Candida sp.99-125脂肪酶替代催化合成高纯人乳脂替代品的研究

摘要

人乳是供给婴儿最好的食品，脂肪在人乳中含量约为4％，其中98％以上的脂肪以甘油三酯(TAG)形式存在，称为人乳脂(HMF)。HMF可以提供婴儿生长发育所需的能量与必需脂肪酸，HMF中的棕榈酸主要分布在甘油骨架的Sn-2位，而传统婴儿配方奶粉棕榈酸主要分布在Sn-1，3位，这种结构可能在婴儿消化过程中形成钙皂不利于婴儿对钙和能量的吸收，相反，棕榈酸分布在甘油骨架的Sn-2位有利于吸收利用。目前，由于生活压力大等各种原因造成母乳喂养不足或缺乏，使婴儿配方奶粉需求量增大，开发一种与HMF脂肪酸结构和分布类似的人乳脂替代品添加到婴儿配方奶粉中显得尤为重要且在我国具有广阔的发展前景。
　　1、本研究比较了三种商业化脂肪酶和实验室自制脂肪酶催化三棕榈酸甘油酯(PPP)与无水乙醇进行醇解反应合成棕榈酸单甘酯(MPG，包括2-MPG和1，3-MPG)。对醇解反应条件进行了优化，得到的最优醇解条件为:Candida sp.99-125脂肪酶催化，酶添加量15％（占PPP重），底物摩尔比为1∶10，温度为45℃，无水乙醇分7次加入，溶剂添加量为5mL丙酮/g PPP，200 rpm转速，全温振荡反应，反应时间22 h。在此条件下得到的MPG相对含量为30.08％，接近理论值(33％)，产率为91.15％。
　　2、本研究采用两种方法分离纯化MPG:低温溶剂结晶和溶剂分提法。低温溶剂结晶最优的结晶条件为:正己烷-MTBE溶液与反应产物体积质量比20 mL/g，正己烷-MTBE体积比75∶25，结晶3次，每次贮存1h，贮存温度-25℃。此条件下得到的MPG纯度为86.37％，得率为75.79％。溶剂分提的正交试验得到的最优纯化条件为:正己烷与反应产物体积质量比10 mL/g;乙醇-水溶液与反应产物体积质量比15 mL/g;乙醇水溶液中醇-水体积比78∶22。此条件下得到MPG纯度为98.01％，得率为78.03％，优于低温溶剂结晶。
　　3、以前面得到的已纯化的MPG为起始原料与油酸在Candidasp.99-125脂肪酶催化作用下合成OPO型人乳脂替代品。主要研究了有无溶剂体系、酶添加量、底物摩尔比、1.5 h时补加油酸的量、反应时间对酯化反应的影响，得到酯化反应最优条件为:无溶剂体系，脂肪酶量占总底物质量9％，MPG与油酸初始底物摩尔比1/4，反应到1.5 h补加油酸到其总量为初始单甘酯7倍，分子筛占总底物质量20％，反应温度38℃，全温振荡反应，200 rpm，反应时间2h。最优条件下OPO产率65.03％，％Sn-2 P为75.05％，OPO占总甘油三酯含量88.75％，几乎不含PPP、OOO，纯度较高。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 前言

1．2 人乳脂替代品

1．2．1 人乳脂

1．2．2 人乳脂的脂肪酸组成分布

1．2．3 人乳脂的消化吸收

1．2．4 人乳脂营代品

1．3 酶催化合成人乳脂替代品方法

1．3．1 酯交换法

1．3．2 酸解法

1．3．3 醇解法

1．4 Sn-2位单甘酯的合成

1．4．1 化学法

1．4．2 化学酶法

1．4．3 酶法

1．5 单甘酯的分离提纯方法

1．5．1 超临界萃取法

1．5．2 低温溶剂结晶法

1．5．3 柱层析分离

1．5．4 溶剂分提

1．6 结构脂产物检测方法

1．6．1 高效液相色谱法

1．6．2 气相色谱法

1．7 小结

1．8 论文的研究思路与内容

第二章 脂肪酶催化PPP醇解合成2-MPG

2．1 引言

2．2 实验试剂与仪器

2．2．1 实验试剂

2．2．2 实验仪器

2．3 实验方法

2．3．1 PPP碱炼脱酸

2．3．2 醇解反应混合物的气相色谱分析

2．3．3 酶催化醇解反应

2．4 实验结果与讨论

2．4．1 脂肪酶类型对醇解反应的影响

2．4．2 酶添加量对醇解反应的影响

2．4．3 底物摩尔比对反应的影响

2．4．4 温度对醇解反应的影响

2．4．5 溶剂添加量对醇解反应的影响

2．4．6 乙醇分次加入对醇解反应的影响

2．5 小结

第三章 单甘酯的分离纯化

3．1 引言

3．2 实验试剂与仪器

3．2．1 实验试剂

3．2．2 实验仪器

3．3 实验方法

3．3．1 低温结晶法

3．3．2 溶剂分提法

3．3．3 TLC分析分离效果

3．4 实验结果与讨论

3．4．1 低温结晶分离纯化MPG的条件确定

3．4．2 溶剂分提分离纯化MPG的正交试验

3．5 小结

第四章 MPG与油酸酯化反应合成OPO

4．1 引言

4．2 实验试剂与仪器

4．2．1 实验试剂

4．2．2 实验仪器

4．3 实验方法

4．3．1 结构脂脂肪酸分析

4．3．2 酶促酯化反应

4．4 实验结果和讨论

4．4．1 有无溶剂及酶添加量的确定

4．4．2 MPG与油酸底物摩尔比的确定

4．4．3 反应温度的确定

4．4．4 补加油酸量的确定

4．4．5 反应时间的确定

4．5 小结

第五章 结论与建议

5．1 结论

5．1．1 脂肪酶催化PPP的醇解反应

5．1．2 MPG的分离提纯

5．1．3 MPG与油酸酯化反应合成OPO

5．2 创新点

5．3 问题与建议

参考文献

致谢

作者及导师简介