一种甘油酯型PUFA的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种甘油酯型PUFA的制备方法，将低共熔溶剂作为反应介质，以固定化脂肪酶为催化剂，通入保护气，利用甘油和游离态PUFA或PUFA短链醇酯进行酯化或转酯化反应，然后静置分层，上层即为高得率甘油三酯型PUFA的酯化产物。本发明专利技术利用低共熔溶剂作为反应介质，甘油和游离态PUFA或PUFA短链醇酯为原料，通过固定化脂肪酶在低温下催化酯化或转酯化反应生成的产物中甘油三酯型PUFA含量高，操作简便，成本低且节能环保。

Preparation method of glycerol ester type PUFA

The invention discloses a preparation method of glycerol ester type PUFA, the eutectic solvent as a reaction medium with immobilized lipase as catalyst, under the protection of gas, esterification or transesterification using glycerol and free PUFA or PUFA short chain alcohol ester, then layering, layer is esterification products of high yield triglycerides PUFA. The invention uses eutectic solvents as reaction medium, glycerol and free PUFA or PUFA short chain alcohol ester as raw material, through the triglyceride lipase immobilized in low temperature catalytic esterification or transesterification reaction product of the high content of PUFA, simple operation, low cost and energy saving and environmental protection.

【技术实现步骤摘要】
一种甘油酯型PUFA的制备方法
本专利技术涉及一种甘油酯型PUFA的制备方法。
技术介绍
多不饱和脂肪酸(polyunsaturatedfattyacids，缩写为PUFA)是指含有两个或两个以上双键且碳链长度为18～22个碳原子的直链脂肪酸的总称。其中，最具代表性的PUFA主要为EPA、DPA和DHA。研究表明，PUFA具有多重功效，如治疗自身免疫缺陷、促进循环系统的健康、降低胆固醇、预防动脉粥样硬化以及提高视网膜的发射机能等。目前市售的EPA、DHA产品主要为游离型或乙酯型。然而，游离型PUFA极易氧化，而且有辛涩味，口感不好，直接食用难以被人们接受。乙酯型在人体中消化和吸收比较困难，且代谢过程中会产生乙醇，可能存在安全隐患。甘油三酯型PUFA在保持其生理和营养功能的同时，气味和味道更平和，易于消化吸收。而且，研究表明甘油三酯型PUFA具有更好的抗氧化性和生物利用度。然而，即使是来源最丰富的深海鱼油，甘油三酯型PUFA的含量也不足20％。传统的甘油三酯型PUFA合成工艺中，采用甘油和脂肪酸直接加酶在无溶剂体系下进行反应，或者是采用有机溶剂如叔丁醇作为溶剂进行反应，前者甘油三酯型PUFA的得率仅能达到22％左右，后者虽有提高，但其造成的环境污染问题和食品安全问题不容忽视。更高纯度的产品必须配合其他方法如分子蒸馏等来实现，原料利用率低。且由于产物中甘油单酯和甘油二酯的乳化作用，使得残余甘油难以与酯化产物实现快速分离，仍需采用离心等操作，耗时、能量消耗大且成本高昂。CN101255380公开了一种甘油三酯型鱼油及其制作方法，以乙酯型鱼油和甘油为原料，Novozym435为催化剂，有效地解决了以往乙酯型鱼油药用保健效果差的问题；CN103242969A公开了一种甘油三酯型鱼油的制备方法，用乙酯型鱼油、甘油在碱性催化剂进行转酯化反应，原料成本低,设备投入少；CN102994580A公开了一种高纯度甘油三酯型PUFA的制备方法，首先以脂肪酶Novozym435为催化剂催化甘油与PUFA反应，然后除去Novozym435催化剂，再经偏甘油酯脂肪酶LipaseSMG1在不高于5℃时催化混合物中的偏甘油酯型PUFA与羟基供体进行水解或醇解反应，实现了高纯度甘油三酯型PUFA产品的酶法合成。综上所述，现有的甘油三酯型PUFA的制备技术操作过程复杂，反应过程需要配合使用多种设备且甘油酯产物的分离复杂，而且某些工艺需要配合使用多种酶制剂参与甘油三酯型PUFA的合成，这就增加了甘油三酯型PUFA的合成成本。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种甘油酯型PUFA的制备方法，以甘油和游离态PUFA或PUFA短链醇酯为底物，在低共熔溶剂中合成甘油三酯型PUFA，该方法反应速度快，产物易于分离，节能环保，能有效提高底物转化率，降低生产成本，有效解决了因复杂分离过程带来的PUFA氧化问题，提高了产品稳定性。为实现以上目的，本专利技术提供以下技术方案：一种甘油酯型PUFA的制备方法，将低共熔溶剂作为反应介质，以固定化脂肪酶为催化剂，通入保护气，利用甘油和游离态PUFA或PUFA短链醇酯进行酯化或转酯化反应，然后静置分层(采用分液漏斗回收下层低共熔溶剂)，上层即为高得率甘油三酯型PUFA的酯化产物。所述低共熔溶剂为尿素、木糖醇、海藻糖中的任意一种与氯化胆碱按摩尔比(1～3):1混合后加热得到的液体混合物。所述低共熔溶剂制备的条件：采用旋转蒸发仪，真空度0.06～0.1MPa，温度50～80℃，时间2～4h。所述的低共熔溶剂制备参数为真空度0.08MPa，温度65℃，时间为2h。所述PUFA为富含游离态EPA、DPA和DHA的混合物，所述PUFA短链醇酯为EPA短链醇酯、DPA短链醇酯和DHA短链醇酯的混合物。所述甘油与PUFA或PUFA短链醇酯的摩尔比为(1～5):1。所述固定化脂肪酶的用量为反应底物总质量的0.5～10％；所述低共熔溶剂的用量为反应底物总体积的2～4倍。所述固定化脂肪酶的用量为反应底物总质量的3～10％。所述固定化脂肪酶为Novozym435、LipozymeRMIM、LipozymePSIM或LipozymeTLIM。所述酯化反应或转酯化反应的温度为30～60℃。所述酯化反应或转酯化反应的时间为6～24h。本专利技术中，采用的反应介质低共熔溶剂具有一定的吸水和吸醇能力，能实时除去甘油和游离态PUFA酯化反应过程中产生的水分或甘油和PUFA短链醇酯转酯化反应过程中生成的短链醇，推动酯化反应向正方向进行。传统的无溶剂体系下的酯化反应，由于反应过程中产生的甘油单酯和甘油二酯均为乳化剂，使得反应产物与残余底物形成稳定均相体系，反应过程中产生的水会在一定程度上造成产物抑制，酯化产物中甘油三酯型PUFA的得率比较低，且产物分离过程仍需采用离心等耗能操作来实现。采用上述低共熔溶剂作为反应介质后，甘油能很好地溶解在其中，反应产物仍为两相，仅需采用普通分液漏斗除去下层低共熔溶剂即可，既能实现除去溶剂的作用，残余反应底物甘油和反应过程中产生的水或短链醇也在此过程中被除去。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术利用甘油为PUFA的酰基受体，以低共熔溶剂作为反应介质，固定化脂肪酶为催化剂催化甘油与游离态PUFA或PUFA短链醇酯进行酯化或转酯化反应，产物中甘油三酯型PUFA含量高，可以达到50％～60％；和无溶剂体系下的酯化产物相比，甘油三酯型PUFA含量提高了2～3倍。(2)本专利技术采用低共熔溶剂为反应介质在常压下反应，反应条件温和，反应体系简单，产物易于分离；回收的低共熔溶剂可以重复利用5次以上。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步具体详细描述，但本专利技术的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。实施例1低共熔溶剂的制备：分别称取116g氯化胆碱和100g尿素(氯化胆碱与尿素的摩尔比例为1:2)，置于旋转蒸发仪中真空度0.08MPa，65℃水浴加热2h直至得到无色透明液体。取50mL低共熔溶剂加入到圆底烧瓶中，然后依次加入23.0g甘油、28.3gPUFA(甘油与PUFA的摩尔比为2.8:1)和1.5g固定化酶LipozymeRMIM(Novozymes公司产品)，充入氮气作为保护气，置于40℃恒温水浴条件下反应，转速控制在500rpm，反应时间24h。用分液漏斗除去下层低共熔溶剂，收集上层甘油酯产物。甘油酯产物中各组分质量百分含量如下：甘油三酯30.38％，甘油二酯42.05％，甘油单酯10.72％，游离脂肪酸16.85％。低共熔溶剂重复利用5次后，甘油三酯含量仍保持在29.89％。实施例2低共熔溶剂的制备同实施例1。取50mL低共熔溶剂加入到圆底烧瓶中，然后依次加入23.0g甘油、28.3gPUFA(甘油与PUFA的摩尔比为2.8:1)和1.5g固定化酶Novozym435(Novozymes公司产品)，充入氮气作为保护气，置于40℃恒温水浴条件下反应，转速控制在500rpm，反应时间24h。用分液漏斗除去下层低共熔溶剂，收集上层甘油酯产物。甘油酯产物中各组分质量百分含量如下：甘油三酯43.98％，甘油二酯41.08％，甘油单酯4.85％，游离脂肪酸10.09％。低共熔溶剂重复利本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种甘油酯型PUFA的制备方法，其特征在于将低共熔溶剂作为反应介质，以固定化脂肪酶为催化剂，通入保护气，利用甘油和游离态PUFA或PUFA短链醇酯进行酯化或转酯化反应，然后静置分层，上层即为甘油三酯型PUFA的酯化产物。

【技术特征摘要】
1.一种甘油酯型PUFA的制备方法，其特征在于将低共熔溶剂作为反应介质，以固定化脂肪酶为催化剂，通入保护气，利用甘油和游离态PUFA或PUFA短链醇酯进行酯化或转酯化反应，然后静置分层，上层即为甘油三酯型PUFA的酯化产物。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述低共熔溶剂为尿素、木糖醇、海藻糖中的任意一种与氯化胆碱按摩尔比(1～3):1混合后加热得到的液体混合物。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述低共熔溶剂制备的条件：采用旋转蒸发仪，真空度0.06～0.1MPa，温度50～80℃，时间2～4h。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述PUFA为富含游离态EPA、DPA和DHA的混合物，所述PUFA短链醇酯为EPA短链醇酯、DPA短链醇酯和DHA短链醇酯的混合物。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：王永华，许龙，李道明，杨博，王卫飞，蓝东明，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44