專利名稱：甘油二酯的制備方法
技術領域：
本發明涉及功能性油脂的制備，具體涉及一種甘油二酯的制備方法。
技術背景甘油二酯(DiacyIglyercrol， DAG)是由甘油與兩個脂肪酸酯化后得到的 產物，主要有兩種異構體l ，3 _甘油二酯與l ，2 -甘油二酯。甘油二酯是油 脂的天然成分，是重要的生物物質,是合成甘油三酯、磷脂和糖脂的前體物質， 也是油脂在體內代謝的中間產物。近年來，許多醫學研究表明甘油二酯具有調節血脂、防止動脈血栓形成、 抑制肝臟脂肪積累、緩解糖尿病腎病、減肥抑制食欲等功能。2001年美國最大 的糧油加工企業ADM公司和日本的KAO(花王)公司成立合資公司ADM Kao LLC， 2003年在美國和日本大量銷售富含DAG的保健油脂EnovaOil，用于色拉、 烹調用油、人造奶油和蛋黃醬。甘油二酯的制備方法主要有化學合成法、酶法和生物發酵法等，其中酶法 由于專一性強、反應條件溫和并且產物純度高而被廣泛研究。現階段酶法制備 甘油二酯主要工藝有甘油三酯水解法和甘油與脂肪酸合成法。用于水解甘油三 酯制備甘油二酯的酶主要是l， 3-特異性脂肪酶和l， 2-特異性脂肪酶，商業化 的微生物脂肪酶多是l， 3-特異性脂肪酶，價格昂貴，這就使得采用脂肪酶工 業化生產甘油二酯比較困難。另外這種脂肪酶水解不僅得到甘油二酯同時得到 甘油一酯，產品純度較低，分離成本高。磷脂酶Al是一類催化水解磷脂分子Sn-l位上酯鍵的酶，水解產物為溶血磷 脂和游離脂肪酸。磷脂酶A1來源很廣泛，可以來源于植物、動物和微生物。目 前沒見有關于用磷脂酶A1催化動物油或植物油水解來制備甘油二酯的報導。發明內容本發明的目的是提供一種具有生產成本低，適于工業生產的甘油二酯的制
備方法。本發明所提供的甘油二酯的制備方法，包括以下步驟(1) 、取50份質量的動物油或植物油、5 30份質量的水和0.03 0.20 份質量的磷脂酶Al混合，在30 70。C下反應2 12小時；然后靜置1 2小 時或離心分層；(2) 、將步驟(1)分層后得到的油層在80 95。C，絕對壓力4000 6000 Pa下干燥30 60分鐘，即得粗甘油二酯。為了得到純度更高的產品，所述的制備方法還可包括以下精制步驟將步 驟(2 )所得的粗甘油二酯在溫度120 160°C、絕對壓力0.1 40 Pa下脫除 游離脂肪酸，即得到精制甘油二酯。其中所述的脫除游離脂肪酸可采用分子蒸 餾設備來脫除。所述步驟(1 )中的動物油或植物油與水的質量比為50:20。所述步驟(1 )中磷脂酶Al的用量為動物油或植物油質量的0. 2%。所述步驟(1 )中反應溫度為4(TC。所述步驟(1 )中反應時間為6小時。所述步驟(2 )中的干燥溫度為95°C。所述步驟(2 )中的干燥時間為45分鐘。所述精制步驟中脫除游離脂肪酸的溫度條件為135°C。所述精制步驟中脫除游離脂肪酸的壓力條件為絕對壓力20 Pa。本發明所述的動物油或植物油主要有大豆油、棕櫚油、葵花籽油、花生油、 菜籽油、玉米油和豬油等，優選大豆油。本發明的制備方法，主要反應原理是動物油或植物油中的甘油三酯在磷脂 酶A1的催化下，水解1-位酯鍵，生成l， 2-Sn-甘油二酯，1， 2-Sn-甘油二酯 通過自身酰基轉移生成l， 3-Sn-甘油二酯。主要反應方程式如下<formula>formula see original document page 4</formula><formula>formula see original document page 5</formula>本發明所用的磷脂酶Al具有專一水解磷脂分子中Sn-l位中的酯鍵，可得 到Sn-l-溶血磷脂和脂肪酸，Sn-l溶血磷脂發生酰基轉移生產更加穩定的 Sn-2-溶血磷脂。同時本發明所采用的磷脂酶Al對于類似底物甘油三酯也有非 常強的活力。因此本發明的方法中采用磷脂酶Al，達到了很好的催化效果。 而磷脂酶A1的價格只有脂肪酸酶的5% 10%，從而使這種方法制備的產品成 本顯著下降，具有良好的工業化應用前景。
具體實施方式
以下提供本發明的幾個實施例，以進一步說明本發明，但本發明的保護范 圍并不僅限于此。以下實施例中所用的磷脂酶Al是丹麥諾維信公司的商品化的磷脂酶Al 液體制劑，商品名為Lecitase Ultra，酶活力單位為10000 U/ml。實施例中 通過測定動物油或植物油的皂化值來確定動物油或植物油脂的分均分子量，計 算出動、植物油脂如果被磷脂酶Al催化完全水解釋放的理論游離脂肪酸的量， 再通過測定B步粗甘油二酯的酸值來確定甘油二酯的含量。甘油二酯含量計算 公式如下-<formula>formula see original document page 5</formula>其中AV為粗甘油二酯酸值，SV為動物油或植物油脂為皂化值。實施例1:稱取100g精煉大豆油于三頸反應器中，加入10g水和0.05g磷脂酶A1。 三頸反應器中間口接攪拌器，左口接冷凝管，右口用磨口塞封閉。將反應溫度 設定在5(TC、整攪拌速度為300r/min下反應4小時。反應結束后，將反應液
倒入分液漏斗靜置60 min分層。上層為油層，下層為水和酶液。放掉下層液 體，將油層轉入燒瓶中，在絕對壓力5000Pa、溫度9(TC下，旋轉蒸發脫水干 燥30 min得到粗甘油二酯。粗甘油二酯經過測定酸值為36.80 mgKOH/g。將粗甘油二酯在135°C、絕對壓力30Pa、攪拌速度300 r/min下通過分子 蒸餾設備蒸餾脫除粗甘油二酯的脂肪酸，得到精制的甘油二酯，純度為 59.93%。實施例2:稱取100g精煉大豆油于三頸反應器中，加入36g水和0.26g磷脂酶A1。 三頸反應器中間口接攪拌器，左口接冷凝管，右口用磨口塞封閉。將反應溫度 設定在40。C、整攪拌速度為300r/min下反應8小時。反應結束后，將反應液 倒入分液漏斗靜置40 min分層。上層為油層，下層為水和酶液。放掉下層液 體，將油層轉入燒瓶中，在絕對壓力4000Pa、溫度8(TC下，旋轉蒸發脫水干 燥40 min得到粗甘油二酯。粗甘油二酯經過測定酸值為53.79 mgKOH/g。將粗甘油二酯在13(TC、絕對壓力20Pa、攪拌速度300 r/min下通過分子 蒸餾設備蒸餾脫除粗甘油二酯的脂肪酸，得到精制的甘油二酯，純度為 87.60%。實施例3:稱取100g精煉花生油于三頸反應器中，加入40g水和0.18g磷脂酶A1。 三頸反應器中間口接攪拌器，左口接冷凝管，右口用磨口塞封閉。將反應溫度 設定在3(TC、整攪拌速度為300 r/min下反應12小時。反應結束后，將反應 液轉入離心機離心分層。上層為油層，下層為水和酶液。放掉下層液體，將油 層轉入燒瓶中，在絕對壓力6000Pa、溫度8(TC下，旋轉蒸發脫水干燥50 min 得到粗甘油二酯。粗甘油二酯經過測定酸值為53.36 mgKOH/g。將粗甘油二酯在14(TC、絕對壓力l Pa、攪拌速度300 r/min下通過分子 蒸餾設備蒸餾脫除粗甘油二酯的脂肪酸，得到精制的甘油二酯，純度為 86.90%。實施例4
稱取100 g精煉菜籽油于三頸反應器中，加入5 g水和0.06 g磷脂酶Al 。三頸反應器中間口接攪拌器，左口接冷凝管，右口用磨口塞封閉。將反應溫度設定在6(TC、整攪拌速度為300 r/min下反應10小時。反應結束后，將反應 液轉入離心機離心分層。上層為油層，下層為水和酶液。放掉下層液體，將油 層轉入燒瓶中，在絕對壓力4000Pa、溫度95t:下，旋轉蒸發脫水干燥30 min 得到粗甘油二酯。粗甘油二酯經過測定酸值為22.97 mgKOH/g。將粗甘油二酯在160°C、絕對壓力40 Pa、攪拌速度300 r/min下通過分子 蒸餾設備蒸餾脫除粗甘油二酯的脂肪酸，得到精制的甘油二酯，純度為 39.26%。實施例5稱取100g精煉棕櫚油于三頸反應器中，加入60g水和0.40g磷脂酶A1。 三頸反應器中間口接攪拌器，左口接冷凝管，右口用磨口塞封閉。將反應溫度 設定在45"C、整攪拌速度為300r/min下反應2小時。反應結束后，將反應液 轉入離心機離心分層。上層為油層，下層為水和酶液。放掉下層液體，將油層 轉入燒瓶中，在絕對壓力5000 Pa、溫度85"C下，旋轉蒸發脫水干燥60 min 得到粗甘油二酯。粗甘油二酯經過測定酸值為40.30 mgKOH/g。將粗甘油二酯在120°C、絕對壓力0.1 Pa、攪拌速度300r/min下通過分子 蒸餾設備蒸餾脫除粗甘油二酯的脂肪酸，得到精制的甘油二酯，純度為 61.51%。實施例6稱取100g精煉玉米油于三頸反應器中，加入45g水和0.12g磷脂酶A1。 三頸反應器中間口接攪拌器，左口接冷凝管，右口用磨口塞封閉。將反應溫度 設定在7(TC、整攪拌速度為300r/min下反應5小時。反應結束后，將反應液 靜置分層90min。上層為油層，下層為水和酶液。放掉下層液體，將油層轉入 燒瓶中，在絕對壓力6000Pa、溫度卯'C下，旋轉蒸發脫水干燥50 min得到粗 甘油二酯。粗甘油二酯經過測定酸值為26.06 mgKOH/g。將粗甘油二酯在150。C、絕對壓力10Pa、攪拌速度300 r/min下通過分子 蒸餾設備蒸餾脫除粗甘油二酯的脂肪酸，得到精制的甘油二酯，純度為44.30%。實施例7稱取100 g精煉豬油于三頸反應器中，加入35 g水和0.30 g磷脂酶Al 。 三頸反應器中間口接攪拌器，左口接冷凝管，右口用磨口塞封閉。將反應溫度 設定在4(TC、整攪拌速度為300r/min下反應8小時。反應結束后，將反應液 轉入離心機離心分層。上層為油層，下層為水和酶液。放掉下層液體，將油層 轉入燒瓶中，在絕對壓力4000 Pa、溫度85。C下，旋轉蒸發脫水干燥40 min 得到粗甘油二酯。粗甘油二酯經過測定酸值為43.76 mgKOH/g。將粗甘油二酯在145r、絕對壓力5 Pa、攪拌速度300 r/min下通過分子 蒸餾設備蒸餾脫除粗甘油二酯的脂肪酸，得到精制的甘油二酯，純度為 70.25%。實施例8稱取100 g精煉葵花籽油于三頸反應器中，加入20 g水和0.25 g磷脂酶 Al。三頸反應器中間口接攪拌器，左口接冷凝管，右口用磨口塞封閉。將反 應溫度設定在45。C、整攪拌速度為300r/min下反應6小時。反應結束后，將 反應液靜置分層120 min。上層為油層，下層為水和酶液。放掉下層液體，將 油層轉入燒瓶中，在絕對壓力6000 Pa、溫度85"C下，旋轉蒸發脫水干燥60 min 得到粗甘油二酯。粗甘油二酯經過測定酸值為46.29 mgKOH/g。將粗甘油二酯在135°C、絕對壓力25 Pa、攪拌速度300 r/min下通過分子 蒸餾設備蒸餾脫除粗甘油二酯的脂肪酸，得到精制的甘油二酯，純度為 74.72%。
權利要求
1、甘油二酯的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(1)、取50份質量的動物油或植物油、5～30份質量的水和0.03～0.20份質量的磷脂酶A1混合，在30～70℃下反應2～12小時；然后靜置1～2小時或離心分層；(2)、將步驟(1)分層后得到的油層在80～95℃，絕對壓力4000～6000Pa下干燥30～60分鐘，即得粗甘油二酯。
2、 根據權利要求1所述的甘油二酯的制備方法，其特征在于，還包括以 下精制步驟將步驟(2)所得的粗甘油二酯在溫度120 16(TC、絕對壓力 0.1 40 Pa下脫除游離脂肪酸，即得到精制甘油二酯。
3、 根據權利要求1所述的甘油二酯的制備方法，其特征在于，所述的植 物油為大豆油。
4、 根據權利要求1所述的甘油二酯的制備方法，其特征在于，所述步驟 (1 )中的動物油或植物油與水的質量比為50:20。
5、 根據權利要求1所述的甘油二酯的制備方法，其特征在于，所述步驟 (1 )中磷脂酶Al的用量為動物油或植物油質量的0. 2%。
6、 根據權利要求l所述的甘油二酯的制備方法，其特征在于，所述步驟 (1 )中反應溫度為4(TC。
7、 根據權利要求1所述的甘油二酯的制備方法，其特征在于，所述步驟 (1 )中反應時間為6小時。
8、 根據權利要求1所述的甘油二酯的制備方法，其特征在于，所述步驟 (2)中的干燥溫度為95。C;所述步驟(2)中的干燥時間為45分鐘。
9、 根據權利要求2所述的甘油二酯的制備方法，其特征在于，所述的脫 除游離脂肪酸是采用分子蒸餾設備蒸餾脫除粗甘油二酯的脂肪酸。
10、根據權利要求2所述的甘油二酯的制備方法，其特征在于，所述脫 除游離脂肪酸的溫度條件為135°C，所述脫除游離脂肪酸的壓力條件為絕對壓 力20 Pa。
全文摘要
本發明涉及功能性油脂的制備，具體涉及一種甘油二酯的制備方法，本發明所述的制備方法，包括以下步驟(1)取50份質量的動物油或植物油、5～30份質量的水和0.03～0.20份質量的磷脂酶Al混合，在30～70℃下反應2～12小時；然后靜置1～2小時或離心分層；(2)將分層后得到的油層在80～95℃，絕對壓力4000～6000Pa下干燥30～60分鐘，即得粗甘油二酯。粗甘油二酯在溫度120～160℃、絕對壓力0.1～40Pa下脫除游離脂肪酸，即得精制甘油二酯。本發明所用磷脂酶Al具有很好的催化效果，同時磷脂酶Al的價格只有脂肪酸酶的5％～10％，因此本方法制備的產品成本顯著下降，在工業上有良好的應用前景。
文檔編號C12P7/62GK101157943SQ20071003027
公開日2008年4月9日 申請日期2007年9月18日 優先權日2007年9月18日
發明者歐仕益, 勇 汪, 謝林云, 趙謀明 申請人:暨南大學;華南理工大學