CN109845840B - 饱和脂肪酸与中长链脂肪酸结构脂质的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于油脂制备领域，具体涉及一种饱和脂肪酸与中长链脂肪酸结构脂质的制备方法，以饱和脂肪酸和高纯度中长链脂肪酸为原料：在温度和压力的条件下，经过乙醇钠和酶催化两步酯交换，再经无水乙醇中混合钝化酶活，降温、冬化、精滤获得目标产物饱和脂肪酸与中长链脂肪酸结构脂质。通过本发明提供的方法可以制备得到不同方向需要的油脂，可作为生酮饮食/运动营养、临床营养、康复营养、耐寒营养、体温调节营养，并且具有简单方便的生产工艺。

Description

饱和脂肪酸与中长链脂肪酸结构脂质的制备方法

技术领域

本发明属于油脂生物制造领域，具体涉及饱和脂肪酸与中长链脂肪酸结构脂质的制备方法。

背景技术

脂肪作为食品中主要成分之一，在提供能量的同时，还在人体内发挥着重要的作用。但是，过去的许多研究表明：高脂肪膳食与肥胖症、高血脂、脂肪肝、高血压、脑血栓等疾病以及某些癌症(如乳腺癌、肠癌)发病率上升有着密切的关系。因此在很长时间里，对于膳食中脂肪作用的研究主要集中在过度膳食引起的危害方面。随着人们对脂类营养性质的深入了解，人们开始意识到摄入特定的油脂具有积极的作用。因为这些油脂含有许多人体生长、发育、健康及疾病预防所必须的营养因子。近年通过某些方法改变脂肪特性，生产具有天然脂肪部分或全部性质，但在人体内消化、分解释放能量比一般油脂少、且还具有保健功能的结构脂质成了油脂深加工领域研究的热点结构脂质是经化学或者酶法改变甘油骨架上脂肪酸组成和(或)位置分布、具特定分子结构的三酰基甘油，即特定的脂肪酸残基位于特定的位置。

通常所说的结构脂质是指将短碳链脂肪酸、中碳链脂肪酸中的一种或者两种，与长碳链脂肪酸(LCT)一起与甘油结合所形成的新型脂质。在过去的半个多世纪，含长链脂肪酸甘油酯的脂乳剂一直被当作注射类药物营养成分中不可或缺的部分应用于治疗。因为其中碳数目在16～20之间的长链脂肪酸能为病人提供人体必需脂肪酸与热量，但其缺点是长链脂肪酸在体内代谢慢，供能不及时，不能满足术后患者、儿童及消化功能不全的特殊人群的需要。近来，研究发现中链脂肪酸甘油酯(MCT)能部分不依赖肉毒碱就可直接进入线粒体，并能快速的氧化供能，中链三酰甘油具有比长链三酰甘油较多的生酮作用，对外围组织供能较多，有一定的节氮效用。除此以外，MCT在胃肠中水解快速，可直接从门静脉吸收。然而，MCT不能提供人体必需的热量，此外MCT在肝脏迅速氧化会使体内的酮体浓度骤然升高，对糖尿病患者不利，严重时会引起中毒。于是，人们开始研究开发集MCT与LCT两者优点的产品，中长链脂肪酸甘油三酯已经是结构脂质的典型体现，但其效果及作用并不完善。

专利CN101979625A公开了一种酶催化法酯交换合成中/长链结构甘油三酯的方法，公开了中链甘油三酯MCT和长链甘油三酯LCT，经催化剂进行酯交换反应，经离心，分离脂肪酶与油，得中/长链结构甘油三酯。但其产品中仍有约23-27％的副产物，产品纯度较低。

另外，在临床营养治疗中饱和脂肪酸在某些疾病中是不可或缺的有效成分，C16:0是人乳中最主要的饱和脂肪酸，约占母乳总脂肪含量的18.67％。植物油脂及其它动物乳汁中C16:0通常位于sn-1和sn-3位，而母乳中70％c16:0位于sn-2位上，这使得人乳来源的C16:0的肠道吸收率显著高于植物来源的C16:0，并且在炎性肠病等多种疾病康复中发挥不可替代的作用。

但原始结构的原料受特殊现象的缺陷存在安全隐患。饱和脂肪酸椰子油与棕榈油中的棕榈酸(C16:0)因其熔点为63℃，高于人类体温且难以分离，长期食用形成积累，易造成血脂升高心血管堵塞的疾病风险，而在小肠酸性环境中易于钙镁等矿物质发生皂化反应，形成不溶性难以吸收的皂化盐排出体外，其结果即降低了肠道对脂肪的吸收率，也影响了钙的吸收，同时也容易导致便秘胀气等不适，从而影响吸收，浪费了大量营养资源。

发明内容

为克服现有技术中饱和脂肪酸与中长链脂肪酸结合的问题，本发明提供了一种含有饱和脂肪酸与中长链脂肪酸的甘油三酯结构脂质的制备方法，该制备方法简单、且制备成的结构脂质为病人提供人体必需脂肪酸与热量，易代谢，实现精准的肠内营养对术后创伤愈合、溃疡消炎，同时可以改善高血脂症、脂肪肝、脑血栓等多种症状。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种饱和脂肪酸与中长链脂肪酸结构脂质的制备方法，包括以下步骤：

(1)采用脂肪酶转酯化方法，将中链脂肪酸甘油三酯和长链脂肪酸甘油三酯进行酯交换反应，得6-24碳中长链脂肪酸甘油三酯；

(2)向饱和脂肪酸和所述中长链脂肪酸甘油三酯中先加入乙醇钠和后加入脂肪酶，进行两步酯交换反应，得到物料1；

(3)将所述物料1，经无水乙醇混合钝化酶活，降温、冬化至-2℃--10℃，过滤，获得目标产物饱和脂肪酸与中长链脂肪酸的结构脂质。

优选地，步骤(1)中，所述长链脂肪酸甘油三酯与中链脂肪酸甘油三酯的重量比为16-75：15-65。

优选地，步骤(1)中，所述中链脂肪酸甘油三酯和长链脂肪酸甘油三酯的原料为：

辛癸酸甘油三酯，菜籽油、大豆油、花生油、葵花油、红花籽油、杏仁油、榛子油、芝麻香油、茶叶籽油、茶树油、番茄籽油、美藤果油、亚麻籽油、乳木果油、琉璃苣油、月见草油、r-亚麻酸油脂、葡萄籽油、紫苏籽油、小麦胚芽油、玉米胚芽油、藻油DHA、多烯鱼油乙酯、鱼油提取物、南瓜籽油、元宝枫籽油、文冠果油、辣木籽油、松籽油、米糠油、红花油、核桃油、麻籽油、黑加仑籽油、杜仲籽油、牡丹籽油、水飞蓟籽油、翅果油、御米油、二十二碳六烯酸、二十碳五烯酸、蒜头果油、共轭亚油酸甘油酯、植物甾醇、花生四烯酸油酯、磷虾油、光皮梾棵油、长柄扁桃油和橄榄油中的一种或多种；

优选地，步骤(2)中，所述饱和脂肪酸与中长链脂肪酸重量比为：1-11:1-9。

优选地，步骤(2)中，所述饱和脂肪酸的原料为椰子油、棕榈油或浓缩的棕榈酸甘油酯、黄油、牛乳。

优选地，步骤(2)中所述酯交换反应在温度40-85℃，真空度200-500pa的条件下进行，所述反应进行2-6h。

优选地，步骤(2)中所述脂肪酶为435脂肪酶和TL脂肪酶、IM脂肪酶、RM脂肪酶、PUROLITEI漂莱特南极假丝酵母435脂肪酶和猪胰脂肪酶中的一种或几种；

其中，所述乙醇钠的添加量为中长链脂肪酸甘油三酯和饱和脂肪酸总重的0.1-0.5％；

所述脂肪酶的添加量为中长链脂肪酸甘油三酯和饱和脂肪酸总重的0.1-0.5％。

优选地，步骤(3)中还含有维生素E、抗坏血酸棕榈酸酯、迷迭香中的任一种，用量为目标产物总重的1-5‰。

优选地，步骤(2)中所述酯交换反应在反应器中进行，反应器包括：反向超声波酶反应器、封闭容器搅拌反应器、带闭路循环高速剪切的反应器的一种或几种。

优选地，步骤(3)中冬化后过滤所使用的过滤器为超声波过滤器。

优选地，步骤(2)中乙醇纯度为95-99.5％的食品级无水乙醇，用量为所述物料1总重的35-60％。

本发明的目的还在于，提供由饱和脂肪酸与中长链脂肪酸制成的结构脂质在食品中的应用。

优选地，所述饱和脂肪酸与中长链脂肪酸的结构脂质可制成营养组件产品、特种功能食品、全营养食品、注射用脂肪乳液、口服或鼻饲、管饲肠内营养液产品和流体、半流体专供咀嚼吞咽困难人群康复营养食品中的任一种。

更优选地，所述饱和脂肪酸与中长链脂肪酸的结构脂质与葡萄糖浆或抗性糊精、低聚异麦芽糖、麦芽糊精、玉米变性淀粉、L-阿拉伯糖、酶解奶油、水溶性膳食纤维、酪蛋白、单双油脂脂肪酸酯、稳定剂、食用香精均质，喷雾干燥或微囊粉添加抗结剂二氧化硅等制成速溶粉与叶黄素、玉米黄质、磷脂酰丝氨酸混合制成营养组件产品或添加叶黄素、玉米黄质、磷脂酰丝氨酸、花青素制成特种功能食品。

更优选地，所述饱和脂肪酸与中长链脂肪酸的结构脂质中添加水解蛋白质、乳清大豆蛋白肽、小麦蛋白肽、玉米蛋白肽、大米蛋白肽、β-羟基-β-甲基丁酸钙及维生素矿物质多和微量元素干混的全营养食品。

更优选地，所述饱和脂肪酸与中长链脂肪酸的结构脂质中，与精制软磷脂、甘油无水、注射用水、氢氧化钠、维生素、β-羟基-β-甲基丁酸钙等多种微量元素、乳清蛋白等蛋白质、氨基酸、大豆蛋白肽、大米肽、小麦蛋白肽、玉米蛋白肽、海参蛋白肽等肽类食品混合均质，再加入单双油脂肪酸酯、稳定剂制成注射用脂肪乳液或口服或鼻饲、管饲肠内营养液产品或流体、半流体专供咀嚼吞咽困难人群康复营养食品。

与现有技术比，本申请的优势在于：

a)本发明步骤(2)中用了两步催化剂催化酯交换反应，乙醇钠在先，脂肪酶在后。其中，乙醇钠目的是将中长链中的耐低温成份接在饱和脂上，以提高冷冻后成品得率，脂肪酶的作用是更好地促进酯交换反应，并增加转化率。

b)步骤(1)中生成的中长链脂肪酸甘油酯进一步与饱和脂肪酸在酶的作用下进行酯交换反应，生成的主要产物是1,3-二油酸-2-棕榈酸-2-中长链脂肪酸甘油三酯，为容易被人体吸收的结构脂质，能够为人体提供更多的能量。

c)饱和脂肪酸原料中还含有丁酸、已酸、辛酸、癸酸、月桂酸、豆蔻酸、软脂酸、硬脂酸中的一种或多种，为人体提供了更充足的能量。

d)由于中长链脂肪酸甘油三酯和饱和脂肪酸蒸发温度差别之大，不适宜在同一个脱臭蒸馏工艺条件中实现。该申请通过简单的制备方法，将二者结合在一个油分子上，克服了以上技术缺陷，可以制备得到不同方向需要的油脂。

e)生酮饮食/运动营养、临床营养、康复营养、耐寒营养、体温调节营养，并且具有简单方便的生产工艺。

f)通过本发明提供的制备方法可以制备得到椰子油、棕榈油、纯化棕榈酸原料中更宜吸收的sn-2位棕榈酸单酰甘油酯。

g)通过本技术棕榈酸在sn-2位上单酰甘油酯的含量可从原来的9％，提高到75％，提高了吸收率与安全性，将棕榈酸中的弱项改变为强项。

h)通过本技术将为特种结构脂质的长期应用提供了更宽适用范围。在人体吸收过程中形成梯度营养组合。

具体实施方式

以下对本发明优选实施例进行说明，此处所描述的优选实例仅用于说明本发明，并不限制本发明。

实施例1

(1)将纯化后的16份辛癸酸甘油三酯和纯化后的菜籽油16份，投入密闭容器(带脂肪酶收集装置)反应器中，在温度50℃的条件下，进行酯交换反应，处理后，得中长链脂肪酸。

(2)将饱和脂肪酸棕榈酸6份(原料椰子油)和上述中长链脂肪酸甘油三酯6份投到入反向超声波酶反应器中，加入0.2％乙醇钠在45℃常压下，反应40分钟后再加入0.4％的435脂肪酶，在60℃，真空度300pa的条件下，进行酯交换反应4h，得到物料1；

(3)向所述物料1中，加入50％重量的99％浓度的食品级无水乙醇混合钝化酶活，降温、冬化至-5℃，输送至超声波过滤器中过滤，再加入3‰的抗坏血酸棕榈酸酯，获得目标产物饱和脂肪酸与中长链脂肪酸结构脂质。

实施例2

(1)将纯化后的15份辛癸酸甘油三酯和纯化后的文冠果油15份投入密闭容器(带脂肪酶收集装置)反应器中，在温度40℃的条件下，进行酯交换反应，处理后，得中长链脂肪酸。

(2)将饱和脂肪酸椰子油1份和上述中长链脂肪酸甘油三酯1份投到入反向超声波酶反应器中，加入0.1％乙醇钠后在40℃常压下，反应1小时再加入0.1％的TL脂肪酶，在40℃，真空度200pa的条件下，进行酯交换反应6h，得到物料1；

(3)向所述物料1中，加入35％重量的95％浓度的食品级无水乙醇混合钝化酶活，降温、冬化至-2℃，输送至超声波过滤器中过滤，再加入1‰的抗坏血酸棕榈酸酯，获得目标产物饱和脂肪酸与中长链脂肪酸结构脂质。

实施例3

(1)将纯化后的75份辛癸酸甘油三酯和纯化后的亚麻籽油30份、琉璃苣油35份投入密闭容器(带脂肪酶收集装置)反应器中，在温度50℃的条件下，进行酯交换反应，处理后，得中长链脂肪酸。

(2)将饱和脂肪酸豆蔻酸11份(原料黄油)和上述中长链脂肪酸甘油三酯9份投到入封闭容器搅拌反应器中，加入0.5％乙醇钠后在35℃常压条件下，反应30分钟，再加入0.5％的435脂肪酶，在85℃，真空度500pa的条件下，进行酯交换反应2h，得到物料1；

(3)向所述物料1中，加入60％重量的99.5％浓度的食品级无水乙醇混合钝化酶活，降温、冬化至-10℃，输送至超声波过滤器中过滤，再加入5‰的抗坏血酸棕榈酸酯，获得目标产物饱和脂肪酸与中长链脂肪酸结构脂质。

实施例4

(1)将纯化后的25份辛癸酸甘油三酯和纯化后的松籽油10份、茶叶籽油10份、杜仲籽油20份投入密闭容器(带脂肪酶收集装置)反应器中，在温度65℃的条件下，进行酯交换反应，处理后，得中长链脂肪酸。

(2)将饱和脂肪酸棕榈酸9份(原料黄油，来源牛乳)和上述中长链脂肪酸甘油三酯8份投到入反向超声波酶反应器中，加入0.2％乙醇钠后在35℃常压条件，反应48分钟再加入0.3％的435脂肪酶，在65℃，真空度200-500pa的条件下，进行酯交换反应4h，得到物料1；

(3)向所述物料1中，加入50％重量的98％浓度的食品级无水乙醇混合钝化酶活，降温、冬化至-5℃，输送至超声波过滤器中过滤，再加入4‰的抗坏血酸棕榈酸酯，获得目标产物饱和脂肪酸与中长链脂肪酸结构脂质。

实施例5

(1)将纯化后的16份辛癸酸甘油三酯和纯化后的葡萄籽油4份、琉璃苣油提取物4份、松籽油提取物4份、鱼油提取物4份，投入密闭容器(带脂肪酶收集装置)反应器中，在温度50℃的条件下，进行酯交换反应，处理后，得中长链脂肪酸。

(2)将饱和脂肪酸棕榈酸6份(原料椰子油)和上述中长链脂肪酸甘油三酯6份投到入反向超声波酶反应器中，加入0.2％乙醇钠后在38℃常压下，反应55分钟再加入0.4％的435脂肪酶，在60℃，真空度200-500pa的条件下，进行酯交换反应4h，得到物料1；

(3)向所述物料1中，加入50％重量的99％浓度的食品级无水乙醇混合钝化酶活，降温、冬化至-5℃，输送至超声波过滤器中过滤，再加入3‰的抗坏血酸棕榈酸酯，获得目标产物饱和脂肪酸与中长链脂肪酸结构脂质。

对比例1(与实施例1比，饱和脂肪酸与长链脂肪酸甘油三酯反应)

(1)将饱和脂肪酸棕榈酸6份(原料椰子油)和醇化后的菜籽油6份投到入反向超声波酶反应器中，加入0.2％乙醇钠在45℃常压下，反应40分钟后再加入0.4％的435脂肪酶，在60℃，真空度300pa的条件下，进行酯交换反应4h，得到物料1；

(2)向所述物料1中，加入50％重量的99％浓度的食品级无水乙醇混合钝化酶活，降温、冬化至-5℃，输送至超声波过滤器中过滤，再加入3‰的抗坏血酸棕榈酸酯，获得目标产物饱和脂肪酸与长链脂肪酸结构脂质。

对比例2(与实施例1比，饱和脂肪酸与中链脂肪酸甘油三酯反应)

(1)将饱和脂肪酸棕榈酸6份(原料椰子油)和辛癸酸酸甘油三酯6份投到入反向超声波酶反应器中，加入0.2％乙醇钠在45℃常压下，反应40分钟后再加入0.4％的435脂肪酶，在60℃，真空度300pa的条件下，进行酯交换反应4h，得到物料1；

(2)向所述物料1中，加入50％重量的99％浓度的食品级无水乙醇混合钝化酶活，降温、冬化至-5℃，输送至超声波过滤器中过滤，再加入3‰的抗坏血酸棕榈酸酯，获得目标产物饱和脂肪酸与中链脂肪酸结构脂质。

对比例3(与实施例比1，不含饱和脂肪酸)

(1)将纯化后的16份辛酸甘油三酯和纯化后的菜籽油提取物16份，投入密闭容器(带脂肪酶收集装置)反应器中，在温度50℃的条件下，进行酯交换反应，处理后，得中长链脂肪酸。

(2)向上述中长链脂肪酸中，加入50％重量的99％浓度的食品级无水乙醇混合钝化酶活，降温、冬化至-5℃，放入超声波过滤器中过滤，再加入3‰的抗坏血酸棕榈酸酯，获得目标产物中长链脂肪酸结构脂质。

技术效果

降血脂功能试验

试验方法：健康昆明小鼠(25g±5g)，喂食高脂饲料(78.8％基础饲料、1％胆固醇、10％蛋黄粉和10％猪油、0.2％胆盐)10d后，建立高脂模型(形成脂代谢紊乱动物模型)。

取建模成功的小鼠100只，再按高脂模型组、实施例组(实施例1-5)、对比例组(对比例1-3)、血脂康阳性药物组将小鼠随机分配，每组10只，进行试验；

高脂模型组每日按照0.02mg/g BW灌胃0.9％的生理盐水；血脂康阳性药物组按照每日0.1mg/g BW的剂量灌胃；实验组和对比例组按照0.02mg/g BW灌胃。共给药40d。

末次给药后，所有动物禁食18h，麻醉取眼眶血清，测得小鼠血清总胆固醇(TC)，甘油三酯(TG)，高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平，结果见表1.

表1降血脂功能试验结果

注：每一列不同字母之间代表具有显著性差异P<0.05

由以上数据可知，实施例1-5的产品具有降低小鼠血清TG、TC和提高HDL-C含量作用，可改善血脂和脂蛋白水平，效果优于对比例1-3的产品效果，并且，效果于阳性对照组血脂康阳性药物组没有显著性差异。

上述详细说明是针对本发明其中之一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种饱和脂肪酸与中长链脂肪酸结构脂质的制备方法，包括以下步骤：

(1)采用脂肪酶转酯化方法，将中链脂肪酸甘油三酯和长链脂肪酸甘油三酯进行酯交换反应，得6-24碳中长链脂肪酸甘油三酯；

(2)向饱和脂肪酸和所述中长链脂肪酸甘油三酯中先加入乙醇钠和后加入脂肪酶，进行两步酯交换反应，得到物料1；

(3)将所述物料1，经无水乙醇混合钝化酶活，降温、冬化至-2℃--10℃，过滤，获得目标产物饱和脂肪酸与中长链脂肪酸的结构脂质；

其中，步骤(2)中，乙醇钠的反应温度为35℃、38℃、40℃或45℃；所述饱和脂肪酸与中长链脂肪酸重量比为：1-11:1-9；

步骤(1)中，所述中链脂肪酸甘油三酯和长链脂肪酸甘油三酯的原料为：辛癸酸甘油三酯，菜籽油、大豆油、花生油、葵花油、红花籽油、杏仁油、榛子油、芝麻香油、茶叶籽油、茶树油、番茄籽油、美藤果油、亚麻籽油、乳木果油、琉璃苣油、月见草油、r-亚麻酸油脂、葡萄籽油、紫苏籽油、小麦胚芽油、玉米胚芽油、藻油DHA、多烯鱼油乙酯、鱼油提取物、南瓜籽油、元宝枫籽油、文冠果油、辣木籽油、松籽油、米糠油、红花油、核桃油、麻籽油、黑加仑籽油、杜仲籽油、牡丹籽油、水飞蓟籽油、翅果油、御米油、二十二碳六烯酸、二十碳五烯酸、蒜头果油、共轭亚油酸甘油酯、植物甾醇、花生四烯酸油酯、磷虾油、光皮梾棵油、长柄扁桃油和橄榄油中的一种或多种；

步骤(2)中，所述饱和脂肪酸的原料为椰子油、棕榈油或浓缩的棕榈酸甘油酯、黄油；

步骤(2)中，所述脂肪酶为435脂肪酶和TL脂肪酶、IM脂肪酶、RM脂肪酶、PUROLITEI漂莱特南极假丝酵母435脂肪酶和猪胰脂肪酶中的一种或几种；

步骤(2)中，所述酯交换反应在温度40-85℃，真空度200-500pa的条件下进行，所述反应进行2-6h。

2.按照权利要求1所述的饱和脂肪酸与中长链脂肪酸结构脂质的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述长链脂肪酸甘油三酯与中链脂肪酸甘油三酯的重量比为16-75：15-65。

3.按照权利要求1所述饱和脂肪酸与中长链脂肪酸结构脂质的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，其中所述乙醇钠的添加量为中长链脂肪酸甘油三酯和饱和脂肪酸总重的0.1-0.5％所述脂肪酶的添加量为中长链脂肪酸甘油三酯和饱和脂肪酸总重的0.1-0.5％。

4.按照权利要求1所述饱和脂肪酸与中长链脂肪酸结构脂质的制备方法，其特征在于，步骤(3)中还含有维生素E、抗坏血酸棕榈酸酯、迷迭香中的任一种，用量为目标产物总重的1-5‰。

5.按照权利要求1所述的饱和脂肪酸与中长链脂肪酸结构脂质的制备方法，其特征在于，步骤(3)中乙醇为纯度为95-99.5％的食品级无水乙醇，用量为所述物料1总重的35-60％。

6.按照权利要求1-5任一所述饱和脂肪酸与中长链脂肪酸结构脂质的制备方法，其特征在于，所述饱和脂肪酸与中长链脂肪酸的结构脂质可制成营养组件产品、特种功能食品、全营养食品、注射用脂肪乳液、口服或鼻饲、管饲肠内营养液产品和流体、半流体专供咀嚼吞咽困难人群康复营养食品中的任一种。