一种甘油酯型pufa的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种甘油酯型PUFA的制备方法。
【背景技术】
[0002]多不饱和脂肪酸(PUFA) —般是指含有两个或两个以上双键且碳链长度为18?22个碳原子的直链脂肪酸。对人体具有特殊生理功能的常见PUFA主要有二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳六烯酸(DHA)、二十碳五烯酸(DPA)、花生四烯酸(AA)、十八碳四烯酸(SDA)、α -亚麻酸(ALA)、γ -亚麻酸(GLA)。PUFA因具有独特的生理功能，在功能性食品、医药、保健品领域有着越来越多的应用。这些PUFA多来源于海洋鱼油、藻油或某些植物油。但是这些来源的产品中PUFA的含量较低，特别是海洋鱼油和藻油中的PUFA含量一般均不高于50%，它们同时还含有大量的其他脂肪酸。这些脂肪酸的存在，在一定程度上影响了PUFA的生物利用效率；因此，一般采用深加工的技术将PUFA以脂肪酸或者脂肪酸短链醇酯的方式富集出来，其PUFA含量可以达到85%以上。但是由于脂肪酸型或者甲酯、乙酯型的PUFA制品其氧化稳定性差，不是油脂的最佳存储和应用形式。研究表明甘油酯型的PUFA性质稳定，生物利用度高，而且更广泛适用于在食品加工中应用；因此，甘油酯型PUFA产品的制备工艺受到越来越广泛的重视。
[0003]由于PUFA性质较为活泼，很容易发生氧化或异构化而失去其生理活性，因此，目前制备甘油酯型PUFA多采用制备条件比较温和的酶催化的方法。脂肪酶根据对甘油酯位置的催化特异性，人们经常将脂肪酶分为Sn-1，3位特异性脂肪酶和非特异性脂肪酶，很多文献中对脂肪酶这样进行描述。但是，目前工业中已经广泛使用的脂肪酶，在制备PUFA甘油酯的过程中均表现出Sn-1，3位特异性，完全的非特异脂肪酶目前尚未发现，不同的脂肪酶之间只是位置特异性强弱的差别。这就使得在酶催化PUFA制备过程中，产物的过量积累抑制了酶的催化效率，从而导致了 PUFA酰基供体的转化率低、甘油酯中甘油三酯含量低的问题。为了解决这个问题，一般采用延长反应时间、提高反应温度或增加酶的添加量的方法来进行。在生产过程中，延长反应时间极大地降低了设备的生产能力；提高反应温度对酶的活力和PUFA的稳定性都有显著的不利影响；由于脂肪酶的价格昂贵，增加酶的用量会降低单位质量酶的使用效率，使得该产品的生产成本升高。
【发明内容】
[0004]针对现有甘油酯型PUFA制备方法酶反应效率低、底物转化率不高、甘油酯中甘油三酯含量低的问题，本发明的目的是提供一种甘油酯型PUFA的快速制备方法。在本发明中，通过在物料与酶接触反应后添加热处理过程，将抑制酶反应进行的产物转化为有利于反应继续进行的形式，消除了反应混合物中产物对酶反应的抑制作用，大大缩短了脂肪酶催化制备甘油酯型PUFA所需的反应时间。该方法制备的甘油酯型PUFA产品，PUFA的转化率可以达到90 %以上，甘油酯中甘油三酯含量可以达到60 %以上。
[0005]本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现:
[0006]—种甘油酯型PUFA的制备方法，包括如下步骤:
[0007](l)PUFA的酰基供体与甘油混合后，与固定化脂肪酶接触进行反应，整个反应置于真空条件下；
[0008](2)将步骤⑴反应后的物料于90?120°C热处理至少1.5nmin，n = (150_T)/20，Τ为热处理的温度；将物料冷却至步骤(1)的反应温度后，再加入步骤(1)的混合物料中，循环步骤⑴和⑵的反应；
[0009](3)当反应基本达到平衡，分离反应产物，回收油相，最后对油相进行纯化，获得甘油酯型的PUFA产物。
[0010]优选地，步骤⑴所述PUFA的酰基供体与甘油的摩尔比为1.0?2.5。
[0011]优选地，步骤(1)所述反应的温度为45?55°C，反应时间不低于5min。
[0012]优选地，步骤(2)所述热处理温度为100?110°C，热处理时间为2.5?8min。
[0013]优选地，所述PUFA的酰基供体为富含PUFA的脂肪酸或脂肪酸短链醇酯。
[0014]优选地，所述真空条件为反应系统的压强为lOOPa以下。
[0015]所述脂肪酶为来源于根酶属、曲霉属、毛酶属、细菌、酵母菌、动物胰脏中的一种或两种以上的混合物。
[0016]所述的分离过程可以是分子蒸馏、溶剂萃取、碱中和、也可以是两种以上上述分离方法的联合。
[0017]本课题组研究发现，利用脂肪酶催化制备甘油酯型PUFA的过程中，脂肪酶的甘油酯位置专一性(或选择性)是限制催化效率、PUFA酰基供体的主要影响因素。但是由于商品化的固定化脂肪酶均具有显著的甘油酯位置专一性，在催化PUFA酰基供体和甘油反应制备PUFA甘油酯时，PUFA的酰基优先结合在甘油的Sn-1，3位上，产生了 PUFA的Sn_l，3形式的甘油二酯，这一速率远远大于PUFA结合在甘油Sn-2位的速率，限制了甘油三酯的形成，也降低了酶反应效率。目前的解决方向一是通过脂肪酶的分子改造，这一途径目前尚未有成果；另一方向是通过生产工艺的设计降低酶反应产物中Sn-1，3甘油二酯的比例，消除酶反应的底物抑制，从而实现甘油酯型PUFA产品的酶法快速制备。本发明研究发现，相对于其他降低酶反应产物中Sn-1，3甘油二酯比例的方法，通过适宜的热处理温度，同时控制在该温度下的保留时间可以显著提高酶催化效率，缩短物料转化的时间，提高底物的利用率；同时，该方案简单易行，在工业上具有良好的应用前景。
[0018]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:
[0019](1)本发明对酶反应后的产物进行热处理，通过将酶反应产物异构化，解除酶反应的产物抑制效应，提高了酶反应的催化效率，缩短了制备甘油酯型PUFA产品所需的时间。
[0020](2)用本发明方法制造的甘油酯型PUFA产品，提高了 PUFA的转化率，甘油酯产物中甘油三酯的含量在65%以上，PUFA酰基供体的转化率在95%以上，在实际应用中具有更好的经济性和环保性。
【附图说明】
[0021]图1为本发明方法的流程图；1物料罐2搅拌电机3流量计4过料栗5填充床酶反应器6压力表7热处理装置8冷却装置。
【具体实施方式】
[0022]以下通过实施例更详细地介绍本发明的实施。在所述实施例中，所有百分比均以质量计。
[0023]实施例1
[0024]将10Kg PUFA浓缩物(来