一种在有机相中酶催化合成硫辛酸甾醇酯的方法技术

本发明专利技术公开了一种在有机相中酶催化合成硫辛酸甾醇酯的方法，属于食品、医药和化妆品等技术领域。本发明专利技术在有机相中使用脂肪酶催化合成了硫辛酸甾醇酯，得到硫辛酸甾醇酯的产率为71.2％，纯度为99.3％。本发明专利技术方法使用的酶法生产反应条件温和、步骤简单、所得产物纯度和收率高等特点，无需官能团保护，只需一步反应，选用的原料、催化剂和溶剂也都可安全应用于食品中，对环境友好，产品安全性高。

【技术实现步骤摘要】
一种在有机相中酶催化合成硫辛酸甾醇酯的方法
本专利技术涉及一种在有机相中酶催化合成硫辛酸甾醇酯的方法，属于食品、医药和化妆品等

技术介绍
植物甾醇是一类来源丰富并且具有多种生理功能的天然产物，属于甾体类化合物，分子C-3位连有一个羟基，C-17位连着一个9-10个碳原子组成的疏水侧链。植物甾醇是一类重要的食品功能因子，具有很多重要的生理功能，如有效预防心血管疾病、抗氧化衰老、抗癌、消炎等多种重要的生理功能。植物甾醇独特的化学结构决定了其水不溶性和低油溶性，限制了其在食品工业中的应用。此外，人体内对游离植物甾醇的吸收率仅为3％，摄入过多的植物甾醇会出现新的病症，即高植物甾醇血症，所以如何提高植物甾醇的溶解度和生物利用率是首要问题。在不影响植物甾醇生理功能的前提下对其进行改性，提高其生物利用度成为研究的热点。甾醇酯化后称为甾醇酯，是植物甾醇衍生物中研究最多的一类，相比于植物甾醇，化学结构的变化并不影响其生理功能，有的还有一定的增强作用。近年来有不少文献报道以改善甾醇的溶解度为目的对植物甾醇进行改性研究，如将甾醇与月桂酸、谷氨酸等进行酯化或者制备微胶囊等。但这些方法大多存在能耗高，步骤繁琐，安全性未知等问题，使其实际应用受到了限制。因此，若能选择一些可安全应用于食品领域的功能性物质与植物甾醇进行温和的一步反应，不但可以改善各自理化性质上的缺陷，提高其生物利用度，而且又可保留各自的功能或者发生协同作用，从而实现改性增效提质。硫辛酸是一种抗氧化能力非常强的天然抗氧化剂，并且在多种代谢过程中起重要作用，因此在医药、食品等领域得到了广泛的研究和应用，如作为治疗糖尿病的药物、抗氧化保健食品等。甾醇与硫辛酸酯化后产生的硫辛酸甾醇酯经人体吸收分解后理论上可以同时发挥这两种物质的功能。目前还鲜有关于硫辛酸植物甾醇酯的相关报道，只有SamanthiR.P.Madawala等人在2012年报道过硫辛酸甾醇酯的化学制备方法，具体方法为：将1g的甾醇溶解于9mL二氯甲烷和64mg的DMAP后，在通入氮气的情况下，于0℃下搅拌加入580mg的硫辛酸和468mg的EDCI，然后在室温下搅拌反应一夜，最终得到的产率为60％。该方法最后以正己烷为溶剂，使用固相萃取柱来进行分离纯化，并且通过DPPH·自由基清除实验证明了合成的硫辛酸甾醇酯具有一定的抗氧化性。
技术实现思路
本专利技术的目的是为改善植物甾醇的理化性质、功效和提高生物利用度而提供一种酶法制备、纯化硫辛酸甾醇酯的方法。本方法反应条件温和、步骤简单、所得产物纯度和收率高，可安全应用于食品、医药等行业。本专利技术提供的制备方法，是一种在有机相中酶催化合成硫辛酸甾醇酯，是在恒温振荡的条件下，在有机相中，以植物甾醇、硫辛酸为底物，用脂肪酶作为催化剂合成硫辛酸甾醇酯；所述有机相是以体积比1：1混合的正己烷、丙酮，或者以体积比1：1混合的叔戊醇、正己烷；所述脂肪酶为Novozyme435或CandidaRugosa；所述植物甾醇的初始浓度为100～200mmol/L，脂肪酶添加量为60～80g/L，酸醇摩尔比为(2～3)：1；反应温度为50℃～60℃，反应时间为72～120h。在本专利技术的一种实施方式中，所述植物甾醇的初始浓度为100～150mmol/L。在本专利技术的一种实施方式中，所述植物甾醇的初始浓度为150mmol/L。在本专利技术的一种实施方式中，所用的脂肪酶添加量为60g/L。在本专利技术的一种实施方式中，酸醇摩尔比为2.5：1在本专利技术的一种实施方式中，所用的反应浓度为55℃。在本专利技术的一种实施方式中，反应体系中还添加了0～20g/L的分子筛；分子筛的种类为3A或4A。在本专利技术的一种实施方式中，所用脂肪酶为CandidaRugosa。在本专利技术的一种实施方式中，所用的分子筛添加量为10g/L，分子筛的种类为4A。在本专利技术的一种实施方式中，所用的反应时间为96h。在本专利技术的一种实施方式中，在按体积比1：1混合的正己烷与叔戊醇的混合溶液中，添加60g/L的CandidaRugosa，分子筛浓度为10g/L，甾醇初始浓度150mmol/L，酸醇摩尔比为2.5：1，于55℃、150rpm条件下反应96h。在本专利技术的一种实施方式中，还包括对产物的分离纯化，先去除酶和分子筛，使用旋转蒸发仪去除溶剂后，用薄层色谱的展开剂溶解溶质，再经硅胶柱层析后，通过薄层色谱检测，收集不同段的组分，即可得到纯化的硫辛酸甾醇酯；所述硅胶柱层析流动相为按体积比15：1混合的石油醚∶乙酸乙酯；所述薄层色谱检测的展开剂为按体积比15：1混合的石油醚∶乙酸乙酯。在本专利技术的一种实施方式中，还包括利用高效液相法(HPLC)测定纯度和产率，红外光谱(FT-IR)和质谱(MS)鉴定结构。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术合成了硫辛酸甾醇酯，改善了甾醇的溶解度，提高了甾醇的生物利用度，并有益于成为一种具有功能性的抗氧化剂。(2)采用本专利技术在有机溶剂中利用脂肪酶催化制备硫辛酸甾醇酯的方法，可以大大提高酯的转化率，转化率超过71.2％，纯度均达到99.3％以上。(3)本专利技术方法使用的酶法生产反应条件温和、步骤简单、所得产物纯度和收率高等特点，无需官能团保护，只需一步反应，选用的原料、催化剂和溶剂也都可安全应用于食品中，对环境友好，产品安全性高。附图说明图1为硫辛酸植物甾醇酯的结构式。图2为硫辛酸豆甾醇酯的HPLC图谱。图3为硫辛酸豆甾醇酯的红外光谱图。图4为硫辛酸豆甾醇酯的质谱图。具体实施方式产物的鉴定方法：采用傅里叶变换红外光谱和质谱鉴定硫辛酸甾醇酯的结构。FT-IR分析采用ThermoScientificNicoletiS10傅里叶变换红外光谱仪，选用KBr压片法，扫描次数：32次，分辨率：4cm-1。质谱分析采用WatersUPLC-TQD质谱仪，将分离纯化的样品经0.22μm微孔滤膜后进样，离子源为电喷雾(ESI)离子源，毛细管电压3.5kV，脱溶剂温度250℃，脱溶剂气流速500L/h，锥孔气流速50L/h，锥孔电压20V，碰撞能量6V，检测器电压1700V，质量范围50～1000m/z。酯化率和产物纯度的计算方法：本专利技术采用HPLC测定硫辛酸植物甾醇酯的纯度和产率，HPLC-ELSD分析系统包括Waters1525高效液相色谱仪、Alltech3300蒸发光散射检测器(ELSD)和Empower数据处理软件。色谱柱为WaterssymmetryC18反相柱(4.6×250mm，5μm)，柱温：45℃，流动相∶100％甲醇，流速：1mL/min，等速洗脱，进样量：10μL；ELSD参数：温度为55℃，载气为氮气，流速为1.5L/min，增益为1。具体酯化率的计算方法为：将分离纯化的硫辛酸甾醇酯分别配制一系列不同浓度的溶液，利用HPLC测定各峰面积，根据样品峰面积的对数值与浓度的对数值的线性关系制作标准曲线，得到方程为lgA＝1.41lgC+6.77。将酯化后的反应液进样后，再根据峰面积计算出反应液中硫辛酸植物甾醇酯的浓度，再根据下列公式即可算出酯化率。XPSE(％)＝CPSE/CPS×100，式中XPSE为硫辛酸甾醇酯的酯化率，CPSE为硫辛酸甾醇酯的浓度(mol/L)，CPS为反应开始植物甾醇的浓度(mol/L)。硫辛酸甾醇酯的纯度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备硫辛酸甾醇酯的方法，其特征在于，是在有机相中，以植物甾醇、硫辛酸为底物，用脂肪酶作为催化剂合成硫辛酸甾醇酯；所述有机相是以体积比1：1混合的正己烷、丙酮，或者以体积比1：1混合的叔戊醇、正己烷；所述脂肪酶为Novozyme 435或Candida Rugosa；所述植物甾醇的初始浓度为100～200mmol/L，脂肪酶添加量为60～80g/L，酸醇摩尔比为(2～3)：1；反应温度为50℃～60℃，反应时间为72～120h。

【技术特征摘要】
1.一种制备硫辛酸甾醇酯的方法，其特征在于，是在有机相中，以植物甾醇、硫辛酸为底物，用脂肪酶作为催化剂合成硫辛酸甾醇酯；所述有机相是以体积比1：1混合的正己烷、丙酮，或者以体积比1：1混合的叔戊醇、正己烷；所述脂肪酶为Novozyme435或CandidaRugosa；所述植物甾醇的初始浓度为100～200mmol/L，脂肪酶添加量为60～80g/L，酸醇摩尔比为(2～3)：1；反应温度为50℃～60℃，反应时间为72～120h。2.根据权利要求1所述的一种制备硫辛酸甾醇酯的方法，其特征在于，所述植物甾醇的初始浓度为100～150mmol/L，酸醇摩尔比为2.5：1。3.根据权利要求1或2所述的一种制备硫辛酸甾醇酯的方法，其特征在于，所述植物甾醇的初始浓度为150mmol/L。4.根据权利要求1或2所述的一种制备硫辛酸甾醇酯的方法，其特征在于，脂肪酶添加量为60g/L，脂肪酶为来源于CandidaRugosa的脂肪酶。5.根据权利要求1或4所述的一种制备硫辛酸甾醇酯的方法，其特征在于，反应浓度为55℃，反应时间为...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾承胜，汪慧琪，夏雪，张晓鸣，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32