制备饱和型磷脂的方法

制备饱和型磷脂的方法
【专利说明】制备饱和型磷脂的方法 发明领域
[0001] 本申请涉及制备饱和型磷脂的方法以及通过所述方法制备的饱和型磷脂，其可用 于例如制备食品、药品或保健品。
[0002] 发明背景
[0003] 磷脂作为一种构成生命的基础物质，普遍存在于动植物细胞的原生质及细胞膜 中。磷脂一直被广泛用于食品添加剂和保健品中。近年来，结构型磷脂因其特殊功能性而 受到普遍关注，饱和型磷脂（也称为氢化磷脂）是其中一种。由于天然磷脂分子中含有 大量不饱和脂肪酸，因而很不稳定，在空气中易于氧化酸败，产生难闻气味，限制其在化妆 品及医药行业中的应用，由此需要对其进行改性后才能满足其应用，从而导致氢化磷脂被 开发出来。宋兰等（氢化大豆卵磷脂的研制与应用，《农产品加工（学刊）》，2008年第07 期）描述了饱和型磷脂在烘培食品、巧克力、冰激凌、脂质体方面的应用。中国专利申请 200610104939. 8公开了饱和型磷脂的用途，以其为基料制备脂肪乳注射剂，由于饱和磷脂 的稳定性，不易分解，从而抑制了毒性成分的产生，提高了药物安全性和制剂的质量。
[0004] 一般饱和型磷脂的制备是通过氢化反应，其机理是固-液-气三相体系中，氢在 三相体系中扩散到催化剂表面，被其活性中心吸附，形成表面吸附态氢，磷脂的不饱和脂肪 酸链遇到吸附态氢发生氢化反应。但该方法的缺点是易发生异构化反应，易生成反式脂肪 酸，不利于人体健康，且所用催化剂易于失活造成成本增加。关于上述技术，可参考以下 文献：氢化大豆磷脂的制备，何凤英，《湖南化工》，1999年04期；大豆粉末磷脂的氢化，黄 国文等，《中国油脂》，2003年02期；氢化大豆卵磷脂的研究，张智等，《食品科学》，2008年 29卷10期；氢化大豆卵磷脂的制备及精制工艺研究，章飞，硕士论文，2006年；中国专利 200710144518. 2 ;欧洲专利申请EP0386923A1 ;以及美国专利申请US2007179305A1。
[0005] 近年的研究中开发了通过酶催化制备饱和型磷脂的方法。关于该技术，可参 考以下文献：脂肪酶催化椋榈酸和大豆磷脂的酸解反应研究，班婷婷等，《食品工业科 技〉〉，2011 年 02 期；Production of structured phospholipid by lipase-catalyzed acidolysis: optimization using response surface methodology, Lifeng Peng et al·，Enzyme and Microbial Technology，Volume31，Issue4,Pages523_532 ;Phospholipase Al-catalyzed synthesis of phospholipids enriched in n_3polyunsaturated fatty acid residues, In-Hwan Kim et al. , Enzyme and Microbial Technology, Volume40, Issue5,Pages 1130-1135 ；Synthesis of structured phospholipid by immobilized phopholipase A2catalyzed acidolysis,Anders Falk Vikbjerg et al., Journal of Biotechnology，Volumel28，Issue3, Pages545_554 ;Parameters affecting incorporation and by-product formation during the production of structured phospholipids by lipase-catalyzed acidolysis in solvent-free systems, A. F.Vikbjerg et al. , Journal of Molecular Catalysis B:Enzymatic，Volume36,Issu esl_6,Pagesl4_21 ;Preparation of Therapeutic Phospholipids through Porcine Pancreatic Phospholipase A2_Mediated Esterification and Lipozyme-Mediated Acidolysis, Masashi Hosokawa et al. , Journal of the American Oil Chemists' Society, Volume72, Issuell, ppl287-1291 ;中国专利 201110072914.5 ;PCT 国际申请 W02005/038037A2 ;以及 PCT 国际申请 TO91/03564A1。
[0006] 本领域中现需要改进的制备饱和型磷脂的方法，而本申请满足了这一需求，同时 还实现了其他优势。
[0007] 发明概述
[0008] 第一方面，本申请提供了制备饱和型磷脂的方法，包括以下步骤：将溶解于疏水常 数Log P为3以上、优选为3-8、更优选为3. 5-5. 3的溶剂的磷脂与固定化磷脂酶、脂肪酸接 触，其中所述脂肪酸为碳原子数大于18的脂肪酸。
[0009] 在一些实施方案中，所述溶剂为烷烃，优选C6-C12烷烃，进一步优选正己烷、壬烷和 /或异辛烷。
[0010] 在一些实施方案中，所述磷脂酶选自磷脂酶A1、A2或其混合物。
[0011] 在一些实施方案中，磷脂酶选自磷脂酶Al,例如Lecitase Ultra。
[0012] 在一些实施方案中，固定化磷脂酶是通过将磷脂酶固定于碱性离子交换树脂而获 得的。
[0013] 在一些实施方案中，所述方法还包括在反应完成后除去脂肪酸并脱去溶剂。
[0014] 在一些实施方案中，磷脂为粉末磷脂、磷脂酰胆碱富集物、磷脂酰乙醇胺富集物和 磷脂酰肌醇富集物中的一种或多种，优选地，所述磷脂来源于植物性油料作物，优选来源于 大豆、葵花籽、菜籽、花生、米糠或棉籽，或来源于动物，优选为鱼或虾。在一些实施方案中， 脂肪酸选自花生酸、山俞酸、二十碳四烯酸、二十碳五烯酸、二十二碳五烯酸、二十二碳六烯 酸或以上的任意组合。
[0015] 在一些实施方案中，脂肪酸和磷脂的摩尔比例为约20:1-4:1，优选为约 15:1-6:1。
[0016] 在一些实施方案中，固定化磷脂酶中的磷脂酶与磷脂的质量比为约50:1-4:1，优 选为约30:1-5:1。
[0017] 在一些实施方案中，所述接触在约40-70°C，优选45-60°C下进行。
[0018] 在一些实施方案中，所述接触进行约8-72小时，优选进行约24-48小时。
[0019] 第二方面，本申请提供了通过上述实施方案的方法获得的磷脂。
[0020] 第三方面，本申请提供了包含第二方面所述的磷脂的组合物，例如食品、药品或保 健品组合物。
[0021] 第四方面，本申请提供了第二方面所述的磷脂在制备食品、药品或保健品中的用 途。
[0022] 第五方面，本申请提供了第二方面所述的磷脂作为食品添加剂或补充剂的用途。
[0023] 发明的详细描述
[0024] 本申请主要涉及利用酶法制备饱和型磷脂的新方法，其具有至少一种以下优势：
[0025] (1)显著降低产品磷脂自身不饱和酸含量，在一些实施方案中，能降低至14%以 下；
[0026] (2)产品中饱和脂肪酸的占比较高，在一些实施方案中，能达到60%以上；
[0027] (3)由此制备的饱和型磷脂可作为氢化磷脂和部分氢化磷脂的替代品；
[0028] (4)无需担心生成反式脂肪酸；以及
[0029] (5)酶法制备具有减少环境污染，降低成本的效果。
[0030] 第一方面，本申请提供了制备饱和型磷脂的方法，包括以下步骤：将溶解于疏水常 数Log P为3以上、优选为3-8、更优选为3. 5-5. 3的溶剂的磷脂与固定化磷脂酶、脂肪酸接 触，其中所述脂肪酸为碳原子数大于18的脂肪酸。
[0031] 疏水常数Log P是本领域技术人员所公知的，指辛醇-水双相体系的分配系数， 是表征有机溶剂疏水性的重要参数。各种溶剂的疏水常数LogP值可从多种途径获得， 例如可参考1)钱峰等，非水介质中磷脂酶Al催化水解磷脂酰胆碱的研究，中国油脂， 2007,32(11):55-58;2) Baokang Yang, Shu-Jung Kuo et al. , Solvent suitability for lipase-mediated acyl-transfer and esterification reactions in microaqueous milie is realted to substrate and product polarities. Enzyme Microb. Technol., 19 94, vol. 16, July, page577_583 以及 3)Extremophiles Handbook;Koki Horikoshi。
[0032] 在一些实施方案中，所述溶剂为烷烃，优选C6-C12烷烃，进一步优选正己烷（Log Ρ=3· 5)、异辛烷（Log Ρ=4· 3)和 / 或壬烷（Log Ρ=5· 3)。
[0033] 磷脂酶是本领域已知的水解甘油磷脂的一类酶，按照其水解位点的不同，通常可 分为磷脂酶Α1、Α2、Β(Α1和Α2的混合物）、C、D。磷脂酶可以是天然存在的形式或经过人工 改造，并且可以通过自行提取和/或改造或商业途径购买等多种途径获得。
[0034] 在一些实施方案中，磷脂酶选自磷脂酶A1、A2或其混合物（磷脂酶B)。在一些实 施方案中，磷脂酶选自磷脂酶Al,例如Lecitase Ultra。
[0035] 磷脂酶的固定化是本领域中公知的技术，可通过将磷脂酶固定于多种固体载 体获得。在一些实施方案中，固定化磷脂酶是通过将磷脂酶固定于碱性离子交换树脂 而获得的。可以使用的碱性离子交换树脂的实例包括但不限于Amberlite IRA900C1、 Amberlite FPA91C1、AmberliteFPA54、D301R、D392、D380、D382、D284、D280、D845、JK206、 DuoliteA-161、LX1000HA，Dowexl*2 等。
[0036] 以固定化磷脂酶Al为例，可以通过商业途径购买磷脂酶Al和碱性离子交换树 月旨，并按照本领域中已知的技术制备固定化磷脂酶A1，例如可参见后文实施例部分描述的 方法，也可参考朱珊珊等，磷脂酶Al的固定化及应用研究，中国油脂，2010, 35 (12) : 33-37 ; 李浔等，固定酶法催化合成生物柴油I.大孔树脂固定化脂肪酶的制备，应用化工，2008， 37 (7) : 735-738;徐娟等，离子交换树脂固定化a-淀粉酶的研究，食品工业科技，2008， 29 (4):75-77;DANIEL Otzen, Differential adsorption of variants of the thermomyces lanuginosus lipase on a hydrohpobic surface suggests a role for local flexibility, Colloids and Surfaces B ：Biolnterfaces,2008,64:223-228 ；Roger A, Enzyme Immobilization The Quest for Optimum Performance,Adv. Synth. Catal. ,2007, 349:1289-1307等方法制备。
[0037] 在一些实施方案中，所述方法还包括在反应完成后除去脂肪酸并脱去溶剂。
[0038] 在一些实施方案中，磷脂可来源于植物性油料作物(包括但不限于：大豆、葵花籽、 菜籽、花生、米糠、棉籽)，或来源于动物(包括但不限于鱼、虾)。
[0039] 在一些实施方案中，磷脂可以