[發明專利]一種基于酶反應器的質構磷脂制備方法

有效

• 申請號: 201210276840.1
• 申請日: 2012-08-06
• 公開（公告）號: CN102827887A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 彭述輝;李小林;熊波;徐振林;黃利華;張挺
• 申請（專利權）人: 廣州城市職業學院;廣州海莎生物科技有限公司
• 主分類號: C12P9/00
• 分類號: C12P9/00;C12M1/40;C12M1/04
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛;任重

技術領域

本發明屬于質構磷脂的制備技術領域，具體涉及一種基于酶反應器的質構磷脂制備方法。

背景技術

磷脂是分子中含有一個或多個磷酸基的、并且有極性的復合脂質之一。它們廣泛地存在于微生物界、植物界和動物界，是構成生物膜的基本成分之一，與和生命有關的各類物質代謝活動都有關。但磷脂分子中的飽和脂肪酸會提高血液中有害的膽固醇含量，攝入過多會對人體健康造成威脅。

質構磷脂是在酶的催化作用下、通過酯交換反應將中碳鏈油脂、共軛亞油酸、植物甾醇或n-3系列多不飽和脂肪酸等不飽和脂肪酸引入磷脂分子中，替換磷脂分子中的飽和脂肪酸而獲得，目前具有重要的研究價值和日益廣泛的實用推廣應用需求。但現有大規模生產質構磷脂存在著轉化率低、溫度不易控制、操作繁瑣、成本高等缺陷。

研究發現，反應器對提高酶法反應轉化率具有重要的作用。《化學工業與工程》2001年第6期鄭成的文章“應用不同形式反應器對蔗渣酶水解的研究”，采用釜式反應器和固定床反應器，作為纖維素酶酶解纖維素制備低聚糖的反應器。釜式反應器結構簡單、操作靈活，但是該方法反應時間較長、能源消耗量大而且產物轉化率較低；固定化床反應器反應具有成本低、酶回收容易、操作簡單、轉化率較高等優點，然而固定床反應器傳熱性能較差，反應器內部溫度較難控制；《食品與機械》2008年第1期王文杰的文章“酶膜反應器中水解大豆分離蛋白的研究”，采用截留分子量10kDa切向流過濾酶膜反應器，作為大豆分離蛋白的酶解反應器制備小分子大豆多肽。該方法工藝簡單、產品產率較高。但是該方法亦存在酶泄露和酶活性下降等缺陷，導致反應效率下降和生產成本增加。申請號為201120017106.4的實用新型專利“酶反應器”，設計制作了一種攪拌式的反應器，反應器內部溫度分布較為均勻，即便局部溫度瞬間過高，也可通過攪拌將溫度降低，但是該反應器有效容積減小，不適于大規模的生產。也沒有針對質構磷脂制備過程中的物料加入和流出的順序和方式、物料加入速度、冷卻手段進行綜合設計。目前未見適宜的針對質構磷脂的制備反應專門提供的酶反應器。

發明內容

本發明的目的是克服現有質構磷脂制備技術中轉化率低、不易控制、不適于大規模生產等技術不足，提供一種基于酶反應器的質構磷脂制備方法，本發明方法轉化率高、控制方便、運行成本低廉，而且適用于質構磷脂的大規模生產。

本發明的目的通過以下技術方案予以實現：

提供一種基于酶反應器的質構磷脂制備方法，包括以下步驟：

（1）提供和準備一種質構磷脂酶法反應器，反應器包括反應罐與外夾套；外夾套包裹于反應罐的外側，外夾套上設有冷卻水入口和冷卻水出口，冷卻水從此冷卻水入口進入外夾套，流經整個外夾套冷卻反應罐后從冷卻水出口流出；

反應罐設有物料入口，用于向反應罐中添加按照一定比例混合的磷脂和不飽和脂肪酸勻液；設有加酶口，催化酶（脂肪酶或磷脂酶）按一定比例從加酶口進入反應罐；設有空氣入口和空氣分布器，凈化空氣從空氣入口進入設于反應罐內的空氣分布器，空氣分布器上具有若干小孔，將空氣分散為均勻的小氣泡進入反應罐；設有空氣出口，用于反應罐內空氣的排出；設有一個物料出口，用于反應液的排出；

（2）物料按照比例混合均勻后，從反應罐的物料入口進入反應罐，物料進料的速度為1～2m/s，按混合物料中磷脂質量的10～20%的比例從加酶口向反應罐加入催化用酶（脂肪酶或磷脂酶）；

（3）凈化空氣從空氣入口進入反應罐，空氣流速優選為1～3m/s，凈化空氣從空氣入口經空氣分布器分布成為均勻的氣泡進入反應液，多余的空氣從空氣出口排出；

所述空氣分布器上的小孔孔徑優選為2～4cm；分布密度優選為150～400個/m²；更為優選地，所述空氣分布器上的小孔孔徑為2.4～3.2cm。

優選地，步驟（2）所述物料進料的速度為1.2～1.6m/s；

優選地，步驟（3）所述空氣流速為1.5～2.5m/s；

按照本發明所述空氣分布器的設置以及空氣流速的選擇，反應液在反應器內實現以并流的方式進行充分地循環；

（4）冷卻水從冷卻水入口閥通入外夾套，冷卻水的流速度為1～3m/s，冷卻水從冷卻水出口閥排出，起到冷卻反應器內部溫度的作用；

（5）反應結束后，反應液從物料出口流出，反應液流出的速度為1～2m/s。