石油醚介质体系中酶法制备1,3－甘油二酯工艺

摘要

一种石油醚介质体系中酶法制备1，3－甘油二酯工艺，甘油二酯技术领域。工艺步骤为：将摩尔比为1∶0.5～1∶3的甘油和脂肪酸供体，基于脂肪酸供体质量20～200％的石油醚，基于脂肪酸供体质量2～20％的脂肪酶，基于游离脂肪酸质量10－100％的3分子筛，一起装入适于酶反应的任何生化反应器中混合均匀，温度控制在30～65℃，反应1～5小时，甘油到甘油二酯的转化率达到70～95％，生成的甘油二酯中1，3－甘油二酯的含量达到80％。脂肪酶可以为某单一脂肪酶，也可以为不同性能脂肪酶的组合。优点在于，降低了反应体系的粘度，强化了底物之间的传质效果，有效地促进了反应的进行，从而提高了脂肪酶的催化效率。

说明书

技术领域

本发明涉及甘油二酯技术领域，特别涉及一种石油醚介质体系中酶法制备1，3-甘油二酯工艺，以石油醚作为反应介质，脂肪酶催化甘油与不同脂肪酸供体进行酯化反应高效生产1，3-甘油二酯。

背景技术

甘油二酯是一种只具有两个脂肪酸链的脂肪分子，有两种同分异构体，即1，2-甘油二酯和1，3-甘油二酯。近年来的研究发现，1，3-甘油二酯在人体内的吸收代谢方式和甘油三酯及1，2-甘油二酯的不同。甘油三酯和1，2-甘油二酯均为经消化酶消化后生成单甘酯和游离脂肪酸，二者吸收进入血液后，很大部分重新合成甘油三酯。而1，3-甘油二酯经消化酶作用后生成甘油和游离脂肪酸，二者在体内转化成能量。因此，食用含有1，3-甘油二酯的油脂具有防止体重增加的效果。甘油二酯还可用作乳化剂、脂肪塑性改进剂或用作食品、药物、化妆品等的基质。

甘油酯化法合成甘油二酯是比较常用的方法，但甘油黏度大，亲水性强，在无溶剂体系中，甘油及脂肪酸供体在体系中互溶性差，传质效果不好，酶促转化效率低；本发明提出以石油醚作为反应介质，脂肪酸供体可以很好的溶解在石油醚中，石油醚的引入降低了反应体系的粘度，强化了底物之间的传质效果；而且，以石油醚作为反应介质，同其它反应介质如正己烷相比，反应生成的甘油二酯中1，3-甘油二酯的含量显著升高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石油醚介质体系中酶法制备1，3-甘油二酯工艺，是采用石油醚作为反应介质，使反应生成的甘油二酯中1，3-甘油二酯的含量显著升高。

本发明提出以石油醚作为反应介质制备甘油二酯的方法。工艺步骤为：将摩尔比为1∶0.5～1∶3的甘油和脂肪酸供体，基于脂肪酸供体质量20～200％的石油醚，基于脂肪酸供体质量2～20％的脂肪酶，基于脂肪酸供体中游离脂肪酸质量10％-100％的分子筛，一起装入适于酶反应的任何生化反应器中混合均匀，温度控制在30～65℃，连续反应1～5小时，甘油到甘油二酯的转化率达到70～95％，生成的甘油二酯中1，3-甘油二酯的含量达到80％以上。脂肪酶可以为某单一脂肪酶，也可以为不同性能脂肪酶的组合。

所述脂肪酶为生物脂肪酶，包括来源于Candida antarctica、Thermomyceslanuginosus、Rhizomucor miehei或Rhizopus oryza的脂肪酶。

所述脂肪酸供体为脂肪酸、脂肪酸短链酯或者两者的混合物。

所述脂肪酸为具有10～22个碳原子的脂肪酸中的一种或一种以上的混合物。

所述脂肪酸短链酯为上述脂肪酸的甲酯、乙酯、丙酯、丁酯、戊酯中的一种或一种以上的混合物。

本发明的有益效果是采用石油醚作为反应介质，降低了反应体系的粘度，强化了底物之间的传质效果，有效地促进了反应的进行，从而提高了脂肪酶的催化效率。尤其是石油醚作为反应介质，同以往的酯化制备甘油二酯的方法相比，1，3-甘油二酯的含量显著升高。

具体实施方式

下面通过实施例来进一步说明本发明。

实施例1

将摩尔比为1∶1的甘油和棕榈酸，基于游离脂肪酸质量50％的分子筛，以及基于棕榈酸质量100％的石油醚，装入具塞三角瓶中混合均匀，并置于可自动控温的往复摇床中加热至50℃后，加入基于棕榈酸质量5％的固定化脂肪酶Novozym 435(来源于Candida antarctica)，反应2小时，甘油到甘油二酯的转化率达到95％，其中1，3-甘油二酯占90％。

实施例2

将摩尔比为1∶0.5的甘油和脂肪酸甲酯，以及基于脂肪酸甲酯质量150％的石油醚，装入具塞三角瓶中混合均匀，并置于可自动控温的往复摇床中加热至50℃后，加入基于脂肪酸甲酯质量6％的固定化脂肪酶Lipozyme TL IM(来源于Thermomyceslanuginosus)，反应4小时，甘油到甘油二酯的转化率达到90％，其中1，3-甘油二酯占85％。

实施例3

将摩尔比为1∶2的甘油和油酸，基于游离脂肪酸质量50％的分子筛，以及基于油酸质量20％的石油醚，装入具塞三角瓶中混合均匀，并置于可自动控温的往复摇床中加热至60℃后，加入基于油酸质量10％的固定化脂肪酶Lipozyme RM IM(来源于Rhizomucor miehe)，反应4小时，甘油到甘油二酯的转化率达到95％，其中1，3-甘油二酯占90％。

实施例4

将摩尔比为1∶3的甘油和脂肪酸乙酯，以及基于脂肪酸乙酯质量50％的石油醚，装入具塞三角瓶中混合均匀，并置于可自动控温的往复摇床中加热至30℃后，加入基于脂肪酸乙酯质量10％的固定化脂肪酶Lipozyme TL IM，反应5小时，甘油到甘油二酯的转化率达到85％，其中1，3-甘油二酯占80％。

实施例5

将摩尔比为1∶3的甘油和酸化油(含脂肪酸80％)，基于游离脂肪酸质量20％的分子筛，以及基于硬脂酸质量80％的石油醚，装入具塞三角瓶中混合均匀，并置于可自动控温的往复摇床中加热至65℃后，加入基于硬脂酸质量2％的固定化脂肪酶Novo 435，反应3小时，甘油到甘油二酯的转化率达到80％，其中1，3-甘油二酯占90％。

实施例6

将摩尔比为1∶1的甘油和脂肪酸酯(脂肪酸乙酯和丙酯的混合物)，以及基于脂肪酸丙酯质量200％的石油醚，装入具塞三角瓶中混合均匀，并置于可自动控温的往复摇床中加热至40℃后，加入基于脂肪酸丙酯质量10％的固定化脂肪酶Lipozyme RMIM，反应1小时，甘油到甘油二酯的转化率达到90％，其中1，3-甘油二酯占90％。

实施例7

将摩尔比为1∶1的甘油和脂肪酸(油酸和棕榈酸的混合物)，基于游离脂肪酸质量50％的分子筛，以及基于油酸质量100％的石油醚，装入具塞三角瓶中混合均匀，并置于可自动控温的往复摇床中加热至50℃后，加入基于油酸质量2％的固定化脂肪酶Novo 435和5％的固定化脂肪酶Lipozyme TL IM，反应3小时，甘油到甘油二酯的转化率达到90％，其中1，3-甘油二酯占85％。

实施例8

将摩尔比为1∶2的甘油和脂肪酸甲酯，以及基于脂肪酸甲酯质量150％的石油醚，装入具塞三角瓶中混合均匀，并置于可自动控温的往复摇床中加热至55℃后，加入基于脂肪酸甲酯质量1％的固定化脂肪酶Novo 435和4％的固定化脂肪酶LipozymeRM IM，反应3小时，甘油到甘油二酯的转化率达到95％，其中1，3-甘油二酯占80％。

实施例9

将摩尔比为1∶3的甘油和油酸，基于游离脂肪酸质量100％的分子筛，以及基于油酸质量200％的石油醚，装入具塞三角瓶中混合均匀，并置于可自动控温的往复摇床中加热至60℃后，加入基于油酸质量2％的固定化脂肪酶Lipozyme TL IM和3％的固定化脂肪酶Lipozyme RM IM，反应2小时，甘油到甘油二酯的转化率达到85％，其中1，3-甘油二酯占90％。