CN102965405B - 水解酯化法制备含1,3-甘油二酯乳脂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水解酯化法制备含1,3-甘油二酯乳脂的方法，该方法包括以下步骤：（1）取新鲜牛奶，在常温条件下，离心分离，取上层金黄色清亮油状液体，即为乳脂；（2）将乳脂置于容器中，加入基于乳脂质量25%～35%的去离子水，基于乳脂质量0.4%～0.6%的脂肪水解酶，在恒温气浴中搅拌，水解反应；水解产物离心分离，取上层脂肪酸；（3）按3∶1～1.5∶1摩尔比向脂肪酸中加入甘油，混合，再按脂肪酸质量2%～4%的比例加入1,3-特异性脂肪酶，置于反应釜中，震荡反应；取反应液离心分离，弃去底层的脂肪酶和甘油，得到1,3-甘油二酯含量在39%以上的功能乳脂。
Description
技术领域
本发明属于功能性食用乳脂制备技术领域，特别涉及先水解再酯化的方法制备含1,3-甘油二酯乳脂的方法。
背景技术
我国第四次全国营养与健康状况调查表明,中国约有2亿人体重超重,6000多万人患有肥胖症。美国三分之一的成人患肥胖症。在加拿大，一半人口体重超标，患肥胖症人口占13％，欧洲16国肥胖的患病率为15％～30％。据世界卫生组织预测,到2015年,全球将有7亿多成人肥胖。而肥胖与II型糖尿病、心脑血管疾病、某些肿瘤及睡眠呼吸紊乱等疾病有明显的相关关系，抗肥胖已成为健康饮食与保健食品研究的重要领域。
1,3-甘油二酯(1,3-diacylglycerol，DAG) 是油脂的天然成分，由两分子脂肪酸与甘油酯化得到。多数研究表明1,3-甘油二酯具有改善空腹和餐后血脂水平、减少体脂积聚等功能，并且具有长期食用安全性。1,3-甘油二酯已经通过了美国FDA认证，是“世界公认安全(GRAS)”的食品，而且口感、色泽、风味与普通甘油三酯(triacy1g1ycerol，TAG)无异。在日本，1,3-甘油二酯烹饪油已通过日本医学联盟审核，被政府列为具有降低餐后血脂和减肥的保健功能酯。在美国，1,3-甘油二酯可用于涂抹食品组分、沙拉酱、烘焙食品、休闲小吃等食品中。新鲜牛乳中脂肪含量占3%～4%，其中甘油三酯占98%以上。过量摄入动物源性甘油三酯具有引发高血压、动脉粥样硬化等疾病的风险，这在一定程度上限制了牛奶的消费。有效地将牛乳脂肪中甘油三酯转化成具有营养保健功能的1,3-甘油二酯，既具有改善乳脂营养，又具有开发新型功能乳脂的意义。
常见的甘油三酯改性方法基本上都是化学法，存在能耗大、反应条件苛刻，且产品色泽和风味差，限制了其在食品领域的应用。生物酶法因反应较温和、环境友好、选择性较高、产品色泽和风味较好成为食用油脂改性技术的研究重点。现有专利技术“无溶剂体系全酶法制备含1,3-甘油二酯乳脂的方法” (专利申请号：2010105079365)中所使用的方法是一步全酶法，可获得1,3-甘油二酯含量在31%以上的乳脂。
发明内容
为了提高目标产物含量，本发明采用水解酯化法制备含1,3-甘油二酯乳脂的工艺技术路线,先水解牛乳中的脂肪获得脂肪酸，再将脂肪酸与甘油发生酯化反应生成1,3-甘油二酯，使乳脂中1,3-甘油二酯乳脂含量达到39%以上。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
水解酯化法制备含1,3-甘油二酯乳脂的操作步骤如下：
（1）取新鲜牛奶，在转速5000r/min条件下离心分离30 min，取上层金黄色清亮油状液体，即为乳脂；
（2）在乳脂中加入基于乳脂质量25%～35%的去离子水和基于乳脂质量0.4%～0.6%的脂肪水解酶，在45℃～55℃恒温气浴中搅拌水解反应12h～16h；将水解产物在转速5000 r/min条件下离心分离30min，取上层的脂肪酸；
（3）按摩尔比为3:1～1.5:1的比例将脂肪酸和甘油混合，再加入基于脂肪酸质量2%～4%的1,3-特异性脂肪酶，在温度50℃～60℃条件下震荡反应10h～16h；将反应液在转速10000r/min条件下离心分离10min，弃去底层的脂肪酶和甘油，得到富含1,3-甘油二酯的乳脂，乳脂中1,3-甘油二酯的含量达到39%以上。
步骤（2）中所述脂肪水解酶在pH值7.0、温度37℃条件下的酶活性为1200～1300 U/g。
步骤（3）中所述1,3-特异性脂肪酶在pH值6.8、温度37℃条件下的酶活性为500～600 U/g。
本发明采用了全新的酶解工艺，先用酶水解乳脂获得脂肪酸，再经sn-1,3位固定化脂肪酶(商业用酶)酯化获得1,3-甘油二酯乳脂，新工艺技术可使乳脂中1,3-甘油二酯的含量从31%提高到39%以上。本发明具有显著的工艺创新和目标产物大幅度提高的意义。
本发明与现有技术相比具有如下的优点及有益效果：
（1）本发明产物中1,3-甘油二酯的含量可达39%以上。本发明制备条件温和，耗能小，获得的含1,3-甘油二酯的乳脂产品在常温下成金黄色固态，色泽鲜艳，有淡淡的香气，口感润滑；
（2）本发明有效地将牛乳中的甘油三酯转化为1,3-甘油二酯，改善了牛乳的保健功能，使牛乳更适宜于肥胖、高血糖等特殊人群食用；
（3）本发明的制备方法中，除少量添加去离子水、甘油、酶外，未添加其他有毒有害溶剂，反应过程包括酶解和酶法酯化, 没有有毒有害物质产生，所得产物包括可以安全食用的甘油三酯、甘油二酯、单甘脂、脂肪酸，保证了产品的食用安全性和环境友好性；
（4）本发明获得的含1,3-甘油二酯的乳脂产品可改善餐后血脂水平、减少体脂积聚。本产品可用于冰激凌、速溶饮品、焙烤食品等多种食品中，也可在医药、化妆品及化工中应用。
具体实施方式
下面结合具体的实例，对本发明做进一步地说明。
实施例1：
水解酯化法制备含1,3-甘油二酯乳脂的方法包括以下操作步骤：
（1）取新鲜牛奶，在转速5000r/min条件下离心分离30 min，取上层金黄色清亮油状液体，即为乳脂；
（2）在乳脂中加入基于乳脂质量30%的去离子水和基于乳脂质量0.5%的脂肪水解酶，在50℃恒温气浴中搅拌水解反应14h；取水解产物,在转速5000 r/min条件下离心分离30min，取上层脂肪酸；
（3）按摩尔比为2.3:1的比例将脂肪酸和甘油混合，再加入2.5%基于脂肪酸质量的1,3-特异性脂肪酶，在55℃反应釜中震荡反应12.5h；取反应液,在转速10000r/min条件下离心分离10min，弃去底层的脂肪酶和甘油，得到富含1,3-甘油二酯的乳脂；乳脂中1,3-甘油二酯的含量为40.16%。
实施例2：
步骤（1）、（2）同实施例1；
步骤（3）：按摩尔比为1.8:1的比例将脂肪酸和甘油混合，再加入2.8%基于脂肪酸质量的1,3-特异性脂肪酶,在58℃反应釜中震荡反应14h；取反应液,在转速10000r/min条件下离心分离10min，弃去底层的脂肪酶和甘油，得到富含1,3-甘油二酯的乳脂；乳脂中1,3-甘油二酯的含量为39.03%。
实施例3：
步骤（1）、（2）同实施例1；
步骤（3）：按摩尔比为2:1的比例将脂肪酸和甘油混合，再加入3%基于脂肪酸质量的1,3-特异性脂肪酶；在50℃反应釜中震荡反应12h；取反应液,在转速10000r/min条件下离心分离10min，弃去底层的脂肪酶和甘油，得到富含1,3-甘油二酯的乳脂；乳脂中1,3-甘油二酯的含量为39.34%。
实施例4：
步骤（1）、（2）同实施例1；
步骤（3）：按摩尔比为2.5:1的比例将脂肪酸和甘油混合，再加入3.3%基于脂肪酸质量的1,3-特异性脂肪酶；在53℃反应釜中震荡反应13h；取反应液,在转速10000r/min条件下离心分离10min，弃去底层的脂肪酶和甘油，得到富含1,3-甘油二酯的乳脂；乳脂中1,3-甘油二酯的含量为41.73%。
Claims (3)
1.水解酯化法制备含1,3-甘油二酯乳脂的方法，其特征在于包括以下操作步骤：
（1）取新鲜牛奶，在转速5000r/min条件下离心分离30min，取上层金黄色清亮油状液体，即为乳脂；
（2）在乳脂中加入基于乳脂质量25%～35%的去离子水和基于乳脂质量0.4%～0.6%的脂肪水解酶，在45℃～55℃恒温气浴中搅拌水解反应12h～16h；将水解产物,在转速5000r/min条件下离心分离30min，取上层的脂肪酸；
（3）按摩尔比为3:1～1.5:1的比例将脂肪酸和甘油混合，再加入基于脂肪酸质量2%～4%的1,3-特异性脂肪酶，在温度50℃～60℃条件下震荡反应10h～16h；将反应液在转速10000r/min条件下离心分离10min，弃去底层的脂肪酶和甘油，得到富含1,3-甘油二酯的乳脂，乳脂中1,3-甘油二酯的含量为39%以上。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中所述脂肪水解酶在pH值7.0、温度37℃条件下的酶活性为1200～1300U/g。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）中所述1,3-特异性脂肪酶在pH值6.8、温度37℃条件下的酶活性为500～600U/g。
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