12、15十八碳三烯酸，在体内能合成、代谢，转化为机体必需的生命活性因子DHA和EPA。然而，它在人体内不能合成，必须从体外摄取。世界卫生组织(WHO)和联合国粮农组织(FAO)于1993年联合发表声明，鉴于α-亚麻酸的重要性和人类普遍缺乏的现状，决定在世界范围内专项推广α-亚麻酸。世界卫生组织(WHO)、中华人民共和国卫生部、中国营养学会等于2000年一致认定α-亚麻酸是欧米伽3系中唯一的必须脂肪酸。中国人群膳食普遍缺乏α-亚麻酸，日摄入量不足世界卫生组织的推荐量每人每日1.25克的一半。目前国内对于α-亚麻酸的认知还很不够，对于α-亚麻酸的使用也极为不普遍，专家纷纷呼吁国家立法专项补充α-亚麻酸。

常规的单甘脂一般都为饱和脂肪酸单甘脂，以硬脂酸单甘脂为主，鉴于高不饱和脂肪酸特别是α-亚麻酸的特殊功效，制备高纯度α-亚麻酸单甘脂有重要意义。

传统的制备高纯度α-亚麻酸单甘脂均是先提纯α-亚麻酸，再进一步单甘脂化，具体步骤如下：

α-亚麻酸提纯(包括植物油→水解/酯交换→尿素包埋/冷冻→分子蒸馏)，专利201310363815α-亚麻酸的提取方法和专利200510107356纯度大于80％的α-亚麻酸的生产工艺，均是采用水解、尿包、冷冻、蒸馏等步骤完成；

单甘脂制备(提纯α-亚麻酸/酯→催化剂催化酯化/酯交换→过滤→分子蒸馏)，专利201210324205一种高纯度分子蒸馏单甘脂的制备工艺和专利CN200710055632.8一种固定化脂肪酸催化合成α-亚麻酸单甘酯的方法，均是先提纯脂肪酸再酯化或酯交换生产单甘脂，步骤繁琐，且出品率低，成本高。

发明内容

本发明的目针对现有α-亚麻酸单甘脂的制备方法存在步骤繁琐，且出品率低，成本高的问题，提供一种高纯度α-亚麻酸单甘脂的制备方法，该方法利用植物油Sn-2位高不饱和脂肪酸的特点，结合α-亚麻酸提纯与单甘脂化位一体，实现了制备步骤简单、合理，成本低，出品率高的优点。

为达上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种高纯度α-亚麻酸单甘脂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将Sn-1，3位专一性脂肪酶与吸附剂混合得到催化系统；

(2)将植物油、催化系统与反应底物混合搅拌反应，所述反应底物为低浓度醇；

(3)反应得到的混合物经过滤、分子蒸馏得到高纯度α-亚麻酸单甘脂。

进一步地，高纯度α-亚麻酸单甘脂的制备方法包括以下步骤：

(1)将Sn-1，3位专一性脂肪酶与吸附剂混合；所述Sn-1，3位专一性脂肪酶与吸附剂的重量比为1∶1-9，优选为1∶3-8；混合后过50-300目筛得到催化系统，优选为100-200目筛，更优为150目；

(2)将植物油、催化系统与反应底物混合搅拌反应，所述反应底物为低浓度醇，所述植物油、催化系统和反应底物的重量比为1∶0.01-0.1∶1-4；

(3)反应得到的混合物过滤，将筛下物分子蒸馏得到高纯度α-亚麻酸单甘脂。

进一步地，所述Sn-1，3位专一性脂肪酶包括Novozym(lipozyme)435、lipozymeTLIM和lipozymeRMIM中的一种或多种。

进一步地，所述吸附剂≥150目，包括白土、硅藻土、活性炭、氧化铝中的一种或多种。

进一步地，所述的反应底物中低浓度醇为碳链≤4的低沸点醇，包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇及甲醇、乙醇、丙醇、丁醇异构体中的一种或多种，所述反应底物中水分≥40％(质量百分含量)。

进一步地，所述植物油为高α-亚麻酸含量的植物油，所述植物油的脂肪酸组成中α-亚麻酸含量≥40％(质量百分含量)，包括亚麻籽油、紫苏籽油、杜仲籽油和牡丹籽油中的一种或多种。

进一步地，所述步骤(2)中植物油符合GB2716《食用植物油卫生标准》。

进一步地，所述步骤(2)中反应温度为40-80℃，优选为50-70℃，反应时间为2-24小时，优选为8-15小时。

进一步地，所述步骤(3)中混合物过滤，将筛下物进入分子蒸馏，筛下物固体杂质≤0.01％(质量百分含量)；所述分子蒸馏为一级薄膜蒸发加四级及以上的短程蒸馏，薄膜蒸发温度≥80℃且逐级升高。

本发明的另一个目的还提供了一种高纯度α-亚麻酸单甘脂，采用所述高纯度α-亚麻酸单甘脂的制备方法制备而成。

由于采用了以上技术方案，使得本发明高纯度α-亚麻单甘脂及其制备方法具备如下技术效果：

1、本发明结合α-亚麻酸提纯与单甘脂化为一体，实现了乳化剂单甘脂中赋予了α-亚麻酸的功效，解决了α-亚麻酸提纯繁琐步骤及酸碱污染的缺点；解决了单甘脂制备过程中单甘脂化繁琐步骤及高温破坏α-亚麻酸有效成分的缺点。

2、本发明反应简单、环保、低温、保护高不饱和脂肪酸营养流失。

3、本发明最后的副产物可按照常规方法提纯α-亚麻酸及进一步生产单甘脂。

4、本发明得到的产品中α-亚麻酸含量≥80％，总不饱和脂肪酸≥99％，多不饱和脂肪酸≥95％，单甘脂纯度≥95％。相对于传统单甘脂制备方法，解决了多不饱和脂肪酸含量低，单甘脂纯度低等缺点；同时此产品同时具有α-亚麻酸与单甘脂的双重功效。本发明如无特殊说明，％均为质量百分含量。

综上，本发明高纯度α-亚麻酸单甘脂及其制备方法利用《食品化学》中描述的植物油Sn-2位为高不饱和脂肪酸的特点，制备高纯度α-亚麻酸单甘脂，结合α-亚麻酸提纯与脂肪酸单甘脂化为一体，简单快捷、成本低，易于工业化生产，且给单甘脂赋予了α-亚麻酸的功效。

下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

具体实施方式

以下列举具体实施例来具体说明本发明的方法步骤。其中，植物油符合GB2716-2005。

实施例1：

称取1重量份的脂肪酶Novozym435和1重量份的活性炭(180目)，搅拌混合均匀，过150目筛，置于反应釜中。搅拌加入1000质量份的精炼亚麻籽油和1000质量份的浓度为50％的乙醇，升温至40℃，反应2小时。对反应物进行过滤，取筛下物进入分子蒸馏。得到分子蒸馏四级产品为α-亚麻酸单甘脂，单甘脂含量为98％，α-亚麻酸含量为86％，亚油酸为14％，油酸为2％。

实施例2：

称取1重量份的脂肪酶NovozymILTM和9重量份的活性白土(200目)，搅拌混合均匀，过150目筛，置于反应釜中，搅拌加入1000质量份的精炼牡丹籽油和4000质量份的浓度为10％的叔丁醇，升温至80℃，反应24小时。对反应物进行过滤，取筛下物进入分子蒸馏。得到分子蒸馏四级产品为α-亚麻酸单甘脂，单甘脂含量为96％，α-亚麻酸含量为80％，亚油酸为17％，油酸为3％。

实施例3：

称取1重量份的脂肪酶NovozymTLIM和5重量的氧化铝(150目)，搅拌混合均匀，过150目筛，置于反应釜中，搅拌加入1000质量份的精炼紫苏籽油和2000质量份的浓度为40％的异丙醇，升温至60℃，反应10小时。对反应物进行过滤，取筛下物进入分子蒸馏。得到分子蒸馏四级产品为α-亚麻酸单甘脂，单甘脂含量为98％，α-亚麻酸含量为90％，亚油酸为10％，油酸为0。

实施例4：

称取0.5重量份的脂肪酶NovozymTLIM与0.5重量的脂肪酶Novozym435和4重量份的活性炭(150目)和5重量份的活性白土(200目)，搅拌混合均匀，过150目筛，置于反应釜中。搅拌加入1000质量份的精炼杜仲籽油和4000质量份的浓度为50％的乙醇，升温至80℃，反应5小时。对反应物进行过滤，取筛下物进入分子蒸馏。得到分子蒸馏四级产品为α-亚麻酸单甘脂，单甘脂含量为95％，α-亚麻酸含量为81％，亚油酸为17％，油酸为2％。

实施例5：

称取1重量的脂肪酶NovozymRMIM与0.5重量份的脂肪酶NovozymTLIM和2重量份的活性炭(150目)和7重量份的氧化铝(150目)，搅拌混合均匀，过150目筛，置于反应釜中。搅拌加入1000质量的精炼紫苏籽油和3000质量份的浓度为40％的乙醇，升温至40℃，反应12小时。对反应物进行过滤，取筛下物进入分子蒸馏。得到分子蒸馏四级产品为α-亚麻酸单甘脂，单甘脂含量为99％，α-亚麻酸含量为93％，亚油酸为7％，油酸为0。

Claims (9)

1.一种高纯度α-亚麻酸单甘脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将Sn-1，3位专一性脂肪酶与吸附剂混合得到催化系统；

(2)将植物油、催化系统与反应底物混合搅拌反应，所述反应底物为低浓度醇；

(3)反应得到的混合物经过滤、分子蒸馏得到高纯度α-亚麻酸单甘脂。

2.根据权利要求1所述高纯度α-亚麻酸单甘脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将Sn-1，3位专一性脂肪酶与吸附剂混合，所述Sn-1，3位专一性脂肪酶与吸附剂的重量比为1∶1-9，混合后过50-300目筛得到催化系统；

(2)将植物油、催化系统与反应底物混合搅拌反应，所述反应底物为低浓度醇，所述植物油、催化系统和反应底物的重量比为1∶0.01-0.1∶1-4；

(3)反应得到的混合物过滤，将筛下物分子蒸馏得到高纯度α-亚麻酸单甘脂。

3.根据权利要求1或2所述高纯度α-亚麻酸单甘脂的制备方法，其特征在于，所述Sn-1，3位专一性脂肪酶包括Novozym435、lipozymeTLIM和lipozymeRMIM中的一种或多种。

4.根据权利要求1或2高纯度α-亚麻酸单甘脂的制备方法，其特征在于，所述吸附剂≥150目，选自白土、硅藻土、活性炭和氧化铝中的一种或多种。

5.根据权利要求1或2所述高纯度α-亚麻酸单甘脂的制备方法，其特征在于，所述低浓度醇为碳链≤4的低沸点醇，包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇及甲醇、乙醇、丙醇、丁醇异构体中的一种或多种，所述反应底物中水分≥40％。

6.根据权利要求1或2所述高纯度α-亚麻酸单甘脂的制备方法，其特征在于，所述植物油的脂肪酸组成中α-亚麻酸含量≥40％，包括亚麻籽油、紫苏籽油、杜仲籽油和牡丹籽油中的一种或多种。

7.根据权利要求1或2所述高纯度α-亚麻酸单甘脂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中反应温度为40-80℃，反应时间为2-24小时。

8.根据权利要求1或2所述高纯度α-亚麻酸单甘脂的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中混合物过滤，将筛下物进入分子蒸馏，筛下物要求固体杂质≤0.01％；所述分子蒸馏一级薄膜蒸发加四级及以上的短程蒸馏，薄膜蒸发温度≥80℃且逐级升高。

9.一种高纯度α-亚麻酸单甘脂，采用权利要求1-8任意一项所述高纯度α-亚麻酸单甘脂的制备方法制备而成。