一种1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种1，3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的制备方法，包括：将甘油和棕榈酸在催化剂作用下进行酯化反应，制得三棕榈酸甘油酯；将三棕榈酸甘油酯与油酸或油酸酯在1，3专一性脂肪酶作用下进行酯交换反应，反应至酯交换率为30-60％时，除去反应体系中的游离脂肪酸或脂肪酸酯；向反应体系中加入油酸或油酸酯，继续反应至酯交换率为60-90％时，从反应产物中分离纯化得到1，3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯。本发明专利技术方法原料来源广，经济安全；工艺条件温和，反应时间短，能耗小，用酶量少；能够制备获得高得率、高纯度的1，3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯，可作为食品营养强化剂用于调配婴幼儿配方奶粉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及母乳脂肪替代品领域，尤其涉及一种I，3- 二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的制备方法。
技术介绍
I，3_ 二油酸 _2_ 掠榈酸甘油三酯(I, 3-Dioleoyl_2-palmitoyl triglyceride,ΟΡΟ)是我国2008年新批准使用的一种营养强化剂，主要用于婴儿配方食品、较大婴儿和幼儿配方食品。众所周知，母乳是婴儿最理想的食品，但由于某些特殊的原因导致无法进行正常的母乳喂养时，婴儿配方奶粉则是一种比较理想的选择。乳脂是母乳中的重要组成部分， 它在母乳中仅占3. 6% -4. 5%，却为婴儿提供50%的能量。乳脂组成中约70%的棕榈酸位于甘油三酯的Sn-2位，而Sn-I和Sn_3位主要是油酸；而目前婴儿配方奶粉中的油脂多采用植物油调和制得，植物油中棕榈酸大多数都分布在Sn-1，3位。近年研究表明，这种脂肪酸位置上的差异会造成婴幼儿配方奶粉喂养的婴儿肠道中的矿物质与Sn-1，3位水解下来的棕榈酸结合生成不溶性盐而流失，同时会减少能量吸收，导致便秘和腹痛，甚至还可能引发肠梗阻。1，3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯制备方法的早期研究多采用猪油为原料，如何川等利用猪油在脂肪酶Lipozyme RM IM作催化剂下合成母乳化结构油脂(2003，酶法猪油改性制人乳脂替代品的研究，第28卷第I期)。公开号为CN102229866A的专利技术专利申请也公开了一种以猪油为原料，经过除胆固醇后与油酸在1，3位专一性脂肪酶作用下制备1，3 二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的生产方法。但猪油成分复杂，不饱和脂肪酸较多易氧化，极易产生丙二醛，而且其应用受到民族、宗教信仰的限制。除猪油外，以棕榈油作为原料用于OPO的生产也有研究。荷兰Loders Croklaan公司在公告号CN101287819B的专利技术专利里公开了一种制备甘油三酯的方法，主要是利用含高油酸的植物油醇解下来的油酸乙酯与棕榈油在专一性脂肪酶催化下反应合成0P0。该公司申请的公开号CN101273118A专利技术专利申请中公开了采用油酸或者其酯与棕榈油催化反应合成OPO的方法。公开号CN101258230A的专利技术专利申请公开了一种利用碘值在2_12之间的棕榈油硬脂精与油酸或其非甘油酯的酯进行酶促酯交换合成OPO的方法。公开号CN101679909A的专利技术专利申请公开了将一种或多种碘值在18-40的棕榈油硬脂酸甘油酯组分进行随机酯交换，得到的产物在1，3位专一性酶的作用下合成0Ρ0。以棕榈油为原料制备的0Ρ0容易受到由于原料批次不同而造成的棕榈酸各种理化指标不同的影响；同时，氢化降低碘值的过程中易产生反式脂肪酸，含有较高含量反式脂肪酸的产品不可加入婴儿配方食品。也有研究先通过化学方法或酶法制备三棕榈酸甘油酯(tripalmitin, PPP),再与油酸酯交换反应合成高纯度的0P0。采用该方法合成高纯度的0Ρ0研究中，为了获得较高的纯度，一般采用提高油酸与PPP的摩尔比、延长反应时间或者先制备Sn-2棕榈酸单甘脂再合成0P0等方法。公开号CN102126950A的专利技术专利申请公开的一种1，3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的制备方法，该方法利用PPP在专一性脂肪酶水解下制备Sn-2位棕榈酸单甘月旨，Sn-2位棕榈酸单甘脂与油酸在专一性脂肪酶催化下合成ΟΡΟ。该法制得的OPO含量可达到60%，但生产周期长，以PPP为底物生产OPO阶段需要24-36小时。U. Schmid等人也采用类似方法生产高纯度的0Ρ0，但是工艺较复杂不易于工业化生产(U. Schmid, 1999,HighlySelective Synthesis of 1,3-01eoyl-2-PalmitoyIglycerol by Lipase Catalysis.SCHMID ET AL. 678-684)。也有文献公开了以PPP为底物合成0P0的研究，0P0含量达到74%需要 24小时的反应时间(Ming-Lung Chen, 2004, Synthesis of the Structured Lipid I,3-Dioleoyl-2-palmitoylglycerol from Palm Oil. JA0CS, Vol. 81, no. 6,525-532)
技术实现思路
本专利技术提供了一种1，3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的制备方法，工艺条件温和，反应时间短，能耗小，用酶量少，能够制备获得高得率、高纯度的1，3_ 二油酸-2-棕榈酸甘油三酯，解决了现有技术生产周期长，能耗大，用酶量大的问题。一种1，3_ 二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的制备方法，包括(I)将甘油和棕榈酸在催化剂作用下进行酯化反应，制得三棕榈酸甘油酯；(2)将三棕榈酸甘油酯与油酸或油酸酯在1，3专一性脂肪酶作用下进行酯交换反应，反应至酯交换率为30-60%时，除去反应体系中的游离脂肪酸或脂肪酸酯；(3)向反应体系中加入油酸或油酸酯，继续反应至酯交换率为60-90%时，从反应产物中分离纯化得到1，3- 二油酸-2-棕榈酸甘油三酯。在1,3专一'丨生脂肪酶催化下,高纯度的三棕榈酸甘油酯(tripalmitin, PPP)能够与油酸或油酸酯反应，一定时间后除去体系中的游离脂肪酸或脂肪酸酯，再补入少量油酸或油酸酯继续反应，可以提高酯交换率，制备得到高得率、高纯度的1，3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯(0P0)。步骤⑴中，所述的棕榈酸的纯度优选为95%以上。为了减少油脂在高温下的氧化，优选地，所述的酯化反应在惰性气体保护下或者在空气残压小于90mmHg的真空下进行；所述的惰性气体可以为氮气，价格便宜，操作方便。所述的催化剂可以为化学催化剂；优选为氢氧化钠、硫酸、磷酸、甲醇钠或对甲苯磺酸。化学催化剂催化效率高，可有效加速甘油和棕榈酸的酯化速率。所述的催化剂还可以为微生物来源的具有酯化活性的脂肪酶；可采用市售商品，如Novozym 435 (购于丹麦诺维信公司)。微生物来源的脂肪酶来源丰富，获取方便，以其作为催化剂反应条件较温和，安全性较好。所述的酯化反应的反应条件可以根据所用的具体催化剂种类确定。当采用化学催化剂时，甘油和棕榈酸的摩尔比优选为I : 3-1 8，化学催化剂的用量优选为反应底物总重量的0-2%，反应温度优选为160-250°C，反应时间优选为1-5小时；当采用微生物来源的具有酯化活性的脂肪酶时，甘油和棕榈酸的摩尔比优选为I : 4-1 10，微生物来源的具有酯化活性的脂肪酶的用量优选为反应底物总重量的5-20%，反应温度优选为35V -65V,反应时间优选为1-10小时。酯化反应完成后，可以对产物进行纯化处理，使产物中三棕榈酸甘油酯的含量在80%以上；优选为90%以上；更优选为95%以上。所述的纯化处理可以采用酸碱中和、减压蒸馏或分子蒸馏法。以三棕榈酸甘油酯含量较高的产物作为下一步反应的底物，可以提高下一步合成反应中OPO的含量。步骤⑵中，所述的油酸的纯度优选为75%以上。所述的油酸酯可以为油酸非甘油酯，优选为油酸甲酯或油酸乙酯。所述的三棕榈酸甘油酯与油酸或油酸酯的摩尔比优选为I : 4-1 12。产物OPO的含量随着油酸或油酸酯用量的增加而增加，但是当加入过多量的油酸或油酸酯时，其中的非油酸成分会抑制反应的进行，同时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种1，3？二油酸？2？棕榈酸甘油三酯的制备方法，包括：(1)将甘油和棕榈酸在催化剂作用下进行酯化反应，制得三棕榈酸甘油酯；(2)将三棕榈酸甘油酯与油酸或油酸酯在1，3专一性脂肪酶作用下进行酯交换反应，反应至酯交换率为30？60％时，除去反应体系中的游离脂肪酸或脂肪酸酯；(3)向反应体系中加入油酸或油酸酯，继续反应至酯交换率为60？90％时，从反应产物中分离纯化得到1，3？二油酸？2？棕榈酸甘油三酯。

【技术特征摘要】
书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中的反应条件、分离提取条件进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。实施例I制备OPO(I)将反应底物甘油O. Imol，棕榈酸O. 6mol混合，加入催化剂NaOH(占反应底物总重量的0.5% )，置于四口圆底烧瓶中；将圆底烧瓶置于恒温加热套中，加入搅拌桨，搅拌速度150转/分钟，反应温度200°C，反应2h，反应期间不间断通入氮气作为保护气体；反应完成后，用KOH-水醇溶液除去反应产物中的游离脂肪酸；经气相(FID检测器，高温毛细管柱)检测，反应产物中三棕榈酸甘油酯含量为92. 2 %，二棕榈酸甘油酯含量为6. 6 %。(2)取O. 005mol步骤(I)制备得到的反应产物(含92. 2%三棕榈酸甘油酯)、O. 03mol油酸(油酸含量85. 8%)和固定化1，3位专一性脂肪酶Lipozyme TL IM(购于丹麦诺维信公司)(占反应底物总重量的10% )，加入3mL正己烷中，置于50°C的磁力搅拌器中，转速150转/分钟，反应4h ;反应混合物采用KOH-水醇溶液除去游离脂肪酸，此时用GC (FID检测器)测定总脂肪酸中棕榈酸含量45. 6%，原底物中棕榈酸含量99%，酯交换率为 53. 9% ；(3)向反应体系中加入O. Olmol油酸，继续反应lh，酯交换率达到70. 8% ；得到的产物经HPLC-ELSD (C18柱)测定，1,3- 二油酸_2_棕榈酸甘油三酯含量为58. 8%，通过GC(FID检测器)测得反应产物中Sn_2脂肪酸含量为90. 2%。实施例2制备OPO(I)将反应底物甘油Imol,棕榈酸5mol混合,加入催化剂对甲苯磺酸(占反应底物总重量的0.5% )，置于四口圆底烧瓶中；将圆底烧瓶置于恒温加热套中，加入搅拌桨，搅拌速度160转/分钟，反应温度240°C，反应lh，反应期间不间断通入氮气作为保护气体；反应完成后，用分子蒸馏法提纯产物中的三棕榈酸甘油酯；经HPLC (ELSD检测器，强极性离子交换柱)检测，产物中三棕榈酸甘油酯的含量为98. 7%。(2)取0.05mol步骤(I)制备得到的反应产物(含98. 7 %三棕榈酸甘油酯)、O.3mol油酸(油酸含量95. 6%)和固定化1，3位专一性脂肪酶Lipozyme R IM(购于丹麦诺维信公司)(占反应底物总重量的10% )，加入6mL正己烷中，置于50°C水浴摇床中，转速200转/分钟，反应4h ;离心，吸取上层反应混合物，采用KOH-水醇溶液除去游离脂肪酸后加回到反应体系中，混匀，此时用GC (FID检测器)测定总脂肪酸中棕榈酸含量50. I %，原底物中棕榈酸含量99%，酯交换率为49. 4% ;(3)向反应体系中加入3ml正己烧,0. 3mol油酸，继续反应4h,酯交换率达到88. 3% ；得到的产物经HPLC检测，1，3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯含量为78. 5%，通过GC(FID检测器)测得反应产物中Sn-2脂肪酸含量为83. 9%。实施例3制备OPO(I)将反应底物甘油O. Imol,棕榈酸O. 8moI,Novozym 435(丹麦诺维信公司)(占反应底物总重量的12% )混合，加入IL正己烷中，反应温度50°C，反应8h ;反应完成后，用KOH-水醇溶液除去游离脂肪酸；经GC(FID检测器，高温毛细管柱)检测，产物中三棕榈酸甘油酯的含量为89. 4%。(2)取O. 005mol步骤(I)制备得到的反应产物(含89. 4%三棕榈酸甘油酯)、O. 03mol油酸(油酸含量95. 6% )和Lpase DF(日本Amano公司)(占反应底物总重量的10% )，在40°C酶反应器中反应5h ;离心分离反应混合物，取上清液除去游离脂肪酸后与底 层酶一同加回反应器。此时用GC(FID检测器)测定总脂肪酸中棕榈酸含量43.2%，原底物中棕榈酸含量99%，酯交换率为56.4% ;(3)向反应体系中加入O. 02mol油酸，继续反应lh，酯交换率达到80. 0% ；反应产物经HPLC (ELSD检测器，强极性离子交换柱)检测，1，3_ 二油酸_2_棕榈酸甘油三酯含量为60. 1%，通过GC(FID检测器)测得反应产物中Sn-2脂肪酸含量为92.0%。实施例4制备OPO(I)将反应底物甘油IOmol与棕榈酸60mol混合于25L高温反应釜中，加入催...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯凤琴，韦伟，陈锡威，张辉，冯永方，
申请(专利权)人：浙江大学，杭州康源食品科技有限公司，
类型：发明
国别省市：