玉米油又称玉米胚芽油，其中不饱和脂肪酸含量在80％以上，主要为亚油酸和油酸，亚油酸占油脂总量的50％以上，富含维生素E、磷脂等，是一种高品质的食用油。而膳食中食用中链或中长链脂肪酸可降低体重和体脂含量、促进能量消耗等作用，用中链脂肪酸代替长链脂肪酸还可以有效减少健康人体脂肪聚集和餐后血甘油三酯水平。由于玉米油中不含有中链的脂肪酸，因此，本发明专利技术以辛酸和玉米油为原料，在超临界状态下脂肪酶膜法合成富含中链脂肪酸的玉米油，且得到的富含中链脂肪酸的玉米油中具有生理活性中链脂肪酸含量为35.00％。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及食用油脂加工领域，具体涉及以二氧化碳为流体，在超临界体系中脂肪酶膜催化甘油解反应制备富含中链脂肪酸的玉米油的一种方法。
技术介绍
玉米油又称玉米胚芽油，玉米油含有大量的不饱和脂肪酸，而且组成比较整齐所以油的味道好，清淡爽口，容易消化吸收，加之油中还含有多种维生素和胡萝卜素，还有阻止人体血清中胆固醇沉积的特殊功能，因此玉米油的营养价值较高。大量研究表明，不饱和脂肪酸是人体内不能合成而又必需的脂肪酸，它们具有缓解血液中过量的胆固醇，增强细胞膜透性，阻止心肌组织和动脉硬化等功能。中链脂肪酸指链长为6 12C的饱和脂肪酸， 包括己酸、辛酸、癸酸和月桂酸，中链脂肪酸自19世纪50年代就开始应用于人类脂肪吸收不良症和长链脂肪酸氧化障碍的治疗。目前研究表明，中链脂肪酸可以治疗人类肥胖、胰岛素抵抗、心脑血管疾病。中链脂肪酸还有抗微生物、促进维生素吸收和降低炎性细胞因子产生的作用。随着经济的发展以及生活水平的提高，人们的消费观念发生了很大的变化，健康、安全和绿色的产品逐渐成为消费者的首选食品。中链脂肪酸可以调节动物营养代谢、提高食品品质、降低食品微生物污染。固定化脂肪酶膜克服了脂肪酶是水溶性的，不易回收重复使用，易失活等缺点，而固定化后的酶有利于酶的分散、回收和再利用，减少了残余酶产生的再次污染。以醋酸纤维素/聚丙烯复合膜为载体的高碘酸钠氧化法固定化脂肪酶具有化学稳定性好、机械性能优异等优点，提高了酶在反应体系中的活性和稳定性，从而有利于酶的回收和产品的生产。超临界C02状态下的酶促反应，是近年来生物工程新开拓的领域，许多研究表明 超临界C02具有类似于液体的密度和类似于气体的扩散性和粘度。显示出较大的溶解能力和较高的传递特性，从而大大的降低了酶反应过程的传质阻力提高反应速率。通过简单的改变操作条件或附加其他设备就可达到底物和产物分离的目的，并且不存在溶剂残留的问题。
技术实现思路
为了克服目前还没有利用辛酸和玉米油在超临界状态下酶法合成富含辛酸甘油酯玉米油的方法的问题，以便适应现代技术发展，满足市场的需求，我们提出了一种经过改进的生产工艺一、复合膜的制备将5g醋酸纤维素溶于IOOml丙酮中，待溶解完全成均一的膜液后，取实验前制备好的聚丙烯膜浸于溶有醋酸纤维素的丙酮溶液中，自然成膜，以去离子水冲洗醋酸纤维素/聚丙烯复合膜数次干燥备用。二、高碘酸钠氧化法取一张醋酸纤维素/聚丙烯复合膜悬浮于IOml不同浓度的高碘酸钠溶液中，室温下置于摇床中摇动一定时间，取出立即用去离子水洗至中性，吸干水分，与酶的磷酸盐缓冲溶液于进行交联反应。交联反应后取出，悬浮于IOml 氢硼化钠溶液中于4°C反应30min，然后用0. Imol的HAI溶液、2mol的KCl溶液和水分别洗涤三次，取出测定酶活。三、脂肪酶的固定化取若干份Icm2的醋酸纤维素/聚丙烯复合膜于三角瓶中，分别加入一定量的脂肪酶酶液和PH 8. 0的磷酸氢二钠/磷酸二氢钾缓冲液，在温度4°C下，加入0. 戊二醛进行交联交联反应186min，反应结束后取出酶膜，用去离子水冲洗，放于干燥处待其风干后测定酶活为0. 52U/cm2。四、在不锈钢高压釜中按3 1的摩尔比例加入辛酸和玉米油，同时加入一定量的脂肪酶膜，再加入搅拌磁珠；向不锈钢高压釜中吐置换不锈钢高压釜中的空气；将充入气体的不锈钢高压釜进行试漏；排空不锈钢高压釜中的氢气，同时充入CO2，其压力为IlMPa ； 将不锈钢高压釜放入一定温度的恒温水浴锅中预热一段时间；将不锈钢高压釜放入恒温水浴锅中，在恒温恒压的条件下开动磁力搅拌器；反应结束后将不锈钢高压釜冷却至室温，放出气体，打开不锈钢高压釜，取出得到的反应产物；将取出的反应产物置于离心机中离心， 取出上清液后即得产品。经气相分析，反应产物的脂肪酸组成中，具有生理活性的中链脂肪酸含量高达 35. 00%，增强了玉米油的功能特性。本专利技术采用超临界(X)2状态下酶膜法合成富含辛酸甘油酯的玉米油，可大大降低酶反应过程的传质阻力，提高酶反应速率，最重要的是控制了反式脂肪酸的生成。本专利技术的有益点是1、高碘酸钠氧化法可以有效的氧化活化复合膜上的羟基氧化成醛基，更好的固定化脂肪酶。2、固定化的酶膜有利于酶的固定、分散、回收和再利用，减少了酶的损耗和残余酶产生的再次污染，提高了酶在反应体系中的活性和稳定性，从而有利于酶的回收和产品的生产。3、超临界体系粘度低、溶解性高，超临界状态下流体二氧化碳同时起到溶剂和催化剂的作用，是非极性分子，可避免其它方法出现中毒和催化剂失活的现象。超临界二氧化碳的使用提高了反应速率，从而改变了酶法转化率和目标产物产量低的现象。得到反应产物中中链脂肪酸含量高达35. 00%。本专利技术的步骤如下步骤一复合膜的制备将5g醋酸纤维素溶于IOOml丙酮中，待溶解完全成均一的膜液后，取实验前制备好的聚丙烯膜浸于溶有醋酸纤维素的丙酮溶液中，自然成膜，以去离子水冲洗醋酸纤维素/聚丙烯复合膜数次干燥备用。步骤二 高碘酸钠氧化法取一张醋酸纤维素/聚丙烯复合膜悬浮于IOml不同浓度的高碘酸钠溶液中，室温下置于摇床中摇动一定时间，取出立即用去离子水洗至中性，吸干水分，与酶的磷酸盐缓冲溶液于进行交联反应。交联反应后取出，悬浮于IOml 1% 氢硼化钠溶液中于4°C反应30min，然后用0. Imol的HAI溶液、2mol的KCl溶液和水分别洗涤三次，取出测定酶活。步骤三脂肪酶的固定化取若干份Icm2的醋酸纤维素/聚丙烯复合膜于三角瓶中，分别加入一定量的脂肪酶酶液和PH 8. 0的磷酸氢二钠/磷酸二氢钾缓冲液，在温度4°C下，加入0. 戊二醛进行交联交联反应186min，反应结束后取出酶膜，用去离子水冲洗， 放于干燥处待其风干后测定酶活为0. 52U/cm2。步骤四在不锈钢高压釜中按3 1的摩尔比例加入辛酸和玉米油，同时加入一定量的脂肪酶膜，再加入搅拌磁珠；向不锈钢高压釜中吐置换不锈钢高压釜中的空气；将充入气体的不锈钢高压釜进行试漏；排空不锈钢高压釜中的氢气，同时充入CO2，其压力为 IlMPa ；将不锈钢高压釜放入一定温度的恒温水浴锅中预热一段时间；将不锈钢高压釜放入恒温水浴锅中，在恒温恒压的条件下开动磁力搅拌器；反应结束后将不锈钢高压釜冷却至室温，放出气体，打开不锈钢高压釜，取出得到的反应产物；将取出的反应产物置于离心机中离心，取出上清液后即得产品。经气相分析，反应产物的脂肪酸组成中，具有生理活性的中链脂肪酸含量高达 35. 00%，增强了玉米油的功能特性。本专利技术采用超临界(X)2状态下酶膜法合成富含辛酸甘油酯的玉米油，可大大降低酶反应过程的传质阻力，提高酶反应速率，最重要的是控制了反式脂肪酸的生成。步骤五选择脂肪酶膜添加量分别为 6%，过程同步骤四，确定固定化脂肪酶膜的添加量；步骤六选择反应温度分别为50 90°C，过程同步骤四，确定制备富含中链脂肪酸玉米油的反应温度。步骤七选择反应时间分别为12 36h，过程同步骤四，确定制备富含中链脂肪酸玉米油的反应时间。步骤八选择反应压力分别为8 15h，过程同步骤四，确定制备富含中链脂肪酸玉米油的反应压力。本专利技术的关键是制备富含中链脂肪酸玉米油条件的确定，包括酶膜用量，反应温度，反应时间，反应压力。按照最佳工艺参数试验，得到本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种以二氧化碳为溶剂，在超临界体系中采用脂肪酶膜催化制备富含中链脂肪酸的玉米油的方法，其特征步骤如下：步骤一：复合膜的制备：将５ｇ醋酸纤维素溶于１００ｍｌ丙酮中，待溶解完全成均一的膜液后，取实验前制备好的聚丙烯膜浸于溶有醋酸纤维素的丙酮溶液中，自然成膜，以去离子水冲洗醋酸纤维素／聚丙烯复合膜数次干燥备用。步骤二：高碘酸钠氧化法：取一张醋酸纤维素／聚丙烯复合膜悬浮于１０ｍｌ不同浓度的高碘酸钠溶液中，室温下置于摇床中摇动一定时间，取出立即用去离子水洗至中性，吸干水分，与酶的磷酸盐缓冲溶液于２８℃进行交联反应。交联反应后取出，悬浮于１０ｍｌ １％氢硼化钠溶液中于４℃反应３０ｍｉｎ，然后用０．１ｍｏｌ的ＨＡＩ溶液、２ｍｏｌ的ＫＣｌ溶液和水分别洗涤三次，取出测定酶活。步骤三：脂肪酶的固定化：取若干份１ｃｍ２的醋酸纤维素／聚丙烯复合膜于三角瓶中，分别加入一定量的脂肪酶酶液和ｐＨ ８．０的磷酸氢二钠／磷酸二氢钾缓冲液，在温度４℃下，加入０．２４％戊二醛进行交联交联反应１８６ｍｉｎ，反应结束后取出酶膜，用去离子水冲洗，放于干燥处待其风干后测定酶活为０．５２Ｕ／ｃｍ２。步骤四：在不锈钢高压釜中按１∶１～４∶１的摩尔比例加入辛酸和玉米油，同时加入一定量的脂肪酶膜，再加入搅拌磁珠；向不锈钢高压釜中Ｈ２置换不锈钢高压釜中的空气；将充入气体的不锈钢高压釜进行试漏；排空不锈钢高压釜中的氢气，同时充入ＣＯ２，其压力为１１ＭＰａ；将不锈钢高压釜放入一定温度的恒温水浴锅中预热一段时间；将不锈钢高压釜放入恒温水浴锅中，在恒温恒压的条件下开动磁力搅拌器；反应结束后将不锈钢高压釜冷却至室温，放出气体，打开不锈钢高压釜，取出得到的反应产物；将取出的反应产物置于离心机中离心，取出上清液后即得产品。经气相分析，反应产物的脂肪酸组成中，具有生理活性的中链脂肪酸含量高达３５．００％，增强了玉米油的功能特性。本专利技术采用超临界ＣＯ２状态下酶膜法合成富含辛酸甘油酯的玉米油，可大大降低酶反应过程的传质阻力，提高酶反应速率，最重要的是控制了反式脂肪酸的生成。步骤五：选择脂肪酶膜添加量分别为１％～６％，过程同步骤四，确定固定化脂肪酶膜的添加量；步骤六：选择反应温度分别为５０～９０℃，过程同步骤四，确定制备富含中链脂肪酸玉米油的反应温度。步骤七：选择反应时间分别为１２～３６ｈ，过程同步骤四，确定制备富含中链脂肪酸玉米油的反应时间。步骤八：选择反应压力分别为８～１５ｈ，过程同步骤四，确定制备富含中链脂肪酸玉米油的反应压力。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：于殿宇，王立琦，梁单琼，张立国，刘晶，张佳宁，李越，王雪，李志平，陈晓慧，常云鹤，周晓丹，
申请(专利权)人：东北农业大学，
类型：发明
国别省市：93
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