[發(fā)明專利]一種高純度甘油二酯的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210454148.3
• 申請日: 2012-11-13
• 公開（公告）號: CN102965404A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王永華;楊博;王衛(wèi)飛;藍(lán)東明;覃小麗
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: C12P7/64
• 分類號: C12P7/64
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 宮愛鵬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高純度甘油二酯的制備方法。

背景技術(shù)

甘油二酯(簡稱DAG)是由丙三醇（甘油）與兩個脂肪酸酯化后得到的產(chǎn)物，是油脂的天然成分，也是油脂代謝的中間產(chǎn)物。甘油二酯功能性食用油是以天然食用油為原料、通過酶法或化學(xué)法改性而成的新型油脂，具有明確的防止肥胖、降血脂等功能且食用安全，作為普通食用油的換代產(chǎn)品，可以從根本上緩解由于高油脂、高熱量的膳食結(jié)構(gòu)所引起的肥胖、高血酯、糖尿病等慢性疾病日益流行的現(xiàn)狀，在不改變現(xiàn)有飲食習(xí)慣的前提下調(diào)節(jié)人體亞健康水平及遏制相關(guān)慢性病的發(fā)生與發(fā)展。天然油脂中DAG的相對含量主要依據(jù)食用油的來源而不同，如橄欖油含有5.5%的甘油二酯，棉籽油中為9.5%。

由于脂肪酶可以在溫和的條件下催化油脂改性，對油脂的品質(zhì)和不飽和脂肪酸有很好的保護(hù)作用，因此近年來關(guān)于酶法合成甘油二酯的研究引起了越來越廣泛的關(guān)注。高純度的甘油二酯產(chǎn)品，是繼續(xù)進(jìn)行甘油二酯物化性質(zhì)以及生理功能研究的重要原材料，也是甘油二酯生產(chǎn)工藝的發(fā)展方向之一。脂肪酶催化脂肪酸與甘油或脂肪酸低碳烷基酯與甘油通過酯化或酯交換反應(yīng)是合成甘油二酯的重要途徑，也是目前用來規(guī)模化制備較高純度甘油二酯的唯一途徑，與其他方法相比，該方法實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)的可行性大，得到的甘油二酯的純度更高。控制酯化反應(yīng)過程中產(chǎn)生的甘油三酯，是提高產(chǎn)物中DAG純度的關(guān)鍵。

現(xiàn)有的甘油二酯合成工藝中一般含有甘油三酯和單甘油酯（MAG），由于甘油三酯與甘油二酯難以有效分離，使得產(chǎn)品中DAG的純度較低；利用脂肪酶對甘油酯底物的特異性，可以首先利用偏甘油酯脂肪酶將酰基供體轉(zhuǎn)化成含有DAG和MAG的混合物，然后通過分子蒸餾等工藝將反應(yīng)混合物中的MAG和未反應(yīng)的酰基供體分離除去。本課題組的研究表明，利用蒸餾的方式除去MAG需要較高的蒸發(fā)溫度，這就導(dǎo)致了工藝的能耗提高，而且不適用于一些含有受熱易氧化的脂肪酸的產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容

為克服傳統(tǒng)的高純度甘油二酯合成工藝中MAG不易分離的缺陷，本發(fā)明提供一種高純度甘油二酯的制備方法。在本發(fā)明中，采用偏甘油酯脂肪酶催化脂肪酸供體與甘油反應(yīng)合成含有DAG和MAG的混合物，再利用單甘油酯脂肪酶將混合物中的MAG轉(zhuǎn)化成非甘油酯形式，最后經(jīng)過分離工藝獲得高純度的甘油二酯產(chǎn)品。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種高純度甘油二酯的制備方法，包括以下步驟：

1）利用偏甘油酯脂肪酶催化脂肪酸供體與甘油反應(yīng)合成含有甘油二酯和單甘油酯的混合物，將上述混合物進(jìn)行離心分離，回收上層油相；

2）利用單甘油酯脂肪酶催化步驟1)得到的油相中的單甘油酯與羥基供體反應(yīng)轉(zhuǎn)化成非甘油酯；

3）將步驟2）中得到的混合物中非甘油酯成分與甘油二酯進(jìn)行分離，得到高純度的甘油二酯。經(jīng)過以上反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物中包括甘油二酯、脂肪酸或脂肪酸低碳烷基酯，對于該產(chǎn)物系統(tǒng)，一般是采用分子蒸餾或短程蒸餾的方式分離，根據(jù)物料的沸點的不同將以上各組分進(jìn)行分離，得到以甘油二酯為主要組分的高溫餾分，即為目的產(chǎn)物。

優(yōu)選地，步驟1）中所述的脂肪酸供體為脂肪酸、脂肪酸低碳烷基酯或是含有脂肪酸、脂肪酸低碳烷基酯的原料中的一種或兩種以上的混合物；步驟2）中所述羥基供體為水和短鏈醇中的一種或兩種的混合物。

優(yōu)選地，所述脂肪酸為具有6~22個碳原子的脂肪酸中的一種或兩種以上的混合物。

優(yōu)選地，所述脂肪酸低碳烷基酯為甲酯、乙酯、丙酯、丁酯、戊酯中的一種或兩種的混合物。

優(yōu)選地，所述短鏈醇甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇中的一種或兩種以上的混合物。

優(yōu)選地，采用程序降溫的方法，將步驟2）中酶反應(yīng)的溫度控制在單甘油酯（MAG）混合物的熔點區(qū)間。

優(yōu)選地，所述程序降溫的方法為每小時降低5~10℃，降至30℃持續(xù)1個小時。

優(yōu)選地，步驟1）中所述脂肪酸供體與甘油的摩爾比1:（0.3~4）；步驟2）中所述單甘油酯（MAG）與羥基供體的摩爾比1:（4~10）。

優(yōu)選地，所述偏甘油酯脂肪酶的添加量為基于步驟1）反應(yīng)混合物總質(zhì)量120~240U/g；所述單甘油酯脂肪酶的添加量為基于步驟2）反應(yīng)混合物總質(zhì)量100~200U/g。

優(yōu)選地，步驟1）中所述的偏甘油酯脂肪酶是LipaseSMG1、LipaseG50中的一種或兩種；步驟2）中所述的單甘油酯脂肪酶為單甘油酯脂肪酶MGL、單甘油酯脂肪酶bMGL中的一種或兩種。