专利名称：基于酶促法合成共轭亚油酸甘油酯类衍生物的制作方法
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 的共轭亚油酸甘油酯类衍生物，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酯类衍生物，则其 稳定性和口感均会大幅提高，从而将会具有更为广泛的用途。脂肪酸酯类衍生 物主要包括甘油酯和糖酯类衍生物。其中脂肪酸单甘油酯和甘油二酯均属于非 离子型表面活性剂，具有良好的乳化能力，因而在食品、医药等领域具有广泛 的应用前景。但是目前关于共轭亚油酸甘油酯衍生物的合成尚未见报道。
传统的饱和脂肪酸甘油酯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。这些方法的共同特点是需要高温高压等苛刻 的条件，单甘油酯、甘油二酯的产率也偏低。由于共轭亚油酸不稳定，因而这 些方法均不适合共轭亚油酸甘油酯的合成。 专利内容
本发明的目的是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甘油酯类衍生物，以提高产品的稳定性，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甘油酯类衍生物，主要包括共轭亚油酸单甘油酯、 共轭亚油酸甘油二酯、共轭亚油酸聚甘油酯等。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，然后与甘油类化合物经 酶促催化合成得到的。
共轭亚油酸甘油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。C 20(TC回流反 应，得到共轭亚油酸盐。
(2) 酸化调节PH值1 5，得到混合脂肪酸。
(3) 分子蒸馏提纯，得到纯度较高的共轭亚油酸。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、合成词 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) 酶促酯化将甘油类化合物和共轭亚油酸在有机溶剂中混合后，加入
酶催化剂和分子筛，酶用量为共轭亚油酸质量的0.2% 8%。惰性气 体保护下，在20。C 7(TC搅拌反应20 75小时。蒸馏除去有机溶剂， 提纯得到共轭亚油酸甘油酯类衍生物。 制备共轭亚油酸甘油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，所用的甘油类化合物为无水甘油、聚甘油、多元醇等化合物。 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，或者是商业化的脂肪酶。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的方法，在常温常压下即制备出了共轭亚 油酸甘油酯类衍生物，避免了共轭亚油酸的氧化变质。此类衍生物的稳定性较 共轭亚油酸有大幅提高，口感也明显改善。增加了共轭亚油酸产品的品种，应 用范围得到扩大，可广泛应用于医药、保健营养品、食品添加剂、功能性饲料 添加剂等领域。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、 红花等的深加工开辟了 一条新的技术路线。
具体实施例方式
实施例1
共轭亚油酸单甘油酯的合成
(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，16(TC回流反应3小时后 冷却，得到含有共轭亚油酸盐的混合物。
(2) 酸化采用l.OMHCl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160°C。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 甘油和2克从假丝酵母中提取的催化剂CY-1和分子筛。混合均匀后 充氮密封，在3(TC搅拌24小时。反应结朿后蒸馏除去正己烷，过柱 分离提纯，得到酯化产物20克，其核磁共振氢谱如附
图1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4.2(m, 2H)的信号是甘油酯
结构化学位移。位于4.4(m，2H)的信号是羟基氢的化学位移。这表 明该酯化产物为共轭亚油酸单甘油酯。产率达到50%左右。
实施例2
共轭亚油酸甘油二酯的合成
(1) 异构化将50克KOH加入到600亳升乙二醇中溶解，该碱溶液与 100克玉米油混合均匀，在氮气流保护下，16(TC回流反应3小时后 冷却，得到含有共轭亚油酸盐的混合物。
(2) 酸化采用l.OMHCl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15(TC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毫升正己垸，加入90克 甘油和2克从假丝酵母中提取的催化剂CY-1和分子筛。混合均匀后 充氮密封，在3(TC搅拌50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19克，其核磁共振氢谱如附图2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4.2 (m， 4H)的信号是甘油酯 结构的化学位移。位于4.4 (m, 1H)的信号是羟基氢的化学位移。这 表明该酯化产物为共轭亚油酸甘油二酯。产率达到45%。
实施例3
共轭亚油酸五聚甘油酯的合成
(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克葵花籽油混合均匀，在氮气流保护下，16(TC回流反应3小时 后冷却，得到含有共轭亚油酸盐的混合物。
(2) 酸化采用l.OMHCl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88克。 气相色谱分析表明，葵花籽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160°C。得到纯度为80%左右的共轭亚油酸24 克，产率达到30%左右。
(4) 酶促酯化将上述24克共轭亚油酸溶于800毫升吡啶，加入100克 五聚甘油和2克从根霉中提取的酶催化剂CY-2和分子筛。混合均匀 后充氮密封，在42'C搅拌48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五聚甘油酯39克，产率达到40%以上。
实施例4
共轭亚油酸山梨醇酯的合成
(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克葵花籽油混合均匀，在氮气流保护下，160'C回流反应3小时 后冷却，得到含有共轭亚油酸盐的混合物。
(2) 酸化采用l.OMHCl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88克。 气相色谱分析表明，葵花籽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160°C。得到纯度为80%左右的共轭亚油酸24克，产率达到30%左右。 (4)酶促酯化将上述24克共轭亚油酸溶于800毫升吡啶，加入80克山 梨醇和2克酶催化剂CY-3和分子筛。混合均匀后充氮密封，在4(TC 搅拌48小时。反应结束后蒸馏除去吡啶，过柱分离提纯后得到共轭 亚油酸山梨醇酯21克，产率达到40%以上。
权利要求
1.基于酶促合成方法制备的共轭亚油酸甘油酯类衍生物，主要包括共轭亚油酸单甘油酯、共轭亚油酸甘油二酯和共轭亚油酸聚甘油酯。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，然后与甘油类化合物经酶促催化反应，得到共轭亚油酸甘油酯类衍生物。
2. 根据权利要求1所述的共轭亚油酸甘油酯类衍生物，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或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1 5，得到混合脂肪酸。(3) 分子蒸馏提纯，得到纯度较高的共轭亚油酸。(4) 酶促酯化将甘油类化合物和上述共轭亚油酸在有机溶剂中混合后，加入酶催化剂和分子筛，惰性气体保护下在20℃ 70℃搅拌反应 20 75小时。蒸馏除去有机溶剂，提纯得到共轭亚油酸甘油酯类衍 生物。
3. 根据权利要求2所述的共轭亚油酸甘油酯类衍生物的合成方法，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所述的共轭亚油酸甘油酯类衍生物的合成方法，其特征在于所用的甘油类化合物为无水甘油、聚甘油、多元醇等。
5. 根据权利要求2所述的共轭亚油酸甘油酯类衍生物的合成方法，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所述的共轭亚油酸甘油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、正辛垸、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所述的共轭亚油酸甘油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所述的共轭亚油酸甘油酯类衍生物在猪、鸡、鱼等动物饲 料中作为添加剂的应用。
全文摘要
本发明涉及共轭亚油酸甘油酯类衍生物，主要包括共轭亚油酸单甘油酯、共轭亚油酸甘油二酯和共轭亚油酸聚甘油酯。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，然后与甘油类化合物经酶促催化反应，在常温常压下制备得到的。本产品的稳定性较共轭亚油酸有大幅提高，口感明显改善，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。
文档编号C12P7/64GK101200741SQ20061015650
公开日2008年6月18日 申请日期2006年12月14日 优先权日2006年12月14日
发明者莹 曹, 林 杨, 陈振宇, 陈竞男, 高红丽 申请人:河南师范大学;香港中文大学