CN105567753A - 一种超临界co2体系下酶法合成中碳链甘三脂的方法 - Google Patents

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江连洲
于殿宇
齐晓芬
王立琦
刘天一
刘欣
王文华
张青
李中宾
任悦
王玉琦
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    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
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    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/64—Fats; Fatty oils; Ester-type waxes; Higher fatty acids, i.e. having at least seven carbon atoms in an unbroken chain bound to a carboxyl group; Oxidised oils or fats
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Abstract

本发明公开了一种超临界CO2体系下酶法合成中碳链甘三脂的方法，其特征是：在超临界CO2体系下，以脂肪酶Novozyme？435为催化剂，甘油和辛酸、癸酸混合酸为原料制备中碳链甘三酯，得到了酶催化反应的最佳反应参数，由于在超临界CO2体系下，溶液有较大的溶解能力和较高传递特性，因此降低了反应过程中的传递阻力，提高酶反应速率；在此条件下的酶催化反应较常压下的反应时间一般缩短2h，而且甘三酯的得率为95.1％，酯化率为98.62％，产品颜色浅，且制备工艺简单，无污染。

Description

一种超临界CO2体系下酶法合成中碳链甘三脂的方法
技术领域
本发明涉及一种超临界CO2体系下酶法合成中碳链甘三脂的方法。
背景技术
中碳链甘三脂(MCT)是指饱和辛酸甘油三酯或饱和癸酸甘油三酯或饱和辛酸-癸酸混合的甘油三酯。在室温下，是无刺激性气味的液体，粘度较低，约是普通植物油的50％；其不饱和的组分含量极低，因此具有稳定的抗氧化性。在人体代谢过程中，MCT的消化吸收速度是普通长链脂肪酸的4倍，代谢速度是其10倍。大量的研究发现，高脂肪膳食与肥胖症、高血压、高血脂、脑血栓等疾病及某些癌症(乳腺癌、肠癌)发病率的上升存在着密切的关系。因此，营养专家不断提倡低油、低糖、低盐、高纤维的“三低一高”饮食原则，而MCT因其特殊的理化功能和代谢途径，作为一种低能量，既具有保健作用又不影响食品风味的膳食脂肪引起了人们的广泛关注并被广泛应用在减肥食品、术后专用食品等食品、医药和化妆品工业中。
MCT的制备方法主要分为化学法和酶法，酶法催化反应，有效避免了化学法中反应过程繁琐，时间长，污染严重等缺点，但是酶法制备MCT的产率较低，是目前急需解决的问题。在超临界CO2条件下进行酶催化反应，溶液有较大的溶解能力和较高传递特性，因此降低了反应过程中的传递阻力，能够提高酶反应速率；另外CO2是一种无毒、惰性、成本低、可循环使用、对环境相当友好的反应介质。目前，传统的生产工艺需要在高温高压下进行，能耗较大，且产品后处理难度较大，产品色泽较深，传统的催化剂催化效果不理想。因此，选择高效催化剂，优化中碳链甘三酯的生产工艺，降低成本，缩短反应时间，提高原料的利用价值，改善我国中碳链甘三酯生产落后的局面，提高经济效益，是所面临的挑战之一，而化学法和常态酶法制备MCT的研究报道较多，超临界CO2体系下酶法制备MCT却鲜见报道。因此，本发明得出了在超临界CO2体系下酶法制备MCT的最佳工艺参数，提高了MCT的得率，使其在工业上具有广阔的前景。
发明内容
本发明是在超临界CO2体系下，以脂肪酶Novozyme435为催化剂，甘油和辛酸、癸酸混合酸为原料制备中碳链甘三酯，得到了酶催化反应的最佳反应参数，在此条件下，酶催化反应时间较短，MCT的得率较高，产品颜色浅，且制备工艺简单，无污染。
具体实施方式：
具体实施方式一：
步骤一：向不锈钢反应釜中按2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1(辛酸、癸酸混合酸：甘油)比例加入反应物，再加入脂肪酸质量的1％、2％、3％、4％、5％的脂肪酶Novozyme435，用玻璃棒搅拌均匀，加入转子后将反应釜密封，然后向不锈钢反应釜中注入2～6MPa的CO2气体，进行试漏；再用CO2置换不锈钢反应釜中的空气3～5次，其压力小于5MPa；
步骤二：向不锈钢反应釜中充入CO2气体，压力为7.5、8.5、9.5、10.5、11.5MPa，使其在反应温度下处于超临界状态；再将其放入磁力搅拌水浴锅中，调节转速为60、90、120、150、180r/min，温度为80、85、90、95、100℃，反应时间为6、8、10、12、14h；反应后，测该反应中MCT的得率。
具体实施方式二：本实施方法与具体实施方法一不同点在于步骤一中选取反应物比例为2.5:1、3:1、3.5:1，其它组成和步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方法与具体实施方法一不同点在于步骤一中选取酶添加量为脂肪酸质量的2％、3％、4％，其它组成和步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方法与具体实施方法一不同点在于步骤二中选取反应釜中CO2的压力为8.5、9.5、10.5MPa，其它组成和步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：本实施方法与具体实施方法一不同点在于步骤二中选取转速为90、120、150r/min，其它组成和步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：本实施方法与具体实施方法一不同点在于步骤二中选取水浴温度为85、90、95℃，其它组成和步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式七：本实施方法与具体实施方法一不同点在于步骤二中选取反应时间为8、10、12h，其它组成和步骤与具体实施方式一相同。

Claims (7)

1.一种超临界CO2体系下酶法合成中碳链甘三脂的方法，其特征在于以下步骤：
步骤一：向不锈钢反应釜中按2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1(辛酸、癸酸混合酸：甘油)比例加入反应物，再加入脂肪酸质量的1％、2％、3％、4％、5％的脂肪酶Novozyme435，用玻璃棒搅拌均匀，加入转子后将反应釜密封，然后向不锈钢反应釜中注入2～6MPa的CO2气体，进行试漏；再用CO2置换不锈钢反应釜中的空气3～5次，其压力小于5MPa；
步骤二：向不锈钢反应釜中充入CO2气体，压力为7.5、8.5、9.5、10.5、11.5MPa，使其在反应温度下处于超临界状态；再将其放入磁力搅拌水浴锅中，调节转速为60、90、120、150、180r/min，温度为80、85、90、95、100℃，反应时间为6、8、10、12、14h；反应后，测该反应中MCT的得率。
2.根据权利要求1所述的一种超临界CO2体系下酶法合成中碳链甘三脂的方法，其特征在于步骤一中选取反应物比例为2.5:1、3:1、3.5:1(辛酸、癸酸混合酸：甘油)。
3.根据权利要求1所述的一种超临界CO2体系下酶法合成中碳链甘三脂的方法，其特征在于步骤一中选取酶添加量为脂肪酸质量的2％、3％、4％。
4.根据权利要求1所述的一种超临界CO2体系下酶法合成中碳链甘三脂的方法，其特征在于步骤二中选取反应釜中CO2的压力为8.5、9.5、10.5MPa。
5.根据权利要求1所述的一种超临界CO2体系下酶法合成中碳链甘三脂的方法，其特征在于步骤二中选取转速为90、120、150r/min。
6.根据权利要求1所述的一种超临界CO2体系下酶法合成中碳链甘三脂的方法，其特征在于步骤二中选取水浴温度为85、90、95℃。
7.根据权利要求1所述的一种超临界CO2体系下酶法合成中碳链甘三脂的方法，其特征在于步骤二中选取反应时间为8、10、12h。
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