本技術(shù)涉及油脂領(lǐng)域,具體涉及制備甘油二酯的方法。
背景技術(shù):
1、甘油二酯(dag)是甘油三酯(tag)中一個脂肪酸被羥基取代的結(jié)構(gòu)脂質(zhì)。dag是油脂的天然成分,也是體內(nèi)脂肪代謝的中間產(chǎn)物,它是公認安全(gras)的食品成分。由于dag和tag在體內(nèi)代謝路徑不同,自上世紀80年代開始,dag的有益功能即受到關(guān)注。大量動物實驗和臨床實驗證明,膳食dag具有減少內(nèi)臟脂肪、抑制體重增加、降低血脂等作用。
2、dag合成工藝有很多種,可以通過化學法,也可以通過酶法。酶法與化學法相比,反應條件溫和,是近年來dag合成的主流工藝。通過脂肪酶催化合成dag主要有以下幾條路徑:(1)脂肪酸與甘油酯化法;(2)tag與甘油酶法甘油解;(3)tag部分水解;(4)tag與mag酯交換。酯化和甘油解是產(chǎn)業(yè)界常用的兩種手段。酯化法路徑長,成本高,常用做高含量dag的合成路徑;酶法甘油解則是目前產(chǎn)業(yè)界最常用的合成低含量dag的方法。但由于底物之一為甘油,極性很強,與油互溶性差,非均一相,原料的均一程度不僅影響反應效率,而且過量的甘油也會對酶的催化活性產(chǎn)生很大的影響。為減少甘油對酶法甘油解反應中對酶活和反應效率的影響,降低酶活損失,提高酶重復使用壽命,前人也提出了各種改進措施,因這種黏度大不互溶的底物一般也不建議采用填充床進行反應,因此改進主要是針對批次反應,譬如(1)酶的固定化載體升級,能解決甘油大量吸附酶成團的問題,但原料均一性仍然受到挑戰(zhàn);(2)添加有機溶劑或離子液體等手段,為底物創(chuàng)造共溶環(huán)境,但實際產(chǎn)業(yè)化過程中溶劑的使用和回收對工廠設計和建設要求非常高;(3)反應前將甘油預先吸附到載體硅膠上,再添加到反應體系中,甘油逐步釋放,但產(chǎn)業(yè)化如何分離需待商榷;(4)原料體系中添加乳化劑,但產(chǎn)品中是否能使用添加劑受到嚴格的法規(guī)限制,且乳化劑的存在可能會影響產(chǎn)品的澄清透明度;(5)設計鼓泡式反應器,使得原料與酶充分接觸。酶反應產(chǎn)業(yè)化優(yōu)選填充床式反應器最為普遍,高效率、易操作、結(jié)構(gòu)簡單,但與批次反應不同的是,批次反應可以通過攪拌、震蕩使得原料與酶充分接觸,而填充床式反應,原料中甘油與油本身混合度差,不均一,即使攪拌或是均質(zhì),甘油也極易分層,沉積在原料的底部,再經(jīng)過輸送,甘油與油分層現(xiàn)象更為嚴重,導致經(jīng)過柱床時油與甘油與酶無法充分接觸,無法充分反應,未反應的甘油逐漸被酶吸附,對酶活有影響,且dag得率低下,影響產(chǎn)業(yè)化效率。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明發(fā)明人通過大量實驗研究發(fā)現(xiàn),通過對原料底物進行處理,原料底物在填充床式反應器中進行反應制備得到甘油二酯。該方法有效地解決酶法甘油解填充床式反應原料均一性的問題,提高產(chǎn)物中甘油二酯指數(shù),使得產(chǎn)物中甘油二酯指數(shù)能達到我國新資源食品甘油二酯中dag含量限定要求(40%)。
2、本發(fā)明的第一方面,提供一種酶法制備甘油二酯組合物的方法,所述方法包括如下步驟:
3、(1)底物油與甘油進行混合得到反應混合物;
4、(2)對反應混合物進行低溫均質(zhì)處理,所述低溫為-5~10℃,處理后的樣品溫度控制在10-25℃;
5、(3)反應混合物靜置,
6、(4)步驟(3)中的反應混合物進入填充酶反應柱,反應;得到反應產(chǎn)物。
7、所述底物油為常溫下為液態(tài)的油脂。
8、在本發(fā)明的一個或多個具體實施例中,所述底物油選自豆油、玉米油、稻米油、葵花籽油、菜籽油、花生油、小麥胚芽油、核桃油、橄欖油、亞麻油、芝麻油、茶油、紅花籽油、油莎豆油、棕櫚液油、中長鏈脂肪酸酯、稻米油、棕櫚仁液油、棉籽油、紫蘇籽油、蓖麻籽油、椰子油、橄欖油、烏桕籽油、扁桃仁油、杏仁油、月見草籽油、榛子油、南瓜籽油、胡桃油、葡萄籽油、玻璃苣籽油、沙棘籽油、番茄籽油、南瓜籽油、澳洲堅果油中的一種或多種。
9、在本發(fā)明的一個或多個具體實施例中,所述中長鏈脂肪酸酯中所述中鏈脂肪酸是碳原子數(shù)為6~12的直鏈飽和脂肪酸。
10、在本發(fā)明的一個或多個具體實施例中,所述中長鏈脂肪酸酯中所述長鏈脂肪酸是一元長鏈脂肪酸或多元長鏈脂肪酸,優(yōu)選一元長鏈脂肪酸。
11、在本發(fā)明的一個或多個具體實施例中,所述長鏈脂肪酸是碳原子數(shù)為14~24的直鏈飽和或不飽和脂肪酸。
12、在本發(fā)明的一個或多個具體實施例中,所述底物油與甘油摩爾比為2:1-1:1。
13、在本發(fā)明的一個或多個具體實施例中,所述低溫均質(zhì)處理是在冰水浴、鹽水浴、干冰、液氮下進行均質(zhì)處理。
14、在本發(fā)明的一個或多個具體實施例中,所述均質(zhì)處理的均質(zhì)速度為10000-20000rpm。
15、在本發(fā)明的一個或多個具體實施例中,所述均質(zhì)處理的均質(zhì)時間為5-15min。
16、在本發(fā)明的一個或多個具體實施例中,以反應混合物的總質(zhì)量計,在所述步驟(1)中所述的反應混合物中含有0.25-0.75%的水。
17、在本發(fā)明的一個或多個具體實施例中,所述步驟(4)中的反應為甘油解反應。
18、在本發(fā)明的一個或多個具體實施例中,所述甘油解反應溫度為50-70℃。
19、在本發(fā)明的一個或多個具體實施例中,所述甘油解反應中反應混合物的進料速度為每小時毫升數(shù)為酶質(zhì)量克數(shù)的0.5-1倍。
20、在本發(fā)明的一個或多個具體實施例中,所述填充酶反應柱中填充的酶為脂肪酶。
21、在本發(fā)明的一個或多個具體實施例中,所述脂肪酶選自豬胰脂肪酶、疏綿狀嗜熱絲孢菌(thermomyces?lanuginosus)、米黑毛霉(mucormiehei)、螢光假單胞菌(pseudomonas?fluorescens)、黑曲霉(aspergillus?niger)、米黑根毛霉(rhizomucormiehei)、解脂假絲酵母(candida?lipolytica)、根霉(rhizopus?sp.)、南極假絲酵母(candida?antarctica)以及它們的基因改造菌種的脂肪酶中的一種或多種的混合物;優(yōu)選的,所述脂肪酶為來自疏綿狀嗜熱絲孢菌(thermomyces?lanuginosus)、米黑根毛霉(rhizomucor?miehei)、米根霉(rhizopus?oryzae)、南極假絲酵母(candida?antarctica)的脂肪酶中的一種或多種。
22、在本發(fā)明的一個或多個具體實施例中,所述步驟(4)中的反應混合物的進樣溫度為室溫以上,優(yōu)選20-70℃。
23、在本發(fā)明的一個或多個具體實施例中,所述甘油二酯組合物的dag指數(shù)為40-50%,所述dag指數(shù)為甘油二酯的重量與甘油二酯和甘油三酯的總重量的比值。
24、在本發(fā)明的一個或多個具體實施例中,所述甘油二酯組合物的dag指數(shù)為40-49%,所述dag指數(shù)為甘油二酯的重量與甘油二酯和甘油三酯的總重量的比值。
25、本發(fā)明的第二方面,提供一種甘油二酯組合物,所述組合物由本發(fā)明第一方面所述的方法制備得到。
26、在本發(fā)明的一個或多個具體實施例中,所述甘油二酯組合物的dag指數(shù)為40-50%,所述dag指數(shù)為甘油二酯的重量與甘油二酯和甘油三酯的總重量的比值。
27、在本發(fā)明的一個或多個具體實施例中,所述甘油二酯組合物的dag指數(shù)為40-49%,所述dag指數(shù)為甘油二酯的重量與甘油二酯和甘油三酯的總重量的比值。
28、本發(fā)明的第三方面,提供一種油脂組合物,所述組合物包含本發(fā)明所述的甘油二酯組合物。
29、本發(fā)明的第四方面,提供一種提高原料底物的穩(wěn)定性的方法,所述方法包括如下步驟:
30、(1)底物油與甘油進行混合得到反應混合物;
31、(2)對反應混合物進行低溫均質(zhì)處理,所述低溫為-5~10℃,處理后的樣品溫度控制在10-25℃;
32、(3)反應混合物靜置。
33、技術(shù)效果
34、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明方法處理的原料在長時間內(nèi)不分層,甘油不析出,進柱后減少由于甘油過量對酶的包裹導致的酶活降低,并且植物油、甘油與酶能均一接觸反應,提高dag得率,從而解決酶法甘油解填充床式反應原料均一性的問題,提高產(chǎn)物中甘油二酯指數(shù),使得產(chǎn)物中甘油二酯指數(shù)能達到我國新資源食品甘油二酯中dag含量限定要求(40%)。