CN113584094A - 一种基于乳脂肪的1,3不饱和-2-饱和脂肪酸结构甘油三酯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于乳脂肪的1,3不饱和‑2‑饱和脂肪酸结构甘油三酯的制备方法,其包括,以乳脂肪为原料,通过程序降温使乳脂肪中饱和甘油三酯结晶形成晶核,再适当提高温度,加入非位置选择性脂肪酶进行酯交换反应,利用熔点差异,在酯交换反应过程中使生成的饱和甘油三酯从反应体系中结晶析出,从而得到定向富集,再利用结晶分提获得饱和甘油三酯;以富含油酸或亚油酸的植物油脂肪酸为酰基供体,采用sn‑1,3专一性脂肪酶为催化剂酸解饱和甘油三酯,通过一次酸解+饱和脂肪酸分提+二次酸解获得富含1,3‑不饱和‑2‑饱和脂肪酸结构甘油三酯的产品。
Description
技术领域
本发明属于油脂技术领域,具体涉及到一种基于乳脂肪的1,3不饱和-2-饱和脂肪酸结构甘油三酯的制备方法。
背景技术
母乳是一种极其复杂且高度可变的生物流体,其中包含复杂的蛋白质,脂质和碳水化合物,为婴儿提供所需的营养,并在婴儿自身免疫系统发育成熟之前保护他们免受疾病侵害。脂质是母乳中最大的能量来源,以乳液的形式存在,占母乳总能量50%以上。母乳脂质绝大多是甘油三酯,占脂质组分的98%以上,这些甘油三酯具有特定的脂肪酸组成和结构,其组成受到一些因素的影响,如哺乳期、饮食习惯、季节、遗传和个体条件等。
母乳甘油三酯中的脂肪酸主要包括癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、亚油酸,以及长链多不饱和脂肪酸如DHA、AA等。母乳脂质中的脂肪酸分布比较独特,棕榈酸60%以上在sn-2位,其他不饱和脂肪酸主要分布在sn-1,3位。这种分布使母乳脂质中大量甘油三酯以1,3-不饱和-2-饱和脂肪酸甘油三酯的形式存在,这种结构与婴幼儿对脂肪的消化、吸收及代谢等有密切的关系。一些婴儿配方奶粉企业已意识到脂肪母乳化的重要性,通过添加人乳替代脂以及DHA和AA等用以调节脂肪的组成及结构。
目前商业化人乳替代脂的生产主要是以棕榈硬脂为原料,通过酶催化的酸解反应获得sn-2富含饱和脂肪酸的结构脂质。但是,由于棕榈为热带木本油料,中国产量较少。也有人报道采用猪油,鱼油等为原料生产人乳替代脂,但是这两种原料并不符合婴幼儿食品的国家安全标准。
因此,有必要寻找一种新的原料来生产人乳替代脂。由于配方奶粉的主要原料为动物乳脂肪,乳脂肪在配方奶粉中本身就已经存在,对于婴幼儿来讲是具有无需证明的安全性。
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/或现有技术中存在的问题,提出了本发明。
因此,本发明的目的是,克服现有技术中的不足,提供一种基于乳脂肪的1,3不饱和-2-饱和脂肪酸结构甘油三酯的制备方法。
为解决上述技术问题,本发明提供了如下技术方案:一种基于乳脂肪的1,3不饱和-2-饱和脂肪酸结构甘油三酯的制备方法,包括,
以乳脂肪为原料,通过程序降温使乳脂肪中饱和甘油三酯结晶形成晶核,再适当提高温度,加入非位置选择性脂肪酶进行酯交换反应,利用熔点差异,在酯交换反应过程中使生成的饱和甘油三酯从反应体系中结晶析出,从而得到定向富集,再通过分提获得饱和甘油三酯;
以富含油酸或亚油酸的植物油脂肪酸为酰基供体,采用sn-1,3专一性脂肪酶为催化剂酸解饱和甘油三酯,通过一次酸解、饱和脂肪酸分提、二次酸解获得富含1,3-不饱和-sn-2位饱和脂肪酸结构甘油三酯。
作为本发明所述基于乳脂肪的1,3不饱和-2-饱和脂肪酸结构甘油三酯的制备方法的一种优选方案,其中:所述通过程序降温使乳脂肪中饱和甘油三酯结晶形成晶核,其中,
形成晶核的过程为:将牛乳脂肪在60~70℃下熔化,并在该温度下保持30~60min,再以5~15℃/h将温度降至18~25℃,保持2~5h,使牛乳脂肪中的饱和甘油三酯结晶形成晶核,并以2~5℃/h的速率升温至30~35℃进行随机酯交换反应。
作为本发明所述基于乳脂肪的1,3不饱和-2-饱和脂肪酸结构甘油三酯的制备方法的一种优选方案,其中:所述非位置选择性脂肪酶,包括Novozym 435和Lipase AY-30SD。
作为本发明所述基于乳脂肪的1,3不饱和-2-饱和脂肪酸结构甘油三酯的制备方法的一种优选方案,其中:酯交换定向富集饱和甘油三酯的条件为:脂肪酶加入量为8~12%,反应时间为24~48h,搅拌速率为400~800转/min。
作为本发明所述基于乳脂肪的1,3不饱和-2-饱和脂肪酸结构甘油三酯的制备方法的一种优选方案,其中:饱和甘油三酯的分提条件为:酯交换反应结束后,将酯交换产物加热至60~70℃熔化,通过离心或过滤分离脂肪酶,再以5~15℃/h的速率将温度降至25~30℃,保持5~10h结晶,最后通过离心或过滤分离得到固体脂肪。
作为本发明所述基于乳脂肪的1,3不饱和-2-饱和脂肪酸结构甘油三酯的制备方法的一种优选方案,其中:酸解反应中所用脂肪酸为富含油酸或亚油酸的植物油脂肪酸,包括高油酸葵花籽油、高油酸大豆油、高油酸菜籽油、大豆油、葵花籽油和菜籽油。
作为本发明所述基于乳脂肪的1,3不饱和-2-饱和脂肪酸结构甘油三酯的制备方法的一种优选方案,其中:酸解反应中所用催化剂为sn-1,3位置选择性脂肪酶,包括Lipozyme RM IM、Lipozyme TL IM、Lipase DF和NS 40086。
作为本发明所述基于乳脂肪的1,3不饱和-2-饱和脂肪酸结构甘油三酯的制备方法的一种优选方案,其中:一次酸解反应的条件为:加酶量为6~15%,在底物摩尔比为1:4~12,反应温度为45~65℃,反应时间为4~12h,搅拌速率为500~800转/min,反应结束后通过离心或过滤分离脂肪酶。
作为本发明所述基于乳脂肪的1,3不饱和-2-饱和脂肪酸结构甘油三酯的制备方法的一种优选方案,其中:饱和脂肪酸分提条件为:将一次酸解反应产物以5~15℃/h的速率降至14~25℃,保持6~12h结晶,最后通过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乳脂肪的1,3不饱和-2-饱和脂肪酸结构甘油三酯的制备方法的一种优选方案,其中:二次酸解反应的条件为:向液态油中加入一次酸解反应回收的脂肪酶,反应温度为45~65℃,反应时间为4~12h,反应结束后通过过滤或离心分离脂肪酶,通过减压蒸馏去除游离脂肪酸,获得最终产品。
本发明有益效果:
(1)本发明采用程序降温使乳脂肪中饱和甘油三酯结晶,形成晶核,从而有利于定向酯交换反应中饱和甘油三酯生成物的结晶附着;在酯交换反应中,使反应温度低于饱和甘油三酯的熔点,从而使反应中生成的饱和甘油三酯从反应体系中结晶析出,得到定向富集,再利用分提获得固态脂肪,从而极大程度提升乳脂肪作为饱和甘油三酯原料的利用率;
(2)本发明通过采用一步酸解+饱和脂肪酸分提+二步酸解的方式获得最终产品,一方面两步酸解可极大程度增加sn-1,3不饱和脂肪酸的含量,另一发面,通过分提方式脱除体系中生成的饱和脂肪酸,可增加游离脂肪酸的利用率,同时可降低能量消耗。
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
以牛乳脂肪为原料,经过分析,乳脂肪的脂肪酸组成及分布如下表所示:
表1.牛乳脂肪的脂肪酸组成及分布
脂肪酸(mol%) | 总 | sn-2 |
C4:0 | 6.74 | 4.46 |
C6:0 | 4.86 | 3.33 |
C8:0 | 2.88 | 2.52 |
C10:0 | 4.76 | 5.26 |
C12:0 | 3.95 | 7.00 |
C14:0 | 11.92 | 22.27 |
C16:0 | 32.88 | 34.37 |
C18:0 | 10.65 | 4.40 |
C18:1 | 19.21 | 14.17 |
C18:2 | 2.15 | 2.22 |
将牛乳脂肪在65℃下熔化,并在该温度下保持45min,再以5℃/h将温度降至20℃,保持3h,使牛乳脂肪中的饱和甘油三酯结晶形成晶核,并以2℃/h的速率升温至30℃,向牛乳脂肪中加入8%的非位置选择性脂肪酶Novozym435,并在此温度下反应36h,搅拌速率为600转/min,反应结束后,将牛乳脂肪加热至60℃熔化,并通过离心或过滤分离脂肪酶,再以5℃/h的速率将温度降至30℃,保持8h结晶。
最后通过离心或过滤分离得到固体脂肪。所得固态脂肪的脂肪酸组成及分布如下表所示:
表2.定向酯交换后牛乳固态脂肪的脂肪酸组成及分布
脂肪酸(mol%) | 总 | sn-2 |
C4:0 | 1.79 | 1.33 |
C6:0 | 1.92 | 1.47 |
C8:0 | 1.21 | 0.89 |
C10:0 | 3.41 | 3.52 |
C12:0 | 4.99 | 4.13 |
C14:0 | 13.86 | 14.26 |
C16:0 | 46.58 | 48.05 |
C18:0 | 13.74 | 12.26 |
C18:1 | 11.61 | 13.32 |
C18:2 | 0.89 | 0.77 |
采用高油酸菜籽油来源的脂肪酸为酰基供体,以sn-1,3转一性脂肪酶LipozymeRM IM为催化剂,加酶量为10%,在底物摩尔比为1:6,反应温度为60度,反应时间为6h,搅拌速率为600转/min进行酸解反应,取代固态油脂sn-1,3位的饱和脂肪酸。所得酶解产物的脂肪酸组成及分布如下所示:
表3.一次酸解反应产物的脂肪酸组成及分布
脂肪酸(mol%) | 总 | sn-2 | sn-1,3 |
C4:0 | 0.92 | 1.22 | 0.77 |
C6:0 | 0.96 | 1.25 | 0.82 |
C8:0 | 0.71 | 0.67 | 0.73 |
C10:0 | 1.91 | 3.12 | 1.31 |
C12:0 | 3.02 | 3.93 | 2.56 |
C14:0 | 7.93 | 12.54 | 5.63 |
C16:0 | 31.48 | 45.74 | 24.35 |
C18:0 | 8.18 | 11.21 | 6.67 |
C18:1 | 37.92 | 16.8 | 48.48 |
C18:2 | 6.20 | 3.31 | 7.65 |
C18:3 | 0.76 | 0.21 | 1.03 |
通过过滤或离心分离脂肪酶,将油脂加热至60度,保持30min,完全熔化后,再以5℃/h的速率降至25度,保持8h,利用熔点差异使饱和脂肪酸和饱和甘油三酯结晶,通过过滤或离心分离固态脂肪,加入第一次酸解反应的脂肪酶,在温度为50度的条件下反应10h,并通过过滤或离心分离脂肪酶,再利用减压蒸馏去除游离脂肪酸,所得产物的脂肪酸组成及分布如下所示。
表4.二次酸解反应产物的脂肪酸组成及分布
实施例2
将牛乳脂肪在70℃下熔化,并在该温度下保持30min,破坏牛乳脂肪晶体结构,再以10℃/h将温度降至25℃,保持5h,使牛乳脂肪中的饱和甘油三酯结晶形成晶核,并以3℃/h的速率升温至32℃,向牛乳脂肪中加入10%的非位置选择性脂肪酶Lipase AY-30SD,并在此温度下反应24h,转速为800转/min,反应结束后,将牛乳脂肪加热至65℃熔化,并通过离心或过滤分离脂肪酶,再以10℃/h的速率将温度降至28℃,保持10h结晶。最后通过离心或过滤分离得到固体脂肪。所得固态脂肪的脂肪酸组成及分布如下表所示:
表5.定向酯交换后牛乳固态脂肪的脂肪酸组成及分布
脂肪酸(mol%) | 总 | sn-2 |
C4:0 | 2.06 | 1.75 |
C6:0 | 2.08 | 1.68 |
C8:0 | 1.59 | 1.22 |
C10:0 | 4.42 | 3.69 |
C12:0 | 4.36 | 4.88 |
C14:0 | 13.40 | 13.56 |
C16:0 | 44.97 | 46.21 |
C18:0 | 12.70 | 13.56 |
C18:1 | 13.37 | 12.62 |
C18:2 | 1.05 | 0.83 |
采用高油酸葵花籽来源的脂肪酸为酰基供体,以sn-1,3转一性脂肪酶NS 40086为催化剂,加酶量为8%,在底物摩尔比为1:8,反应温度为50度,反应时间为10h,搅拌速率为800转/min进行酸解反应,取代固态油脂sn-1,3位的饱和脂肪酸。所得酶解产物的脂肪酸组成及分布如下所示:
表6.一次酸解反应产物的脂肪酸组成及分布
通过过滤或离心分离脂肪酶,将油脂加热至65度,保持20min,完全溶化后,再以10℃/h的速率降至20度,保持10h,利用熔点差异使饱和脂肪酸和饱和甘油三酯结晶,通过过滤或离心分离固态脂肪,加入第一次酸解反应的脂肪酶,在温度为60度的条件下反应8h,并通过过滤或离心分离脂肪酶,再利用减压蒸馏去除游离脂肪酸,所得产物的脂肪酸组成及分布如下所示。
表7.二次酸解反应产物的脂肪酸组成及分布
脂肪酸(mol%) | 总 | sn-2 | sn-1,3 |
C4:0 | 0.50 | 0.87 | 0.32 |
C6:0 | 0.61 | 1.02 | 0.41 |
C8:0 | 0.37 | 0.37 | 0.37 |
C10:0 | 1.03 | 1.76 | 0.66 |
C12:0 | 1.95 | 3.34 | 1.25 |
C14:0 | 5.78 | 11.78 | 2.78 |
C16:0 | 23.26 | 42.15 | 13.82 |
C18:0 | 6.41 | 11.76 | 3.73 |
C18:1 | 49.22 | 20.39 | 63.63 |
C18:2 | 9.56 | 5.84 | 11.42 |
C18:3 | 1.31 | 0.72 | 1.61 |
饱和脂肪酸 | 73.05 | ||
不饱和脂肪酸 | 76.66 |
实施例3
将牛乳脂肪在60℃下熔化,并保持在该温度下60min,使牛乳脂肪中的饱和甘油三酯结晶形成晶核,再以15℃/h将温度降至18℃,保持2h,并以5℃/h的速率升温至35℃,向牛乳脂肪中加入12%的非位置选择性脂肪酶Novozym435,并在此温度下反应48h,搅拌速率为400转/min,反应结束后,将牛乳脂肪加热至70℃熔化,并通过离心或过滤分离脂肪酶,再以15℃/h的速率将温度降至25℃,保持5h结晶。最后通过离心或过滤分离得到固体脂肪。所得固态脂肪的脂肪酸组成及分布如下表所示:
表8.定向酯交换后牛乳固态脂肪的脂肪酸组成及分布
脂肪酸(mol%) | 总 | sn-2 |
C4:0 | 2.55 | 2.13 |
C6:0 | 1.91 | 1.73 |
C8:0 | 1.27 | 1.55 |
C10:0 | 3.54 | 3.28 |
C12:0 | 5.05 | 4.86 |
C14:0 | 14.55 | 13.75 |
C16:0 | 42.17 | 44.63 |
C18:0 | 13.00 | 12.58 |
C18:1 | 14.98 | 14.16 |
C18:2 | 0.99 | 1.33 |
采用高油酸大豆油来源的脂肪酸为酰基供体,以sn-1,3转一性脂肪酶Lipase DF为催化剂,在底物摩尔比为1:10,加酶量为6%,反应温度为45度,反应时间为12h,搅拌速率为500转/min进行酸解反应,取代固态油脂sn-1,3位的饱和脂肪酸。所得酶解产物的脂肪酸组成及分布如下所示:
表9.一次酸解反应产物的脂肪酸组成及分布
脂肪酸(mol%) | 总 | sn-2 | sn-1,3 |
C4:0 | 0.99 | 1.63 | 0.67 |
C6:0 | 0.79 | 1.32 | 0.52 |
C8:0 | 0.71 | 1.21 | 0.46 |
C10:0 | 1.81 | 2.82 | 1.31 |
C12:0 | 2.79 | 4.06 | 2.15 |
C14:0 | 8.20 | 12.92 | 5.84 |
C16:0 | 26.49 | 42.35 | 18.56 |
C18:0 | 7.34 | 11.53 | 5.25 |
C18:1 | 43.08 | 18.23 | 55.51 |
C18:2 | 6.80 | 3.35 | 8.52 |
C18:3 | 1.00 | 0.58 | 1.21 |
通过过滤或离心分离脂肪酶,将油脂加热至70度,保持20min,完全溶化后,再以8℃/h的速率降至16度,保持6h,利用熔点差异使饱和脂肪酸和饱和甘油三酯结晶,通过过滤或离心分离固态脂肪,加入第一次酸解反应的脂肪酶,在温度为65度的条件下反应4h,并通过过滤或离心分离脂肪酶,再利用减压蒸馏去除游离脂肪酸,所得产物的脂肪酸组成及分布如下所示。
表10.二次酸解反应产物的脂肪酸组成及分布
实施例4
以实施例1的定向分提为基础,获得固脂后,采用富含亚油酸的大豆油脂肪酸为酰基供体,酸解固脂,工艺流程如下所述。
将牛乳脂肪在65℃下熔化,并在该温度下保持45min,再以5℃/h将温度降至20℃,保持3h,使牛乳脂肪中的饱和甘油三酯结晶形成晶核,并以2℃/h的速率升温至30℃,向牛乳脂肪中加入8%的非位置选择性脂肪酶Novozym435,并在此温度下反应36h,搅拌速率为600转/min,反应结束后,将牛乳脂肪加热至60℃熔化,并通过离心或过滤分离脂肪酶,再以5℃/h的速率将温度降至30℃,保持8h结晶。最后通过离心或过滤分离得到固体脂肪。
采用大豆油来源的脂肪酸为酰基供体,以sn-1,3转一性脂肪酶Lipozyme TL IM为催化剂,加酶量为12%,在底物摩尔比为1:4,反应温度为65度,反应时间为4h,搅拌速率为700转/min进行酸解反应,取代固态油脂sn-1,3位的饱和脂肪酸。
表11.一次酸解反应产物的脂肪酸组成及分布
脂肪酸(mol%) | 总 | sn-2 | sn-1,3 |
C4:0 | 0.93 | 1.14 | 0.82 |
C6:0 | 1.21 | 1.16 | 1.23 |
C8:0 | 0.70 | 0.57 | 0.77 |
C10:0 | 2.28 | 3.13 | 1.86 |
C12:0 | 2.97 | 3.56 | 2.68 |
C14:0 | 9.97 | 12.85 | 8.53 |
C16:0 | 32.28 | 45.57 | 25.63 |
C18:0 | 9.42 | 11.77 | 8.25 |
C18:1 | 16.70 | 15.45 | 17.32 |
C18:2 | 21.86 | 4.16 | 30.71 |
C18:3 | 1.68 | 0.64 | 2.2 |
通过过滤或离心分离脂肪酶,将油脂加热至55度,保持60min,完全溶化后,再以15℃/h的速率降至25度,保持12h,利用熔点差异使饱和脂肪酸和饱和甘油三酯结晶,通过过滤或离心分离固态脂肪,加入第一次酸解反应的脂肪酶,在温度为45度的条件下反应12h,并通过过滤或离心分离脂肪酶,再利用减压蒸馏去除游离脂肪酸,所得产物的脂肪酸组成及分布如下所示。
表12.二次酸解反应产物的脂肪酸组成及分布
脂肪酸(mol%) | 总 | sn-2 | sn-1,3 |
C4:0 | 0.65 | 0.86 | 0.55 |
C6:0 | 0.75 | 0.79 | 0.73 |
C8:0 | 0.43 | 0.38 | 0.46 |
C10:0 | 1.62 | 2.45 | 1.21 |
C12:0 | 2.14 | 3.11 | 1.66 |
C14:0 | 7.76 | 11.82 | 5.73 |
C16:0 | 26.20 | 43.52 | 17.54 |
C18:0 | 8.27 | 11.06 | 6.88 |
C18:1 | 19.33 | 17.68 | 20.15 |
C18:2 | 30.11 | 7.4 | 41.47 |
C18:3 | 2.72 | 0.93 | 3.62 |
饱和脂肪酸 | 73.99 | ||
不饱和脂肪酸 | 65.24 |
实施例5
以实施例2的定向分提为基础,获得固脂后,采用亚油酸的葵花籽油脂肪酸为酰基供体,酸解固脂,工艺流程如下:
将牛乳脂肪在70℃下熔化,并在该温度下保持30min,破坏牛乳脂肪晶体结构,再以10℃/h将温度降至25℃,保持5h,使牛乳脂肪中的饱和甘油三酯结晶形成晶核,并以3℃/h的速率升温至32℃,向牛乳脂肪中加入10%的非位置选择性脂肪酶Lipase AY-30SD,并在此温度下反应24h,转速为800转/min,反应结束后,将牛乳脂肪加热至65℃熔化,并通过离心或过滤分离脂肪酶,再以10℃/h的速率将温度降至28℃,保持10h结晶。最后通过离心或过滤分离得到固体脂肪。
采用葵花籽油来源的脂肪酸为酰基供体,以sn-1,3转一性脂肪酶Lipozyme RM IM为催化剂,加酶量为15%,在底物摩尔比为1:12,反应温度为55度,反应时间为8h,搅拌速率为600转/min进行酸解反应,取代固态油脂sn-1,3位的饱和脂肪酸。
表13.一次酸解反应产物的脂肪酸组成及分布
通过过滤或离心分离脂肪酶,将油脂加热至60度,保持45min,再以10℃/h的速率降至14度,保持10h,利用熔点差异使饱和脂肪酸和饱和甘油三酯结晶,通过过滤或离心分离固态脂肪,加入第一次酸解反应的脂肪酶,在温度为50度的条件下反应10h,并通过过滤或离心分离脂肪酶,再利用减压蒸馏去除游离脂肪酸,所得产物的脂肪酸组成及分布如下所示。
表14.二次酸解反应产物的脂肪酸组成及分布
脂肪酸(mol%) | 总 | sn-2 | sn-1,3 |
C4:0 | 0.62 | 1.22 | 0.32 |
C6:0 | 0.60 | 0.97 | 0.41 |
C8:0 | 0.43 | 0.76 | 0.26 |
C10:0 | 1.49 | 2.85 | 0.81 |
C12:0 | 1.47 | 3.26 | 0.57 |
C14:0 | 5.47 | 11.77 | 2.32 |
C16:0 | 22.47 | 40.66 | 13.38 |
C18:0 | 7.28 | 11.34 | 5.25 |
C18:1 | 24.46 | 18.38 | 27.50 |
C18:2 | 35.72 | 8.79 | 49.18 |
饱和脂肪酸 | 72.83 | ||
不饱和脂肪酸 | 76.68 |
牛乳脂肪中含三个饱和脂肪酸的甘油三酯含量较少,采用传统的分提工艺仅能得到少量的固态脂肪。
本发明通过降低温度,预先是乳脂肪中的饱和甘油三酯形成晶核,再适当提高温度进行反应富集饱和甘油三酯,提高了牛乳脂肪作为饱和甘油三酯原料的利用率。由于油脂在降温过程中容易形成过饱和状态,从而导致即使温度降至熔点以下,也不会形成结晶,因此,工艺采用首先将温度降至较低温度,使饱和甘油三酯形成晶核,再适当提高温度,有利于反应的进行,从而更有利于饱和甘油三酯的富集。
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。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。
因此,本发明以乳脂肪为原料,将预结晶与酯交换相结合,首先乳脂肪中饱和甘油三酯进行预结晶形成晶核,再利用熔点差异,通过酶催化酯交换使饱和脂肪酸以饱和甘油三酯的形式得到富集,从而提升乳脂肪作为饱和甘油三酯原料来源的利用率;其次,通过一步酸解反应+饱和脂肪酸低温结晶+二步酸解反应的工艺过程获得富含1,3-不饱和-2-饱和脂肪酸结构甘油三酯的产品,本工艺使游离脂肪酸得到循环利用,降低了能量消耗,同时所得产品sn-1,3位不饱和脂肪酸含量更高。
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 (10)
1.一种基于乳脂肪的1,3不饱和-2-饱和脂肪酸结构甘油三酯的制备方法,其特征在于:包括,
以乳脂肪为原料,通过程序降温使乳脂肪中饱和甘油三酯结晶形成晶核,加入非位置选择性脂肪酶进行酯交换反应,利用熔点差异,在酯交换反应过程中使生成的饱和甘油三酯从反应体系中结晶析出,从而得到定向富集,再通过分提获得饱和甘油三酯;
以富含油酸或亚油酸的植物油脂肪酸为酰基供体,采用sn-1,3专一性脂肪酶为催化剂酸解饱和甘油三酯,通过一次酸解、饱和脂肪酸分提、二次酸解获得富含1,3-不饱和-sn-2位饱和脂肪酸结构甘油三酯。
2.如权利要求1所述基于乳脂肪的1,3不饱和-2-饱和脂肪酸结构甘油三酯的制备方法,其特征在于:所述通过程序降温使乳脂肪中饱和甘油三酯结晶形成晶核,其中,
形成晶核的过程为:将牛乳脂肪在60~70℃下熔化,并在该温度下保持30~60min,再以5~15℃/h将温度降至18~25℃,保持2~5h,使牛乳脂肪中的饱和甘油三酯结晶形成晶核,并以2~5℃/h的速率升温至30~35℃进行随机酯交换反应。
3.如权利要求1所述基于乳脂肪的1,3不饱和-2-饱和脂肪酸结构甘油三酯的制备方法,其特征在于:所述非位置选择性脂肪酶,包括Novozym 435和Lipase AY-30SD。
4.如权利要求1所述基于乳脂肪的1,3不饱和-2-饱和脂肪酸结构甘油三酯的制备方法,其特征在于:酯交换定向富集饱和甘油三酯的条件为:脂肪酶加入量为8~12%,反应时间为24~48h,搅拌速率为400~800转/min。
5.如权利要求1所述基于乳脂肪的1,3不饱和-2-饱和脂肪酸结构甘油三酯的制备方法,其特征在于:饱和甘油三酯的分提条件为:酯交换反应结束后,将酯交换产物加热至60~70℃熔化,通过离心或过滤分离脂肪酶,再以5~15℃/h的速率将温度降至25~30℃,保持5~10h结晶,最后通过离心或过滤分离得到固体脂肪。
6.如权利要求1所述基于乳脂肪的1,3不饱和-2-饱和脂肪酸结构甘油三酯的制备方法,其特征在于:酸解反应中所用脂肪酸为富含油酸或亚油酸的植物油脂肪酸,包括高油酸葵花籽油、高油酸大豆油、高油酸菜籽油、大豆油、葵花籽油和菜籽油。
7.如权利要求1所述基于乳脂肪的1,3不饱和-2-饱和脂肪酸结构甘油三酯的制备方法,其特征在于:酸解反应中所用催化剂为sn-1,3位置选择性脂肪酶,包括Lipozyme RMIM、Lipozyme TL IM、Lipase DF和NS 40086。
8.如权利要求1所述基于乳脂肪的1,3不饱和-2-饱和脂肪酸结构甘油三酯的制备方法,其特征在于:一次酸解反应的条件为:加酶量为6~15%,在底物摩尔比为1:4~12,反应温度为45~65℃,反应时间为4~12h,搅拌速率为500~800转/min,反应结束后通过离心或过滤分离脂肪酶。
9.如权利要求1所述基于乳脂肪的1,3不饱和-2-饱和脂肪酸结构甘油三酯的制备方法,其特征在于:饱和脂肪酸分提条件为:将一次酸解反应产物以5~15℃/h的速率降至14~25℃,保持6~12h结晶,最后通过过滤或离心分离固态脂肪,得到液态油。
10.如权利要求1所述基于乳脂肪的1,3不饱和-2-饱和脂肪酸结构甘油三酯的制备方法,其特征在于:二次酸解反应的条件为:向液态油中加入一次酸解反应回收的脂肪酶,反应温度为45~65℃,反应时间为4~12h,反应结束后通过过滤或离心分离脂肪酶,通过减压蒸馏去除游离脂肪酸,获得最终产品。
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