專利名稱：一種1,3-二油酸-2-棕櫚酸甘油三酯的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種1，3-二油酸-2-棕櫚酸甘油三酯的制備方法。
背景技術：
1,3- 二油酸-2-棕櫚酸甘油三酯(OPO)是2008年衛生部新增加的一種新資源食 品，它是類似于母乳脂肪的一種甘油三酯。母乳脂肪中約70%的棕櫚酸連結在甘油三酯的 sn-2位上，而sn-1，3位主要是不飽和脂肪酸。棕櫚酸是人體重要的產能脂肪酸，它在甘油 三酯上的位置對其消化和吸收有很大的影響，sn-2位上的棕櫚酸能以sn-2位單甘脂的形 式被吸收，而sn-1，3位上的棕櫚酸則易與礦物質(鈣、鎂等)形成不溶性的鹽流失掉，同時 也造成礦物質和能量的流失。因此，1,3- 二油酸-2-棕櫚酸甘油三酯作為一種新型的食品 添加劑，具有促進機體對能量吸收，促進鈣、鎂等骨骼礦物質吸收，緩解嬰幼兒便秘等功能。 目前，1，3_ 二油酸-2-棕櫚酸甘油三酯的研究在國外已逐步從實驗室階段轉向工業化生產 和應用，它主要應用于嬰幼兒配方食品中。目前嬰幼兒食品中添加的類母乳脂肪主要是通過幾種植物油脂的混合得到脂肪 酸組成與母乳脂肪相接近的產品，但是由于后者具有特殊的脂肪結構(棕櫚酸主要存在于 Sn-2位上)，以棕櫚油為棕櫚酸為主要來源的混合植物油只能達到脂肪酸組成與母乳脂肪 接近，但不能達到與母乳脂肪相接近的水平。所以尋求一種新的制造類母乳脂肪的方法極 為必要。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種高純度、高效率的1，3_ 二油酸-2-棕櫚酸 甘油三酯的制備方法。為解決上述技術問題，本發明的思路是以棕櫚酸和甘油為起始原料，分別經一步 化學催化，兩步酶催化，高效制備1，3-二油酸-2-棕櫚酸甘油三酯(0P0)。具體技術方案如下一種1，3- 二油酸-2-棕櫚酸甘油三酯的制備方法，該方法包括如下步驟(1)以強酸性或者強堿性樹脂為催化劑，甘油和棕櫚酸進行酯化反應制備三棕櫚 酸甘油酯(PPP)；(2)以1，3位特異性脂肪酶為催化劑，步驟(1)制得的三棕櫚酸甘油酯(PPP)與醇 在有機溶劑中進行醇解反應，制得2-棕櫚酸單甘酯；(3)以1，3位特異性脂肪酶為催化劑，步驟( 制得的2-棕櫚酸單甘酯與油酸或 者油酸酯在有機溶劑中進行酯化反應，制得1，3-二油酸-2-棕櫚酸甘油三酯(0P0)。步驟(1)中，所述的強酸性樹脂為以聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺或聚苯乙烯為惰性 骨架，以磺酸基為功能基團的離子交換樹脂。步驟⑴中，所述的強堿性樹脂為以聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺或聚苯乙烯為惰性 骨架，以季銨基為功能基團的離子交換樹脂。
步驟(1)中，甘油與棕櫚酸的摩爾比為1 3 1 5，催化劑用量為10 50g/ L,反應溫度65 85°C，攪拌轉速200 400轉/分鐘，反應時間18 M小時。經液相色 譜(檢測器為蒸發光散射檢測器(HPLC-ELSD))檢測，棕櫚酸的轉化率可以達到85%以上， 利用分子蒸餾可以獲得含量在94%以上的三棕櫚酸甘油酯(PPP)。步驟⑵和步驟(3)中所述的1，3位特異性脂肪酶為南極假絲酵母脂肪酶、胰脂 肪酶、嗜熱絲孢菌脂肪酶、南極洲念珠菌屬脂肪酶、黑曲霉菌屬(Aspergillus niger)脂肪 酶、少根根霉(Miizopus arrhizus)脂肪酶或米黑根毛霉(lihizomucor miehei)脂肪酶，步 驟( 和步驟(3)中所用的1，3位特異性脂肪酶可以相同或者不同。步驟O)中，所述的醇為甲醇或乙醇，所述的有機溶劑為正己烷。步驟O)中，三棕櫚酸甘油酯與醇的摩爾比為1 2 1 5，三棕櫚酸甘油酯在 溶劑中的濃度為20 400g/L，催化劑用量為10 50g/L，反應溫度為30 55°C，攪拌轉速 為150 500轉/分鐘，反應時間16 M小時。經液相色譜檢測，三棕櫚酸甘油酯的轉化 率可以達到70%以上。采用減壓濃縮可獲得含量在92%以上的2-棕櫚酸單甘酯。步驟(3)中，所述的油酸酯為油酸甲酯、油酸乙酯或油酸丁酯。步驟(3)中，所述的有機溶劑正己烷。步驟(3)中，2-棕櫚酸單甘酯與油酸或者油酸酯的摩爾比為1 2 1 6，2_棕 櫚酸單甘酯在溶劑中的濃度為20 200g/L，催化劑用量為10 50g/L，反應溫度30 550C，攪拌轉速200 500轉/分鐘，反應時間8 12小時。經檢測2-棕櫚酸單甘酯的轉 化率可以達到55%以上。采用溶劑萃取方式，并通過減壓蒸餾可制得含量在60%以上的1， 3- 二油酸-2-棕櫚酸甘油三酯(OPO)。有益效果本發明的積極進步效果在于1、反應原料簡單易得，與目前專利、文獻報道的方法相比，直接以棕櫚酸和甘油 為原料，避免了從油品中提取原料的步驟，可有效的降低成本，并減少能耗與物耗。2、產物含量較高，可以達到60%以上，與目前的制備方法相比，其純度得到了大幅 提高，目前市售產品的含量一般在40%左右。
具體實施例方式根據下述實施例，可以更好地理解本發明。然而，本領域的技術人員容易理解，實 施例所描述的具體的物料配比、工藝條件及其結果僅用于說明本發明，而不應當也不會限 制權利要求書中所詳細描述的本發明。以下實施例中使用的棕櫚酸、甘油、甲醇、乙醇、油酸、油酸甲酯、油酸乙酯和油酸 丁酯均為工業級市售產品；離子交換樹脂也為常規使用產品，可市售獲得或請樹脂公司加 工制造得到；脂肪酶也是通過市售獲得。實施例1將0. 03mol甘油和0. 09mol棕櫚酸，置于80°C恒溫水浴鍋中，加入10g/L(反應體 積按熔融態混合物計)聚丙烯酸酯作為惰性骨架、帶磺酸基的離子交換樹脂混合，攪拌槳 以300轉/分鐘的轉速進行24h的攪拌。反應后，用蒸發光散射檢測器(HPLC-ELSD)檢測， 產物中三棕櫚酸甘油酯的含量為88%，通過分子蒸餾得到含量為96%的三棕櫚酸甘油酯。 將純化后的三棕櫚酸甘油酯與甲醇按摩爾比為1 2混合，正己烷作為溶劑，配制濃度為50g/L(按PPP計)的反應溶液，在溶液中加入20g/L南極假絲酵母脂肪酶(購自西格瑪公 司，酶活為80 120unit/mg)，攪拌轉速為150轉/分鐘，40°C的條件下反應20h，得到2-棕 櫚酸單甘酯，反應后用蒸發光散射檢測器(HPLC-ELSD)檢測，產物中2-棕櫚酸單甘酯的含 量為84 %，采用減壓濃縮，獲得含量為94 %的2-棕櫚酸單甘酯。最后將得到的2-棕櫚酸單 甘酯與油酸按照摩爾比1 2混合，正己烷為溶劑，底物濃度以2-棕櫚酸單甘酯計為25g/ L，30g/L南極假絲酵母脂肪酶(購自西格瑪公司，酶活為80 120imit/mg)為催化劑，攪拌 轉速500轉/分，40°C的條件下反應12小時，經蒸發光散射檢測器(HPLC-ELSD)檢測，產物 中1，3-二油酸-2-棕櫚酸甘油三酯的含量為72%。實施例2將0. 04mol甘油和0. 16mol棕櫚酸，置于75°C恒溫水浴鍋中，加入15g/L(反應體 積按熔融態混合物計)聚丙烯酰胺作為惰性骨架、帶磺酸基的離子交換樹脂混合，攪拌槳 以200轉/分鐘的轉速進行18h的攪拌。反應后，用蒸發光散射檢測器(HPLC-ELSD)檢測， 產物中三棕櫚酸甘油酯的含量為85%，通過分子蒸餾得到純度為94%的三棕櫚酸甘油 酯。將提純后的三棕櫚酸甘油酯與乙醇按摩爾比為1 3混合，正己烷作為溶劑，配制濃度 為60g/L(按PPP計)的反應溶液，在溶液中加入25g/L嗜熱絲孢菌脂肪酶(購自西格瑪公 司，酶活為60 85unit/mg)，攪拌轉速為150轉/分鐘，45°C的條件下反應20h，得到2-棕 櫚酸單甘酯，反應后用蒸發光散射檢測器(HPLC-ELSD)檢測，產物中2-棕櫚酸單甘酯的含 量為83 %，采用減壓濃縮，獲得含量為92 %的2-棕櫚酸單甘酯。最后將得到的2-棕櫚酸單 甘酯與油酸按照摩爾比1 3混合，正己烷為溶劑，底物濃度以2-棕櫚酸單甘酯計為40g/ L，25g/L嗜熱絲孢菌脂肪酶(購自西格瑪公司，酶活為60 85imit/mg)為催化劑，攪拌轉 速200轉/分，50°C的條件下反應12小時，經蒸發光散射檢測器(HPLC-ELSD)檢測，產物中 1,3- 二油酸-2-棕櫚酸甘油三酯的含量為64%。實施例3將0. 04mol甘油和0. 16mol棕櫚酸，置于70°C恒溫水浴鍋中，加入20g/L (反應體 積按熔融態混合物計)聚苯乙烯作為惰性骨架、帶季銨基的離子交換樹脂混合，攪拌槳以 250轉/分鐘的轉速進行20h的攪拌。反應后，用蒸發光散射檢測器(HPLC-ELSD)檢測，產 物中三棕櫚酸甘油酯的含量為86%，通過分子蒸餾得到純度為95%的三棕櫚酸甘油酯。將 提純后的三棕櫚酸甘油酯與甲醇按摩爾比為1 4混合，正己烷作為溶劑，配制濃度為80g/ L(按PPP計)的反應溶液，在溶液中加入25g/L嗜熱絲孢菌脂肪酶(購自西格瑪公司，酶 活為60 85imit/mg)，攪拌轉速為200轉/分鐘，40°C的條件下反應20h，得到2-棕櫚酸 單甘酯，反應后用蒸發光散射檢測器(HPLC-ELSD)檢測，產物中2-棕櫚酸單甘酯的含量為 82%，采用減壓濃縮，獲得含量為93%的2-棕櫚酸單甘酯。最后將得到的2-棕櫚酸單甘 酯與油酸按照摩爾比1 3混合，正己烷為溶劑，底物濃度以2-棕櫚酸單甘酯計為40g/L， 30g/L米黑根毛霉脂肪酶(購自西格瑪公司，酶活為60 85imit/mg)為催化劑，攪拌轉速 200轉/分，50°C的條件下反應8小時，經蒸發光散射檢測器(HPLC-ELSD)檢測，產物中1， 3- 二油酸-2-棕櫚酸甘油三酯的含量為61 %。實施例4將0. 03mol甘油和0. 15mol棕櫚酸，置于65°C恒溫水浴鍋中，加入25g/L(反應 體積按熔融態混合物計)聚丙烯酸酯作為惰性骨架、帶季銨基的離子交換樹脂混合，攪拌槳以350轉/分鐘的轉速進行18h的攪拌。反應后，用蒸發光散射檢測器(HPLC-ELSD)檢 測，產物中三棕櫚酸甘油酯的含量為89%，通過分子蒸餾得到純度為95%的三棕櫚酸甘油 酯。將提純后的三棕櫚酸甘油酯與甲醇按摩爾比為1 4混合，正己烷作為溶劑，配制濃度 為100g/L(按PPP計)的反應溶液，在溶液中加入35g/L黑曲霉菌屬脂肪酶脂肪酶(購自 西格瑪公司，酶活為70 90unit/mg)，攪拌轉速為250轉/分鐘，50°C的條件下反應18h， 得到2-棕櫚酸單甘酯，反應后用蒸發光散射檢測器(HPLC-ELSD)檢測，產物中2-棕櫚酸 單甘酯的含量為79%，采用減壓濃縮，獲得含量為93%的2-棕櫚酸單甘酯。最后將得到 的2-棕櫚酸單甘酯與油酸甲酯按照摩爾比1 4混合，正己烷為溶劑，底物濃度以2-棕 櫚酸單甘酯計為50g/L，35g/L黑曲霉菌屬脂肪酶脂肪酶(購自西格瑪公司，酶活為70 90unit/mg)為催化劑，攪拌轉速400轉/分，55°C的條件下反應10小時，經蒸發光散射檢測 器(HPLC-ELSD)檢測，產物中1，3-二油酸-2-棕櫚酸甘油三酯的含量為66%。 實施例5將0. 03mol甘油和0. 09mol棕櫚酸，置于80°C恒溫水浴鍋中，加入40g/L牛胰脂肪 酶(購自西格瑪公司，酶活為15 40imit/mg)混合，攪拌槳以400轉/分鐘的轉速進行24h 的攪拌。反應后，用蒸發光散射檢測器(HPLC-ELSD)檢測，產物中三棕櫚酸甘油酯的含量為 88%，通過分子蒸餾得到純度為96%的三棕櫚酸甘油酯。將提純后的三棕櫚酸甘油酯與乙 醇按摩爾比為1 5混合，正己烷作為溶劑，配制濃度為100g/L(按PPP計)的反應溶液， 在溶液中加入35g/L南極洲念珠菌屬脂肪酶(購自西格瑪公司，酶活為50 80imit/mg)， 攪拌轉速為300轉/分鐘，45°C的條件下反應18h，得到2-棕櫚酸單甘酯，反應后用蒸發光 散射檢測器(HPLC-ELSD)檢測，產物中2-棕櫚酸單甘酯的含量為78%，采用減壓濃縮，獲得 含量為94%的2-棕櫚酸單甘酯。最后將得到的2-棕櫚酸單甘酯與油酸乙酯按照摩爾比 1 5混合，正己烷為溶劑，底物濃度以2-棕櫚酸單甘酯計為60g/L，35g/L南極洲念珠菌屬 脂肪酶(購自西格瑪公司，酶活為50 80imit/mg)為催化劑，攪拌轉速450轉/分，45°C 的條件下反應12小時，經蒸發光散射檢測器(HPLC-ELSD)檢測，產物中1，3_ 二油酸-2-棕 櫚酸甘油三酯的含量為67%。
權利要求
1.一種1，3-二油酸-2-棕櫚酸甘油三酯的制備方法，其特征在于該方法包括如下步驟(1)以強酸性或者強堿性樹脂為催化劑，甘油和棕櫚酸進行酯化反應制備三棕櫚酸甘 油酯；(2)以1，3位特異性脂肪酶為催化劑，步驟(1)制得的三棕櫚酸甘油酯與醇在有機溶劑 中進行醇解反應，制得2-棕櫚酸單甘酯；(3)以1，3位特異性脂肪酶為催化劑，步驟( 制得的2-棕櫚酸單甘酯與油酸或者油 酸酯在有機溶劑中進行酯化反應，制得1，3-二油酸-2-棕櫚酸甘油三酯。
2.根據權利要求1所述的1，3_二油酸-2-棕櫚酸甘油三酯的制備方法，其特征在于步 驟(1)中，所述的強酸性樹脂為以聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺或聚苯乙烯為惰性骨架，以磺 酸基為功能基團的離子交換樹脂。
3.根據權利要求1所述的1，3-二油酸-2-棕櫚酸甘油三酯的制備方法，其特征在于步 驟(1)中，所述的強堿性樹脂為以聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺或聚苯乙烯為惰性骨架，以季 銨基為功能基團的離子交換樹脂。
4.根據權利要求1 3中任意一項所述的1，3-二油酸-2-棕櫚酸甘油三酯的制備方 法，其特征在于步驟(1)中，甘油與棕櫚酸的摩爾比為1 3 1 5，催化劑用量為10 50g/L，反應溫度65 85°C，攪拌轉速200 400轉/分鐘，反應時間為18 M小時。
5.根據權利要求1所述的1，3_二油酸-2-棕櫚酸甘油三酯的制備方法，其特征在于步 驟(2)和步驟C3)中所述的1，3位特異性脂肪酶為南極假絲酵母脂肪酶、根霉脂肪酶、毛霉 脂肪酶、胰脂肪酶、嗜熱絲孢菌脂肪酶、南極洲念珠菌屬脂肪酶、黑曲霉菌屬脂肪酶、少根根 霉脂肪酶或米黑根毛霉脂肪酶，步驟⑵和步驟⑶中所用的1，3位特異性脂肪酶可以相 同或者不同。
6.根據權利要求1所述的1，3_二油酸-2-棕櫚酸甘油三酯的制備方法，其特征在于步 驟O)中，所述的醇為甲醇或乙醇，所述的有機溶劑為正己烷。
7.根據權利要求1、5或6所述的1，3-二油酸-2-棕櫚酸甘油三酯的制備方法，其特 征在于步驟O)中，三棕櫚酸甘油酯與醇的摩爾比為1 2 1 5，三棕櫚酸甘油酯在溶 劑中的濃度為20 400g/L，催化劑用量為10 50g/L，反應溫度為30 55°C，攪拌轉速為 150 500轉/分鐘，反應時間16 M小時。
8.根據權利要求1所述的1，3_二油酸-2-棕櫚酸甘油三酯的制備方法，其特征在于步 驟(3)中，所述的油酸酯為油酸甲酯、油酸乙酯或油酸丁酯。
9.根據權利要求1所述的1，3_二油酸-2-棕櫚酸甘油三酯的制備方法，其特征在于步 驟(3)中，所述的有機溶劑正己烷。
10.根據權利要求1或9所述的1，3_二油酸-2-棕櫚酸甘油三酯的制備方法，其特征 在于步驟(3)中，2-棕櫚酸單甘酯與油酸或者油酸酯的摩爾比為1 2 1 6，2_棕櫚酸 單甘酯在溶劑中的濃度為20 200g/L，催化劑用量為10 50g/L，反應溫度30 55°C，攪 拌轉速200 500轉/分鐘，反應時間8 12小時。
全文摘要
本發明中公開了一種1，3-二油酸-2-棕櫚酸甘油三酯的制備方法，包括如下步驟(1)以強酸性或者強堿性樹脂為催化劑，甘油和棕櫚酸進行酯化反應制備三棕櫚酸甘油酯；(2)以1，3位特異性脂肪酶為催化劑，步驟(1)制得的三棕櫚酸甘油酯與醇在有機溶劑中進行醇解反應，制得2-棕櫚酸單甘酯；(3)以1，3位特異性脂肪酶為催化劑，步驟(2)制得的2-棕櫚酸單甘酯與油酸或者油酸酯在有機溶劑中進行酯化反應，制得1，3-二油酸-2-棕櫚酸甘油三酯。本發明方法具有產品純度高、效率高、低能耗的特點，易于工業化應用。
文檔編號C07C69/58GK102126950SQ20111002267
公開日2011年7月20日 申請日期2011年1月20日 優先權日2011年1月20日
發明者吳菁嵐, 應漢杰, 柏建新, 沈劼, 熊健, 程利花, 謝婧婧, 陳勇, 陳曉春 申請人:南京工業大學