CN113575697B - 一种基于动物乳脂肪的母乳脂肪替代品的制备方法 - Google Patents

一种基于动物乳脂肪的母乳脂肪替代品的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于动物乳脂肪的母乳脂肪替代品的制备方法，其包括如下步骤：提取固态脂肪、一次酶解、结晶除去饱和脂肪酸、计算脂肪酸差别、二次酶解、除去游离脂肪酸。本发明首次以动物乳脂肪分提物为原料，制得产品中sn‑1,3的饱和脂肪酸含量低，与母乳脂肪的相似度高，使用的原料种类较少，方便实际生产使用。

Description

一种基于动物乳脂肪的母乳脂肪替代品的制备方法
技术领域
本发明涉及油脂技术领域，特别是涉及一种基于动物乳脂肪的母乳脂肪替代品的制备方法。
背景技术
母乳被认为是新生儿最理想的食物，主要含有3％-5％的脂肪，0.8％-0.9％的蛋白质，6.9％-7.2％的碳水化合物，0.2％的矿物质，以及其他生理活性物质等。母乳脂肪为婴儿提供50％以上的能量，其含量及组成受各种因素的影响，包括个体基因的差异、膳食、胎龄、哺乳期和疾病等。母乳脂肪中的甘油三酯含量占整个脂肪的98％以上，甘油三酯中含有大约200多种脂肪酸，包括中碳链脂肪酸，饱和脂肪酸，单不饱和脂肪酸，多不饱和脂肪酸，奇数碳链脂肪酸，支链脂肪酸，反式脂肪酸以及羟基脂肪酸等。在这些脂肪酸中，含量大于1％的脂肪酸有油酸、棕榈酸、亚油酸、硬脂酸、肉豆蔻酸、月桂酸以及棕榈油酸。母乳脂肪中甘油三酯的脂肪酸分布比较独特，60％以上的棕榈酸分布在甘油三酯的sn-2位，其他的不饱和脂肪酸主要分布在sn-1,3位。由于这种特殊的脂肪酸分布，母乳脂肪中甘油三酯含量最多的是1,3-不饱和脂肪酸-2-棕榈酸甘油三酯，如OPO和OPL等。这种结构的甘油三酯与婴幼儿对脂肪的消化，吸收以及代谢有密切的关系。
婴幼儿配方奶粉为根据母乳的化学组成，采用牛乳或羊乳为主要原料调节蛋白质以及脂肪组成、含量或结构，同时添加各种脂溶性和水溶性维生素、微量矿物质、核苷酸、牛磺酸、含长碳链多不饱和脂肪酸油脂等功能性物质制备而成。当婴幼儿不能获得母乳喂养时，婴幼儿配方奶粉便是最好的食物来源。由于婴幼儿配方奶粉为脱水食品，其脂肪含量为25％左右。目前，低端配方奶粉中的油脂主要是植物油的调和产品。通过不同植物油的物理混合，从而使其脂肪酸组成与母乳脂肪相似。随着科技的发展，高端配方奶粉越来越强调脂肪结构，通过添加于母乳结构类似的母乳脂肪替代品，使其在脂肪组成及结构上都母乳脂肪相似。目前，商业化母乳脂肪替代品的制备方法主要是以棕榈硬脂为原料，通过酶催化的酸解反应，获得脂肪酸组成及分布与母乳脂肪相似的结构脂产品。但是，棕榈为热带作物，中国种植较少。目前，也有人通过猪油及鱼油为原料，生产母乳脂肪替代品，但是这两种原料均不符合婴幼儿食品的安全标准，因此，选择一种新的可以用于婴幼儿配方奶粉添加的原料来生产母乳脂肪替代品极为重要。婴幼儿配方奶粉原料是以牛乳或羊乳为原料制备而成产品，乳脂肪是其中的主要成分，对于婴幼儿来讲是安全且无需验证的，因此，以动物乳脂肪为原料制备的母乳脂肪替代品相对于其他油脂而言具有更好的安全性。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有母乳脂肪替代品中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明其中目的是，客服现有母乳脂肪替代品的不足，提供一种母乳脂肪替代品的制备方法。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供如下技术方案：一种基于动物乳脂肪的母乳脂肪替代品的制备方法，其包括如下步骤：
提取固态脂肪：通过分提获得动物乳脂肪中的固态脂肪部分；
一次酶解：一次酶法酸解降低sn-1,3饱和脂肪酸；
结晶除去饱和脂肪酸：低温结晶脱除游离脂肪酸中的饱和脂肪酸；
计算脂肪酸差别：油脂混合模型计算调节酶解产物sn-2脂肪酸组成，使其与母乳脂肪一致；
二次酶解：二次酶法酸解进一步调节sn-1,3脂肪酸组成；
除去游离脂肪酸：减压蒸馏脱除游离脂肪酸获得母乳脂肪替代品。
作为本发明所述基于动物乳脂肪的母乳脂肪替代品的制备方法，其中：提取固态脂肪中，分提为将牛乳脂肪与丙酮或正己烷按照1:2-5(m/v)的比例混合均匀，在60℃熔化后，置于5-10℃的恒温条件下保持12-36h，结晶完成后采用离心或过滤分离液油，获得固脂，减压蒸馏脱除溶剂。
作为本发明所述基于动物乳脂肪的母乳脂肪替代品的制备方法，其中：一次酶解中所用不饱和脂肪酸来源于菜籽油、茶叶籽油、大豆油、玉米油或葵花籽油中的一种或几种。
作为本发明所述基于动物乳脂肪的母乳脂肪替代品的制备方法，其中：一次酶解中，底物比1:6-12(牛乳脂肪/脂肪酸)，脂肪酶添加量为6-10％，反应时间为8-12h，反应温度为50-60℃。
作为本发明所述基于动物乳脂肪的母乳脂肪替代品的制备方法，其中：结晶除去饱和脂肪酸中，低温结晶脱除饱和脂肪酸的条件为：将油脂加热到55-60度并维持30-60min，再以6-12度/h的速度将温度降至28-35度，养晶4-6h，再以3-6度/h将温度降至15-24度，养晶5-10h，分提结晶结束后，过滤或离心分离固态脂肪，得到液态油。
作为本发明所述基于动物乳脂肪的母乳脂肪替代品的制备方法，其中：计算脂肪酸差别中，利用油脂混合模型，根据母乳脂肪sn-2脂肪酸组成，调节分提液油的sn-2脂肪酸组成，所选择的油脂为大豆油或亚麻籽油中的一种或两种。
作为本发明所述基于动物乳脂肪的母乳脂肪替代品的制备方法，其中：二次酶解中，二次酸解的条件为：向反应体系中加入脂肪酶，反应温度40-50度，反应时间6-10小时，搅拌速率500-800转/min。
作为本发明所述基于动物乳脂肪的母乳脂肪替代品的制备方法，其中：通过减压蒸馏脱除脂肪酸获得最终产品。
作为本发明所述基于动物乳脂肪的母乳脂肪替代品的制备方法，其中：一次酶解和二次酶解中，使用的脂肪酶为sn-1,3选择性脂肪酶，如Lipozyme RM IM，Lipozyme TLIM，Lipase DF，NS 40086。
作为本发明所述基于动物乳脂肪的母乳脂肪替代品的制备方法，其中：一次酶解和二次酶解中使用的脂肪酶相同。
本专利首次以动物乳脂肪为原料，采用溶剂分提获得乳脂肪中的固态脂肪部分，再通过一次酸解调节sn-1,3脂肪酸组成，低温分提脱除饱和脂肪酸，sn-2脂肪酸组成调节以及二次酸解获得最终产品。通过两步酸解反应之间耦合低温分提饱和脂肪酸，使游离脂肪酸得到循环利用，所得产品sn-1,3的饱和脂肪酸含量更低，与母乳脂肪的相似度高。本发明中使用的原料种类上较少，十分方便实际生产中的使用。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1
对于对母乳进行大量收集，通过脂质提取，脂肪酸组成及分布分析获得母乳脂肪的总脂肪酸，sn-2脂肪酸以及sn-1,3的主要脂肪酸组成范围如表1所示。
表1母乳脂肪的脂肪酸，sn-2脂肪酸以及sn-1,3脂肪酸的组成范围
总 sn-2 sn-1,3
min max min max min max
C6:0 0.01 0.12 0.01 0.11 0.01 0.18
C8:0 0.06 0.92 0.03 1.08 0.08 1.43
C10:0 0.08 2.82 0.36 1.62 0.11 3.48
C12:0 1.21 8.95 1.95 13.69 1.94 10.56
C14:0 2.03 9.84 3.29 18.55 3.88 7.21
C16:0 13.83 29.77 37.02 66.33 3.49 12.66
C18:0 2.55 9.17 1.18 3.43 2.09 12.73
C18:1ω-9 25.61 37.42 5.41 23.27 30.64 52.74
C18:2ω-6 14.96 27.84 2.59 17.4 16.79 39.81
C18:3ω-3 1.06 2.25 0.55 2.78 1.13 2.19
C20:4ω-6 0.14 0.88 0.04 1.08 0.16 0.69
C22:6ω-3 0.18 1.46 0.57 1.86 0.29 1.27
实施例2
选择牛乳脂肪作为原料，牛乳脂肪的脂肪酸组成如表2所示。
表2牛乳脂肪的脂肪酸组成及分布
Figure BDA0003189883630000041
Figure BDA0003189883630000051
将牛乳脂肪与丙酮按照1:2(m/v)的比例混合均匀，60℃熔化后，至于10℃的恒温条件下保持24h，结晶完成后利用离心或过滤将固脂和液油分离，固脂和液油在减压条件下蒸馏分离出丙酮。固脂的脂肪酸组成及分布如表3所示。
表3牛乳脂肪分提固脂的脂肪酸组成及分布
脂肪酸(mol％) 总 sn-2 sn-1,3
C4:0 3.36 1.52 4.28
C6:0 2.31 1.17 2.88
C8:0 1.94 1.73 2.04
C10:0 3.21 3.46 3.09
C12:0 3.42 5.68 2.29
C14:0 14.09 23.33 9.47
C16:0 43.09 47.85 40.71
C18:0 14.11 5.27 18.53
C18:1 13.54 9.16 15.73
C18:2 0.92 0.83 0.97
获得的固态脂肪中sn-1，3脂肪酸组成与人乳脂肪的差异较大，其在sn-1,3位的C16:0和C18:0远高于母乳脂肪，而C18:1，C18:2和C18：3远低于母乳脂肪，同时在sn-2位脂肪酸上与母乳脂肪也存在差异。因此，通过首先通过酶催化的酸解反应降低sn-1,3的饱和脂肪酸含量，再通过油脂混合调节sn-2脂肪酸组成，最终再通过酶催化酸解调节sn-1,3脂肪酸组成，最后使产品在sn-2和sn-1,3位上的脂肪酸与母乳脂肪一致，从而达到模拟母乳脂肪结构的目的。
首先，选择菜籽油和葵花籽油来源的脂肪酸为酰基供体，菜籽油与葵花籽油脂肪酸的摩尔比例为1：1，牛乳脂肪与脂肪酸的摩尔比例为1:6，脂肪酶为Lipozyme RM IM,加酶量为10％，反应时间为8h，反应温度为55℃，转速为400转/min,在此条件下，所得酶解产品的脂肪酸组成及分布如表4所示：
表4一次酸解产品的脂肪酸特征
Figure BDA0003189883630000052
Figure BDA0003189883630000061
经过酸解反应后，固态脂肪中sn-1,3饱和脂肪酸被取代下来，以游离脂肪酸的形式存在于体系中，体系中的游离脂肪酸含量升高，因此，通过程序降温，利用熔点差异，将体系中的饱和游离脂肪酸通过结晶的方式进行脱除。低温结晶分提棕榈酸的条件为将油脂加热到60度并维持30min，在以10度/h的速度将温度降至35度，养晶4h，再以6度/h将温度降至24度，养晶5h，转速为20转/min，分提结晶结束后，过滤或离心分离固态脂肪，得到液态油；分提之后，体系中甘油三酯与脂肪酸的比例为1:5.3，所得产物甘油三酯的脂肪酸组成及分布以及游离脂酸组成如表5所示：
表5结晶分提产品的脂肪酸特征
脂肪酸(mol％) 总 sn-2 sn-1,3 游离脂肪酸
C4:0 1.71 1.36 1.88 0.91
C6:0 1.79 2.17 1.60 0.49
C8:0 1.36 1.80 1.14 0.35
C10:0 1.97 3.01 1.46 0.62
C12:0 2.58 5.39 1.18 0.42
C14:0 10.61 22.29 4.76 1.36
C16:0 29.55 44.68 21.99 6.21
C18:0 9.17 3.99 11.77 2.44
C18:1 26.42 12.44 33.41 46.66
C18:2 14.14 2.42 20.00 36.31
C18:3 0.69 0.46 0.80 4.25
与母乳脂肪sn-2脂肪酸组成相比，所得酶解中间产物的sn-2脂肪酸中C18:2和C18:3的含量均偏低，因此，根据母乳脂肪sn-2脂肪酸的组成，通过建立油脂混合模型，通过选择富含亚油酸和部分亚麻酸的大豆油为原料，通过油脂混合模型极计算添加进入酶解中间产物以调节其sn-2脂肪酸组成。大豆油的脂肪酸组成及分布如表6所示：
表6.大豆油脂肪酸特征
Figure BDA0003189883630000062
Figure BDA0003189883630000071
根据油脂的脂肪酸组成及分布，建立油脂sn-2脂肪酸组成的计算模型如下：
Figure BDA0003189883630000072
其中，sn-2FA％为混合油脂的sn-2脂肪酸组成，Y表示不同的脂肪酸，Y1(sn-2)和Yi(sn-2)分别为棕榈硬脂和所选择油脂的sn-2位上各脂肪酸的摩尔百分比，Xi为所选择油脂与棕榈硬脂的摩尔比；由此也可得到总脂肪酸和sn-1,3脂肪酸的组成，如下所示。
Figure BDA0003189883630000073
Figure BDA0003189883630000074
其中，FA％为混合油脂的脂肪酸组成，sn-1,3FA％为混合油脂的sn-1,3脂肪酸组成，Y1和Yi分别为棕榈硬脂和所选择油脂的各脂肪酸的摩尔百分比。
通过设定Xi，根据以上公式即可计算得到混合体系中的脂肪酸组成及分布，根据母乳脂肪sn-2脂肪酸组成特点建立不等式，计算得到在母乳脂肪sn-2脂肪酸范围内的各油脂的添加范围，最后通过公式2和3计算得到总脂肪酸组成以及sn-1,3脂肪酸组成。
Sn-2 C18:2 2.59≦(2.42+65.48X1)/(1+X1)≦17.4
Sn-2 C18:3 0.55≦(0.45+4.68X1)/(1+X1)≦2.78
Sn-2 C16:0 37.02≦(44.68+3.56X1)/(1+X1)≦66.33
Sn-2 C18:1 5.41≦(12.44+24.44X1)/(1+X1)≦23.27
Sn-2 C18:0 1.18≦(3.99+1.92X1)/(1+X1)≦3.43
Sn-2 C14:0 3.29≦(22.29)/(1+X1)≦18.55
Sn-2 C12:0 1.95≦(5.39)/(1+X1)≦13.69
通过对不等式求解，选择酶解产物中甘油三酯与大豆油比例为1:0.1进行混合，混合物中甘油三酯的脂肪酸组成及分布如表7所示：
表7油脂混合产品的脂肪酸特征
脂肪酸 总 sn-2 sn-1,3
C4:0 1.55 1.24 1.71
C6:0 1.63 1.97 1.45
C8:0 1.24 1.64 1.04
C10:0 1.80 2.74 1.33
C12:0 2.35 4.90 1.07
C14:0 9.64 20.26 4.33
C16:0 27.68 40.94 21.06
C18:0 8.76 3.80 11.24
C18:1ω-9 26.16 13.53 32.47
C18:2ω-6 17.95 8.14 22.85
C18:3ω-3 1.25 0.84 1.45
再向反应体系中加入第一次酸解回收的脂肪酶进行二次酸解，反应条件为反应温度45度，反应时间8小时，搅拌速率500转/min。通过减压蒸馏脱除脂肪酸，获得最终产品，得到产品的脂肪酸特征如表8所示。
表8二次酸解产品的脂肪酸特征
脂肪酸 总 sn-2 sn-1,3
C4:0 1.12 0.95 1.21
C6:0 1.07 1.74 0.73
C8:0 0.94 1.46 0.68
C10:0 1.60 2.55 1.12
C12:0 2.03 4.63 0.73
C14:0 8.43 19.58 2.85
C16:0 22.72 38.77 14.7
C18:0 6.38 3.66 7.74
C18:1ω-9 30.94 15.52 38.65
C18:2ω-6 23.09 9.81 29.73
C18:3ω-3 1.68 1.33 1.86
根据母乳脂肪的脂肪酸组成及分布，建立最终产品在脂肪酸组成及分布上同母乳脂肪替代品的相似度的评价模型，如下所示：
Figure BDA0003189883630000091
Figure BDA0003189883630000092
Figure BDA0003189883630000093
Figure BDA0003189883630000094
G为母乳脂肪替代物的相似度，GFA/sn-2FA分别为母乳脂肪替代物在脂肪酸组成、sn-2脂肪酸相对含量方面与母乳脂肪的相似度；
Ei(FA/sn-2FA)是分别为母乳脂肪替代物中脂肪酸组成、sn-2脂肪酸相对含量在母乳脂肪相应指标含量范围之外所被扣除的相似度；
Figure BDA0003189883630000095
为母乳脂肪的脂肪酸、sn-2脂肪酸同其总含量的相对值；
Ci(FA/sn-2FA)是浮动系数，其取决于母乳脂肪替代物的总脂肪酸含量、sn-2脂肪酸相对含量；
Bi(FA/sn-2FA)是母乳脂肪替代物中的总脂肪酸含量、sn-2脂肪酸相对含量；
Ai(FA/sn-2FA)是相应的母乳脂肪的总脂肪酸、sn-2相对脂肪酸含量；当B高于A时，A选择上限；当B小于A时，A选择下限；如果B在A的范围之内，C为0。
通过计算，获得的酸解产品与母乳脂肪相似度如下表所示：
表9母乳脂肪替代品的相似度评价
相似度 产品
G<sub>FA</sub> 97.5
G<sub>sn-2FA</sub> 96.6
G<sub>sn-1,3FA</sub> 98.3
G 97.5
实施例3
将牛乳脂肪与正己烷按照1:3(m/v)的比例混合均匀，60℃熔化后，至于8℃的恒温条件下保持12h，结晶完成后利用离心或过滤将固脂和液油分离，固脂和液油在减压条件下蒸馏分离出丙酮。固脂的脂肪酸组成及分布如下所示。
表10牛乳脂肪分提固脂的脂肪酸组成及分布
脂肪酸(mol％) 总 sn-2 sn-1,3
C4:0 3.12 2.31 3.53
C6:0 1.87 1.86 1.88
C8:0 1.56 1.34 1.67
C10:0 2.63 3.13 2.38
C12:0 3.65 5.26 2.85
C14:0 15.25 24.27 10.74
C16:0 44.47 48.35 42.53
C18:0 14.16 5.01 18.74
C18:1 12.43 7.74 14.78
C18:2 0.86 0.73 0.93
获得的固态脂肪中sn-1，3脂肪酸组成与人乳脂肪的差异较大，其在sn-1,3位的C16:0和C18:0远高于母乳脂肪，而C18:1，C18:2和C18：3远低于母乳脂肪，同时在sn-2位脂肪酸上与母乳脂肪也存在差异。因此，通过首先通过酶催化的酸解反应降低sn-1,3的饱和脂肪酸含量，再通过油脂混合调节sn-2脂肪酸组成，最终再通过酶催化酸解调节sn-1,3脂肪酸组成，最后使产品在sn-2和sn-1,3位上的脂肪酸与母乳脂肪一致，从而达到模拟母乳脂肪结构的目的。
首先，选择茶叶籽油和大豆油来源的脂肪酸为酰基供体，茶叶籽油和大豆油脂肪酸的摩尔比例为1：0.8，牛乳脂肪与脂肪酸的摩尔比例为1:8，脂肪酶为NS 40086，加酶量为8％，反应时间为10h，反应温度为60℃，转速为600转/min，在此条件下，所得酶解产品的脂肪酸组成及分布如下所示：
表11一次酸解产品的脂肪酸特征
Figure BDA0003189883630000101
Figure BDA0003189883630000111
经过酸解反应后，固态脂肪中sn-1,3饱和脂肪酸被取代下来，以游离脂肪酸的形式存在于体系中，体系中的游离脂肪酸含量升高，因此，通过程序降温，利用熔点差异，将体系中的饱和游离脂肪酸通过结晶的方式进行脱除。程序降温的条件为：低温结晶分提棕榈酸的条件为将油脂加热到60度并维持45min，在以6度/h的速度将温度降至32度，养晶5h，再以3度/h将温度降至20度，养晶8h，转速为30转/min，分提结晶结束后，过滤或离心分离固态脂肪，得到液态油；分提之后，产物中甘油三酯与脂肪酸的比例为1:7.4，所得产物甘油三酯的脂肪酸组成及分布，以及游离脂酸组成如下所示：
表12结晶分提产品的脂肪酸特征
脂肪酸(mol％) 总 sn-2 sn-1,3 游离脂肪酸
C4:0 1.27 1.56 1.13 0.76
C6:0 1.10 1.61 0.84 0.32
C8:0 1.22 1.04 1.31 0.17
C10:0 1.77 2.22 1.55 0.36
C12:0 2.18 4.36 1.10 0.64
C14:0 10.58 22.06 4.84 1.68
C16:0 29.47 45.66 21.37 6.91
C18:0 7.74 5.01 9.10 2.71
C18:1 28.46 13.45 35.96 46.81
C18:2 15.51 2.32 21.96 36.25
C18:3 0.70 0.42 0.84 3.38
与母乳脂肪sn-2脂肪酸组成相比，所得酶解中间产物的sn-2脂肪酸中C18:2和C18:3的含量均偏低，因此，根据母乳脂肪sn-2脂肪酸的组成，通过建立油脂混合模型，通过选择富含亚油酸大豆油和富含亚麻酸的亚麻籽油为原料，通过油脂混合模型极计算添加进入酶解中间产物以调节其sn-2脂肪酸组成。大豆油的脂肪酸组成及分布如下所示：
表13大豆油与亚麻籽油的脂肪酸特征
Figure BDA0003189883630000112
Figure BDA0003189883630000121
根据油脂的脂肪酸组成及分布，建立油脂sn-2脂肪酸组成的计算模型如下：
Sn-2 C18:2 2.59≦(2.32+65.48X1+27.46X2)/(1+X1+X2)≦17.4
Sn-2 C18:3 0.55≦(0.42+4.68X1+33.28X2)/(1+X1+X2)≦2.78
Sn-2 C16:0 37.02≦(45.66+3.56X1+X2)/(1+X1+X2)≦66.33
Sn-2 C18:1 5.41≦(13.45+24.44X1+31.7X2)/(1+X1+X2)≦23.27
Sn-2 C18:0 1.18≦(5.01+1.92X1+2.38X2)/(1+X1+X2)≦3.43
Sn-2 C14:0 3.29≦(22.06)/(1+X1+X2)≦18.55
Sn-2 C12:0 1.95≦(4.36)/(1+X1+X2)≦13.69
通过对不等式求解，选择酶解产物中甘油三酯与大豆油和亚麻籽油的比例为1:0.08:0.01进行混合，混合物中甘油三酯的脂肪酸组成及分布如下所示：
表14油脂混合产品的脂肪酸特征
脂肪酸 总 sn-2 sn-1,3
C4:0 1.17 1.43 1.04
C6:0 1.01 1.48 0.77
C8:0 1.12 0.95 1.20
C10:0 1.63 2.04 1.42
C12:0 2.01 4.00 1.01
C14:0 9.71 20.24 4.44
C16:0 27.74 42.20 20.51
C18:0 7.47 4.76 8.82
C18:1ω-9 28.01 14.42 34.81
C18:2ω-6 18.50 7.46 24.01
C18:3ω-3 1.64 1.03 1.95
再向反应体系中加入第一次酸解回收的脂肪酶进行二次酸解，反应条件为反应温度50度，反应时间6小时，搅拌速率600转/min。
表15二次酸解产品的脂肪酸特征
Figure BDA0003189883630000122
Figure BDA0003189883630000131
通过相似性评价模型计算，获得酸解产品与母乳脂肪相似度如下表所示：
表16母乳脂肪替代品的相似度评价
相似度 产品
G<sub>FA</sub> 96.7
G<sub>sn-2FA</sub> 95.5
G<sub>sn-1,3FA</sub> 97.4
G 96.5
实施例4
将牛乳脂肪与丙酮按照1:5(m/v)的比例混合均匀，60℃熔化后，至于5℃的恒温条件下保持36h，结晶完成后利用离心或过滤将固脂和液油分离，固脂和液油在减压条件下蒸馏分离出丙酮。固脂的脂肪酸组成及分布如下所示。
表17牛乳脂肪分提固脂的脂肪酸组成及分布
脂肪酸(mol％) 总 sn-2 sn-1,3
C4:0 2.65 1.85 3.05
C6:0 2.14 1.52 2.45
C8:0 1.55 1.21 1.72
C10:0 2.86 2.57 3.01
C12:0 3.11 5.15 2.09
C14:0 14.69 24.52 9.78
C16:0 45.56 47.67 44.51
C18:0 15.15 6.34 19.56
C18:1 11.51 8.51 13.01
C18:2 0.78 0.66 0.84
获得的固态脂肪中sn-1，3脂肪酸组成与人乳脂肪的差异较大，其在sn-1,3位的C16:0和C18:0远高于母乳脂肪，而C18:1，C18:2和C18：3远低于母乳脂肪，同时在sn-2位脂肪酸上与母乳脂肪也存在差异。因此，通过首先通过酶催化的酸解反应降低sn-1,3的饱和脂肪酸含量，再通过油脂混合调节sn-2脂肪酸组成，最终再通过酶催化酸解调节sn-1,3脂肪酸组成，最后使产品在sn-2和sn-1,3位上的脂肪酸与母乳脂肪一致，从而达到模拟母乳脂肪结构的目的。
首先，选择菜籽油和葵花籽油来源的脂肪酸为酰基供体，菜籽油与玉米油脂肪酸的摩尔比例为1：1.5，牛乳脂肪与脂肪酸的摩尔比例为1:12，脂肪酶为Lipase DF加酶量为6％，反应时间为12h，反应温度为50℃，转速为500转/min，在此条件下，所得酶解产品的脂肪酸组成及分布如下所示：
表18一次酸解产品的脂肪酸特征
脂肪酸(mol％) 总 sn-2 sn-1,3 游离脂肪酸
C4:0 1.35 1.61 1.22 0.31
C6:0 1.00 1.37 0.81 0.27
C8:0 0.84 1.03 0.75 0.16
C10:0 1.67 2.16 1.43 0.26
C12:0 2.37 4.79 1.16 0.16
C14:0 11.39 23.51 5.33 0.74
C16:0 28.27 45.22 19.79 13.25
C18:0 8.32 5.85 9.55 3.61
C18:1 27.29 12.24 34.82 41.04
C18:2 16.14 1.55 23.43 35.80
C18:3 1.22 0.23 1.71 3.45
经过酸解反应后，固态脂肪中sn-1,3饱和脂肪酸被取代下来，以游离脂肪酸的形式存在于体系中，体系中的游离脂肪酸含量升高，因此，通过程序降温，利用熔点差异，将体系中的饱和游离脂肪酸通过结晶的方式进行脱除。程序降温的条件为：低温结晶分提棕榈酸的条件为将油脂加热到55度并维持60min，再以12度/h的速度将温度降至28度，养晶6h，再以5度/h将温度降至15度，养晶10h，转速为20转/min，分提结晶结束后，过滤或离心分离固态脂肪，得到液态油；分提之后，产物中甘油三酯三酯与脂肪酸的比例为1:11.2，所得产物甘油三酯的脂肪酸组成及分布，以及游离脂酸组成如下所示：
表19结晶分提产品的脂肪酸特征
脂肪酸(mol％) 总 sn-2 sn-1,3 游离脂肪酸
C4:0 1.24 1.57 1.08 0.36
C6:0 1.08 1.62 0.81 0.32
C8:0 1.18 1.04 1.25 0.19
C10:0 1.74 2.23 1.49 0.31
C12:0 2.16 4.38 1.05 0.18
C14:0 10.48 22.17 4.64 0.87
C16:0 27.26 44.86 18.46 5.21
C18:0 6.47 4.00 7.71 2.61
C18:1 29.21 14.55 36.54 46.55
C18:2 18.42 1.95 26.16 40.28
C18:3 0.75 0.33 0.81 3.11
与母乳脂肪sn-2脂肪酸组成相比，所得酶解中间产物的sn-2脂肪酸中C18:2和C18:3的含量均偏低，因此，根据母乳脂肪sn-2脂肪酸的组成，通过建立油脂混合模型，通过选择富含亚油酸大豆油和富含亚麻酸的亚麻籽油为原料，通过油脂混合模型极计算添加进入酶解中间产物以调节其sn-2脂肪酸组成。大豆油的脂肪酸组成及分布如下所示：
表20大豆油与亚麻籽油的脂肪酸特征
根据油脂的脂肪酸组成及分布，建立油脂sn-2脂肪酸组成的计算模型如下：
Sn-2 C18:2 2.59≦(1.95+65.48X1+27.46X2)/(1+X1+X2)≦17.4
Sn-2 C18:3 0.55≦(0.33+4.68X1+33.28X2)/(1+X1+X2)≦2.78
Sn-2 C16:0 37.02≦(44.86+3.56X1+X2)/(1+X1+X2)≦66.33
Sn-2 C18:1 5.41≦(14.55+24.44X1+31.7X2)/(1+X1+X2)≦23.27
Sn-2 C18:0 1.18≦(4.00+1.92X1+2.38X2)/(1+X1+X2)≦3.43
Sn-2 C14:0 3.29≦(22.17)/(1+X1+X2)≦18.55
Sn-2 C12:0 1.95≦(4.38)/(1+X1+X2)≦13.69
通过对不等式求解，选择酶解产物中甘油三酯与大豆油和亚麻籽油的比例为1:0.12:0.03进行混合，混合物中甘油三酯的脂肪酸组成及分布如下所示：
表21油脂混合产品的脂肪酸特征
脂肪酸 总 sn-2 sn-1,3
C4:0 1.10 1.39 0.96
C6:0 0.96 1.43 0.72
C8:0 1.04 0.92 1.11
C10:0 1.54 1.97 1.32
C12:0 1.91 3.88 0.93
C14:0 9.28 19.62 4.11
C16:0 25.06 40.15 17.52
C18:0 6.23 3.77 7.46
C18:1ω-9 28.45 15.88 34.73
C18:2ω-6 21.40 8.24 27.98
C18:3ω-3 2.62 1.59 3.14
再向反应体系中加入第一次酸解回收的脂肪酶进行二次酸解，反应条件为反应温度40度，反应时间10小时，搅拌速率800转/min。
表22二次酸解产品的脂肪酸特征
Figure BDA0003189883630000151
Figure BDA0003189883630000161
通过相似性评价模型计算，获得酸解产品与母乳脂肪相似度如下表所示：
表23母乳脂肪替代品的相似度评价
相似度 产品
G<sub>FA</sub> 95.7
G<sub>sn-2FA</sub> 96.1
G<sub>sn-1,3FA</sub> 94.3
G 95.3
在酸解反应之后，利用熔点差异，将棕榈酸从反应体系中结晶分离，提高反应体系中脂肪酸的不饱和度，然后再进行二次酸解反应，从而实现不饱和脂肪酸的循环利用，降低了反应成本，也通过二次酸解提高了产物中1,3-不饱和-2-饱和脂肪酸结构甘油三酯的含量，同时避免了在传统二次酸解反应中因高温脱酸而导致的一些负面影响，如有害物质氯丙醇酯、缩水甘油酯的生成。酸解反应会形成部分甘油酯，这些部分甘油酯主要为sn-1,2/2,3甘油二酯，是酸解反应的中间产物，不可避免。通过低温分提，将不会导致sn-1,2/2,3甘油二酯发生酰基转移，在二次酸解反应中继续作为中间产物参与反应，从而降低了酰基转移率，更大程度的保留sn-2饱和脂肪酸。而通过传统的高温脱酸后再进行酸解反应，sn-1,2/2,3甘油二酯在高温下转变为sn-1,3甘油二酯，最终导致体系中酰基转移量的增加。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种基于动物乳脂肪的母乳脂肪替代品的制备方法，其包括如下步骤：
提取固态脂肪：通过分提获得动物乳脂肪中的固态脂肪部分；
一次酶法酸解：一次酶法酸解降低sn-1,3饱和脂肪酸；
结晶除去饱和脂肪酸：低温结晶脱除游离脂肪酸中的饱和脂肪酸；
计算脂肪酸差别：油脂混合模型计算调节酶法酸解产物sn-2脂肪酸组成，使其与母乳脂肪一致，所选择的油脂为大豆油或亚麻籽油中的一种或两种；
二次酶法酸解：二次酶法酸解进一步调节sn-1,3脂肪酸组成；
除去游离脂肪酸：减压蒸馏脱除游离脂肪酸获得母乳脂肪替代品；
所述提取固态脂肪中，分提为将牛乳脂肪与丙酮或正己烷按照1:2-5（m/v）的比例混合均匀，在60℃熔化后，置于5-10℃的恒温条件下保持12-36h，结晶完成后采用离心或过滤分离液油，获得固脂，减压蒸馏脱除溶剂；
所述结晶除去饱和脂肪酸中，低温结晶脱除饱和脂肪酸的条件为：将油脂加热到55-60℃并维持30-60min，再以6-12℃/h的速度将温度降至28-35℃，养晶4-6h，再以3-6℃/h将温度降至15-24℃，养晶5-10h，转速为20-30rpm，分提结晶结束后，过滤或离心分离固态脂肪，得到液态油；
所述一次酶法酸解中，牛乳脂肪与不饱和脂肪酸比为1:6-12，脂肪酶添加量为6-10%，反应时间为8-12h，反应温度为50-60℃；
所述一次酶法酸解中所用不饱和脂肪酸来源于菜籽油、茶叶籽油、大豆油、玉米油或葵花籽油中的一种或几种；
所述二次酶法酸解中，条件为：向反应体系中加入脂肪酶，反应温度40-50℃，反应时间6-10h，搅拌速率500-800rpm；
所述一次酶法酸解和二次酶法酸解中，使用的脂肪酶为sn-1,3选择性脂肪酶，所述sn-1,3选择性脂肪酶选自Lipozyme RM IM，Lipozyme TL IM，Lipase DF，NS 40086。
2.根据权利要求1所述的基于动物乳脂肪的母乳脂肪替代品的制备方法，其特征在于，所述一次酶法酸解和二次酶法酸解中使用的脂肪酶相同。
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