[發(fā)明專利]一種植物甾醇酯的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410729452.3
• 申請日: 2014-12-01
• 公開（公告）號: CN104402958A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設計）人: 何本橋;李建新;嚴峰;鄧濤;黃巖
• 申請（專利權）人: 天津工業(yè)大學
• 主分類號: C07J9/00
• 分類號: C07J9/00;B01J31/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種植物甾醇酯制備方法，特別涉及一種以含有催化功能基團的功能膜為固體催化劑，以植物甾醇和脂肪酸為原料制備植物甾醇酯的方法。

背景技術

心腦血管疾病每年奪走全世界1200萬人的生命，是威脅人類健康的頭號殺手。在我國，心腦血管疾病患者已經(jīng)超過2.7億人，每年死于心腦血管疾病近300萬人，占我國每年因病死亡人數(shù)的51％，且發(fā)病呈低齡化趨勢。尋求可預防心腦血管疾病的綠色、安全途徑是全人類共同面臨的課題。

2000年，植物甾醇被美國食品及藥物管理局(FDA)認可為“降低血脂、預防動脈硬化”的天然保健食品新原料，被譽為“生命的鑰匙”，同時也是國際營養(yǎng)學會推薦的未來十大功能性營養(yǎng)成分之一。FDA研究認為，每人每天只要攝入0.8g以上植物甾醇即可達到降低膽固醇的目的。但是植物甾醇無法在人體內合成，只能從日常膳食中攝取。然而，人體對膳食中的植物甾醇吸收率很低，每天有效攝入量僅為0.2～0.4克，達不到降低人體膽固醇的需求量。因此，在歐美發(fā)達國家已經(jīng)形成了在食品中(如蛋黃醬、甜品、酸奶、食用油)添加植物甾醇的健康潮。2010年3月9日，植物甾醇和植物甾醇酯被我國食品藥品監(jiān)督管理局(SFDA)列為新資源食品并提出產(chǎn)品標準要求。

植物甾醇是以環(huán)戊烷全氫菲為主體骨架(甾核)的一類化合物，主要從油料中提取。植物甾醇按側鏈基團不同可分為菜油甾醇、β-谷甾醇、豆甾醇和菜籽甾醇，由于植物甾醇環(huán)戊烷全氫菲結構，它在水和油脂中都難溶，導致在人體內吸收率很低，生物可利用性差，這正是阻礙植物甾醇高效利用的最重要原因。

有效的改進方法是把植物甾醇轉化為植物甾醇酯，以改善植物甾醇在油脂中的溶解性，提高生物利用率，還可改善產(chǎn)品的外觀及口感。因此高效、綠色合成植物甾醇酯成為業(yè)界追求的目標。

植物甾醇酯由植物甾醇與脂肪酸或脂肪酸酯通過生物酶法或化學法合成得到。其中，生物酶法反應條件溫和、副反應較少、易于純化分離，產(chǎn)品質量高，但反應時間長，生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本較高，目前還處于實驗室研究階段。化學法一般是以植物甾醇與脂肪酸直接酯化或與脂肪酸酯進行酯交換，或通過植物甾醇同脂肪酸鹵化物或脂肪酸酸酐反應制得。這些反應需要在外加催化劑和高溫條件下進行，而且所使用的催化劑通常具有強腐蝕性和非食用性，如強酸(如H₂SO₄、H₃PO₄和對甲苯磺酸等)、強堿(如甲醇鈉、NaOH和KOH)等。它們雖具有很好的催化活性，但是液體強酸催化劑會造成植物甾醇羥基脫水；強堿易引起皂化反應而造成反應困難和物料損失。此外，這類均相催化劑還有強腐蝕性及不易分離等缺點，催化劑本身和被腐蝕物可能進入植物甾醇酯產(chǎn)品中，嚴重影響產(chǎn)品質量，危害人體健康。

近年來，為了克服液體催化劑不易分離的不足，人們開始使用易分離的高效催化體系，如固體催化劑、離子交換樹脂以及離子液體等。

Valange等(Robles-Manuel?S，Barrault?J，Valange?S.Selective?synthesis?of?phytosterol?esters?from?natural?sterols?and?fatty?methyl?esters?over?Mg-containing?solid?catalysts，Comptes?Rendus?Chimie，2011，14：656-662.)研究以氧化鋁負載不同固體催化劑用于植物甾醇和月桂酸甲酯的酯交換反應制備植物甾醇酯，發(fā)現(xiàn)氧化鋁載體表面酸強度、固體催化劑種類以及煅燒溫度對催化性能以及選擇性都有顯著影響，高溫煅燒的MgO/Al₂O₃的催化活性和選擇性最優(yōu)，植物甾醇酯產(chǎn)率可達93％。但同時發(fā)現(xiàn)，對于部分催化劑體系(如純粹使用商業(yè)Al₂O₃)，在反應溫度(如240℃)下將會導致植物甾醇分子內脫水產(chǎn)生大量共軛雙烯化合物副產(chǎn)物。另外發(fā)現(xiàn)大約有0.005％～0.011％的催化劑流失現(xiàn)象發(fā)生，這些產(chǎn)生的副產(chǎn)物和流失的催化劑將會殘留在產(chǎn)品中，嚴重影響產(chǎn)品質量。

郭濤等直接以自制Al₂O₃為催化劑制備了植物甾醇(植物甾醇酯制備方法的研究，中國油脂，2011，(36)1：53-56)。在Al₂O₃用量0.8％，酸醇摩爾比1.4∶1，反應溫度190℃反應10h，酯化率最高可達99.5％，但其中并沒有考察催化劑的選擇性。