[發明專利]有機介質體系中酶法制備甘油二酯的工藝

無效

• 申請號: 200810057174.6
• 申請日: 2008-01-30
• 公開（公告）號: CN101225415A
• 公開（公告）日: 2008-07-23
• 發明（設計）人: 劉德華;杜偉;里偉
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C12P7/62
• 分類號: C12P7/62
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉月娥

技術領域

本發明屬于生物油脂合成領域，特別涉及一種有機介質體系中酶法制備甘油二酯的工藝，利用有機溶劑作為反應介質和脂肪酶作為催化劑在有機介質反應體系中甘油二酯的生產方法。

背景技術

甘油二酯(Diacylglycerol，DG)是一類甘油三酯(Triacylglycerol，TG)中一個脂肪酸被羥基取代的結構脂質。甘油二酯是天然植物油脂的微量成分及體內脂肪代謝的內源中間產物，它是公認安全(GRAS)的食品成分。甘油二酯具有安全、營養、加工適性好、人體相容性高等諸多優點，是一類多功能添加劑，在食品、醫藥、化工(化妝品)等行業已有廣泛的應用。近年來發現，膳食甘油二酯具有減少內臟脂肪、抑制體重增加、降低血脂的作用，因而受到廣泛的關注。

甘油二酯的生產方法包括化學法和生物酶法兩種方法。化學法生產甘油二酯具有成本低、運行經濟，容易實現規模生產的優點。早期人們多用此法生產甘油二酯。但化學法生產甘油二酯具有如下幾點不足：①反應需要高溫，能源消耗大；②高溫對不飽和脂肪酸會造成破壞，產品質量不好；③沒有位置選擇性，故不可以合成具有特定脂肪酸結構的油脂。生物酶法生產甘油二酯的過程包括轉酯化、甘油解、酸解等酯交換反應。由于脂肪酶具有精巧的選擇性(脂肪酸專一性、位置專一性、結構專一性、光學異構專一性)，酶催化法可對產物實現精確的控制，并可方便的開發具有特殊結構的產品。酶法反應條件溫和，所得產品質量好(如色澤、活性等)，而且能耗低。另外由于酶的高度選擇性，使得反應更有效，副反應少，產品純度高，既可降低純化費用，又可減少環境污染。因此，一般優選生物酶法制備甘油二酯。但生物酶法生產甘油二酯的過程中存在反應底物粘度大、反應速度慢、脂肪酶易被底物或副產物甘油包覆而失活等問題。

發明內容

本發明的目的在于提出一種有機介質體系中酶法制備甘油二酯的工藝，解決了反應底物粘度大、反應速度慢、脂肪酶易被底物或副產物甘油包覆而失活等問題。

本發明以短鏈醇ROH作為反應酰基受體，用叔丁醇作為反應介質，利用脂肪酶催化油脂原料進行轉酯反應合成甘油二酯，同時副產脂肪酸短鏈醇酯(即生物柴油)的過程。其特征在于：將醇脂摩爾比為0.5∶1～2∶1的短鏈醇和油脂、為油脂體積20-300％的叔丁醇和干重占油脂質量0.5～20％的固定化脂肪酶，裝入具塞三角瓶中混合均勻，置于可自動控溫的往復搖床中加熱至20℃～60℃，反應1-48小時后，油脂原料可轉化生成甘油二酯和副產物甘油一酯與脂肪酸短鏈醇酯。產物經簡單蒸餾除去有機溶劑，再經分子蒸餾可得產物甘油二酯，同時獲得副產物脂肪酸短鏈醇酯。

所述固定化脂肪酶是指通過物理吸附、共價交聯等方法固定在載體上的脂肪酶，包括根霉屬脂肪酶、曲霉屬脂肪酶、毛霉屬脂肪酶、細菌脂肪酶和胰脂肪酶等。例如Lipozyme?TL，Lipozyme?RM，Novozym?435或它們的混合物。

所述油脂為生物油脂包括植物油脂、動物油脂、微生物油脂。

所述植物油脂為麻風樹油、蓖麻油、菜籽油、大豆油、花生油、玉米油、棉子油、米糠油、桐油、烏桕油。

所述動物油脂為魚油、豬油。

所述微生物油脂包括酵母油脂、細菌油脂、藻類油脂。

所述短鏈醇ROH中R為具有1-5個碳原子的烷基。

所述短鏈醇為甲醇、乙醇、丙醇、丁醇或戊醇。

本發明的有益效果如下：

1、很好的解決了生物酶法生產甘油二酯的過程中存在反應底物粘度大的問題；

2、叔丁醇體系可以促進甲醇等短鏈醇在油脂中的溶解，有效降低短鏈醇對酶反應活性的負面影響，顯著提高反應效率；

3、在生產甘油二酯的同時副產脂肪酸短鏈醇酯，二者易于分離，且脂肪酸短鏈醇酯可作為可再生能源使用而具有較高的附加值。

4、有機溶劑叔丁醇可以有效溶解甘油，從而改善甘油對固定化酶孔徑的“屏蔽”狀況，可以降低反應物低碳醇以及副產物甘油對酶反應活性的負面影響、顯著提高酶反應活性。

具體實施方式