一种酶法制备富含功能酯的乳制品的方法及产品

本发明属于乳制品的酶法改性与品质、功能提升领域，具体涉及一种利用乳制品天然乳液界面体系高效酶促酯化或酯交换合成富含功能脂的乳制品的方法和产品。

背景技术：

1、功能脂是一类具有特殊生理功能的油脂，它所具有的一些特殊营养素或活性物质对人体某些疾病具有积极的防治作用。其中，主要的活性物质是一些多不饱和脂肪酸：亚油酸、α–亚麻酸、γ–亚麻酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸(epa)和二十二碳六烯酸(dha)；磷脂：卵磷脂、脑磷脂、肌醇磷脂、丝氨酸磷脂等；某些油脂中还含有角鲨烯、膳食纤维、维生素、矿物质等。然而，功能脂质从膳食中摄取，吸收率低，因此需要通过富含功能性脂质食品来提高功能酯的摄入量。

2、众所周知，牛奶具有营养丰富、易于消化吸收等优点，是最理想的天然食品之一。最重要的是牛奶因富含蛋白质、油脂等天然乳化稳定成分，是天然的绿色食品乳液体系。研究表明食用植物甾醇等具有功能活性强化的乳制品可以降低胆固醇含量。然而目前，功能性脂质或活性多羟基化合物是直接添加到乳制品中，这不仅受限于功能性脂质的种类，而且还存在添加量低和溶解度差等问题。关于在天然乳液体系中一步酶法制备富含功能脂乳制品尚未见报道。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种酶法制备富含功能酯的乳制品的方法，极大地提高了牛奶等乳制品的营养价值和功能活性，同时不破坏其本身的稳定性和营养成分，具有良好的稳定性和存储性等优点。

2、本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：

3、一种酶法制备富含功能脂的乳制品的方法，其特征在于包括如下步骤：

4、(1)将游离酶加入到磷酸盐缓冲液中，配置成酶溶液；然后将酶溶液与混合基团修饰的sio2载体混合，干燥后制备得到固定化脂肪酶；其中，所述sio2载体为硅烷偶联剂改性的微米级中空介孔sio2微球，大小为3-5μm之间，介孔孔径分布介于10-20nm之间，水接触角45°-110°，有利于反应底物在体系中传质和传热以及酶的高效固定化；

5、(2)将甘油三酯和活性多羟基化合物在45-65℃混合溶解，加入步骤(1)所得固定化脂肪酶和乳制品，然后均质或剧烈搅拌或摇晃1min形成微米级乳液再进行酯交换或酯化反应；或者，将活性多羟基化合物和全脂乳制品在45-65℃水浴下混合均匀，加入步骤(1)所得固定化脂肪酶，进行或剧烈搅拌或摇晃1min形成微米级乳液，发生酯化或酯交换反应；

6、(3)步骤(2)反应结束后，分离出固定化脂肪酶重复使用，所得溶液即为富含功能酯乳制品的半产品，再通过高压均质处理，得到富含功能酯的乳制品。

7、按上述方案，步骤(1)中，游离酶为皱褶念珠菌脂肪酶、皱褶假丝酵母脂肪酶、南极假丝酵母脂肪酶、ns40086脂肪酶、疏棉状嗜热丝孢菌、解脂假丝酵母脂肪酶中的一种或多种；所述酶溶液的ph 6.0-9.0，浓度为30-200mg/ml；载体质量和酶溶液体积的比1:100-5:100(m/v，g/ml)；固定化时间为10-60min，温度为20-40℃；磷酸盐缓冲液的ph为6.0-9.0。

8、按上述方案，所述的活性多羟基化合物为维生素a、维生素a乙酯、维生素c、维生素c乙酯、茶多酚、茶多酚乙酯、芦丁、白藜芦醇、白藜芦醇乙酯、绿原酸、绿原酸乙酯等中的一种或几种按任意比例的混合物。

9、按上述方案，所述的乳制品为脱脂乳制品或全脂乳制品。其中，所述的脱脂乳制品为脱脂牛奶；所述全脂乳制品为全脂牛奶、亚麻乳、花生奶、核桃乳、杏仁乳、豆奶、燕麦奶等中的一种或几种按任意比例的混合物。

10、按上述方案，步骤(2)中，活性多羟基化合物与甘油三酯的摩尔比为1:4-1:14；所述的甘油三酯为亚麻籽油、紫苏油、火麻油、月见草油、牡丹籽油、葵花籽油、大豆油、葵花籽油、共轭亚油酸甘油酯、dha藻油，鱼油、蒜头果油、文冠果油等中的一种或几种按任意比例的混合物。

11、按上述方案，步骤(2)中，活性多羟基化合物相对于的添加量为0.5-10.0mg/ml，固定化脂肪酶相对于乳制品的添加量为1-20mg/ml；酯交换或酯化反应在45-65℃恒温水浴下进行；乳液粒径大小介于80-110μm，接触面积达690-950cm2/ml。

12、按上述方案，步骤(2)中，酯交换反应的时间为10-120min；酯化反应的时间为10-120min。

13、按上述方案，步骤(2)、步骤(3)中，所述高压均质均是采用高压均质机均质处理10-20个循环，压强为400-600pa。

14、按上述方案，步骤(3)分离的固定化脂肪酶可以经过pbs清洗、冷冻干燥后重复使用；固定化脂肪酶重复使用6次，所制备的富含功能酯的油脂产品中功能酯相对含量仍保持在70％以上。

15、上述方法制备的富含功能脂的乳制品，功能脂质占乳制品中油脂的质量百分比为20％-60％之间；含有的有益脂肪酸包括亚麻酸、神经酸、油酸、亚油酸、dha，epa、ara等中的一种或多种，功能酯中有益脂肪酸含量在53％以上；甘油二酯含量0.1％-3％，生成的功能酯含量达到0.5g-3.0g/100ml。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

17、1.本发明针对乳制品脂肪酸结构不合理和功能脂质缺乏的问题，利用乳制品天然稳定的乳液体系，以固定化脂肪酶同时作为乳化剂和催化剂，建立绿色、高效、无溶剂的乳液界面催化体系，原位生成富含功能酯的乳制品。其中，乳液粒径大小介于80-110μm，接触面积达690-950cm2/ml；然后，通过外源加入不同的油脂和活性多羟基化合物，在乳液界面高效转换为功能性脂质。

18、2.本发明通过添加多羟基化合物到乳制品体系中酶法高效合成富含甘油二脂等功能脂的乳制品，极大地提高了牛奶的营养价值和功能活性，同时不破坏牛奶本身的稳定性和营养成分，还具有良好的稳定性和存储性。

19、3.本发明可广泛用于催化甘油三酯和活性多羟基化合物酯交换或酯化反应，可依据需求选择不同的原料制备富含功能酯乳制品，亚麻籽油与维生素c可制备维生素c亚麻酸酯，所得富含功能酯乳制品产品中的功能酯含量和脂肪酸组成可控，产品多样，满足不同应用场景的需求。

20、4.本发明反应过程采用的是无溶剂乳液酶催化体系，反应条件温和，反应时间短，分离简单；较传统化学催化方法不会产生副产物和废弃物；较非水酶催化方法，无需有机溶剂，产物得率高。

21、5.本发明制备的富含功能脂质的乳制品，甘油二酯含量0.1％-3％，生成的功能脂占乳制品的含量达到0.5g-3.0g/100ml；功能脂质占乳制品中油脂的质量百分比为20％-60％；功能酯中有益脂肪酸含量在53％以上，有益脂肪酸包括亚麻酸、神经酸、油酸、亚油酸、dha，epa、ara中的一种或多种。

技术特征：

1.一种酶法制备富含功能脂的乳制品的方法，其特征在于包括如下步骤：

2.一种酶法制备富含功能脂的乳制品的方法，其特征在于包括如下步骤：

3.根据权利要求1或2所述的一种酶法制备富含功能脂的乳制品的方法，其特征在于所述的活性多羟基化合物为维生素a、维生素a乙酯、维生素c、维生素c乙酯、茶多酚、茶多酚乙酯、芦丁、白藜芦醇、白藜芦醇乙酯、绿原酸、绿原酸乙酯中的一种或几种按任意比例的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种酶法制备富含功能脂的乳制品的方法，其特征在于所述的脱脂乳制品为脱脂牛奶。

5.根据权利要求2所述的一种酶法制备富含功能脂的乳制品的方法，其特征在于所述全脂乳制品为全脂牛奶、亚麻乳、花生奶、核桃乳、杏仁乳、豆奶、燕麦奶等中的一种或几种按任意比例的混合物。

6.根据权利要求1所述的一种酶法制备富含功能脂的乳制品的方法，其特征在于步骤(2)中，活性多羟基化合物与甘油三酯的摩尔比为1:4-1:14；所述的甘油三酯为亚麻籽油、紫苏油、火麻油、月见草油、牡丹籽油、葵花籽油、大豆油、葵花籽油、共轭亚油酸甘油酯、dha藻油，鱼油、蒜头果油、文冠果油中的一种或几种按任意比例的混合物。

7.根据权利要求1或2所述的一种酶法制备富含功能脂的乳制品的方法，其特征在于步骤(2)中，活性多羟基化合物在乳制品中含量为0.5-10g/ml，固定化脂肪酶在乳制品中的添加量为1-20mg/ml；酯交换或酯化反应在45-65℃恒温水浴下进行；反应的时间为10-120min，乳液粒径大小介于80-110μm，接触面积达690-950cm2/ml。

8.根据权利要求1或2所述的一种酶法制备富含功能脂的乳制品的方法，其特征在于步骤(1)中，游离酶为皱褶念珠菌脂肪酶、皱褶假丝酵母脂肪酶、南极假丝酵母脂肪酶、ns40086脂肪酶、疏棉状嗜热丝孢菌、解脂假丝酵母脂肪酶中的一种或多种；所述酶溶液的ph 6.0-9.0，浓度为30-200mg/ml；载体质量和酶溶液体积的比1:100-5:100(m/v，g/ml)；固定化时间为10-60min，温度为20-40℃；磷酸盐缓冲液的ph为6.0-9.0。

9.根据权利要求1或2所述的一种酶法制备富含功能脂的乳制品的方法，其特征在于步骤(2)中，所述高压均质是采用高压均质机均质处理10-20个循环，压强为400-600pa。

10.权利要求1或2所述方法制备的富含功能脂质的乳制品，其特征在于，甘油二酯含量0.1％-3％，生成的功能脂占乳制品的含量达到0.5g-3.0g/100ml；功能脂质占乳制品中油脂的质量百分比为20％-60％；功能酯中有益脂肪酸含量在53％以上，有益脂肪酸包括亚麻酸、神经酸、油酸、亚油酸、dha，epa、ara中的一种或多种。

技术总结
本发明公开了一种酶法制备富含功能酯的乳制品的方法，将甘油三酯和活性多羟基化合物在45‑65℃混合溶解，加入固定化脂肪酶和乳制品进行酯交换或酯化反应；或者，将活性多羟基化合物和全脂乳制品在45‑65℃水浴下混合均匀，加入固定化脂肪酶，高速均质后，发生酯化或酯交换反应；反应结束后，所得溶液即为富含功能酯乳制品的半产品，再通过高压均质处理，得到富含功能酯的乳制品。本发明极大地提高了牛奶等乳制品的营养价值和功能脂含量，同时不破坏其本身的稳定性和营养成分，且具有贮藏稳定性好等优点。

技术研发人员：郑明明,张羽飞,钟华英,张逸,龚阳敏
受保护的技术使用者：中国农业科学院油料作物研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15