CN107532110A - 纳米磁性固定化酶连续定向催化大豆毛油中磷脂生物合成功能性脂类的方法 - Google Patents

纳米磁性固定化酶连续定向催化大豆毛油中磷脂生物合成功能性脂类的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107532110A
CN107532110A CN201580024653.6A CN201580024653A CN107532110A CN 107532110 A CN107532110 A CN 107532110A CN 201580024653 A CN201580024653 A CN 201580024653A CN 107532110 A CN107532110 A CN 107532110A
Authority
CN
China
Prior art keywords
level
bed reactor
fluidized bed
phase
reaction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201580024653.6A
Other languages
English (en)
Inventor
于殿宇
江连洲
王立琦
刘天
刘天一
潘明喆
孙立斌
李相昕
齐晓芬
任悦
王文华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of CN107532110A publication Critical patent/CN107532110A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23D—EDIBLE OILS OR FATS, e.g. MARGARINES, SHORTENINGS, COOKING OILS
    • A23D9/00—Other edible oils or fats, e.g. shortenings, cooking oils
    • A23D9/02—Other edible oils or fats, e.g. shortenings, cooking oils characterised by the production or working-up
    • A23D9/04—Working-up
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11B—PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
    • C11B3/00—Refining fats or fatty oils
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P33/00—Preparation of steroids
    • C12P33/02—Dehydrogenating; Dehydroxylating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • 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

Abstract

本发明是一种用纳米磁性固定化酶连续定向催化大豆毛油中磷脂生物合成功能性脂类的方法，将纳米磁性固定化磷脂酶应用在三相磁流化床内，作为固定相，使其呈磁稳定流化态分布，以大豆毛油为连续流动相，毛油流经不同类别纳米磁性固定化酶的磁流化床反应器，在无需机械搅拌的条件下接触催化磷脂，生成相应的产物，将纳米磁性固定化脂肪酶固定在三相磁流化床内，通过添加植物甾醇，将底物中的FFA与植物甾醇酯化成植物甾醇酯，使以往的脱除工序变成生物合成功能性脂类的过程，其成品中DAG含量为1.65％左右，植物甾醇酯的含量为1.16％左右，磷含量为9.29mg/kg，植物甾醇酯的酯化率为93.34％。再利用双套酶解工艺实现连续化生产。

Description

纳米磁性固定化酶连续定向催化大豆毛油中磷脂生物合成功能性脂类的方法 技术领域：
本发明涉及油脂加工领域，具体涉及纳米磁性固定化酶连续定向催化大豆毛油中磷脂生物合成功能性脂类的方法。
背景技术：
油脂是人类生存不可缺少的营养物质，大豆毛油中含有3％左右的磷脂，大豆油脂中的磷脂虽然本身是一种很好的乳化剂，对人体有许多功能特性，但是在油脂中的磷脂易吸水引起油脂酸败，且磷脂不耐高温，需将其从毛油中脱除，这个过程称为脱胶，脱胶方法有水化脱胶、酸法脱胶、Super脱胶、Special脱胶、超滤脱胶、Top脱胶、硅胶吸附法、S.O.F.T脱胶和酶法脱胶。
普通的水化脱胶是利用磷脂吸水膨胀的特性将其从大豆毛油中脱除，产生的油脚中含有30％的中性油脂、30％的水，水化脱胶不仅造成中性油脂损失，又会造成环境污染。毛油中的磷脂分为水化磷脂和非水化磷脂，水化磷脂具有亲水性，非水化磷脂含量较高的毛油适合生物酶法脱胶。磷脂酶A1是一种能够特异性酶解磷脂中Sn-1位上酰基的酶，以其酶解非水化磷脂的主要成分磷脂酸(PA)为例，其酶解产物为Sn-2-溶血磷脂酸(Sn-2-HPA)、Sn-1-溶血磷脂酸(Sn-1-HPA)、甘油磷脂酸(GPA)及游离脂肪酸(FFA)，如图1所示，溶血磷脂酸具有较好的亲水性，在油脂水化脱胶过程中可以快速的吸水膨胀，从而使磷脂从毛油中脱除。磷脂酶A2是一种能够特异性酶解磷脂中Sn-2位上酰基的酶，以其酶解非水化磷脂的主要成分PA为例，其酶解产物为Sn-1-HPA及FFA，如图2所示。同时由于酶解的产物中含有FFA，并且油脂本身分解也会产生一定量的FFA，FFA在油脂中的存在会导致油脂的酸价升高，需要靠脱酸工序去除， 必然降低精炼得率，造成环境污染。磷脂酶C水解磷脂Sn-3位上磷酸酯键，主要酶解大豆毛油中的卵磷脂(PC)及脑磷脂(PE)，生成甘油二酯(DAG)及磷酸类产物，将磷脂转化成DAG，不需要脱胶过程，从而提高了毛油脱胶的精炼率，仅以磷脂酶C酶解PC为例，其酶解产物为DAG及磷酸羟胺产物，如图3所示。现有富含植物甾醇酯的大豆油主要采用酶催化方法制备而成，酶催化合成具有反应条件温和、能耗低、产品环保等优点，利用脂肪酶(Lipase，EC 3.1.1.3)将FFA与植物甾醇酯化成植物甾醇酯的过程如图4所示。以上酶的催化工艺一般是以游离酶为主，对环境敏感，对热和pH稳定性差，容易失活，反应条件不易控制，游离酶价格昂贵不能重复利用等问题，限制了酶的高效利用。随着生物酶法加工技术的发展，固定化酶这一技术的出现，拓展了酶的应用范围，普通固定化酶仅适用于间歇式生产，可以提高生物酶的重复使用次数。
发明综述：
本发明涉及纳米磁性固定化酶连续定向催化大豆毛油中磷脂生物合成功能性脂类的方法，本发明如下：采用经过过滤去除杂质的大豆毛油；纳米磁性固定化磷脂酶应用在各自的三相磁流化床内，作为固定相，使其呈磁稳定流化态分布，以大豆毛油为连续流动相，毛油流经不同类别磁性固定化酶的磁流化床反应器，在无需机械搅拌的条件下接触催化大豆毛油中的磷脂，生成相应的产物；磁性固定化脂肪酶固定在三相磁流化床内，通过添加植物甾醇，将底物中的FFA与植物甾醇酯化成植物甾醇酯，在无需机械搅拌的条件下，使以往的脱除工序变成生物合成功能性脂类的过程，实现连续化生产。
具体的内容，本发明涉及纳米磁性固定化酶连续定向催化大豆毛油中磷脂生物合成功能性脂类方法，更具体的，本发明涉及通过将纳米磁性固定化酶(纳米磁性固定化磷脂酶C、纳米磁性固定化磷脂酶A1、纳米磁性固定化磷脂酶A2、 纳米磁性固定化脂肪酶)应用在气-液-固三相磁流化床反应器中，三级三相磁流化床的反应系统主要由三相磁流化床、缓存罐、毛油罐及动力装置等组成，首先将纳米磁性固定化酶颗粒添加在三级三相磁流化床中，使其成为固定相，毛油为连续流动相，通过调节反应操作参数，使纳米磁性固定化酶在三级三相磁流化床反应系统中达到稳定流态化，与相应的底物进行定向酶解反应，纳米磁性固定化酶在三相磁流化床中连续酶解大豆毛油中磷脂生成功能性脂类过程如图5所示。根据磷脂酶的酶解特性不同，通过调节酶解的先后顺序及反应条件，使酶解产物利于功能性脂类的生成，通过添加植物甾醇，利用磁性脂肪酶将酶解产物中的FFA与植物甾醇酯化为植物甾醇酯，将以往的脱胶、脱酸工序转化为生成功能性脂类的过程，实现纳米磁性固定化酶定向催化大豆毛油中磷脂生物合成功能性脂类的连续化生产。
该发明的优势是将具有热稳定性高，耐受的pH范围大等优点的纳米磁性固定化酶应用在三相磁流化床内，作为固定相，使其达到流化态，以大豆毛油为连续流动相，实现连续化生产，酶解效率得到提高，特别是每个三相磁流化床反应器内都能保持各自的最优反应条件，通过离心分离三相磁流化床反应器出口的酶解产物，使缓冲液重新返回到相应三相磁流化床反应器的入口，使每一种纳米磁性固定化酶能够在独立的环境内催化酶解底物，再利用双套酶解工艺，从而实现连续定向催化大豆毛油中磷脂生物合成功能性脂类的连续生产，同时对纳米磁性固定化酶进行再生，可以重复使用，降低生产成本。
附图说明
图1.磷脂酶A1酶解大豆毛油中PA的过程
图2.磷脂酶A2酶解大豆毛油中PA的过程
图3.磷脂酶C酶解大豆毛油中PC生成DAG的过程
图4. FFA与植物甾醇酯化成植物甾醇酯的过程
图5.纳米磁性固定化酶在三相磁流化床中连续酶解大豆毛油中磷脂生成功能性脂类工艺流程
发明详述：
通过将纳米磁性固定化酶应用在气-液-固三相磁流化床反应器中，根据不同磁性固定化磷脂酶的最适反应条件及酶解产物的不同，通过调节磁性固定化磷脂酶在气-液-固三相磁流化床反应器中不同顺序及相应的反应条件，使酶解产物利于功能性脂类的生成，利用磁性脂肪酶将酶解产物中的游离脂肪酸与植物甾醇酯化成植物甾醇酯，实现纳米磁性固定化酶定向催化大豆毛油中磷脂生物合成功能性脂类的连续化生产。
实施例1
一、将大豆毛油加热至60℃，加入缓冲液调节pH值至7.0，之后将毛油混合液输送到一级三相磁性流化床反应器中，此时一级三相磁性流化床反应器中纳米磁性固定化磷脂酶C的添加量为0.70g/kg，毛油在一级三相磁性流化床反应器中反应时间为4.5h，反应完成后将一级三相磁性流化床反应器出口的混合液进行离心分离，将分离出的缓冲液输送回到一级缓冲液储存罐，将分离出的反应底物输送到二级三相磁性流化床反应器；二、将一级三相磁性流化床反应器分离出的反应底物与缓冲液混合，调节pH值至6.5，调节反应温度至60℃，此时二级三相磁性流化床反应器中纳米磁性固定化磷脂酶A1的添加量为0.30g/kg，混合液在二级三相磁性流化床中反应时间3.4h，反应完成后将二级三相磁性流化床反应器出口的混合液进行离心分离，将分离出的缓冲液输送回到二级缓冲液储存罐，将分离出的反应底物输送到三级三相磁性流化床反应器；三、将二级三相磁性流化床反应器分离出的反应底物与缓冲液混合，调节pH值 至7.5，调节反应温度至45℃，然后添加一定量的植物甾醇，此时三级三相磁性流化床反应器中纳米磁性固定化脂肪酶的添加量为1.96g/kg，混合液在三级磁性流化床中反应时间2.8h，反应完成后将三级三相磁性流化床反应器出口的混合液进行离心分离，将分离出的缓冲液输送回到三级缓冲液储存罐，将分离出的反应底物输送到暂存罐，此时毛油中磷含量为9.29mg/kg，植物甾醇酯的酯化率为93.34％。其他因素采用中心组合设计实验方法，设计方案和结果如表一所示。从表一中可以看出，对于三种纳米磁性固定化酶随着反应温度的升高，磷含量逐渐升高，说明温度过高对三种纳米磁性固定化酶酶解催化磷脂的效果不利，同时酯化率逐渐降低，不利于合成功能性脂类；随着pH的升高，磷含量逐渐升高，同时酯化率逐渐降低，不利于合成功能性脂类；随着反应时间的延长，磷含量趋于平缓，同时酯化率变化不显著；综合效果，以方案1为最优越。
实施例2
一、将大豆毛油加热至60℃，加入缓冲液调节pH值至7.0，之后将毛油混合液输送到一级三相磁性流化床反应器中，此时一级三相磁性流化床反应器中纳米磁性固定化磷脂酶C的添加量为0.80g/kg，毛油在一级三相磁性流化床反应器中反应时间为4.5h，反应完成后将一级三相磁性流化床反应器出口的混合液进行离心分离，将分离出的缓冲液输送回到一级缓冲液储存罐，将分离出的反应底物输送到二级三相磁性流化床反应器；二、将一级三相磁性流化床反应器分离出的反应底物与缓冲液混合，调节pH至5.5，调节反应温度至50℃，此时二级三相磁性流化床反应器中纳米磁性固定化磷脂酶A2的添加量为0.60g/kg，混合液在二级磁性流化床中反应时间5.0h，反应完成后将二级三相磁性流化床反应器出口的混合液进行离心分离，将分离出的缓冲液输送回到二级缓冲液储存罐，将分离出的反应底物输送到三级三相磁性流化床反应器；三、 将二级三相磁性流化床反应器分离出的反应底物与缓冲液混合，调节pH值至7.5，调节反应温度至45℃，然后添加一定量的植物甾醇，此时三级三相磁性流化床反应器中纳米磁性固定化脂肪酶的添加量为1.96g/kg，混合液在三级磁性流化床中反应时间2.8h，反应完成后将三级三相磁性流化床反应器出口的混合液进行离心分离，将分离出的缓冲液输送回到三级缓冲液储存罐，将分离出的反应底物输送到暂存罐，此时毛油中磷含量为10.12mg/kg，植物甾醇酯的酯化率为92.23％。其他因素采用中心组合设计实验方法，设计方案和结果如表二所示。从表二中可以看出，对于三种纳米磁性固定化酶随着反应温度的升高，磷含量逐渐升高，说明温度过高对三种纳米磁性固定化酶酶解催化磷脂的效果不利，同时酯化率逐渐降低，不利于合成功能性脂类；随着pH的升高，磷含量逐渐升高，同时酯化率逐渐降低，不利于合成功能性脂类；随着反应时间的延长，磷含量趋于平缓，同时酯化率变化不显著；综合效果，以方案1为最优越。
实施例3
一、将大豆毛油加热至60℃，加入缓冲液调节pH值至6.5，之后将毛油混合液输送到一级三相磁性流化床反应器中，此时一级三相磁性流化床反应器中纳米磁性固定化磷脂酶A1的添加量为0.10g/kg，毛油在一级三相磁性流化床反应器中反应时间为3.4h，反应完成后将一级三相磁性流化床反应器出口的混合液进行离心分离，将分离出的缓冲液输送回到一级缓冲液储存罐，将分离出的反应底物输送到二级三相磁性流化床反应器；二、将一级三相磁性流化床反应器分离出的反应底物与缓冲液混合，调节pH值至7.0，调节反应温度至60℃，此时二级三相磁性流化床反应器中纳米磁性固定化磷脂酶C的添加量为1.0g/kg，混合液在二级磁性流化床中反应中反应时间4.5h，反应完成后将二级三相磁性流化床反应器出口的混合液进行离心分离，将分离出的缓冲液输送回 到二级缓冲液储存罐，将分离出的反应底物输送到三级三相磁性流化床反应器；三、将二级三相磁性流化床反应器分离出的反应底物与缓冲液混合，调节pH值至7.5，调节反应温度至45℃，然后添加一定量的植物甾醇，此时三级三相磁性流化床反应器中纳米磁性固定化脂肪酶的添加量为1.83g/kg，混合液在三级磁性流化床中反应时间2.8h，反应完成后将三级三相磁性流化床反应器出口的混合液进行离心分离，将分离出的缓冲液输送回到三级缓冲液储存罐，将分离出的反应底物输送到暂存罐，此时毛油中磷含量为9.98mg/kg，植物甾醇酯的酯化率为93.48％。其他因素采用中心组合设计实验方法，设计方案和结果如表三所示。从表三中可以看出，对于三种纳米磁性固定化酶随着反应温度的升高，磷含量逐渐升高，说明温度过高对三种纳米磁性固定化酶酶解催化磷脂的效果不利，同时酯化率逐渐降低，不利于合成功能性脂类；随着pH的升高，磷含量逐渐升高，同时酯化率逐渐降低，不利于合成功能性脂类；随着反应时间的延长，磷含量趋于平缓，同时酯化变化不显著；综合效果，以方案1为最优越。
实施例4
将大豆毛油加热至50℃，加入缓冲液调节pH值至5.5，之后将毛油混合液输送到一级三相磁性流化床反应器中，此时一级三相磁性流化床反应器中纳米磁性固定化磷脂酶A2的添加量为0.2g/kg，毛油在一级三相磁性流化床反应器中反应时间为5.0h，反应完成后将一级三相磁性流化床反应器出口的混合液进行离心分离，将分离出的缓冲液输送回到一级缓冲液储存罐，将分离出的反应底物输送到二级三相磁性流化床反应器；二、将一级三相磁性流化床反应器分离出的反应底物与缓冲液混合，调节pH值至7.0，调节反应温度至60℃，此时二级三相磁性流化床反应器中纳米磁性固定化磷脂酶C的添加量为1.0g/kg，混合液在二级磁性流化床中反应中反应时间4.5h，反应完成后将二级三相磁性流化 床反应器出口的混合液进行离心分离，将分离出的缓冲液输送回到二级缓冲液储存罐，将分离出的反应底物输送到三级三相磁性流化床反应器；三、将二级三相磁性流化床反应器分离出的反应底物与缓冲液混合，调节pH值至7.5，调节反应温度至45℃，然后添加一定量的植物甾醇，此时三级三相磁性流化床反应器中纳米磁性固定化脂肪酶的添加量为1.81g/kg，混合液在三级磁性流化床中反应时间2.8h，反应完成后将三级三相磁性流化床反应器出口的混合液进行离心分离，将分离出的缓冲液输送回到三级缓冲液储存罐，将分离出的反应底物输送到暂存罐，此时毛油中磷含量为10.19mg/kg，植物甾醇酯的酯化率为92.66％。其他因素采用中心组合设计实验方法，设计方案和结果如表四所示。从表四中可以看出，对于三种纳米磁性固定化酶随着反应温度的升高，磷含量逐渐升高，说明温度过高对三种纳米磁性固定化酶酶解催化磷脂的效果不利，同时酯化率逐渐降低，不利于合成功能性脂类；随着pH的升高，磷含量逐渐升高，同时酯化率逐渐降低，不利于合成功能性脂类；随着反应时间的延长，磷含量趋于平缓，同时酯化率变化不显著；综合效果，以方案1为最优越。
由实施例1-4通过纳米磁性固定化酶连续定向催化大豆毛油中磷脂生物合成功能性脂类，其成品中DAG含量为1.65％左右，植物甾醇酯的含量为1.16％左右。
实施例5
一、将大豆毛油加热至60℃，加入缓冲液调节pH值至6.5，之后将毛油混合液输送到一级三相磁性流化床反应器中，此时一级三相磁性流化床反应器中纳米磁性固定化磷脂酶A1的添加量为0.10g/kg，混合液在一级磁性流化床中反应中反应时间3.4h，反应完成后将一级三相磁性流化床反应器出口的混合液进行离心分离，将分离出的缓冲液输送回到一级缓冲液储存罐，将分离出的反 应底物输送到二级三相磁性流化床反应器；二、将一级三相磁性流化床反应器分离出的反应底物与缓冲液混合，调节pH值至7.5，调节反应温度至45℃，然后添加一定量的植物甾醇，此时二级三相磁性流化床反应器中纳米磁性固定化脂肪酶的添加量为5.0g/kg，混合液在二级磁性流化床中反应时间2.8h，反应完成后将二级三相磁性流化床反应器出口的混合液进行离心分离，将分离出的缓冲液输送回到二级缓冲液储存罐，将分离出的反应底物输送到暂存罐，此时毛油中磷含量为9.92mg/kg，植物甾醇酯的酯化率为92.72％，植物甾醇酯的含量为2.5％左右。其他因素采用中心组合设计实验方法，设计方案和结果如表五所示。从表五中可以看出，对于三种纳米磁性固定化酶随着反应温度的升高，磷含量逐渐升高，说明温度过高对两种纳米磁性固定化酶酶解催化磷脂的效果不利，同时酯化率逐渐降低，不利于合成功能性脂类；随着pH的升高，磷含量逐渐升高，同时酯化率逐渐降低，不利于合成功能性脂类；随着反应时间的延长，磷含量趋于平缓，同时酯化率变化不显著；综合效果，以方案1为最优越。
实施例6
一、将大豆毛油加热至50℃，加入缓冲液调节pH值至5.5，之后将毛油混合液输送到一级三相磁性流化床反应器中，此时一级三相磁性流化床反应器中纳米磁性固定化磷脂酶A2的添加量为0.2g/kg，混合液在一级磁性流化床中反应中反应时间5.0h，反应完成后将一级三相磁性流化床反应器出口的混合液进行离心分离，将分离出的缓冲液输送回到一级缓冲液储存罐，将分离出的反应底物输送到二级三相磁性流化床反应器；二、将一级三相磁性流化床反应器分离出的反应底物与缓冲液混合，调节pH值至7.5，调节反应温度至45℃，然后添加一定量的植物甾醇，此时二级三相磁性流化床反应器中纳米磁性固定化脂 肪酶的添加量为3.80g/kg，混合液在二级磁性流化床中反应时间2.8h，反应完成后将二级三相磁性流化床反应器出口的混合液进行离心分离，将分离出的缓冲液输送回到二级缓冲液储存罐，将分离出的反应底物输送到暂存罐，此时毛油中磷含量为10.28mg/kg，植物甾醇酯的酯化率为92.78％，植物甾醇酯的含量为2.0％左右。其他因素采用中心组合设计实验方法，设计方案和结果如表六所示。从表六中可以看出，对于三种纳米磁性固定化酶随着反应温度的升高，磷含量逐渐升高，说明温度过高对两种纳米磁性固定化酶酶解催化磷脂的效果不利，同时酯化率逐渐降低，不利于合成功能性脂类；随着pH的升高，磷含量逐渐升高，同时酯化率逐渐降低，不利于合成功能性脂类；随着反应时间的延长，磷含量趋于平缓，同时酯化率变化不显著；综合效果，以方案1为最优越。
表一
表二
表三
表四
表五
表六
附图
1.磷脂酶A1酶解大豆毛油中PA的过程
2.磷脂酶A2酶解大豆毛油中PA的过程
3.磷脂酶C酶解大豆毛油中PC生成DAG的过程
4. FFA与植物甾醇酯化成植物甾醇酯的过程
5.纳米磁性固定化酶在三相磁流化床中连续酶解大豆毛油中磷脂生成功能性脂类工艺流程
纳米磁性固定化酶在三相磁流化床内流态化操作过程，将净油罐内的一级大豆油送入三级三相磁流化床反应系统中进行自循环，开启直流电源，将磁性固定化磷脂酶C、磁性固定化磷脂酶A1、磁性固定化磷脂酶A2和磁性固定化脂肪酶颗粒按照设计方案，分别从磁流化床上端口分别加入三级三相磁流化床，开启空气压缩机的出口阀门，开启热水循环系统，保证系统的反应温度，通过调整运行参数，使纳米磁性固定化酶在三级三相磁流化床反应系统中达到稳定流态化。
纳米磁性固定化酶颗粒在三相磁流化床内催化大豆毛油中磷脂工艺流程，由毛油罐向缓存罐中泵入一定量的大豆毛油，将净油罐的阀门关闭，开启缓存罐的阀门，毛油经恒流泵与热水按一定比例混合通过静态混合器进入一级磁流化床中，不同的酶解时间根据调整磁流化床的高度实现控制，达到了相应的酶解时间后由一级磁流化床出来分离后进入二级磁流化床，不同的酶解时间根据调整磁流化床的高度实现控制，达到了相应的酶解时间后，毛油由二级磁流化床出来分离后进入三级磁流化床，不同的酶解时间根据调整磁流化床的高度实现控制，达到了相应的酶解时间后，将分离出的反应底物输送到暂存罐，完成一次循环反应，再利用双套酶解工艺，从而实现纳米磁性固定化酶在三相磁流化床中连续酶解大豆毛油中磷脂生成功能性脂类的连续化生产。
实施例5-6采用二级三相磁流化床内催化大豆毛油中磷脂工艺流程。

Claims (7)

  1. 纳米磁性固定化酶连续定向催化大豆毛油中磷脂生物合成功能性脂类的方法，其特征在于它通过下述步骤实现：采用经过过滤去除杂质的大豆毛油；磁性固定化磷脂酶应用在各自的三相磁流化床内，作为固定相，使其呈磁稳定流化态分布，以大豆毛油为连续流动相，毛油流经不同类别磁性固定化酶的磁流化床反应器，在无需机械搅拌的条件下接触催化大豆毛油中的磷脂，生成相应的产物；磁性固定化脂肪酶固定在三相磁流化床内，通过添加植物甾醇，将底物中的FFA与植物甾醇酯化成植物甾醇酯，在无需机械搅拌的条件下，使以往的脱除工序变成生物合成功能性脂类的过程，实现连续化生产。
  2. 根据权利要求1所述的纳米磁性固定化酶连续定向催化大豆毛油中磷脂生物合成功能性脂类的方法，其特征在于首先将过滤去除杂质的大豆毛油加热至60℃，加入缓冲液调节pH值至7.0，之后将毛油混合液输送到一级三相磁性流化床反应器中，此时一级三相磁性流化床反应器中纳米磁性固定化磷脂酶C的添加量为0.70g/kg，毛油在一级三相磁性流化床反应器中反应时间为4.5h，反应完成后将一级三相磁性流化床反应器出口的混合液进行离心分离，将分离出的缓冲液输送回到一级缓冲液储存罐，将分离出的反应底物输送到二级三相磁性流化床反应器；其次将一级三相磁性流化床反应器分离出的反应底物与缓冲液混合，调节pH值至6.5，调节反应温度至60℃，此时二级三相磁性流化床反应器中纳米磁性固定化磷脂酶A1的添加量为0.30g/kg，混合液在二级磁性流化床中反应时间3.4h，反应完成后将二级三相磁性流化床反应器出口的混合液进行离心分离，将分离出的缓冲液输送回到二级缓冲液储存罐，将分离出的反应底物输送到三级三相磁性流化床反应器；最后将二级三相磁性流化床反应器分离出的反应底物与缓冲液混合，调节pH值至7.5，调节反应温度至45℃，然后添加一定量的植物甾醇，此时三级三相磁性流化床反应器中纳米磁性固定化脂肪酶的添加量为1.96g/kg，混合液在三级磁性流化床中反应时间2.8h，反应完成后将三级三相磁性流化床反应器出口的混合液进行离心分离，将分离出的缓冲液输送回到三级缓冲液储存罐，将分离出的反应底物输送到暂存罐，此时毛油中磷含量为9.29mg/kg，植物甾醇酯的酯化率为93.34％。
  3. 根据权利要求1所述的纳米磁性固定化酶连续定向催化大豆毛油中磷脂生物合成功能性脂类的方法，其特征在于首先将过滤去除杂质的大豆毛油加热至温度60℃，加入缓冲液调节pH值至7.0，之后将毛油混合液输送到一级三相磁性流化床反应器中，此时一级三相磁性流化床反应器中纳米磁性固定化磷脂酶C的添加量为0.80g/kg，毛油在一级三相磁性流化床反应器中反应时间为4.5h，反应完成后将一级三相磁性流化床反应器出口的混合液进行离心分离，将分离出的缓冲液输送回到一级缓冲液储存罐，将分离出的反应底物输送到二级三相磁性流化床反应器；其次将一级三相磁性流化床反应器分离出的反应底物与缓冲液混合，调节pH值至5.5，调节反应温度至50℃，此时二级三相磁性流化床反应器中纳米磁性固定化磷 脂酶A2的添加量为0.60g/kg，混合液在二级磁性流化床中反应时间5.0h，反应完成后将二级三相磁性流化床反应器出口的混合液进行离心分离，将分离出的缓冲液输送回到二级缓冲液储存罐，将分离出的反应底物输送到三级三相磁性流化床反应器；最后将二级三相磁性流化床反应器分离出的反应底物与缓冲液混合，调节pH值至7.5，调节反应温度至45℃，然后添加一定量的植物甾醇，此时三级三相磁性流化床反应器中纳米磁性固定化脂肪酶的添加量为1.96g/kg，混合液在三级磁性流化床中反应时间2.8h，反应完成后将三级三相磁性流化床反应器出口的混合液进行离心分离，将分离出的缓冲液输送回到三级缓冲液储存罐，将分离出的反应底物输送到暂存罐，此时毛油中磷含量为10.12mg/kg，植物甾醇酯的酯化率为92.23％。
  4. 根据权利要求1所述的纳米磁性固定化酶连续定向催化大豆毛油中磷脂生物合成功能性脂类的方法，其特征在于首先将过滤去除杂质的大豆毛油加热至60℃，加入缓冲液调节pH值至6.5，之后将毛油混合液输送到一级三相磁性流化床反应器中，此时一级三相磁性流化床反应器中纳米磁性固定化磷脂酶A1的添加量为0.10g/kg，毛油在一级三相磁性流化床反应器中反应时间为3.4h，反应完成后将一级三相磁性流化床反应器出口的混合液进行离心分离，将分离出的缓冲液输送回到一级缓冲液储存罐，将分离出的反应底物输送到二级三相磁性流化床反应器；其次将一级三相磁性流化床反应器分离出的反应底物与缓冲液混合，调节pH值至7.0，调节反应温度至60℃，此时二级三相磁性流化床反应器中纳米磁性固定化磷脂酶C的添加量为1.0g/kg，混合液在二级磁性流化床中反应中反应时间4.5h，反应完成后将二级三相磁性流化床反应器出口的混合液进行离心分离，将分离出的缓冲液输送回到二级缓冲液储存罐，将分离出的反应底物输送到三级三相磁性流化床反应器；最后将二级三相磁性流化床反应器分离出的反应底物与缓冲液混合，调节pH值至7.5，调节反应温度至45℃，然后添加一定量的植物甾醇，此时三级三相磁性流化床反应器中纳米磁性固定化脂肪酶的添加量为1.83g/kg，混合液在三级磁性流化床中反应时间2.8h，反应完成后将三级三相磁性流化床反应器出口的混合液进行离心分离，将分离出的缓冲液输送回到三级缓冲液储存罐，将分离出的反应底物输送到暂存罐，此时毛油中磷含量为9.98mg/kg，植物甾醇酯的酯化率为93.48％。
  5. 根据权利要求1所述的纳米磁性固定化酶连续定向催化大豆毛油中磷脂生物合成功能性脂类的方法，其特征在于首先将过滤去除杂质的大豆毛油加热至50℃，加入缓冲液调节pH值至5.5，之后将毛油混合液输送到一级三相磁性流化床反应器中，此时一级三相磁性流化床反应器中纳米磁性固定化磷脂酶A2的添加量为0.2g/kg，毛油在一级三相磁性流化床反应器中反应时间为5.0h，反应完成后将一级三相磁性流化床反应器出口的混合液进行离心分离，将分离出的缓冲液输送回到一级缓冲液储存罐，将分离出的反应底物输送到二级三相磁性流化床反应器；其次将一级三相磁性流化床反应器分离出的反应底物与缓冲液混合，调节pH 值至7.0，调节反应温度至60℃，此时二级三相磁性流化床反应器中纳米磁性固定化磷脂酶C的添加量为1.0g/kg，混合液在二级磁性流化床中反应中反应时间4.5h，反应完成后将二级三相磁性流化床反应器出口的混合液进行离心分离，将分离出的缓冲液输送回到二级缓冲液储存罐，将分离出的反应底物输送到三级三相磁性流化床反应器；最后将二级三相磁性流化床反应器分离出的反应底物与缓冲液混合，调节pH值至7.5，调节反应温度至45℃，然后添加一定量的植物甾醇，此时三级三相磁性流化床反应器中纳米磁性固定化脂肪酶的添加量为1.81g/kg，混合液在三级磁性流化床中反应时间2.8h，反应完成后将三级三相磁性流化床反应器出口的混合液进行离心分离，将分离出的缓冲液输送回到三级缓冲液储存罐，将分离出的反应底物输送到暂存罐，此时毛油中磷含量为10.19mg/kg，植物甾醇酯的酯化率为92.66％。
  6. 根据权利要求1所述的纳米磁性固定化酶连续定向催化大豆毛油中磷脂生物合成功能性脂类的方法，其特征在于首先将过滤去除杂质的大豆毛油加热至温度60℃，加入缓冲液调节pH值至6.5，之后将毛油混合液输送到一级三相磁性流化床反应器中，此时一级三相磁性流化床反应器中纳米磁性固定化磷脂酶A1的添加量为0.10g/kg，混合液在一级磁性流化床中反应中反应时间3.4h，反应完成后将一级三相磁性流化床反应器出口的混合液进行离心分离，将分离出的缓冲液输送回到一级缓冲液储存罐，将分离出的反应底物输送到二级三相磁性流化床反应器；然后将将一级三相磁性流化床反应器分离出的反应底物与缓冲液混合，调节pH值至7.5，调节反应温度至45℃，然后添加一定量的植物甾醇，此时二级三相磁性流化床反应器中纳米磁性固定化脂肪酶的添加量为5.0g/kg，混合液在二级磁性流化床中反应时间2.8h，反应完成后将二级三相磁性流化床反应器出口的混合液进行离心分离，将分离出的缓冲液输送回到二级缓冲液储存罐，将分离出的反应底物输送到暂存罐，此时毛油中磷含量为9.92mg/kg，植物甾醇酯的酯化率为92.72％，植物甾醇酯的含量为2.5％左右。
  7. 根据权利要求1所述的纳米磁性固定化酶连续定向催化大豆毛油中磷脂生物合成功能性脂类的方法，其特征在于首先将过滤去除杂质的大豆毛油加热至温度50℃，加入缓冲液调节pH值至5.5，之后将毛油混合液输送到一级三相磁性流化床反应器中，此时一级三相磁性流化床反应器中纳米磁性固定化磷脂酶A2的添加量为0.2g/kg，混合液在一级磁性流化床中反应中反应时间5.0h，反应完成后将一级三相磁性流化床反应器出口的混合液进行离心分离，将分离出的缓冲液输送回到一级缓冲液储存罐，将分离出的反应底物输送到二级三相磁性流化床反应器；然后将将一级三相磁性流化床反应器分离出的反应底物与缓冲液混合，调节pH值至7.5，调节反应温度至45℃，然后添加一定量的植物甾醇，此时二级三相磁性流化床反应器中纳米磁性固定化脂肪酶的添加量为3.80g/kg，混合液在二级磁性流化床中反应时间2.8h，反应完成后将二级三相磁性流化床反应器出口的混合液进行离心分离，将分离出的缓冲液 输送回到二级缓冲液储存罐，将分离出的反应底物输送到暂存罐，此时毛油中磷含量为10.28mg/kg，植物甾醇酯的酯化率为92.78％，植物甾醇酯的含量为2.0％左右。
CN201580024653.6A 2015-08-03 2015-08-03 纳米磁性固定化酶连续定向催化大豆毛油中磷脂生物合成功能性脂类的方法 Pending CN107532110A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2015/000548 WO2017020143A1 (zh) 2015-08-03 2015-08-03 纳米磁性固定化酶连续定向催化大豆毛油中磷脂生物合成功能性脂类的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107532110A true CN107532110A (zh) 2018-01-02

Family

ID=57942208

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580024653.6A Pending CN107532110A (zh) 2015-08-03 2015-08-03 纳米磁性固定化酶连续定向催化大豆毛油中磷脂生物合成功能性脂类的方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN107532110A (zh)
WO (1) WO2017020143A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109456837A (zh) * 2018-09-30 2019-03-12 东北农业大学 一种连续酯化米糠毛油中游离脂肪酸及脱除产物中水分的方法
CN111041014A (zh) * 2019-12-31 2020-04-21 浙江工业大学 一种磁性固定化脂肪酶及其在拆分1-甲基-3-苯丙胺中的应用

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000073407A1 (fr) * 1999-05-26 2000-12-07 Asahi Denka Kogyo Kabushiki Kaisha Compositions de graisses vegetales sterolees et procede de production
CN102250869A (zh) * 2011-05-26 2011-11-23 中国农业科学院油料作物研究所 一种用于生产植物甾醇酯的磁性固定化酶的制备方法
CN102318686A (zh) * 2011-06-01 2012-01-18 黑龙江省大豆技术开发研究中心 一种制备含有植物甾醇酯的功能性保健油脂的方法
CN102776066A (zh) * 2012-07-24 2012-11-14 东北农业大学 一种用固定化磷脂酶a2脱胶的方法
CN102807917A (zh) * 2012-07-18 2012-12-05 东北农业大学 一种用固定化磷脂酶c脱胶的方法
CN104178531A (zh) * 2014-08-23 2014-12-03 中国农业科学院油料作物研究所 一种利用高酸价植物油生产富含植物甾醇酯功能油脂的方法
CN104194930A (zh) * 2014-09-26 2014-12-10 东北农业大学 一种用磁性固定化磷脂酶a2脱胶的方法
CN104560387A (zh) * 2015-01-21 2015-04-29 东北农业大学 一种固定化磷脂酶a1和固定化磷脂酶c联合应用对大豆毛油进行脱胶的方法
CN104561215A (zh) * 2015-01-17 2015-04-29 东北农业大学 一种固定化脂质酰基转移酶制备植物甾醇酯的方法
CN104593146A (zh) * 2015-01-21 2015-05-06 东北农业大学 一种用气液固三相磁稳定流化床脱胶的方法
CN104593147A (zh) * 2015-01-21 2015-05-06 东北农业大学 一种在液固两相流化床中磁性固定化磷脂酶a1脱胶的方法
CN104593145A (zh) * 2015-01-21 2015-05-06 东北农业大学 一种固定化磷脂酶c和固定化磷脂酶a1联合应用对大豆毛油进行脱胶的方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000073407A1 (fr) * 1999-05-26 2000-12-07 Asahi Denka Kogyo Kabushiki Kaisha Compositions de graisses vegetales sterolees et procede de production
CN102250869A (zh) * 2011-05-26 2011-11-23 中国农业科学院油料作物研究所 一种用于生产植物甾醇酯的磁性固定化酶的制备方法
CN102318686A (zh) * 2011-06-01 2012-01-18 黑龙江省大豆技术开发研究中心 一种制备含有植物甾醇酯的功能性保健油脂的方法
CN102807917A (zh) * 2012-07-18 2012-12-05 东北农业大学 一种用固定化磷脂酶c脱胶的方法
CN102776066A (zh) * 2012-07-24 2012-11-14 东北农业大学 一种用固定化磷脂酶a2脱胶的方法
CN104178531A (zh) * 2014-08-23 2014-12-03 中国农业科学院油料作物研究所 一种利用高酸价植物油生产富含植物甾醇酯功能油脂的方法
CN104194930A (zh) * 2014-09-26 2014-12-10 东北农业大学 一种用磁性固定化磷脂酶a2脱胶的方法
CN104561215A (zh) * 2015-01-17 2015-04-29 东北农业大学 一种固定化脂质酰基转移酶制备植物甾醇酯的方法
CN104560387A (zh) * 2015-01-21 2015-04-29 东北农业大学 一种固定化磷脂酶a1和固定化磷脂酶c联合应用对大豆毛油进行脱胶的方法
CN104593146A (zh) * 2015-01-21 2015-05-06 东北农业大学 一种用气液固三相磁稳定流化床脱胶的方法
CN104593147A (zh) * 2015-01-21 2015-05-06 东北农业大学 一种在液固两相流化床中磁性固定化磷脂酶a1脱胶的方法
CN104593145A (zh) * 2015-01-21 2015-05-06 东北农业大学 一种固定化磷脂酶c和固定化磷脂酶a1联合应用对大豆毛油进行脱胶的方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109456837A (zh) * 2018-09-30 2019-03-12 东北农业大学 一种连续酯化米糠毛油中游离脂肪酸及脱除产物中水分的方法
CN111041014A (zh) * 2019-12-31 2020-04-21 浙江工业大学 一种磁性固定化脂肪酶及其在拆分1-甲基-3-苯丙胺中的应用

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017020143A1 (zh) 2017-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Cheong et al. Production of a diacylglycerol-enriched palm olein using lipase-catalyzed partial hydrolysis: Optimization using response surface methodology
Willis et al. Enzymatic interesterification
Yang et al. Degumming of vegetable oil by a new microbial lipase.
CN1884564B (zh) 全酶法生产甘油二酯的方法
Yu et al. Characterization of immobilized phospholipase A1 on magnetic nanoparticles for oil degumming application
Jiang et al. The effect of ultrasound on enzymatic degumming process of rapeseed oil by the use of phospholipase A1
Wang et al. Immobilized MAS1 lipase showed high esterification activity in the production of triacylglycerols with n-3 polyunsaturated fatty acids
Jiménez et al. Production of triacylglycerols rich in palmitic acid at sn-2 position by lipase-catalyzed acidolysis
WO2021088319A1 (zh) 一种合成甘油二酯的方法
CN1522301A (zh) 含有含多不饱和脂肪酸的甘油三酯的油或脂肪的生产方法
CN100362107C (zh) 甘油二酯食用油的生产方法
De Almeida et al. Agroindustrial wastes as alternative for lipase production by Candida viswanathii under solid-state cultivation: purification, biochemical properties, and its potential for poultry fat hydrolysis
CN109694776A (zh) 植物油脱胶的方法
CN103952448A (zh) 一种利用酶-化学法定向制备1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的方法
CN115369132A (zh) 一种中长链甘油三酯的酶法合成方法
CN107532110A (zh) 纳米磁性固定化酶连续定向催化大豆毛油中磷脂生物合成功能性脂类的方法
CN104629909A (zh) 一种植物油脱胶方法
CN103060394B (zh) 一种甘油解反应制备偏甘油酯的方法
CN108048212A (zh) 一种磷脂酶和脂肪酶同步脱胶脱酸的方法
Neklyudov et al. Biochemical processing of fats and oils as a means of obtaining lipid products with improved biological and physicochemical properties: a review
Dahlke An enzymatic process for the physical refining of seed oils
KR101214882B1 (ko) 균체 배양 방법
CN106609286A (zh) 含长链多不饱和脂肪酸的磷脂的制备方法
CN107338274A (zh) 一种制备脂肪酸甘油酯的方法
CN107532159B (zh) 纳米磁性固定化酶定向连续催化大豆料液提取蛋白及功能性油脂的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180102