一种采用酶促酯交换制备低能量结构脂的方法技术

本发明专利技术公开了一种采用酶促酯交换制备低能量结构脂的方法，属于新型结构脂的制备领域。该制备方法包括以下步骤：将玉米油与三乙酸甘油酯按一定的比例放入具塞橡胶管中，在一定条件下密闭震荡反应，将脂肪酶过滤出，再将所得产物进行旋转蒸发，蒸发后的样品密封保存于‑20℃备用。通过单因素试验，确定了制备结构脂的最佳底物摩尔比、酶添加量、反应温度、反应时间，制备的结构脂利用分子蒸馏法进行分离纯化，通过单因素试验，最终确定了最适的蒸发温度、刮板转速、进料速度。

A method for preparation of low energy structured lipids by enzymatic transesterification

The invention discloses a method for preparing low energy structured lipids by enzymatic transesterification, which belongs to the field of preparation of novel structured lipids. The preparation method comprises the following steps: putting corn oil and glycerol triacetate in a certain proportion in a plugged rubber tube, sealing the oscillation reaction under certain conditions, filtering out the lipase, then rotating evaporation of the obtained product, and sealing the evaporated sample at 20 C for reserve. The optimum substrate molar ratio, enzyme dosage, reaction temperature and reaction time were determined by single factor test. The structure lipid was separated and purified by molecular distillation method. The optimum evaporation temperature, scraper speed and feed rate were determined by single factor test.

【技术实现步骤摘要】
一种采用酶促酯交换制备低能量结构脂的方法
本专利技术涉及了一种采用酶促酯交换制备低能量结构脂的方法，属于新型结构脂的制备领域，并采用分子蒸馏法对其进行分离纯化，通过高效液相色谱分析，确定制备结构脂的最佳工艺条件。
技术介绍
油脂是食物饮食的重要成分，是作为脂溶性生物活性化合物的良好来源，协助脂溶性物质消化吸收，并且可以赋予食品良好感官性能，在代谢中可以提供的能量比糖类和蛋白质约高出一倍。玉米油是我们生活中常见的食用油，富含人体必须的维生素E和不饱和脂肪酸，含量达80％以上，主要为亚油酸和油酸，其中亚油酸占油脂总量的50％以上。亚油酸是人体自身不能合成的必须脂肪酸，它具有降低人体胆固醇、降血压、软化血管、增加人体肌肉和心脏、心血管系统的机能，预防和改善动脉硬化，减少心脏病发生等作用，并且还可以缓解人体前列腺病症的发作和皮炎的发生。但是随着生活水平的提高，人们对油脂的摄入量也越来越大，过量的摄入就会导致肥胖症，高血压，高血脂，心血管疾病等各种疾病，更严重者还有可能诱发癌症，这渐渐的成为我国社会公共的重要问题，尤其是严重影响青少年的健康发育。所以，现在开发各种各样可替代普通油脂但又有利于身体健康的油脂替代品或者对天然油脂进行改性以降低油脂的热量越来越受到人们的重视。结构脂是通过掺入新脂肪酸而改性的甘油三脂，其被重构以改变天然油脂的脂肪酸位置或组成以获得期望的物理化学、营养和功能性质，可以改变油脂的物理化学性质以适应特定的应用，并且可以为生产新型脂类提供有用的手段。目前结构脂的制备有物理法，化学法及酶法合成，物理法是从天然油脂中分馏出或是对不同油脂进行简单的调和制得，其脂肪酸在甘油三脂中的分布没有改变，不能满足更高的营养要求，化学法容易产生副产物以及脂肪酸在甘油上分布不能控制，酶法合成具有选择性高，很少或几乎不产副产物，对环境无污染等优点，属于一种绿色可持续合成法，对以后的规模化生产具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种采用酶促酯交换制备低能量结构脂的方法，本专利技术制备方法利用固定化脂肪酶，通过酯交换的方法来制备低能量结构脂，采用分子蒸馏法对其进行分离纯化，通过高效液相色谱分析，确定制备结构脂的最佳工艺条件。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种采用酶促酯交换制备低能量结构脂方法，采用固定化脂肪酶，通过酯交换的方法制备，包括以下步骤：将玉米油与三乙酸甘油酯按一定的比例放入具塞橡胶管中，使其混合均匀，然后加入一定量固定化脂肪酶Novozym435，在转速为200r/min，一定温度条件下，密闭震荡反应一定时间之后，将脂肪酶过滤出，将所得产物进行旋转蒸发，蒸发后的样品密封保存于-20℃用于后续检测分析。本专利技术研究了在不同的底物摩尔比、酶添加量、反应温度、反应时间条件下，对结构脂转化率的影响，根据试验结果，确定最优的水平组合。通过单因素试验得出，得到最佳工艺条件为：底物摩尔比1:3、酶添加量8％、反应温度50℃、反应时间4h时，在此条件下得到的结构脂的转化率最大。分子蒸馏法是对结构脂的分离纯化，研究了蒸发温度，刮板转速，进料速度对结构脂酸价、纯度及得率的影响，根据试验结果，确定最优的水平组合。通过单因素试验得出，得到最佳工艺条件为：蒸发温度130℃，刮板转速240r/min,进料速度3ml/min。附图说明图1底物摩尔比对结构脂转化率的影响；图2酶添加量对结构脂转化率的影响；图3反应温度对结构脂转化率的影响；图4反应时间对结构脂转化率的影响；图5蒸发温度对结构脂酸价的影响；图6蒸发温度对结构脂纯度及得率的影响；图7刮板转速对结构脂酸价的影响；图8刮板转速对结构脂纯度及得率的影响；图9进料速度对结构脂酸价的影响；图10进料速度对结构脂纯度及得率的影响；具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本专利技术技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术技术方案的精神和范围，均应涵盖在本专利技术的保护范围中。一、结构脂的制备将玉米油与三乙酸甘油酯按一定的比例放入具塞橡胶管中，在一定条件下密闭震荡反应，将脂肪酶过滤出，再将所得产物进行旋转蒸发，蒸发后的样品密封保存于-20℃备用。1、单因素试验设计分别考察底物摩尔比(1:1、1:2、1:3、1:4、1:5)、酶添加量(4％、6％、8％、10％、12％)、反应温度(30℃、40℃、50℃、60℃、70℃)和反应时间(2h、4h、6h、8h、10h)等4个因素对结构脂转化率的影响。二、单因素实验1、底物摩尔比对结构脂转化率的影响如图1所示，当底物摩尔比从1：1增至1：3时，结构脂的转化率会显著升高，从35.35％增加到55.15％；当底物摩尔比继续增加，结构脂的转化率反而降低，因此选择1：3作为结构脂制备的最佳底物摩尔比。2、酶添加量对结构脂转化率的影响从图2中可以看出，当酶添加量从4％增加至8％时，结构脂转化率从35.21％增加到54.7％，结构脂的转化率升高；而当酶添加量继续增加时，结构脂的转化率略有下降，因此选择8％作为结构脂制备最佳酶添加量。3、反应温度对结构脂转化率的影响从图3中可以看出，当温度从30℃升高到50℃时，结构脂的转化率从46.17％增加到56.11％；当温度继续升高，结构脂的转化率会显著下降，因此选择50℃作为结构脂制备的最佳反应温度。4、反应时间对结构脂转化率的影响从图4中可以看出，当反应时间从2h增加到4h时，结构脂转化率从46.35％增加到55.85％，结构脂的转化率增加；然而若反应时间继续增加，结构脂转化率会略有降低，因此选择4h作为结构脂制备最佳反应时间。根据单因素的结果，确定结构脂制备的最佳组合，得出制备结构脂的最佳工艺条件：底物摩尔比1:3、酶添加量8％、反应温度50℃、反应时间4h。为了验证该试验的准确性，对结构脂转化率进行验证性试验，平行试验3次，转化率的平均值为55.6％。5、蒸发温度对结构脂酸价、纯度及得率的影响从图5可以看出，随着蒸发温度的增加，结构脂的酸价减小，在100℃到130℃时，下降的尤其明显，同时，随着蒸发温度的增加，结构脂的纯度和得率也逐渐减小，国家对于油脂酸价的标准为小于1(mgKOH/g),所以酸价应是越小越好，但还应考虑到结构脂的纯度和得率，所以综合考虑，应选择130℃结构脂分离纯化的最佳蒸发温度。6、刮板转速对结构脂酸价、纯度及得率的影响从图6中可以看出，随着刮板转速的增加，结构脂的酸价减小，尤其是在160r/min到240r/min的范围内，减小的尤为明显，同时，随着刮板转速的增加结构脂的得率逐渐减小，结构脂的纯度呈现先增加后减小的趋势，在240r/min时，结构脂的纯度最大，为89.6％，这三者综合考虑，应选择240r/min作为结构脂分离纯化的最佳刮板转速。7、进料速度对结构脂酸价、纯度及得率的影响从图7中可以看出，随着进料速度的增加，结构脂的酸价逐渐增大，但在1ml/min到3ml/min时，酸价仍小于1(mgKOH/g),同时，结构脂的得率随着进料速度的增加在逐渐增加，结构脂的纯度随进料速度的增加呈现先增加后减小的趋势，在3ml/min时达到最大，为81.2％，所以应选择3ml/min作为结构脂分离纯化的最佳进料速度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用酶促酯交换制备低能量结构脂的方法，其特征在于所述方法步骤如下：步骤一：将玉米油与三乙酸甘油酯按一定的比例放入具塞橡胶管中，在一定条件下密闭震荡反应，将脂肪酶过滤出，再将所得产物进行旋转蒸发，蒸发后的样品密封保存于‑20℃备用；步骤二：将玉米油和三乙酸甘油酯按照不同的底物摩尔比(1:1、1:2、1:3、1:4、1:5)混合；步骤三：将上述处理好的混合物在不同的酶添加量(4％、6％、8％、10％、12％)、反应温度(30℃、40℃、50℃、60℃、70℃)、反应时间(2h、4h、6h、8h、10h)进行反应，随后滤除脂肪酶；步骤四：结构脂的分子蒸馏条件按蒸发温度(100℃、115℃、130℃、145℃、160℃)、刮板转速(160r/min、200r/min、240r/min、280r/min、320r/min)、进料速度(1ml/min、2ml/min、3ml/min、4ml/min、5ml/min)进行分离纯化。

【技术特征摘要】
1.一种采用酶促酯交换制备低能量结构脂的方法，其特征在于所述方法步骤如下：步骤一：将玉米油与三乙酸甘油酯按一定的比例放入具塞橡胶管中，在一定条件下密闭震荡反应，将脂肪酶过滤出，再将所得产物进行旋转蒸发，蒸发后的样品密封保存于-20℃备用；步骤二：将玉米油和三乙酸甘油酯按照不同的底物摩尔比(1:1、1:2、1:3、1:4、1:5)混合；步骤三：将上述处理好的混合物在不同的酶添加量(4％、6％、8％、10％、12％)、反应温度(30℃、40℃、50℃、60℃、70℃)、反应时间(2h、4h、6h、8h、10h)进行反应，随后滤除脂肪酶；步骤四：结构脂的分子蒸馏条件按蒸发温度(100℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：于国萍，刘艳秋，董良伟，贲宏艳，孙安敏，
申请(专利权)人：东北农业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23