專利名稱：基于酶促法合成共軛亞油酸甘油酯類衍生物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種新型共軛亞油酸衍生物。具體講是一種基于酶促方法合成 的共軛亞油酸甘油酯類衍生物，其屬于生物化學領域。
背景技術：
共軛亞油酸(Conjugated linoleic acids, CLA)是十八碳共軛二烯酸的多個位 置和幾何異構(gòu)體的混合物。研究表明共軛亞油酸及其酯類、鹽類衍生物具有抗 癌、降血壓、降血脂、抗動脈粥樣硬化、增加免疫力、減肥等多種有益的生物 活性，因而引起了人們的重視，競相開發(fā)其在食品、醫(yī)藥、飼料工業(yè)的產(chǎn)品。
共軛亞油酸在空氣中不穩(wěn)定，容易發(fā)生氧化變質(zhì)且口感不佳，貨架壽命低。 為了提高其穩(wěn)定性，常將其制備成鹽類或酯類衍生物。但多數(shù)鹽類衍生物的水 溶性差，因而應用范圍比較狹窄。若能將共軛亞油酸轉(zhuǎn)化為酯類衍生物，則其 穩(wěn)定性和口感均會大幅提高，從而將會具有更為廣泛的用途。脂肪酸酯類衍生 物主要包括甘油酯和糖酯類衍生物。其中脂肪酸單甘油酯和甘油二酯均屬于非 離子型表面活性劑，具有良好的乳化能力，因而在食品、醫(yī)藥等領域具有廣泛 的應用前景。但是目前關于共軛亞油酸甘油酯衍生物的合成尚未見報道。
傳統(tǒng)的飽和脂肪酸甘油酯的合成采用均相無溶劑法、相轉(zhuǎn)移催化等化學方 法，所采用的催化劑通常是鈉皂。這些方法的共同特點是需要高溫高壓等苛刻 的條件，單甘油酯、甘油二酯的產(chǎn)率也偏低。由于共軛亞油酸不穩(wěn)定，因而這 些方法均不適合共軛亞油酸甘油酯的合成。 專利內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對目前存在的問題，基于酶促合成方法在常溫常壓下制備共軛亞油酸甘油酯類衍生物，以提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，改善口感，增加共軛亞 油酸產(chǎn)品的品種，擴大應用范圍。
本發(fā)明所述的共軛亞油酸甘油酯類衍生物，主要包括共軛亞油酸單甘油酯、 共軛亞油酸甘油二酯、共軛亞油酸聚甘油酯等。是將富含亞油酸的油脂，經(jīng)堿 異構(gòu)化、分子蒸餾提純后得到較高純度的共軛亞油酸，然后與甘油類化合物經(jīng) 酶促催化合成得到的。
共軛亞油酸甘油酯類衍生物的酶促合成，是按照下列步驟進行的-
(1) 異構(gòu)化在惰性氣體保護下，將富含亞油酸的油脂與堿催化劑在乙二 醇、甘油等高沸點多元醇溶劑中混合均勻，在100。C 20(TC回流反 應，得到共軛亞油酸鹽。
(2) 酸化調(diào)節(jié)PH值1 5，得到混合脂肪酸。
(3) 分子蒸餾提純，得到純度較高的共軛亞油酸。剩余的廢料中主要含硬 脂酸、軟脂酸、油酸等飽和或單不飽和脂肪酸，可作為制皂、合成詞 料、油脂化工等產(chǎn)業(yè)的原料使用。以此實現(xiàn)廢料利用，提高經(jīng)濟效益， 防止環(huán)境污染。
(4) 酶促酯化將甘油類化合物和共軛亞油酸在有機溶劑中混合后，加入
酶催化劑和分子篩，酶用量為共軛亞油酸質(zhì)量的0.2% 8%。惰性氣 體保護下，在20。C 7(TC攪拌反應20 75小時。蒸餾除去有機溶劑， 提純得到共軛亞油酸甘油酯類衍生物。 制備共軛亞油酸甘油酯類衍生物的原料為玉米油、紅花油、葵花籽油等富 含亞油酸的油脂，或直接以共軛亞油酸為原料。
酶促合成中，所用的甘油類化合物為無水甘油、聚甘油、多元醇等化合物。 所用酶可以是從假絲酵母、根霉、腸桿菌、曲霉、假單胞菌、色桿菌、念珠菌、
黏液菌和青霉屬等微生物中提取的脂肪酶，或者是商業(yè)化的脂肪酶。所用的有 機溶劑可以是DMSO、 DMF、叔丁醇、四氫呋喃、乙腈、正己烷、正辛烷、異 辛烷、氯仿、吡啶、苯、甲苯或上述某幾種的混合溶劑。本發(fā)明的優(yōu)點在于利用酶促合成的方法，在常溫常壓下即制備出了共軛亞 油酸甘油酯類衍生物，避免了共軛亞油酸的氧化變質(zhì)。此類衍生物的穩(wěn)定性較 共軛亞油酸有大幅提高，口感也明顯改善。增加了共軛亞油酸產(chǎn)品的品種，應 用范圍得到擴大，可廣泛應用于醫(yī)藥、保健營養(yǎng)品、食品添加劑、功能性飼料 添加劑等領域。由于采用的原料包括玉米油、紅花油等，本發(fā)明同時也為玉米、 紅花等的深加工開辟了 一條新的技術路線。
具體實施例方式
實施例1
共軛亞油酸單甘油酯的合成
(1) 異構(gòu)化將50克KOH加入到600毫升乙二醇中溶解，該堿溶液與 100克玉米油混合均勻，在氮氣流保護下，16(TC回流反應3小時后 冷卻，得到含有共軛亞油酸鹽的混合物。
(2) 酸化采用l.OMHCl溶液酸化脂肪酸鹽混合物，調(diào)節(jié)PH值為3。靜 置分層之后收集上層有機相，水洗至中性，得到混合脂肪酸85克。 氣相色譜分析表明，玉米油中的亞油酸被轉(zhuǎn)化為共軛亞油酸，轉(zhuǎn)化率 達到93%以上。
(3) 分子蒸餾將混合脂肪酸轉(zhuǎn)入分子蒸餾裝置中，控制條件為真空度 5-10Pa，蒸餾溫度在160°C。得到純度為80%左右的共軛亞油酸28 克，產(chǎn)率達到33%左右。
(4) 酶促酯化將上述28克共軛亞油酸溶于800毫升正己烷，加入90克 甘油和2克從假絲酵母中提取的催化劑CY-1和分子篩?；旌暇鶆蚝?充氮密封，在3(TC攪拌24小時。反應結(jié)朿后蒸餾除去正己烷，過柱 分離提純，得到酯化產(chǎn)物20克，其核磁共振氫譜如附

圖1所示。其 中位于6.3 (m， 1H)， 5.9 (m, 1H)， 5.7 (m, 1H)， 5.3 (m， 1H)的信號分別是 共軛亞油酸四個烯氫的化學位移。位于4.2(m, 2H)的信號是甘油酯
結(jié)構(gòu)化學位移。位于4.4(m，2H)的信號是羥基氫的化學位移。這表 明該酯化產(chǎn)物為共軛亞油酸單甘油酯。產(chǎn)率達到50%左右。
實施例2
共軛亞油酸甘油二酯的合成
(1) 異構(gòu)化將50克KOH加入到600亳升乙二醇中溶解，該堿溶液與 100克玉米油混合均勻，在氮氣流保護下，16(TC回流反應3小時后 冷卻，得到含有共軛亞油酸鹽的混合物。
(2) 酸化采用l.OMHCl溶液酸化脂肪酸鹽混合物，調(diào)節(jié)PH值為3。靜 置分層之后收集上層有機相，水洗至中性，得到混合脂肪酸85克。 氣相色譜分析表明，玉米油中的亞油酸被轉(zhuǎn)化為共軛亞油酸，轉(zhuǎn)化率 達到93%以上。
(3) 分子蒸餾將混合脂肪酸轉(zhuǎn)入分子蒸餾裝置中，控制條件為真空度 5-10Pa，蒸餾溫度在15(TC以下。得到純度為80%左右的共軛亞油酸 28克，產(chǎn)率達到33%左右。
(4) 酶促酯化將上述28克共軛亞油酸溶于800毫升正己垸，加入90克 甘油和2克從假絲酵母中提取的催化劑CY-1和分子篩?；旌暇鶆蚝?充氮密封，在3(TC攪拌50小時。反應結(jié)束后蒸餾除去正己烷，過柱 分離提純后得到酯化產(chǎn)物19克，其核磁共振氫譜如附圖2所示。其 中位于6.3 (m， 1H)， 5.9 (m, 1H), 5.7 (m， 1H), 5.3 (m， 1H)的信號分別是 共軛亞油酸四個烯氫的化學位移。位于4.2 (m， 4H)的信號是甘油酯 結(jié)構(gòu)的化學位移。位于4.4 (m, 1H)的信號是羥基氫的化學位移。這 表明該酯化產(chǎn)物為共軛亞油酸甘油二酯。產(chǎn)率達到45%。
實施例3
共軛亞油酸五聚甘油酯的合成
(1) 異構(gòu)化將50克KOH加入到600毫升乙二醇中溶解，該堿溶液與 100克葵花籽油混合均勻，在氮氣流保護下，16(TC回流反應3小時 后冷卻，得到含有共軛亞油酸鹽的混合物。
(2) 酸化采用l.OMHCl溶液酸化脂肪酸鹽混合物，調(diào)節(jié)PH值為3。靜 置分層之后收集上層有機相，水洗至中性，得到混合脂肪酸88克。 氣相色譜分析表明，葵花籽油中的亞油酸被轉(zhuǎn)化為共軛亞油酸，轉(zhuǎn)化 率達到93%以上。
(3) 分子蒸餾將混合脂肪酸轉(zhuǎn)入分子蒸餾裝置中，控制條件為真空度 5-10Pa，蒸餾溫度在160°C。得到純度為80%左右的共軛亞油酸24 克，產(chǎn)率達到30%左右。
(4) 酶促酯化將上述24克共軛亞油酸溶于800毫升吡啶，加入100克 五聚甘油和2克從根霉中提取的酶催化劑CY-2和分子篩?；旌暇鶆?后充氮密封，在42'C攪拌48小時。反應結(jié)束后蒸餾除去吡啶，過柱 分離提純后得到共軛亞油酸五聚甘油酯39克，產(chǎn)率達到40%以上。
實施例4
共軛亞油酸山梨醇酯的合成
(1) 異構(gòu)化將50克KOH加入到600毫升乙二醇中溶解，該堿溶液與 100克葵花籽油混合均勻，在氮氣流保護下，160'C回流反應3小時 后冷卻，得到含有共軛亞油酸鹽的混合物。
(2) 酸化采用l.OMHCl溶液酸化脂肪酸鹽混合物，調(diào)節(jié)PH值為3。靜 置分層之后收集上層有機相，水洗至中性，得到混合脂肪酸88克。 氣相色譜分析表明，葵花籽油中的亞油酸被轉(zhuǎn)化為共軛亞油酸，轉(zhuǎn)化 率達到93%以上。
(3) 分子蒸餾將混合脂肪酸轉(zhuǎn)入分子蒸餾裝置中，控制條件為真空度
5-10Pa,蒸餾溫度在160°C。得到純度為80%左右的共軛亞油酸24克，產(chǎn)率達到30%左右。 (4)酶促酯化將上述24克共軛亞油酸溶于800毫升吡啶，加入80克山 梨醇和2克酶催化劑CY-3和分子篩?；旌暇鶆蚝蟪涞芊?，在4(TC 攪拌48小時。反應結(jié)束后蒸餾除去吡啶，過柱分離提純后得到共軛 亞油酸山梨醇酯21克，產(chǎn)率達到40%以上。
權利要求
1.基于酶促合成方法制備的共軛亞油酸甘油酯類衍生物，主要包括共軛亞油酸單甘油酯、共軛亞油酸甘油二酯和共軛亞油酸聚甘油酯。其特征在于是將富含亞油酸的油脂經(jīng)堿異構(gòu)化、分子蒸餾提純后得到較高純度的共軛亞油酸，然后與甘油類化合物經(jīng)酶促催化反應，得到共軛亞油酸甘油酯類衍生物。
2. 根據(jù)權利要求1所述的共軛亞油酸甘油酯類衍生物，其特征在于按照下列 步驟合成(1) 異構(gòu)化在惰性氣體保護下，將富含亞油酸的油脂與堿催化劑在乙二醇或甘油等高沸點多元醇溶劑中混合均勻，在100℃ 200℃回流反應，得到共軛亞油酸鹽。(2) 酸化調(diào)節(jié)PH值1 5，得到混合脂肪酸。(3) 分子蒸餾提純，得到純度較高的共軛亞油酸。(4) 酶促酯化將甘油類化合物和上述共軛亞油酸在有機溶劑中混合后，加入酶催化劑和分子篩，惰性氣體保護下在20℃ 70℃攪拌反應 20 75小時。蒸餾除去有機溶劑，提純得到共軛亞油酸甘油酯類衍 生物。
3. 根據(jù)權利要求2所述的共軛亞油酸甘油酯類衍生物的合成方法，其特征在 于制備該產(chǎn)品的原料為玉米油、紅花油、葵花籽油等富含亞油酸的油脂， 或直接以共軛亞油酸為原料。
4. 根據(jù)權利要求2所述的共軛亞油酸甘油酯類衍生物的合成方法，其特征在于所用的甘油類化合物為無水甘油、聚甘油、多元醇等。
5. 根據(jù)權利要求2所述的共軛亞油酸甘油酯類衍生物的合成方法，其特征在于所用酶可以是從假絲酵母、根霉、腸桿菌、曲霉、假單胞菌、色桿菌、念珠菌、黏液菌和青霉屬等微生物中提取的脂肪酶，或直接應用商品化脂 肪酶作為催化劑。
6. 根據(jù)權利要求2所述的共軛亞油酸甘油酯類衍生物的合成方法，其特征在 于所用的有機溶劑可以是DMSO、 DMF、叔丁醇、四氫呋喃、乙腈、 正己烷、正辛垸、異辛烷、氯仿、吡啶、苯、甲苯或上述某幾種的混合溶 劑。
7. 根據(jù)權利要求1所述的共軛亞油酸甘油酯類衍生物在抗腫瘤、抗高脂血 癥、減肥、增強免疫力等的藥品或在食品、營養(yǎng)品、奶制品等作為添加劑 的應用。
8. 根據(jù)權利要求1所述的共軛亞油酸甘油酯類衍生物在豬、雞、魚等動物飼 料中作為添加劑的應用。
全文摘要
本發(fā)明涉及共軛亞油酸甘油酯類衍生物，主要包括共軛亞油酸單甘油酯、共軛亞油酸甘油二酯和共軛亞油酸聚甘油酯。該類產(chǎn)品是以富含亞油酸的油脂為原料，經(jīng)堿異構(gòu)化、分子蒸餾提純后得到較高純度的共軛亞油酸，然后與甘油類化合物經(jīng)酶促催化反應，在常溫常壓下制備得到的。本產(chǎn)品的穩(wěn)定性較共軛亞油酸有大幅提高，口感明顯改善，可廣泛應用于醫(yī)藥、營養(yǎng)保健品、食品添加劑、功能性飼料添加劑等領域。
文檔編號C12P7/64GK101200741SQ20061015650
公開日2008年6月18日 申請日期2006年12月14日 優(yōu)先權日2006年12月14日
發(fā)明者瑩 曹, 林 楊, 陳振宇, 陳競男, 高紅麗 申請人:河南師范大學;香港中文大學