一种甘油二酯的生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种甘油二酯的生产工艺，该工艺采用甘油解方法，通过对反应产物 的变温转型操作，提高了甘油二酯转化率，而且易于操作。
【背景技术】
[0002] 甘油二酯是一种只具有两个脂肪酸链的脂肪分子，甘油二酯可用作乳化剂、脂肪 塑性改进剂或用作食品、药物、化妆品等的基质。近年来的研宄发现，甘油二酯和甘油三酯 的吸收代谢模式不同，甘油二酯在体内具有更容易被转化成能量而利用的特点，而甘油三 酯则在体内更容易积蓄。食用含有甘油二酯的油脂具有抑制体重增加的效果，因此，甘油二 酯油脂可作为一种健康油脂食用。
[0003] 甘油二酯可以通过多种工艺生产，相关领域已经有很多专利公开了相应的生产方 法，如CN988083043C、CN028270940C、CN031138624C、CN200310112327C、CN200810205018C、 CN2004100153484C,CN2005101350520C,CN2006100357438C,CN2006100492425C, CN2006100681944C、CN2007100302730C和CN2008801023446C等。但是多数方法没有进入工 业应用。目前，代表性的工业应用方法是先将油脂水解成脂肪酸，再将脂肪酶和甘油在1，3 位特异性脂肪酶的催化下合成甘油二酯。该工艺需要涉及油脂的水解和脂肪酸的酯化。众 所周知，油脂的酶法水解反应不彻底，一般要采用高温高压的化学水解，能耗高而且存在副 反应发生风险。而在甘油二酯的酶法合成中，选择了脂肪酸和甘油的酯化反应，酯化反应的 效率一般不高，而且，酯化后的反应产物中仍包含了大量未反应的游离脂肪酸和单甘脂副 产物，这些副产物的分离去除要花费成本。尽管有上述种种缺点，人们还是采用该工艺进行 甘油二酯产品的生产，因为上述反应的优点是可以获得80%的甘油二酯产品。
[0004] 甘油二酯还可以通过甘油解工艺生产，甘油解反应是指甘油三酯型的油脂和甘油 之间的反应。不难理解，甘油解反应过程简单，似乎是一种更优的反应方法。然而，对油脂 的甘油解反应研宄表明，在无溶剂体系中，酶法甘油解反应产物中甘油二酯含量不高，也就 是，油脂在甘油解生产甘油二酯时存在转化速率不高的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明针对现有技术的不足，开发了一种具有更高甘油二酯转化率的油脂酶法甘 油解工艺。
[0006] 为方便表述，以下我们定义甘油二酯八甘油二酯+甘油三酯）为甘油二酯指数， 该指数为反应产物中甘油二酯的量与反应产物中甘油二酯和甘油二酯总量的比值。因为在 生产甘油二酯产品时，反应产物中包含的单甘脂、脂肪酸等物质均要除去，剩余物主要是甘 油二酯和甘油三酯的混合物，该混合物就是我们要得到的甘油二酯产品。由此可知，甘油二 酯指数代表了该反应产物经过分离加工后在最终成品中甘油二酯的大致含量，提高反应的 甘油二酯指数对于甘油二酯的生产具有非常重要的意义。通常酶法甘油解反应达到平衡时 甘油二酯指数的比值一般不超过0.55,而且，甘油二酯指数经常存在波动。在寻找甘油二酯 指数波动原因时，本课题组对反应产物进行分析，发现酶法甘油解反应时主要生成1，2-甘 油二酯和2, 3-甘油二酯，1，3-甘油二酯的生成量很低。造成这一现象和酶的催化特异性有 关。
[0007] 脂肪酶根据对甘油酯位置的催化特异性，人们经常将脂肪酶分为1，3位特异性脂 肪酶和非特异性脂肪酶，很多文献中对脂肪酶这样进行描述。有意思的是，我们在进行甘油 解反应时测试的所有脂肪酶均表现出1，3位特异性，完全的非特异脂肪酶目前尚未发现， 不同酶之间只是特异性大小的区别。我们用酶的催化选择性现象对油脂的酶法甘油解进 行解释，就很容易理解为什么反应时主要生成1，2-甘油二酯和2, 3-甘油二酯。因为，月旨 肪酶都是或多或少优先选择甘油三酯的1或3位的脂肪酸进行催化，将这些脂肪酸转移到 甘油上来，将甘油三酯则变成了非1，3-甘油二酯，甘油结合了脂肪酸主要变成了单甘酯和 1，3-甘油二酯。通过以上分析，我们可以对油脂的甘油解反应过程进行以下更加精细的描 述：
[0008]
【主权项】
1. 一种甘油二酯的生产方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 采用脂肪酶对油脂在容器I中进行甘油解反应； (2) 将步骤（1)反应物分离甘油和脂肪酶后的油相输送到容器II中，容器II内油脂的 温度为60~150°C，油脂在容器II中的停留时间为1~12hr，然后降温至甘油解反应的温 度，返回至容器I中，添加甘油和脂肪酶，继续步骤（1)的甘油解反应； (3) 重复上述反应，使得油脂发生1~10次循环，得到富含甘油二酯的反应产物。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述容器II内油脂的温度为70~KKTC。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤（1)所述甘油解反应在有水的条 件下发生，加水量为油脂重量的〇. 5~3% ;所述甘油解反应的温度为30~50°C。
4. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述脂肪酶的添加量为5~100IU/g 油脂。
5. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，油脂在容器II中的停留时间为6~ 12hr〇
6. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述脂肪酶为来源于根酶属、曲霉 属、毛酶属、细菌、酵母菌、动物胰脏中的一种或两种以上的混合物；所述油脂为菜籽油、大 豆油、棕榈油、葵花籽油、玉米油、花生油、山茶油、橄榄油、米糠油和棉籽油中的一种或两种 以上的混合物。
7. -种甘油二酯的生产方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 采用脂肪酶对油脂在容器中进行甘油解反应； (2) 将步骤（1)反应物分离甘油和脂肪酶，甘油和脂肪酶返回步骤（1)的容器，油相和 固体催化剂接触10~120min后返回至步骤（1)容器中，继续步骤（1)的反应； (3) 重复上述反应，使得油脂发生1~10次循环，得到富含甘油二酯的反应产物。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤（2)所述的固体催化剂为离子交换树 脂和固体酸中的一种或两种以上的混合物。
9. 根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，步骤（1)所述甘油解反应在有水的条 件下发生，加水量为油脂重量的〇. 5~3%，甘油解反应的温度为30~50°C。
10. 根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述脂肪酶为来源于根酶属、曲霉 属、毛酶属、细菌、酵母菌、动物胰脏中的一种或两种以上的混合物；所述油脂为菜籽油、大 豆油、棕榈油、葵花籽油、玉米油、花生油、山茶油、橄榄油、米糠油和棉籽油中的一种或两种 以上的混合物。
【专利摘要】本发明公开了一种甘油二酯的生产方法，包括以下步骤：(1)采用脂肪酶对油脂在容器I中进行甘油解反应；(2)将步骤(1)反应物分离甘油和脂肪酶后的油相输送到容器II中，容器II内油脂的温度为60～150℃，油脂在容器II中的停留时间为1～12hr，然后降温至甘油解反应的温度，返回至容器I中，添加甘油和脂肪酶，继续步骤(1)的甘油解反应；(3)重复上述反应，使得油脂发生1～10次循环，得到富含甘油二酯的反应产物。本发明通过升温或者化学催化的方法对反应产物中的甘油二酯进行构型转化，从而得到甘油二酯含量更高的反应产物。该方法提高了甘油二酯转化率，而且易于操作。
【IPC分类】C12P7-64
【公开号】CN104830920
【申请号】CN201510167583
【发明人】王永华, 王卫飞, 杨博, 李志刚, 王方华, 蓝东明
【申请人】华南理工大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年4月9日