基于酶促法合成共轭亚油酸糖酯类衍生物.pdf

本发明涉及共轭亚油酸糖酯类衍生物，主要包括共轭亚油酸葡萄糖酯、共轭亚油酸麦芽糖酯、共轭亚油酸乳糖酯、共轭亚油酸海藻糖酯、共轭亚油酸蔗糖酯、共轭亚油酸阿拉伯糖酯、共轭亚油酸果糖酯、共轭亚油酸半乳糖酯、共轭亚油酸甘露糖酯等。该类产品是以富含亚油酸的油脂为原料，经碱异构化、分子蒸馏提纯后得到较高纯度的共轭亚油酸，然后与糖类化合物经酶促催化反应，在常温常压下制备得到的。本类产品较共轭亚油酸更为稳定，货架期大幅提高。口感明显改善，扩大了应用范围，可广泛应用于医药、营养保健品、食品添加剂、功能性饲料添加剂等领域。

1.  基于酶促合成方法制备的共轭亚油酸糖酯类衍生物，包括共轭亚油酸葡萄糖酯、共轭亚油酸麦芽糖酯、共轭亚油酸乳糖酯、共轭亚油酸海藻糖酯、共轭亚油酸蔗糖酯、共轭亚油酸阿拉伯糖酯、共轭亚油酸果糖酯、共轭亚油酸半乳糖酯、共轭亚油酸甘露糖酯等。其特征在于：是将富含亚油酸的油脂经碱异构化、分子蒸馏提纯后得到较高纯度的共轭亚油酸，与各种糖类经酶促催化反应，合成共轭亚油酸糖酯类衍生物。

2.  根据权利要求1所述的共轭亚油酸糖酯类衍生物，其特征在于按照下列步骤合成：
(1)异构化：在惰性气体保护下，将富含亚油酸的油脂与碱催化剂在乙二醇、甘油等高沸点多元醇溶剂中混合均匀，在100℃～200℃回流反应，得到共轭亚油酸盐。
(2)酸化：调节PH值为1～5，得到混合脂肪酸。
(3)分子蒸馏提纯，使共轭亚油酸纯度达到80％以上。
(4)酶促酯化：将糖类化合物和上述共轭亚油酸在有机溶剂中混合后，加入适量酶催化剂和分子筛。惰性气体保护下在30℃～70℃搅拌反应20～90小时。蒸馏除去有机溶剂，提纯后得到共轭亚油酸糖酯类衍生物。

3.  根据权利要求2所述的共轭亚油酸糖酯类衍生物的合成，其特征在于：制备该产品的原料为玉米油、红花油、葵花籽油等富含亚油酸的油脂，或直接以共轭亚油酸为原料。

4.  根据权利要求2所述的共轭亚油酸糖酯类衍生物的合成，其特征在于，所用的糖类化合物可以是葡萄糖、麦芽糖、乳糖、海藻糖、蔗糖、阿拉伯糖、果糖、半乳糖、甘露糖等。

5.  根据权利要求2所述的共轭亚油酸糖酯类衍生物的合成，其特征在于：所用酶可以是从假丝酵母、根霉、肠杆菌、曲霉、假单胞菌、色杆菌、念珠菌、黏液菌和青霉属等微生物中提取的脂肪酶。或直接应用商品化脂肪酶作为催化剂。

6.  根据权利要求2所述的共轭亚油酸糖酯类衍生物的合成方法，其特征在于：所用的有机溶剂可以是DMSO、DMF、叔丁醇、四氢呋喃、乙腈、正己烷、正辛烷、异辛烷、氯仿、吡啶、苯、甲苯或上述某几种的混合溶剂。

7.  根据权利要求1所述的共轭亚油酸糖酯类衍生物在抗肿瘤、抗高脂血症、减肥、增强免疫力等的药品或在食品、营养品、奶制品等作为添加剂的应用。

8.  根据权利要求1所述的共轭亚油酸糖酯类衍生物在动物饲料中作为添加剂的应用。

基于酶促法合成共轭亚油酸糖酯类衍生物
技术领域
本发明涉及一种新型共轭亚油酸衍生物。具体讲是一种基于酶促方法合成的共轭亚油酸糖酯类衍生物，其属于生物化学领域。
背景技术
共轭亚油酸(Conjugated linoleic acids，CLA)是十八碳共轭二烯酸的多个位置和几何异构体的混合物。研究表明共轭亚油酸以及其酯类、盐类衍生物具有抗癌、降血压、降血脂、抗动脉粥样硬化、增加免疫力、减肥等多种有益的生物活性，因而引起了人们的重视，竞相开发其在食品、医药、饲料工业的产品。
共轭亚油酸在空气中不稳定，容易发生氧化变质且口感不佳，货架寿命低。为了提高其稳定性，常将其制备成盐类或酯类衍生物。但多数盐类衍生物的水溶性差，因而应用范围比较狭窄。若能将共轭亚油酸转化为糖酯类衍生物，则其稳定性和口感均会大幅提高。同时由于脂肪酸糖酯类衍生物均具有良好的乳化能力，从而将会在食品、医药等领域具有更为广泛的应用前景。但目前尚未有关制备共轭亚油酸糖酯类衍生物的报道。
传统的饱和脂肪酸糖酯类的合成采用均相无溶剂法、相转移催化等化学方法，所采用的催化剂通常是钠皂。由于糖环上-OH众多，化学法的缺点在于选择性差，糖酯产率低。且由于化学法需要在高温高压等苛刻条件进行。而共轭亚油酸不稳定，因此化学法均不适合共轭亚油酸糖酯的合成。
专利内容
本发明的目的在于针对目前存在的问题，基于酶促合成方法在常温常压下制备共轭亚油酸糖酯类衍生物，避免共轭亚油酸的氧化变质，提高其稳定性，改善口感。增加共轭亚油酸产品的品种，扩大应用范围。
本发明所述的共轭亚油酸糖酯类衍生物，包括共轭亚油酸葡萄糖酯、共轭亚油酸麦芽糖酯、共轭亚油酸乳糖酯、共轭亚油酸海藻糖酯、共轭亚油酸蔗糖酯、共轭亚油酸阿拉伯糖酯、共轭亚油酸果糖酯、共轭亚油酸半乳糖酯、共轭亚油酸甘露糖酯等。是将富含亚油酸的油脂经碱异构化、提纯后得到较高纯度的共轭亚油酸，然后与各种糖类化合物发生酶促催化反应，合成得到共轭亚油酸糖酯类衍生物。
共轭亚油酸糖酯类衍生物的酶促合成，是按照下列步骤进行的：
(1)异构化：在惰性气体保护下，将富含亚油酸的油脂与碱催化剂在乙二醇、甘油等高沸点多元醇溶剂中混合均匀，在100℃～200℃回流反应，得到共轭亚油酸盐。
(2)酸化：调节PH值为1～5，得到混合脂肪酸。
(3)分子蒸馏提纯，使共轭亚油酸纯度达到80％以上。剩余的废料中主要含硬脂酸、软脂酸、油酸等饱和或单不饱和脂肪酸，可作为制皂、合成饲料、油脂化工等产业的原料使用。以此实现废料利用，提高经济效益，防止环境污染。
(4)酶促酯化：将糖类化合物和上述共轭亚油酸在有机溶剂中混合后，加入适量酶催化剂和分子筛，酶用量为共轭亚油酸质量的0.5％～10％。惰性气体保护下在30℃～70℃搅拌反应20～90小时。蒸馏除去有机溶剂，提纯后得到共轭亚油酸糖酯类衍生物。
制备共轭亚油酸糖酯类衍生物的原料为玉米油、红花油、葵花籽油等富含亚油酸的油脂，或直接以共轭亚油酸为原料。
酶促合成中，所用的酶可以是从假丝酵母、根霉、肠杆菌、曲霉、假单胞菌、色杆菌、念珠菌、黏液菌和青霉属等微生物中提取的脂肪酶，或直接应用商业化脂肪酶。所用的糖类化合物可以是蔗糖、麦芽糖、乳糖、海藻糖、葡萄糖、阿拉伯糖、果糖、半乳糖、甘露糖等。所用的有机溶剂可以是DMSO、DMF、叔丁醇、四氢呋喃、乙腈、正己烷、正辛烷、异辛烷、氯仿、吡啶、苯、甲苯或上述某几种的混合溶剂。
本发明的优点在于利用酶促合成方法，在常温常压下即制备出了共轭亚油酸糖酯类衍生物，避免了共轭亚油酸的氧化变质。所得到的共轭亚油酸糖酯类衍生物，其稳定性得到提高，口感也有明显改善。增加了共轭亚油酸产品的种类，扩大了应用范围。可应用于保健营养品、食品添加剂、功能性饲料添加剂及医药等领域。由于采用的原料包括玉米油、红花油等，本发明同时也为玉米、红花等作物的深加工开辟了一条新的技术路线。
具体实施例
实施例1
共轭亚油酸葡萄糖酯的合成
(1)异构化：将50克KOH加入到600毫升乙二醇中溶解，该碱溶液与100克玉米油混合均匀，在氮气流保护下，160℃回流反应2小时后冷却，得到含有共轭亚油酸盐的混合物。
(2)酸化：采用1.0M HCl溶液酸化脂肪酸盐混合物，调节PH值为3。静置分层之后收集上层有机相，水洗至中性，得到混合脂肪酸85克。气相色谱分析表明，玉米油中的亚油酸被转化为共轭亚油酸，转化率达到93％以上。
(3)分子蒸馏：将混合脂肪酸转入分子蒸馏装置中，控制条件为真空度5-10Pa，蒸馏温度在150℃以下。得到纯度为80％左右的共轭亚油酸28克。产率达到33％左右。
(4)酶促酯化：将上述28克共轭亚油酸溶于800毫升正己烷，加入50克葡萄糖、50克分子筛和2克从假丝酵母中提取的催化剂CY-1。混合均匀后充氮密封，在30℃搅拌33小时。反应结束后蒸馏除去正己烷，过柱分离提纯后得到酯化产物20克，其核磁共振氢谱如附图所示。其中位于6.3(m，1H)，5.9(m，1H)，5.7(m，1H)，5.3(m，1H)的信号分别是共轭亚油酸四个烯氢的化学位移。位于4.18(m，2H)的信号是酯键结构的化学位移。这表明该酯化产物为共轭亚油酸葡萄糖单酯。其产率达到49％。
实施例2
共轭亚油酸蔗糖酯的合成
(1)异构化：将50克KOH加入到600毫升乙二醇中溶解，该碱溶液与100克玉米油混合均匀，在氮气流保护下，160℃回流反应2小时后冷却，得到含有共轭亚油酸盐的混合物。
(2)酸化：采用1.0M HCl溶液酸化脂肪酸盐混合物，调节PH值为3。静置分层之后收集上层有机相，水洗至中性，得到混合脂肪酸85克。气相色谱分析表明，玉米油中的亚油酸被转化为共轭亚油酸，转化率达到93％以上。
(3)分子蒸馏：将混合脂肪酸转入分子蒸馏装置中，控制条件为真空度5-10Pa，蒸馏温度在150℃以下。得到纯度为80％左右的共轭亚油酸28克。产率达到33％左右。
(4)酶促酯化：将上述28克共轭亚油酸溶于800毫升正己烷，加入90克蔗糖、50克分子筛和2克从假丝酵母中提取的催化剂CY-1。混合均匀后充氮密封，在30℃搅拌65小时。反应结束后蒸馏除去正己烷，过柱分离提纯后得到共轭亚油酸蔗糖酯31克，酶促反应的产率达到45％。
实施例3
共轭亚油酸半乳糖酯的合成
(1)异构化：将50克KOH加入到600毫升乙二醇中溶解，该碱溶液与100克玉米油混合均匀，在氮气流保护下，160℃回流反应2小时后冷却，得到含有共轭亚油酸盐的混合物。
(2)酸化：采用1.0M HCl溶液酸化脂肪酸盐混合物，调节PH值为3。静置分层之后收集上层有机相，水洗至中性，得到混合脂肪酸85克。气相色谱分析表明，玉米油中的亚油酸被转化为共轭亚油酸，转化率达到93％以上。
(3)分子蒸馏：将混合脂肪酸转入分子蒸馏装置中，控制条件为真空度5-10Pa，蒸馏温度在150℃以下。得到纯度为80％左右的共轭亚油酸28克。产率达到33％左右。
(4)酶促酯化：将上述28克共轭亚油酸溶于800毫升吡啶，加入50克半乳糖、50克分子筛和2克从曲霉中提取的催化剂CY-2。混合均匀后充氮密封，在45℃搅拌50小时。反应结束后蒸馏除去吡啶，过柱分离提纯后得到共轭亚油酸半乳糖酯19克，产率达到35％。
实施例4
共轭亚油酸果糖酯的合成
(1)异构化：将50克KOH加入到600毫升乙二醇中溶解，该碱溶液与100克玉米油混合均匀，在氮气流保护下，160℃回流反应2小时后冷却，得到含有共轭亚油酸盐的混合物。
(2)酸化：采用1.0M HCl溶液酸化脂肪酸盐混合物，调节PH值为3。静置分层之后收集上层有机相，水洗至中性，得到混合脂肪酸85克。气相色谱分析表明，玉米油中的亚油酸被转化为共轭亚油酸，转化率达到93％以上。
(3)分子蒸馏：将混合脂肪酸转入分子蒸馏装置中，控制条件为真空度5-10Pa，蒸馏温度在150℃以下。得到纯度为80％左右的共轭亚油酸28克。产率达到33％左右。
(4)酶促酯化：将上述28克共轭亚油酸溶于800毫升叔丁醇，加入50克果糖、50克分子筛和2克从假丝酵母中提取的催化剂CY-1。混合均匀后充氮密封，在40℃搅拌43小时。反应结束后蒸馏除去有机溶剂，过柱分离提纯后得到共轭亚油酸果糖酯20克，转化率达到37％。
附图说明
附图为共轭亚油酸葡萄糖酯(1H solvent：CDCl3)核磁共振氢谱