本发明专利技术公开了一种酶法制备2‑甘油单酯型n‑3 PUFA的方法，属于酶的分离与应用技术领域。含n‑3 PUFA油脂经乙酯化反应、纯化后得到含n‑3 PUFA的脂肪酸乙酯，再用固定化脂肪酶催化进行转酯化反应，最后采用固定化脂肪酶进行醇解反应，经萃取、分离，最终得到2‑甘油单酯型n‑3 PUFA。采用酶法转酯化制备得到的sn‑2位n‑3 PUFA含量高的甘油酯混合物作底物制备2‑甘油单酯型n‑3 PUFA，有效避免了后续纯化过程中n‑3 PUFA的损失，大大提高了n‑3 PUFA的回收率。同时，酶法醇解副产物n‑3 PUFA乙酯可回收作为酶法转酯化的反应底物，大大提高了原料的综合利用率。
An enzymatic method for the preparation of 2-glycerol monoester n-3 PUFA
【技术实现步骤摘要】
一种酶法制备2-甘油单酯型n-3PUFA的方法
本专利技术属于油脂加工
，具体涉及一种酶法制备2-甘油单酯型n-3PUFA的方法。
技术介绍
科学研究表明n-3PUFA(Polyunsaturatedfattyacids，如EPA、DPA和DHA等)对人类发育和生长、视力和细胞膜流动性具有重要作用。此外，n-3PUFA还具有纠正心律失常、抑制血小板聚集和延长凝血时间、降低血压、降低血清甘油三酯和血浆同型半胱氨酸水平、抗炎、免疫调节、保护心血管、提高胰岛素敏感性和降低乳腺癌和结直肠癌的风险等功能。通常，n-3PUFA的主要存在形式为游离脂肪酸型、脂肪酸乙酯型及甘油酯型等。研究表明，相比于游离脂肪酸型、甘油三酯型、甘油二酯型和脂肪酸乙酯型，甘油单酯型n-3PUFA具有更高的生物利用度，且在甘油单酯型n-3PUFA中，2-甘油单酯型n-3PUFA相比于1-甘油单酯型n-3PUFA生物利用度更高。因此，研究制备2-甘油单酯型n-3PUFA一直是当前的热点。生物酶法因其反应条件温和、催化特异性高及环保等优点近年来引起了广泛关注。采用生物酶法代替化学法制备2-甘油单酯型n-3PUFA可有效避免n-3PUFA在高温发生氧化和异构化，并可有效避免2-甘油单酯型n-3PUFA发生酰基转移生成1-甘油单酯型n-3PUFA。目前，酶法醇解常被用来制备2-甘油单酯型n-3PUFA。Zhang等(FoodChem.,2018,250:60-66)采用酶法醇解金枪鱼油制备2-甘油单酯型n-3PUFA，产物中2-甘油单酯含量高于90％且产物2-甘油单酯中n-3PUFA含量为81.13％，但n-3PUFA回收率仅为50％；Zhang等(BioresourceTechnol.,2018,251:334-340)采用酶法醇解藻油制备2-甘油单酯型n-3PUFA，产物中2-甘油单酯含量为95％，且产物2-甘油单酯中n-3PUFA含量为75.66％，但n-3PUFA回收率仅为63％左右。总之，目前采用海洋鱼油或藻油作底物酶法制备2-甘油单酯型n-3PUFA时，产物中2-甘油单酯含量可达到90％以上，2-甘油单酯中n-3PUFA含量可达80％以上，但n-3PUFA回收率较低，仅为50％左右。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种酶法制备2-甘油单酯型n-3PUFA的方法，提高了n-3PUFA的回收率和原料的综合利用率。本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种酶法制备2-甘油单酯型n-3PUFA的方法，包括以下步骤：步骤1：含n-3PUFA油脂和无水乙醇经碱性催化剂催化进行乙酯化反应，将反应产物纯化，得到含n-3PUFA的脂肪酸乙酯；步骤2：以甘油和步骤1得到的含n-3PUFA的脂肪酸乙酯为底物，采用固定化脂肪酶催化底物进行转酯化反应后，离心收集上层油相；步骤3：以步骤2收集的上层油相为底物，采用固定化脂肪酶进行醇解反应后，经萃取、分离，得到2-甘油单酯型n-3PUFA。优选地，步骤1中，碱性催化剂采用NaOH，NaOH的质量为含n-3PUFA的油脂的0.2～0.4％；乙醇与含n-3PUFA油脂的摩尔比为6～9:1。优选地，步骤1中，乙酯化反应的温度为70～75℃，反应时间为1.5～2h。优选地，步骤1中，纯化为四级分子蒸馏纯化，其中，四级的进料流速分别为3mL/min、2mL/min、1mL/min和0.5mL/min，蒸发面温度分别为110℃、140℃、150℃和160℃，操作压强分别为30Pa、15Pa、5Pa和1Pa。优选地，步骤2和步骤3所用固定化脂肪酶为Novozym435或Lipozyme435。优选地，步骤2中，含n-3PUFA的脂肪酸乙酯与甘油的摩尔比为3:1，加酶量为2～5％底物总质量，反应温度为55～65℃，反应时间为12～24h。优选地，步骤3中，醇解反应中，所用醇为乙醇，上层油相与乙醇的质量比为1:2.5～3，加酶量为6～10wt％底物总质量，反应温度为25～30℃，反应时间为1.5～3h。优选地，步骤3中，萃取的具体步骤为：先向醇解反应产物中加入正己烷，再加入乙醇，然后再用正己烷洗涤数次。进一步优选地，乙醇的体积分数为85％。优选地，步骤3中，分离是采用旋转蒸发或减压蒸馏。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术公开的酶法制备2-甘油单酯型n-3PUFA的方法，含n-3PUFA油脂经乙酯化反应、纯化后得到含n-3PUFA的脂肪酸乙酯，再用固定化脂肪酶催化进行转酯化反应，最后使用固定化脂肪酶进行醇解反应，经萃取、分离，最终得到2-甘油单酯型n-3PUFA。由于n-3PUFA在甘油三酯骨架sn-2位的分布一般在65％以下，因此为了获得高n-3PUFA含量的2-甘油单酯型n-3PUFA，需要对酶法醇解产物中分离得到的2-甘油单酯进一步采用低温结晶或分子蒸馏纯化来提高2-甘油单酯中n-3PUFA的含量，目前普遍所采用的低温结晶法和分子蒸馏纯化法可在一定程度上提高产物2-甘油单酯中n-3PUFA含量，但采用上述两种方法提高2-甘油单酯中n-3PUFA的含量时，n-3PUFA损失较大，最终n-3PUFA回收率仅为50％左右。酶法转酯化制备富含n-3PUFA的甘油酯混合物时可将n-3PUFA均匀的分布在甘油三酯骨架的sn-1、sn-2和sn-3位，因此采用酶法转酯化制备得到的sn-2位n-3PUFA含量高的甘油酯混合物作底物制备2-甘油单酯型n-3PUFA，有效避免了后续纯化过程中n-3PUFA的损失，大大提高了n-3PUFA的回收率。同时，酶法醇解副产物n-3PUFA乙酯可回收作为酶法转酯化的反应底物，大大提高了原料的综合利用率。进一步地，碱性催化剂采用NaOH，NaOH的质量为含n-3PUFA的油脂的0.2～0.4％，乙醇与含n-3PUFA油脂的摩尔比为6～9:1，可有效促进含n-3PUFA的油脂乙酯化生成含n-3PUFA的脂肪酸乙酯。进一步地，乙酯化反应的温度为70～75℃，反应时间为1.5～2h，在实现高乙酯化的同时尽可能避免n-3PUFA发生氧化。进一步地，纯化为四级分子蒸馏纯化，可有效回收含n-3PUFA的脂肪酸乙酯和避免n-3PUFA发生氧化；各级参数的设置，可高回收率回收含n-3PUFA的脂肪酸乙酯。进一步地，步骤2和步骤3所用固定化脂肪酶为Novozym435或Lipozyme435，既可实现含n-3PUFA的脂肪酸乙酯高效转酯化生成含n-3PUFA的甘油酯，又可确保含n-3PUFA的甘油酯特异性转化生成2-甘油单酯型n-3PUFA。进一步地，步骤2中，含n-3PUFA的脂肪酸乙酯与甘油的摩尔比为3:1，加酶量为2～5wt％底物总质量，反应温度为55～65℃，反应时间为12～24h，可更有效地促进含n-3PUFA的脂肪酸乙酯转化生成含n-3PUFA的甘油酯。进一步地，醇解反应中，所用醇为乙醇，上层油相与乙醇的质量比本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种酶法制备2-甘油单酯型n-3PUFA的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：含n-3PUFA油脂和无水乙醇经碱性催化剂催化进行乙酯化反应，将反应产物纯化，得到含n-3PUFA的脂肪酸乙酯；/n步骤2：以甘油和步骤1得到的含n-3PUFA的脂肪酸乙酯为底物，采用固定化脂肪酶催化底物进行转酯化反应后，离心收集上层油相；/n步骤3：以步骤2收集的上层油相为底物，采用固定化脂肪酶进行醇解反应后，经萃取、分离，得到2-甘油单酯型n-3PUFA。/n
【技术特征摘要】
1.一种酶法制备2-甘油单酯型n-3PUFA的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：含n-3PUFA油脂和无水乙醇经碱性催化剂催化进行乙酯化反应，将反应产物纯化，得到含n-3PUFA的脂肪酸乙酯；
步骤2：以甘油和步骤1得到的含n-3PUFA的脂肪酸乙酯为底物，采用固定化脂肪酶催化底物进行转酯化反应后，离心收集上层油相；
步骤3：以步骤2收集的上层油相为底物，采用固定化脂肪酶进行醇解反应后，经萃取、分离，得到2-甘油单酯型n-3PUFA。
2.根据权利要求1所述的酶法制备2-甘油单酯型n-3PUFA的方法，其特征在于，步骤1中，碱性催化剂采用NaOH，NaOH的质量为含n-3PUFA的油脂的0.2～0.4％；乙醇与含n-3PUFA油脂的摩尔比为6～9:1。
3.根据权利要求1所述的酶法制备2-甘油单酯型n-3PUFA的方法，其特征在于，步骤1中，乙酯化反应的温度为70～75℃，反应时间为1.5～2h。
4.根据权利要求1所述的酶法制备2-甘油单酯型n-3PUFA的方法，其特征在于，步骤1中，纯化为四级分子蒸馏纯化，其中，四级的进料流速分别为3mL/min、2mL/min、1mL/min和0.5mL/min，蒸发面温度分别为110℃、140℃、150℃和160℃，操作压强分别为30P...
【专利技术属性】
技术研发人员：李道明，刘看看，刘宁，崔俊杰，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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