專利名稱：一種用超臨界CO₂為溶解劑生物酶法催化合成植物甾醇酯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用超臨界co2為溶解劑生物酶法催化合成植物留醇酯的方法。
背景技術(shù)：
留醇是留族化合物其中的一類，主要包括谷留醇、豆留醇、菜油留醇、菜籽甾 醇等。植物油脂中的留醇絕大多數(shù)是谷留醇。作為一種天然的有機(jī)化合物，植物甾醇 主要由植物油脂加工副產(chǎn)物提純而成。近年來經(jīng)研究表明，植物留醇是一類具有生理活性 的物質(zhì)，廣泛地運(yùn)用于醫(yī)藥、食品、化妝品等行業(yè)，動物生長劑、植物生長激素以及化工、紡 織等各個領(lǐng)域。人體本身并不能合成植物留醇，必須從外界攝取。植物油、谷類、水果和蔬菜等中 含有豐富的植物甾醇(植物油中植物甾醇的含量為200 900mg/100g油脂)。由于食用油 是人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚氖称?，所以，補(bǔ)充植物留醇的最佳方法就是食用植物留醇含 量較高的植物油及其制品。大量的動物實(shí)驗(yàn)和人體臨床試驗(yàn)的數(shù)據(jù)有力地證明，植物甾醇 可以有效地降低血液中的膽固醇含量，從而降低心腦血管疾病的產(chǎn)生，是一種行之有效的 保健食品。國際營養(yǎng)學(xué)會推薦的未來十大功能性營養(yǎng)成分中就包括植物甾醇。雖然植物留醇具有降低血清膽留醇水平的功效，但游離植物留醇在水和油脂中的 低溶解性限制了它在食品中的實(shí)際作用。植物留醇酯在植物油脂中的含量非常少，但是植 物甾醇酯有更優(yōu)的脂親和性和更佳的降膽固醇效果。這不僅方便留醇在含脂食品中的傳 遞，生物利用率高，溶解度好，還可以改善產(chǎn)品的外觀及口感，因此備受青睞。臨床試驗(yàn)表 明，成人每天只要攝入1. 3g以上植物留醇酯即可達(dá)到降低膽固醇的目的。超臨界狀態(tài)下植物留醇和脂肪酶的溶解度顯著增加。反應(yīng)過程中，NOVOZym435脂 肪酶更易作用于甘三酯的sn-3位，酶解其上的脂肪酸。一方面，酶解下來的脂肪酸的羧基 與植物留醇的c-3位羥基反應(yīng)生成脂肪酸留醇酯；另一方面，植物留醇與甘二酯sn-3位反 應(yīng)生成甘二酯留醇酯。Novozym 435脂肪酶專一地作用于酶解下來的游離脂肪酸和甘二酯， 有效地減少副反應(yīng)的放生，使酯化率相對常規(guī)方法提高5%以上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有常規(guī)合成方法中反應(yīng)時間長，合成溫度高，以及酯交換過程 中的有機(jī)溶劑殘留問題，從而提出了 一種用超臨界co2為溶解劑，生物酶法酯交換合成植物 甾醇酯的方法。本發(fā)明的步驟如下步驟一反應(yīng)前的處理在不銹鋼高壓釜中加入22. 5 29. 5g植物油脂樣品， 7. 5 0. 5g植物甾醇，同時加入0. 3g Novozym 435脂肪酶作為催化劑，再加入攪拌磁珠；步驟二 試漏向不銹鋼高壓釜中注入C02氣體，進(jìn)行試漏；步驟三置換氣體用C02置換不銹鋼高壓釜中的空氣3 5次，其壓力小于
34. 5MPa ；步驟四充C02 向不銹鋼高壓釜中充入C02氣體，壓力為6 lOMPa，使其在反應(yīng) 溫度下處于超臨界狀態(tài)；步驟五加熱采用加熱器對不銹鋼高壓釜進(jìn)行加熱，加熱溫度升至到55 95°C;步驟六進(jìn)行反應(yīng)在恒溫恒壓的條件下開動磁力攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)/分， 反應(yīng)時間為0. 5 4h ；步驟七反應(yīng)結(jié)束反應(yīng)結(jié)束后使不銹鋼高壓釜冷卻至室溫，放出氣體，打開不銹 鋼高壓釜，取出得到反應(yīng)產(chǎn)物，經(jīng)離心分離后得到產(chǎn)品。本發(fā)明中的溶解劑是超臨界CCV流體，一種流體當(dāng)處在高于其臨界點(diǎn)的溫度和壓 力下，被稱之為超臨界流體，它既具有與氣體相似的密度、粘度、擴(kuò)散系數(shù)等物性，又兼有與 液體相近的特性，是處于氣態(tài)和液態(tài)之間的中間狀態(tài)的物質(zhì)。超臨界ccv流體作為溶解劑， 其具有臨界密度大，臨界溫度低，臨界壓力低，無毒無害，來源廣泛，價格低廉等特點(diǎn)。在整 個酯交換過程中沒有有害溶劑加入，從而避免了有害溶劑殘留的問題。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式的步驟如下步驟一反應(yīng)前的處理在不銹鋼高壓釜中加入22. 5 29. 5g植物油脂樣品， 7. 5 0. 5g植物甾醇，同時加入0. 3g Novozym 435脂肪酶作為催化劑，再加入攪拌磁珠；步驟二 試漏向不銹鋼高壓釜中注入C02氣體，進(jìn)行試漏；步驟三置換氣體用C02置換不銹鋼高壓釜中的空氣3 5次，其壓力小于 4. 5MPa ；步驟四充C02 向不銹鋼高壓釜中充入C02氣體，壓力為6 lOMPa，使其在反應(yīng) 溫度下處于超臨界狀態(tài)；步驟五加熱采用加熱器對不銹鋼高壓釜進(jìn)行加熱，加熱溫度升至到55 95°C;步驟六進(jìn)行反應(yīng)在恒溫恒壓的條件下開動磁力攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)/分， 反應(yīng)時間為0. 5 4h ；步驟七反應(yīng)結(jié)束反應(yīng)結(jié)束后使不銹鋼高壓釜冷卻至室溫，放出氣體，打開不銹 鋼高壓釜，取出得到反應(yīng)產(chǎn)物，經(jīng)離心分離后得到產(chǎn)品。本實(shí)施方式中采用的設(shè)備為DF-101s集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，LD4-2A低速 離心機(jī)，150mL高壓反應(yīng)釜。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同點(diǎn)在于步驟一中加入的植物 油脂樣品為28. 5g，植物留醇為1. 5g，其它組成和步驟與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同點(diǎn)在于步驟四中充入0)2氣 體的壓力為8 9MPa。其它組成和步驟與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同點(diǎn)在于步驟四中充入0)2氣 體的壓力為8MPa。其它組成和步驟與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同點(diǎn)在于步驟五中的加熱溫度 升至55 85°C。其它組成和步驟與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同點(diǎn)在于步驟五中的加熱溫度升至85°C。其它組成和步驟與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同點(diǎn)在于步驟六中的反應(yīng)時間 為0. 5 lh。其它組成和步驟與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同點(diǎn)在于步驟六中的反應(yīng)時間 為lh。其它組成和步驟與具體實(shí)施方式
一相同。
權(quán)利要求
一種用超臨界CO2為溶解劑生物酶法催化合成植物甾醇酯的方法，其特征在于它的步驟如下步驟一反應(yīng)前的處理在不銹鋼高壓釜中加入22.5～29.5g植物油脂樣品，7.5～0.5g植物甾醇，同時加入0.3g Novozym 435脂肪酶作為催化劑，再加入攪拌磁珠；步驟二試漏向不銹鋼高壓釜中注入CO2氣體，進(jìn)行試漏；步驟三置換氣體用CO2置換不銹鋼高壓釜中的空氣3～5次，其壓力小于4.5MPa；步驟四充CO2向不銹鋼高壓釜中充入CO2氣體，壓力為6～10MPa，使其在反應(yīng)溫度下處于超臨界狀態(tài)；步驟五加熱采用加熱器對不銹鋼高壓釜進(jìn)行加熱，加熱溫度升至到55～95℃；步驟六進(jìn)行反應(yīng)在恒溫恒壓的條件下開動磁力攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)/分，反應(yīng)時間為0.5～4h；步驟七反應(yīng)結(jié)束反應(yīng)結(jié)束后使不銹鋼高壓釜冷卻至室溫，放出氣體，打開不銹鋼高壓釜，取出得到反應(yīng)產(chǎn)物，經(jīng)離心分離后得到產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用超臨界CO2為溶解劑生物酶法催化合成植物留醇酯的 方法，其特征在于步驟一中加入的植物油脂樣品為28. 5g，植物留醇為1. 5g。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用超臨界CO2為溶解劑生物酶法催化合成植物留醇酯的 方法，其特征在于步驟四中充入CO2氣體的壓力為8 9MPa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用超臨界CO2為溶解劑生物酶法催化合成植物留醇酯的 方法，其特征在于步驟四中充入CO2氣體的壓力為8MPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用超臨界CO2為溶解劑生物酶法催化合成植物留醇酯的 方法，其特征在于步驟五中的加熱溫度升至55 85°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用超臨界CO2為溶解劑生物酶法催化合成植物留醇酯的 方法，其特征在于步驟五中的加熱溫度升至85°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用超臨界CO2為溶解劑生物酶法催化合成植物留醇酯的 方法，其特征在于步驟六中的反應(yīng)時間為0. 5 lh。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用超臨界CO2為溶解劑生物酶法催化合成植物留醇酯的 方法，其特征在于步驟六中的反應(yīng)時間為lh。
全文摘要
一種用超臨界CO2為溶解劑，采用生物酶法合成植物甾醇酯的方法。本發(fā)明涉及油脂與植物甾醇進(jìn)行酯交換合成植物甾醇酯的反應(yīng)方法。本發(fā)明的步驟如下一、反應(yīng)物的準(zhǔn)備；二、通入CO2試漏；三、調(diào)整溫度、攪拌速度，進(jìn)行反應(yīng)；四、離心得到植物甾醇酯。由于反應(yīng)物在超臨界CO2流體中的溶解度大，分別使脂肪酶和植物甾醇在植物油中的溶解度增加。使酶更易作用于甘三酯sn-3位脂肪酸，酶解下來的脂肪酸和甘二酯分別與植物甾醇反應(yīng)生成脂肪酸甾醇酯和甘二酯甾醇酯，且無任何溶劑添加，得到的甾醇酯轉(zhuǎn)換率較常規(guī)方法提高5％以上。
文檔編號C12P33/00GK101838675SQ20101017130
公開日2010年9月22日 申請日期2010年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月13日
發(fā)明者于殿宇, 周曉丹, 常云鶴, 朱秀清, 江連洲, 王立琦, 王騰宇, 胡立志 申請人:東北農(nóng)業(yè)大學(xué)